降低輸電線路鐵塔接地電阻技術的研究與應用

摘要：本文著重結合輸電線路鐵塔的運行環境，研究分析了降低輸電線路鐵塔接地電阻的技術措施。

關鍵詞：線路鐵塔 接地電阻 運行現狀 技術措施

隨著現代科學技術的發展，一些新技術、新設備的應用給我們的安全生產創造出更大的經濟效益。尤其作為企業重要的電力生產管理部門，提高供電的可靠性，確保安全生產是首要任務，是電力技術發展的必然趨勢。

1 線路運行現狀概況分析

作為雷電災害頻繁的供電區域，防止雷擊事故是我電力單位技術研究的主要努力方向。因此為確保供電系統安全穩定供電，近年來我們主要對輸電線路防雷工作進行調研和分析。

我們重點針對以下環境的輸電線路進行分析，一是線路布置在山上或跨越山谷，地形條件復雜，并容易產生畸變；二是線路運行區域所處地勢高，雷電活動相當頻繁，易發生雷擊跳閘事故；三是桿塔所處位置地質條件較差，土壤電阻率高，線路鐵塔接地電阻偏高；四是桿塔周圍土質差，多屬巖石分布，導致鐵塔的接地極及接地引線銹蝕嚴重，甚至部分鐵塔接地極出現斷裂的情況等。通過對我輸電線路目前運行現狀的調研和分析，重點研究以降低輸電線路鐵塔接地電阻的技術契機，以提高線路防雷水平為目的，從而保證輸電線路安全穩定運行。

例如：我們通過對上述地理環境中的輸電線路進行調研，由于運行環境惡劣影響，在每年的春檢線路維護檢修過程中，發現線路鐵塔接地問題非常突出。一是鐵塔的接地電阻值超標現象嚴重，大部分鐵塔接地電阻值遠遠達不到正常運行所要求接地電阻值。二是鐵塔接地引線銹蝕嚴重，并且部分引線由于銹蝕，導致斷裂等等問題，對線路安全穩定運行構成極大的威脅，特別是在雷電等惡劣天氣情況下，很可能由于接地電阻較大、接地不良等情況造成雷電導通率降低，導致事故的發生。

綜上所述，這些都對我輸電線路的安全穩定供電構成了極大的威脅，尤其是線路在雷擊情況下，由于鐵塔接地不好而導致跳閘事故的發生。因此接地技術改造是確保輸電線路安全供電首要工作。

2 線路鐵塔接地技術的應用

為確保電網的安全穩定供電，防止雷電災害，提高供電可靠性，保證安全供電。我針對上述安全隱患及時進行調研分析。一是通過現場調研，分析問題成因；二是通過與技術專家進行溝通和網上查閱資料，掌握新技術；三是結合目前我輸電線路實際運行現狀，采用新技術、新設備，降低桿塔接地電阻，提高線路防雷水平。

2.1 輸電線路鐵塔接地電阻要求。

根據對架空線路桿塔的接地電阻和型式在電力行業標準DL/T620-1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》、L/T621-1997《交流電氣裝置的接地》中都提出了具體的要求。是設計、安裝和改造架空線路桿塔接地的依據。

有避雷線的線路桿塔的工頻接地電阻

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從以上數據可以看出，在多雷區，如是聯絡線路或重要線路，桿塔接地電阻最好能處理到10Ω以下，因為只有這樣才能提高線路的耐雷水平，有效地限制雷擊跳閘率，從而保證電網的安全穩定運行。因此降低桿塔接地，是有效提高線路耐雷水平的重要手段，同時也是最經濟的手段。針對各變電站進出線段的前六基桿塔接地電阻＞10Ω的桿塔，要進行降低桿塔接地電阻改造。

2.2 通過調研與分析，我們及時采用新技術、新設備以達到降低鐵塔接地電阻的目的。

①線鐵塔接地極進行改造，即采用目前接地極新產品——REX雷克石接地極，降低接地電阻。

REX“雷克石”接地極新技術的應用是降低線路鐵塔接地電阻首要選擇。它是一種高強度無腐蝕性的硅酸鹽無機礦物接地模塊，是天然導電礦物的高壓一體成型水凝硅酸鹽，屬于水泥基質。尤其REX雷克石ES系列接地模塊與金屬接地體相比，在同等面積的情況下降阻效果增加30%，如與銅包鋼接地棒相比，大約只需要其50%的費用，可以節省50%的成本費用。

主要原理如下：

一是與金屬接地電極相同，以接觸形成電子導電的傳導電流放電。它具有0.0098Ω·m低電阻率的優良導電性能，通過其導電相材料與土壤中的金屬礦物接觸形成電子導電的傳導電流通路。

二是金屬接地電極所不具備的離子電介質導電的位移電流放電，但這是大地土壤導電的最主要方式。接地電阻要求在10Ω以下時金屬接地電極會顯得比較困難，金屬接地電極需要量會不成比例的大量增加。而雷克石接地極自身具有很強的堿離子性，遇水水化產生大量導電性能極優的堿離子電介質，與土壤中的電介質離子形成離子導電的位移電流通路，同時在潮濕的土壤長期養護下會產生二次水化，二次水化的堿鹵產物堿離子，不但會強化其自身的強度及傳導電流的能力，還能以鐘乳石效應的方式堿鹵化固化其周圍的土壤，不斷地強大其釋放電流的體積及能力，所以接地電阻要求在10Ω以下時更顯優勢，不但如此，還會有很好的后續降阻能力。

這些都充分說明REX雷克石接地極的兩種釋放電流的方式與大地土壤的電性完全匹配對應，并且它自身純無機礦物材質與土壤完全親和沒有電位差電化學腐蝕的問題，是當今最佳的革命性接地材料。因此輸電線路采用的REX雷克石接地極新技術符合實際環境應用，可有效降低線路鐵塔接地電阻，提高供電可靠性。

②采用放射式接地極。對于地形開闊、不受限制的地段，采用6～8根總長不超過500m的放射形接地體，呈均勻散射形，每根接地體的長度見表。對于地形復雜、不便施工的桿塔，可沿巡線山路做長度不大于100m的射線，同時可在放射線中間結合地形和土質情況做放射分支線（即樹枝狀放射線），水平接地體的埋深大于0.8m。

桿塔放射形接地極每根的最大長度

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③在桿塔所在地為多石少土的地段，可在巖縫中打入垂直接地極，或用炸藥爆破后做深埋接地坑，坑中用鋼絞線做接地極，針對桿塔靠近河流或池塘，可以考慮利用這些水源，布置水下或水邊接地極，布置時水下接地級時用大石塊壓住接地極，防止水流沖動接地極。

④采用水平放射線和深埋接地體四周施加GPF-94高效膨潤土降阻防腐劑，其電阻率ρ=0.35Ω·m，吸水性較好，膠質價高，粘度大，不易隨山水流失，能很好防腐保護鋼接地體。

施加降阻劑進行降阻，實踐證明，在水平接地體周圍施加高效膨潤土降阻防腐劑，對降低桿塔的接地電阻效果明顯。GPF—94高效膨潤土降阻防腐劑具有較低的電阻率，加水后有較大的膨脹倍數(3～5倍)，施加在接地體周圍相當于增大了接地體的有效截面，消除了接地體與周圍土壤的接觸電阻；具有較強的吸水性和保水性以及隨時間推移不斷向土壤中滲透和擴散，降低了接地體周圍的土壤電阻率， 因而具有較好的降阻性能，特別是對山區、高土壤電阻率地區以及干旱地區的降阻效果最為明顯。具體使用方法如圖所示。

⑤增大接地引線截面面積，由原40x4改為60x6，提高泄流水平。

⑥接地引線采用新技術，在接地引線與地面接觸部位用水泥做保護傘，防止接地引線氧化銹蝕，導致斷裂。

通過對鐵塔接地引線扁鐵銹蝕的問題研究分析，接地扁鐵入土時，在地面表層與接地扁鐵接觸處最易銹蝕，因為地面表層處的接地扁鐵易受潮且暴露在外，與空氣中的氧氣接觸，接地扁鐵在富氧和潮濕的條件下，極易銹蝕。超出地面部分的接地扁鐵雖然也與空氣中的氧氣接觸，但其受潮情況明顯優于地面表層處，所以這部分接地扁鐵銹蝕程度不是很嚴重。埋入土中部分，土里潮濕情況嚴重，但該部位缺氧，所以此部分銹蝕程度也不是很嚴重。

對此我們在進行接地改造時，給地面表層處的接地線做一個小型的保護帽，接地線保護帽應凸出地面表層適當高度，且要深入土里適當深度，不需要做的太大，以能起到保護作用為好，使該部位接地扁鐵既與潮濕土壤隔絕，又與空氣中的氧氣隔絕。這樣便有效地解決了該部位接地扁鐵的銹蝕問題，實質上也就是解決了接地扁鐵的銹蝕問題。該方法簡單、易行且效果好。一方面可以延長接地線維護周期；另一方面節約成本，創造經濟效益。

⑦針對土質差的問題，采取土壤培植法，在接地極四周回填接地良好的黃土，確保接地效果。

3 技術應用成效

我們通過對一些不良環境下輸電線路的線路鐵塔接地進行技術改造成效分析。線路鐵塔接地系統運行良好，各塔點接地裝置達到技術改造的目的，接地電阻均保持在正常運行規定范圍內，對雷雨季節線路安全穩定運行提供保障。具體如下：

①接地改造前后接電阻值對比，各鐵塔接地電阻均降低至2Ω以下，效果明顯，并且經過1年的運行，測試接地電阻均未發現超標現象。②接地引線防銹效果明顯，通過水泥隔離法新技術應用，各鐵塔接地引線未發現銹蝕跡象。

4 結束語

綜上所述，降低輸電線路鐵塔接地電阻技術的應用，通過實踐運行，技術改造成效明顯，達到降低線路鐵塔接地電阻目的，對提高供電可靠性，確保電網安全穩定運行和保證安全供電做出貢獻。