淺談輸電線路桿塔接地的類型及接地電阻計算

【摘要】闡述了電力系統和電氣設備的接地類型、并針對輸電線路桿塔的接地電阻分析及采取改善方案。

【關鍵詞】輸電線路；桿塔接地；保護

1、電力系統和電氣設備的接地類型

工作接地：在正常或事故情況下，為了保證電氣設備可靠地運行，而必須在電力系統中某一點進行接地，稱為工作接地。

保護接地：為防止因絕緣損壞而遭受觸電的危險，將與電氣設備帶電部分絕緣的金屬外殼或構架同接地體之間作良好的連接，稱為保護接地。

重復接地：將零線上的一點或多點與地再次作金屬的連接，稱為重復接地。

接零：將與帶電部分絕緣的電氣設備的金屬外殼或構架，與中性點直接接地系統中的零線相連接，稱為接零。

防雷接地：為了防止人畜和建筑遭受雷擊的危險，常在建筑物頂部裝設防雷裝置。防雷裝置分接閃器（又稱受雷裝置，如避雷針、避雷線或避雷網）、引下線和接地裝置三部分。防雷裝置受到雷擊時，在接閃器、引下線和接地體上都會產生很高的雷電位。如果防雷裝置與建筑物內外的電氣設備、電線和其他金屬管道間絕緣距離不夠，它們之間就會產生放電現象，這種情況稱為反擊。

上述以防止雷害為目的而作的接地，稱為防雷接地。

2、桿塔的接地電阻分折計算

惠州某地區110kv送電線路，線路全長2×2.86km，新組立13基鐵塔。導線選用LGJX-400/35稀土鋼芯鋁絞線，雙地線：1根地線采用LGJX-70/40鋼芯稀土鋁絞線，另一根采用24芯（OPGW）復合光纖架空地線。設計風速v=30m/s。全線地形概況：丘陵28.7%，泥沼71.3%；土質概況：松砂石38.46%，粘性土53.85%，堅土7.69%。

以N10塔為例，該塔位于丘陵地形，土質為砂礫土。

根據《工業與民用配電設計手冊》第三版（P890）：土壤電阻率一般應以實測值作為設計依據，當缺少實測數據時，可參考表14-10。查得砂礫土的電阻率近似值ρ=1000Ω·m，并根據《110～500kV架空送電線路設計技術規程》DL/T5092-1999：第9、0、11條：有地線的桿塔應接地，在雷季干燥時，每基桿塔不連地線的工頻接地電阻、不宜大于表9、0、11所列數值；查表查得當土壤電阻率為1000Ω·m時，工頻接地電阻25Ω。

根據《電力工程高壓送電線路設計手冊》第二版、人工接地裝置的工頻接地電阻計算中水平敷設的復合式人工接地裝置的工頻接地電阻（RP）的計算公式（P140）：

A和L為了簡化計算，參照《工業與民用配電設計手冊》表14-18中參數（P895）。選用鐵塔接地型式為水平射線的復合接地裝置。接地型式見“接地裝置一覽圖”型號為5號。

根據以上手冊及資料，查得：A=1.76

當N10塔選用5號接地型式不滿足設計規范要求時，需增加接地體圓鋼長度來滿足降低桿塔接地電阻。

若選用“接地裝置一覽圖”中型號為7號：L1=32+8=40m、其他參數不變

L=166m

R=16.2Ω（滿足設計規范要求）

所以N10土質為砂礫土時，應選用接地裝置一覽圖中7號的接地型式，接地電阻滿足設計規范要求。

同上：假如N10塔因地形、土質變化，地形為泥沼、土質為砂質黏土。查表《工業與民用配電設計手冊》第三版P890得ρ=100Ω·m。查《110～500kV架空送電線路設計技術規程》表9、0、11（P16）當土壤電阻率ρ=100Ω·m，工頻接地電阻應為R=10Ω。

選用“接地裝置一覽圖”中型號為4號，當L1改為185m，其他參數不變

L=66m

R=3.73Ω（滿足設計規范要求）

從上述計算結果可知，桿塔的接地電阻與土質土壤、接地裝置鋼材長度有關。

3、改善桿塔的接地電阻方法

（1）盡可能利用桿塔基礎、底盤、卡盤、拉線盤等自然接地體。當接地電阻值不能滿足設計要求時，再增加人工接地體。人工接地體應盡量利用桿塔基礎，以便減少土方量，降低造價，還可以深埋，避免地表干濕變化的影響。

（2）接地體盡可能埋在土壤電阻率較低的土壤中。若桿塔處土壤電阻率很高，而附近又有土壤電阻率較低的土層時，可用接地帶（一般用圓鋼制作而成。為考慮腐蝕，圓鋼直徑不應小于8mm，且應鍍鋅）引到土壤電阻率較低處再做集中接地，但接地帶長度不宜超過60m。

（3）置換土壤。將接地溝內原有電阻率較高的土壤，換成電阻率較低的土壤。

（4）在接地體周圍填充長效降阻劑。它是以高分子合成樹脂為主劑，與電介質的水溶液混合，加入樹脂的固化劑注入接地體周圍。注到接地體周圍仍能保持一段時間的流動性，對周圍土壤具有較強的滲透力，能增大處理范圍。在使用時還可以根據土質情況，調節降阻劑的凝固時間，以達到不同阻值的要求。

降阻劑的效果較好，不僅可以節省鋼材、勞力，而且占地面積小，施工簡單，能長期保持降阻作用。在使用中應注意檢查接地體的腐蝕情況。

4、結論

通過上述分析和計算，桿塔的接地電阻根據現場土壤不同，選擇不同接地方式來滿足設計規范要求，接地帶通常埋深0.6～0.8米。組立桿塔的位置選在黏土上，能有效降低接地電阻，既能符合工程要求，又給施工帶來方便。

參考文獻：

[1]電力工程高壓送電線路設計手冊（第二版） 中國電力出版社

[2]110～500kv架空送電線路設計技術規程（DL/T 5092-1999）

[3]工業與民用配電設計手冊（第三版） 中國電力出版社