220 kV及以下輸電線路接地標準化設計

廣西綠能電力勘察設計有限公司 王小艷

220 kV及以下輸電線路接地標準化設計

廣西綠能電力勘察設計有限公司 王小艷

廣西地形多以山地、丘陵為主，地質情況以干燥普通土、堅土和砂巖為主，同時又是我國雷暴多發地區，這在一定程度上限制了電網的發展，因此，對原有的接地形式輸電網絡進行升級改造，以滿足廣西電網的發展要求，是很有必要的。

一、相關理論計算

本文，筆者只考慮工頻電阻的計算。架空輸電線路桿塔水平接地裝置的工頻接地電阻的計算公式為：

式（1）中，Rg1為水平接地工頻接地電阻，單位是Ω；ρ為土壤電阻率，單位是Ω·m；L為水平接地體的長度，單位是m；R1為水平接地體的直徑，單位是m；B為形狀系數，對于桿塔接地，一般取值1.76。

二、接地標準化設計

1.設計思路。標準化接地圖紙需滿足如下要求。

（1）因地制宜。設計方案應盡可能適應工程的地質、地形條件。

（2）滿足規范。施工完成后，各接地形式的工頻接地電阻值能滿足規范規定的要求。

（3）控制成本。在確保滿足規范要求的前提下，盡可能減少接地材料的使用，減少工程投資。

（4）環境友好。充分利用有限的空間，減少占地，降低對自然環境的影響。

2.設計過程。規范規定，在雷季干燥時，每基鐵塔不連地線時的工頻接地電阻不得超過表1所列數值。

表1 雷季有地線的線路桿塔不連接地線的工頻接地電阻

（1）ρ≤100 Ω·m。此時桿塔一般位于水田、河網地帶，由于塔位處土壤電阻率很低，一般只需敷設接地方框并與鐵塔連接即可。

（2）100Ω·m＜ρ≤500 Ω·m。此時桿塔可能位于少量水田、濕地、果園等，經計算，接地一般需要敷設接地方框、接地小環、垂直角鋼（8根），無需增加接地射線和降阻材料。

（3）500 Ω·m＜ρ≤1000 Ω·m。土壤電阻率在此范圍內時，接地一般需要敷設接地方框、接地小環、垂直角鋼（8根）、接地射線（4根12 m或8根6 m），無需增加降阻材料。但土壤電阻率在此范圍內的土質類型，常給桿塔接地施工造成困難，導致無法敷設接地射線，因此，還需要考慮另一種無需敷設接地射線的接地形式：即通過擴大接地方框（至16 m）、增加垂直角鋼（至12根）、增加2根接地方框連線等方法來實現。

（4）1 000 Ω·m＜ρ≤2 000 Ω·m。在此段土壤電阻率范圍內，接地需要敷設接地方框、接地小環、垂直角鋼（8根）和接地射線。由于在此范圍內的塔位居多，故以1 500 Ω·m為中心，將該段細分為兩段。對于1000 Ω·m＜ρ≤1500 Ω·m，接地射線應為4根24 m或8根12 m；也可考慮采用添加降阻劑（1.08 t），此時接地射線可減少至4根15 m或8根7.5 m；或者焊接4根接地模塊，此時接地射線可減少至4根10 m或8根5 m。

（5）ρ＞2 000 Ω·m。由于廣西地形多為山區，在大多數的線路工程中，塔位處土壤電阻率ρ＞2 000 Ω·m的占50%以上，因此，將ρ＞2 000 Ω·m分為多個等級并設計相應的接地形式較為理想。當ρ＞2 000 Ω·m時，接地有無垂直角鋼對計算結果影響較小，因此ρ＞2 000 Ω·m時各接地形式不再敷設垂直角鋼。

3.設計結果。根據以上計算及分析，220 kV及以下輸電線路接地標準化設計結果描述如下。

（1）G型接地形式。G型接地形式的特點是采用常規接地圓鋼及接地角鋼作為接地體，不采用任何降阻材料，適用范圍為土壤電阻率ρ≤3 000 Ω·m及ρ＞10 000 Ω·m。由于G型接地形式使用材料少，施工方便，工程投資少，因而在此土壤電阻率范圍內應優先使用該接地形式。

（2）J型接地形式。J型接地形式的特點是采用降阻劑包裹接地圓鋼，從而達到進一步降低接地電阻的作用。但J型接地形式存在降阻劑不合格而腐蝕接地體、降阻劑易溶于水而造成流失的風險，因此，降阻劑必須經過嚴格檢測，檢測合格后方能使用。

（3）M型接地形式。M型接地形式的特點是將接地模塊焊接在接地圓鋼上，從而達到進一步降低接地電阻的作用。目前，接地模塊在工程上已廣泛使用，其優點主要是能進一步降低接地電阻，減少接地射線的敷設長度，對接地體本身無影響，但這一接地形式也存在一些缺點，如接地模塊運輸不方便、敷設施工難度大，接地模塊本身的質量也需經過嚴格檢測等。