輸電線路桿塔接地及其降阻措施研究

摘 要：輸電線路桿塔接地對電力系統的安全穩定運行有重要的作用，降低桿塔接地電阻是提升線路安全，減少線路雷擊跳閘率的主要措施。在現有的輸電線路設置中，由于桿塔接地不良導致雷擊的事件時有發生，因此降低電阻，改變裝置的安裝程序對提升線路的穩定性有重要的影響。文章將對輸電桿塔接地技術及降組措施進行分析。

關鍵詞：輸電線路；接地裝置；降組措施

近年來由于桿塔接地不良造成的雷害事故的機率越來越高，主要是由于雷電流通過桿塔接地裝置入地后，因為電阻過高，進而產生較高的電擊反應。導致桿塔接地電阻過高的原因有很多，設計效果和施工程序等都是影響因素，此外地質條件、自然條件等都是主要原因，因此在設計中要重視電線路桿接地裝置的設計，保證接地裝置的穩定性[1]。

1 輸電線路桿塔接地一般要求及計算方法

1.1 輸電線路桿塔接地設計要求

根據實踐探究，有避雷線的線路，每個桿塔和工頻接地電阻不連接，在應用中要注意防熱防潮，具體數據值表1：

表1 避雷線的線路桿塔接地電阻

在實踐過程中由于投資電網之間的安全綜合關系，要求針對桿塔的位置適當的改變。如果雷電活動頻繁，對輸電線路造成傷害，將發生雷擊故障的桿塔和線段進行分析，盡量降低電阻。在裝置過程中，要考慮到線路桿塔接地的目的，降低對接地電阻的沖擊。在安裝過程中要考慮到桿塔接地的最大長度，將長度控制在合理范圍內。具體長度如表2：

表2 桿塔放射性接地極線路的最大長度

在接地裝置設置中，要具體分析設置要求，將線路的安全和防雷事故作為重點考慮要素，根據實際要求，對桿塔接地裝置的類型、形式、長度和連接方式進行選擇，確定設計依據后，進行施工。

1.2 桿塔水平接地裝置工頻接地電阻計算方法

為了保證設置的準確性，需要掌握電阻大小的計算方法。計算公式如下：

此公式中涉及到的Rg表示工頻接地電阻，用Ω表示。其中？籽表示土壤的電阻率，用Ωm表示，h表示水平接地體的深度，用m表示。D表示水平接地體的直徑，用m表示。在應用中涉及到架空線路桿塔，在設置中要注重防雷保護，因此在雷電流的設置下，要將電阻的最大值控制在合理范圍內。沖擊接地電阻的大小和土壤中的火花放電過程有一定的聯系，和接地裝置結構、大小尺寸有一定的聯系。在安裝過程中要考慮到土壤的差異性。海拔較高的山區對電阻的大小要求高，因此在此地區降低電阻十分困難，必要時要降低桿塔的高度，降低電阻大小。Rch=？琢Rg在本公式中，Rch表示桿塔接地裝置的沖擊接地電阻，用Ω表示，？琢表示沖擊的系數[2]。

2 輸電線路桿塔接地電阻系數偏高的原因

輸電路線的雷擊跳閘率和輸電線電阻密切相關，由于輸電線電阻偏高的地方地勢比較高，因此地形較為復雜，交通不便，此類地段往往是雷電活動強烈的地區，因此在該地段進行進行降阻措施是擺在我們面前重要的問題。以下將對導致電阻系數過高的原因進行分析。

2.1 客觀條件原因

在地質環境和自然環境惡劣的前提下，構建輸電線路桿塔接地裝置是當前較為嚴峻的問題。尤其是在山區，土壤的電阻率較高，對桿塔接地的電阻影響大。其次由于地形復雜，地質條件差，土層太薄，導致土層的土少，山勢過于陡峭，桿塔設置處巖石較多，給接地裝置施工帶來極大的困難。土壤是接地設置的主要媒介，北方的氣候干旱，尤其是沙漠、戈壁灘地區，土壤過于干躁不容易導電，因此導致北方干旱、沙漠等地區接地電阻偏高。

2.2 主觀設計原因

在山區較為復雜的地段，由于自然地質原因的影響，土壤不均勻，電阻率變化大。為了將電阻大小控制在合理范圍內，需要對各個階段的電阻進行仔細的勘察，根據桿塔的地形、周圍地勢設計出切合實際的接地裝置。由于該體系是個復雜的檢測過程，因此在設計中容易出現檢測誤差，土壤電阻率的取值差距大，沒有根據桿塔的地形和地勢情況合理設計桿塔的位置，經常套用類似的圖紙或典型的設計，導致設計的圖紙和現場情況存在很大的差距，造成桿塔接地電阻偏高。

3 降低輸電線路桿塔接地電阻的有效措施

為了解決當前輸電線路桿塔接地電阻過高的現狀，需要對導致電阻率過高的原因進行分析，對現場設置進行分析，認真勘察測量，進行嚴格的數據計算，確定合理的措施。以下將對如何降低電阻率進行分析。

3.1 保證勘探的嚴謹性

勘察是安裝過程中的首要環節，只有保證勘察數據的可靠性，才能繼續進行設置工作。在勘察過程中要對周圍環境進行仔細的檢查，測量桿塔周圍土壤電阻率及其分布情況，找出可以利用的地質結構，在調查過程中經過每個地段的雷電基本活動情況和活動的規律，采取適當的防雷措施，符合對桿塔接地電阻的要求[3]。

3.2 確定電流的最大通過率

為了保證電網體系的持續性，需要對電網能通過的電流和使用壽命進行分析，在實踐中核實接地裝置，確定電流的最大通過率。同時調查線路桿塔經過地段土壤的酸堿度及其在運行中確定裝置的熱穩定性。

3.3 保證水平外延接地

桿塔所在的地方如果有水平放設的地方，因為水平放設的費用較低，不但可以降低工頻接地電阻，同時降低接地電阻。在設置過程中，如果地下較深處土壤電阻率較低，可以采用深井式或深埋式的方法接地極，在選擇過程中要主要以下幾點。

3.3.1 選擇地下水位較為豐富或地下水位較高的地方，桿塔附近處如果有金屬礦體，要將接地體插入到礦體上，利用礦體延長或擴大接地體的尺寸，利用山巖的裂縫，將降阻劑插進去，在鋪設階段，在桿塔附近水源地區要考慮在水岸或岸邊布置接地極，取得理想的實踐效果。

3.3.2 在精心設計階段，要對圖紙和施工方案進行解析，必要時到現場精心組織施工，對水平接地體、垂直接地體嚴格按照設計要求進行布置，對各個焊接頭的質量嚴格把關，對整個施工過程實行全程質量監督。

4 結束語

輸電線路桿塔的接地工程是一個系統的工程體系，為了達到降阻的效果，要從設計勘探入手，嚴格控制施工過程，將其落實到運行維護上。必要時可根據現場實際要求，做到技術進行勘察檢測，找出切實可行的降阻措施，切記不能為了追求經濟利益，而忽視內部指標的建設，導致電阻率提高，給輸電線路桿塔接地運行體系帶來挑戰[4]。

參考文獻

[1]陳名銘.輸電線路桿塔接地極沖擊放電特性及接地降阻措施的研究[D].西南交通大學，2011（02）：90-93.

[2]李景祿，李衛國，唐忠.輸電線路桿塔接地及其降阻措施[J].電瓷避雷器，2011（04）：100-102.

[3]陳智.山巖地區復雜地形桿塔接地電阻降阻措施研究[D].長沙理工大學，2012（04）：92-94.

[4]向東.降低貴州南中牽110kV輸電線路桿塔接地電阻的方法研究[D].重慶大學，2011（04）：80-83.

作者簡介：李海強（1973，4-），男，漢族，山西運城人，任職于山西省運城市電力設計院，研究方向：電力技術。