500kV架空输电线路杆塔接地电阻整治技术

于江 辛崇

摘要：输电系统作为整个电网系统的重要组成部分，必须保证输电线路的可靠运行，保证供电正常。在架空输电线路中，需要采取有效措施降低杆塔接地电阻，以减少雷击造成的线路损坏，减少雷击造成的跳闸。在本文中，首先要分析输电线路杆塔接地电阻超标的原因，同时提出降低杆塔接地电阻的改进技术，为提高抗雷能力水平提供具體标准，确保架空线路和输电系统正常运行。

关键词：架空输电线路;杆塔;接地电阻

引言

接地装置是输电线路防雷的主要措施之一，各环节的设计、施工和运行质量直接关系到杆塔的抗雷能力水平和整条线路的安全运行。为此，需要高度重视输电铁塔的接地工作，加强对设计、施工、运行等各环节的监管，积极引进接地模块、阴极保护等新技术、新材料、新工艺、新装置。在控制成本的前提下保护接地。通过各部门、各单位的共同努力，确保接地装置的使用效率，为架空输电线路的安全运行贡献力量。

一、杆塔接地电阻高的原因分析

1.1 影响土壤阻力的因素

土壤阻力高主要是由自然环境土壤的成分决定的，土壤阻力的大小主要由土壤成分、含水量、温度和土壤压缩性（压力）决定。在砂质粘土中，当水分由水变为冰时，电阻率从0急剧上升，当温度再次下降时，土壤电阻率显着增加。相反，当从0上升时，电阻率稳定下降，砂质土在砂层中的单孔比粘土大，但孔的总数不如粘土大，而且粘土的渗透性差，不易流水。由于盐水化合物的沉积，土壤电阻率低，在大气压的情况下，当土壤含水量和温度恒定时，当大气压增加10倍时，电阻率下降到原来的65%。例如北方冻土的土壤电阻范围为50015000·m。同时，土壤电阻率的大小还与土壤的含水量有关，向南10m以上斜盘土壤电阻率为4000·m，10m以下土壤电阻率逐渐降低，地下水渗入土壤高达900·m。

1.2 地理区域限制

由于自然环境恶劣，一些特殊地区土壤电阻高，导致接地电阻值增大。例如陕西黄土区，由于终年缺水，土壤保水性能较差，所以土壤电导率低，土壤阻力高，东北地区冻土土温低，承重构件铺设时不易深挖，承重构件不能深埋，土壤阻力高，南部的一些山区多为岩石，土壤少，而且大部分都是雷电多发区域，很难优化接地。

1.3 缺乏定期维护

大多数杆塔接地方式主要有两种：自然接地体接地和人工接地体接地。自然接地主要是指挂架本身接地的塔杆，人工接地是指架设接地导体，人工放置接地件进行接地。对于这两种接地形式，长期的雨水（酸性）侵蚀和阳光都会腐蚀地表以上的塔架或人工接地体。对于放置在地平面下的接触件，一些特殊区域铺设困难，铺设深度不足，同时土壤中含有一些盐分，酸雨渗入形成电离电路，加速了其发生腐蚀。由于柱、塔都在山顶，所以腐蚀发生后表面以上的腐蚀很难发现，所以轨道检查的检查周期比较长。因为地下部分在地下，只有深挖才能判断是否被腐蚀。一般情况下，三步接地电阻法只能发现整个接地系统的问题，难度较大。

二、500kV输电线路杆塔接地电阻创新技术

2.1 做好铁塔接地设计

（1） 在线路可行性研究、初步设计选线阶段，设计单位的水文气象专家必须到轨道所在区域的气象站（站）调查轨道沿线雷电活动，调查雷电情况。在周边运输电力线路中选择一条线路，避开雷电，合理确定路线规划。 （2）在线路施工图的最后勘测定位阶段，勘测员要逐个测量塔基的土壤电阻，为塔接地装置的合理设计提供准确的数据。线路电工应结合电网最大运行模式下的接地短路电流计算设计，根据土壤电阻数据仔细检查接地效果和接地装置的稳定性，确定最合适的接地方式。

（2）如果运行线路接地电阻检测结果超标50%，且塔架接地网明显异常（如断梁、被盗等），原则上应在规定时间2个月内完成改造。其余的，可将符合条件的柱塔地上网络结合修复工程，在明年雷雨季节前（一般为4-9月）完成重建，修复工程将相应申报重建。当接地电阻超标时，天气条件发生变化，在恶劣条件下作业时，防锈性能进一步延长。

2.2 建筑材料计算

新增梁部分的水平接地电阻计算如下：材料：主引线、框架加强筋、接地模块、1.5m纵向钢钎焊。工具：电阻振动器、电焊机、发电机、铁锹、蘑菇、杠杆、扳手、斧头、铁凿等。主要引线材料可分为：1、12mm直径镀锌圆钢（适用于土壤阻力低的柱和塔）可能的）。2、 直径12mm镀锌圆钢（适用于土壤腐蚀率高的柱塔），3、 6*60镀锌扁钢。 （适用于土壤阻力低的柱塔）。

2.3 施工方法

测量并记录原始接地电阻值。 在距塔基1m处围绕塔基挖4个沟（围护大小以塔基实际调整为准），开挖20m长的沟（在图纸中按要求） 根据地基类型在两端有沟渠的情况下，沟渠的宽度为0.5 m，深度为0.8 m。 挖沟后，在每个挖出的沟内水平放置两根地线。新弦的尾部应弯曲并插入地面以防止其上升。 将两根地线间隔5m用铁棒连接，电焊牢固，间隔垂直向下钻1.5m长的铁桩，铁棒由直径20mm的钢筋制成。 焊接时，焊接长度应在0.12m以上，焊接部位应进行防锈处理。 将接地模块焊接到每个接地棒的末端。 回填：完成上述工作后，用土盖住沟渠，待填土高出地面至少10cm时踩踏。 测量并记录新地线的电阻。 若有施工沟渠，应在沟渠两侧挖防洪沟，防止雨水被冲走。 各基础塔应做好施工记录，记录施工日期、施工细节、改造阻力值。

2.4接地体的安装与放置

铺设接地体时，要求埋入深度至少为0.6m，为减小周围接地体之间的屏蔽效应，水平接地体之间的距离应至少为5m，垂直接地体之间的距离应至少为5m，超过身长的两倍。选择接地体材料时要求的最低规格为：直径至少8mm的圆钢，截面至少48mm2，厚度至少4mm的扁钢，角钢。 4mm以上，钢管壁厚3mm以上。

2.5外部接地

对于岩石地基，如果周围有低阻土部分，可将地线接到低阻土部分，同时适当使用降阻剂，外梁长度一般在60m以内。

2.6 土壤变化

对于高阻土壤和岩石区，可以扩大地沟面积，在地沟周围垫上低阻土，保持低阻土与接地体充分接触。

结束语

接地装置对500kV架空输电线路的安全起着重要作用。电力工作者的最终目标是保证接地装置选择和安装的合理性和效率，合理控制杆塔接地电阻，内部提高线路的抗雷能力，防止雷击引起的过电压，保证供电正常。

参考文献

[1]叶大伟.送电线路杆塔接地系统的研究[D].华北电力大学（北京），2016.

[2]张成功.基于PSCAD的输电线路防雷仿真研究[D].中国矿业大学，2016.