探析输电线路杆塔接地的防雷对策

刘红

摘 要：输电线路大多分布于个乡镇地区，穿越山丘、大山区或跨越江河，且大多处于地区的制高点，杆塔的接地对输电线路的防雷至关重要，因此，输电线路杆塔接地作为防雷保护的有效措施之一一直是各运行单位保证安全生产和电网可靠运行的重要工作内容。

关键词：输电线路;杆塔接地;防雷

1.前言

输电线路大多分布于个乡镇地区，穿越山丘、大山区或跨越江河，且大多处于地区的制高点，杆塔的接地对输电线路的防雷至关重要，特别是对输电线路的耐雷水平影响较大。但是位于山区的输电线路，由于土壤电阻率高、地形、地势复杂，交通不便，施工难度大，杆塔接地电阻普通偏高。每年都有线路遭受雷害事故发生，经查发生雷害事故的杆塔均为接地电阻偏高的杆塔。因此，输电线路杆塔接地作为防雷保护的有效措施之一一直是各运行单位保证安全生产和电网可靠运行的重要工作内容。输电线路雷害事故进行深入的调查发现，经常发生雷害事故的线路段，一般都是若干基杆塔接地电阻连续偏高，或有大跨越、大档距存在。这是因为在这些地段一旦杆塔遭受雷击相邻杆塔不能有效分流，而被击杆塔流过大部分的雷电流，由于接地电阻较高造成了较多的塔顶电位，一旦绝缘子串两端的电位差大于绝缘子中的50%。冲击即“反击”所致。因此接下来我们对输电线路的接地进行防雷对策分析。

2. 杆塔的接地电阻分析

一是有避雷线线路杆塔。有避雷线的线路，每基杆塔不连避雷线时的工频接地电阻。雷电活动强烈的地方和经常发生雷击故障的杆塔和线段，应改善接地装置，适当提高绝缘水平或架设耦合地线。

二是无避雷线的线路杆塔。钢筋混凝土杆和杆塔宜接地，其接地电阻不受限制，但多雷区不宜超过30Ω。对重要的线路，杆塔接地电阻最好能处理到10Ω以下，因为只有这样才能提高线路的耐雷水平，有效地限制雷击跳闸率，从而保证电网的安全稳定运行。

3. 杆塔接地型式分析

一是在土壤电阻率ρ≤100Ω·m的潮湿地区，可利用杆塔和钢筋混凝土杆自然接地。对发电厂、变电站的进线段应另设雷电保护接地装置。

二是在土壤电阻率ρ≤100Ω·m<300Ω·m的地区，除利用铁塔和钢筋混凝土杆自然接地。对发电厂、变电站的进线段应另设雷电保护接地装置。

三是在土壤电阻率300Ω·m<ρ≤2000Ω·m的地区，可采用水平敷设的接地装置，接地极埋设深度不宜小于0.6m。

四是在土壤电阻率ρ>2000Ω·m的地区，可采用钢筋总长度不超过500 m的放射形接地极或连续伸长接地极。放射形接地极可采用长短结合的方式。接地极埋设深度不宜小于0.3m。

五是在高土壤电阻率地采用放射形接地装置时，当在杆塔基础的放射形接地极每根长度的1.5倍范围内有土壤电阻率较低的地带时，可部分采用引外接地或其它措施。

六是雷电活动强烈的地方和经常发生雷击故障的杆塔和线段，应改善接地装置，架设避雷线，适当加强绝缘或架设耦合地线。

4. 塔接地的降阻措施

在土壤电阻率高的山区，由于受地质、地势等条件的限制，输电线路的杆塔接地装置的工频接地电阻往往达不到要求，而杆塔接地电阻对提高线路耐雷水平，降低雷击跳闸率又十分重要、需要把接地电阻降下来，这时要根据每基杆塔的实际情况，认真查看地质、地势、测试杆塔周围各个不同深度的土壤电阻率，然后根据每基杆塔的实际情况经技术经济对比之后，采取有效的降阻措施。要降低杆塔的工频接地电阻，首先要做好以下工作。

一是做好地质、地势调查，了解杆塔工频接地电阻超标的原因，查看杆塔所处的位置是处在什么样的地形，实地勘测土层的情况和土质情况。

二是测试杆塔周围的土壤电阻率，看地下有无可以利用的低电阻率的地层，再测试不同深度的土壤电阻率，看地下有无可以利用的低电阻率的地层。根据实地调查勘测的情况，采取经济有效的降阻措施。降低工频接地电阻的措施主要有以下几种方式：水平外延接地体。如杆塔所处的地方允许水平放射接地体时应尽量采用水平放射的方式，因为水平放射接地体不但可以降低工频接地电阻，更重要的是可以有效降低冲击接地电阻，起到有效的防雷作用，关于水平放射的形状和方位可根据现场实际情况而定，但如在水平放射长度的1.5倍范围内有较低上壤电阻率的地方，可以采用外引接地的方式。深埋式接地极。如地下深处的土壤电率较低，可用深埋式接地极。选择地下水位较丰富及地下水位较高的地方;杆塔附近如有金属矿体，可将接地体插入矿体上，利用矿体来延长或扩大人工接地体的几何尺寸。 填充电阻率较低的物质（降阻剂）。如附近有可以利用的低電阻率的物质，可以因地制宜、综合利用，但这些物质的性能应具备：电阻率低、不宜流失、性能稳定、易于吸收和保持水分、无腐蚀作用、施工简便、经济合理。

5. 杆塔接地装置运行及维护

架空线路的杆塔接地装置，因运行环境恶劣，极易受到腐蚀和外力破坏，输电线路的接地主要存在以下问题。

一是腐蚀问题。容易发生腐蚀的部位主要有：①接地引下线与水平或垂直接地体的连接处，由于腐蚀电位不同，极易发生电化学腐蚀，有的已经形成开路状态;②接地线与杆塔的连接螺丝处，由于腐蚀、螺丝生锈，用表计测量，接触电阻非常高，有的已形成电气上的开路;③接地引下线本身，由于所处位置比较潮湿，运行条件恶劣，运行中又没有按期进行必要的防腐保护，因而腐蚀速度较快;④水平接地体本身，有的埋深不够，特别是一些山区的输电线路杆塔，由于地质为石头，或土层薄，埋深有的不足30 cm，回填土又是用碎石回填，土中含氧量高，极容易发生吸氧腐蚀，在酸性土壤中的接地体容易发生析氢腐蚀。

二是外力破坏问题。对于架空线路杆塔的接地装置，特别是接地线，外力破坏是一个特别值得注意的问题。因而对架空线路的杆塔接地装置要定期巡视和维护，特别要注意以下几方面的巡视检查和维护工作：①定期巡视检查杆塔的接地引下线是否完好，如被破坏应及时修复，应定期进行防腐处理;②定期检查接地螺栓是否生锈，与接地线的连接是否好，螺丝是否松动，应保证与接地线有可靠的电气接触;③检查接地装置是否遭到外力破坏，是否被雨水冲刷露出地面，并每隔5年开挖检查其腐蚀情况，如不能能满足应及时改造;④每年在冬季土壤干燥时应测量杆塔接地装置的接地电阻，检查是否超标，如超标应及时改造，才能收到理想的防雷效果。

参考文献

[1] 张战彬. 邢台西部电网输电线路防雷改进措施研究[D].华北电力大学（河北），2009

[2] 钟炯聪. 高压输电线路综合防雷措施的分析与探讨[D].华南理工大学，2010