高压架空线路杆塔接地降阻措施探讨

高压架空线路杆塔接地降阻措施探讨

郭艳军

（西安众源电力设计有限公司陕西省西安市710014）

摘要：输电线路杆塔接地对电力系统的安全稳定运行至关重要，降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平、减少线路雷击跳闸率的主要措施。本文分析了高压架空线路杆塔接地降阻的措施。

关键词：高压架空线路；杆塔；接地电阻

高压架空线路是现代化大容量电网的主要线路形式，为了避免高压架空线路的安全问题，一般对高压架空线路采用加高处理，通过杆塔实现对高压架空线路的支持，这会给杆塔带来雷击方面的风险。若高压架空线路杆塔存在施工、运行、系统、环境方面的影响，容易导致杆塔接地电阻超出设计范围，进而在雷击中增加被毁损的概率，不但造成杆塔的安全问题，还会给高压架空线路的运行带来威胁。因此，架空线路杆塔接地的良好与否直接影响架空线路对雷害的承能力，其对架空线路的平稳运行至关重要。

一、接地电阻的重要性

对输电设备而言，通过接地处理，在一定程度上可有效防止人身遭受电击、设备和线路遭受损坏等事故的发生，进一步确保电力系统的正常、平稳运行。近年来，因接地网不能满足要求，进而引起设备损坏事故，在我国许多地区频繁连续，在引发电网事故的各种因素中，雷击是主要的自然灾害之一，通常情况下，在电网事故中，雷击事故超过50％。在这种情况下，接地装置的科学性、合理性是输电线路防雷的重要举措。此外，对雷电事故而言，其破坏作用通常是由雷电流造成的，通过熟悉了解接地装置出现的最大电位，在一定程度上可有效防止雷击事故的发生。

二、架空线路杆塔接地的标准要求

对架空线路杆塔的接地电阻和型式在电力行业标准《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》、《交流电气装置的接地》中都提出了具体的要求。它是设计、安装和改造架空线路杆塔接地的依据。

杆塔的接地电阻

1、对经常遭受雷击的杆塔和架空线路，该区域应加强并改善接地装置，使接地电阻达到要求，可采用新型接地体或减小土壤电阻率及补打接地体。

2、在土壤电阻率100Ω.m<ρ≤300Ω.m的地区，架空电力线路应较典型设计多增加接地体，接地体数量可根据现场实测接地电阻进行增加，且接地极埋设深度不宜小于0.6m。

3、在土壤电阻率300Ω.m<ρ≤2000Ω.m的地区，接地体可采用扁钢或钢绞线进行水平敷设的接地方式。

4、在土壤电阻率ρ>2000Ω.m地区，可采用接地网对杆塔进行接地。

5、居民区接地装置宜围绕杆塔基础敷设成闭合环形。

6、在农田的接地体接地深度至少为1m。

三、产生高压架空线路杆塔接地高电阻的原因

1、地质和地形原因。在土壤层稀薄的山区和地势地形复杂的区域，由于土壤中导电离子的数量不足，特别是在干旱的北方，会出现高压架空线路杆塔接地的高电阻问题。若此类地区继续沿用传统高压架空线路杆塔施工方法，则会出现接地电阻过高的风险，容易使高压架空线路和杆塔遭受雷电袭击的风险提升。

2、设计施工方面的原因。1）设计原因：由于山区地形复杂，土壤不均匀，土壤电阻变化较大，因此设计杆塔接地时需实地进行认真的勘探，结合实际情况进行相应设计。然而，在对实际工程进行调查时发现在设计方面存在一些问题：设计时有些不到现场进行土壤电阻率测试，不到现场进行地形、地势和地质勘探，根据实际做出符合现场条件的设计，而是对相当大的范围取平均电阻率；或套用典型的设计图纸，对接地电阻不进行计算，结果设计与现场实际不符均造成接地电阻偏高。2）施工原因：由于接地工程属于隐蔽工程，施工时若不能严格的按图施工（如接地体的长度、埋深及焊接和回填土不符要求），加之工程技术监督不到位。造成线路施工后，存在大量杆塔接地电阻超标。工程验收时不严格按标准要求进行验收、测试，会使这些隐患一直得不到消除，直到线路投运。

3、运行维护方面的原因。1）接地体的腐蚀，特别是在山区酸性土壤中，或风化后土壤中，容易发生电化学腐蚀和吸氧腐蚀，而容易发生腐蚀的部位是接地引下线与水平接地体的连接处，由腐蚀电位差不同引起的电化学腐蚀。有时会发生因腐蚀断裂而使杆塔失去接地保护的现象。另外，接地体的埋深不够，或用碎石、砂子回填，土壤中含氧量高，使接地体容易发生吸氧腐蚀，由于腐蚀使接地体与周围土壤之间的接触电阻变大，甚至使接地体在焊接头处断裂，导致杆塔接地电阻变大，或失去接地。2）在山坡、岩边由于雨水的冲刷，使水土流失进而使接地体外露失去与大地的接触。3）在施工时使用化学降阻剂，或性能不稳定的降阻剂，随着时间的推移降阻剂的降阻成分流失或失效后使接地电阻增大。4）外力破坏，杆塔接地引下线或接地体被盗或外力破坏。

四、降低高压架空线路杆塔接地电阻的措施

1、做好高压架空线路杆塔接地体系连接。从杆塔接地体的类别入手，强化连接方式和技术，以正确的方式来控制高压架空线路杆塔的接地电阻。对杆塔水平接地体应做到适当的延长，这有利于扩大接地体电流下泄的范围，同时也有助于高压架空线路杆塔接地体的安全。对杆塔垂直接地体的设计要结合山区的岩石分布，利用岩石间缝隙，遇到金属矿石要做到竖井接地降阻，以点阵的形式做到对高压架空线路杆塔接地电阻的控制。

2、合理使用土壤降阻剂。经大量工程实践证明，使用降阻剂对降低杆塔接地电阻非常有效。由于杆塔接地是属于中小型接地装置、降阻剂的降阻效果能得到充分发挥。但在实际工程上也发生了一些问题，主要是：1）降阻剂的稳定性问题，有些降阻剂，特别是一些化学降阻剂，虽然短时期内具有很好的降阻效果，但其性能不稳，随着降阻剂的渗透、扩散，特别是随着雨水的流失其降阻效果容易失效。2）降阻剂的腐蚀性问题，有些降阻剂具有很强腐蚀性，能对钢接地体构成较大的腐蚀。3）降阻效果问题，降阻剂的降阻效果主要由降阻剂本身的电阻率、保水性、渗透和扩散作用决定的。所以在降阻剂的选用上，一定要注意选用降阻性能好，对钢接地体低腐蚀，性能稳定、寿命长、保水性好，不易随水土流失的降阻剂。

此外，无论什么型号的降阻剂，其降阻效果都是通过一定的设计和施工体现出来的。关于降阻剂的用量要结合设计进行认真的接地电阻计算，设计时应根据具体的工程要求和土壤电阻率进行计算。降阻剂及水平接地体要埋设在冻土层以下，埋深最好能达到0.6m以下，回填土要用细土回填，并分层夯实，不可用砂子和碎石回填。因降阻剂大多具有比土壤高的腐蚀电位，所以对所有的接地体都应均匀的包裹在降阻剂中间，不允许有脱节，或接地体外露的现象，因这样会造成腐蚀电位差不同，引起电化学腐蚀，这在大量的工程实践已被证实。

3、加强高压架空线路杆塔的施工管理。高压架空线路杆塔是一项系统工程，其中接地部分属于隐蔽工程，应在高压架空线路杆塔工程中突出降低接地电阻的环节。新建杆塔最好在杆塔基础和拉线基础施工时坑底铺设接地体和降阻剂进行降阻，这样可收到事半功倍的效果。对改造降阻工程要结合现场有利地质、地势做切合现场实际的设计，按要求进行水平接地和垂直接地体的施工。另外，需注意的是水平接地体的埋深，焊接要合格。

4、提高高压架空线路杆塔的运行维护。要针对杆塔接地装置运行中容易发生的问题，加强运行维护和巡视检查，及时进行缺陷处理。定期进行接地电阻和回路电阻测量，以保证输电线路杆塔的接地一直处于良好的状态。

五、结语

输电线路杆塔的接地工程是一个系统的工程体系，为了达到降阻的效果，要从设计勘探入手，严格控制施工过程，将其落实到运行维护上。必要时可根据现场实际要求，做到技术进行勘察检测，找出切实可行的降阻措施，切记不能为了追求经济利益，而忽视内部指标的建设，进而导致电阻率提高，给输电线路杆塔接地运行体系带来挑战。

参考文献：

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[3]付炳哲.高压架空线路杆塔接地降阻措施的探讨[J].莱钢科技，2014（02）.