避雷线分流对杆塔接地电阻测量的影响张全升

避雷线分流对杆塔接地电阻测量的影响张全升

张全升陈惠敏韩雪

河南送变电建设有限公司河南郑州450007

摘要：采用电流-电压三极法测量架空线路杆塔的工频接地电阻时，架空避雷线对注入杆塔地网的测量电流具有分流作用，从而影响接地电阻的测量精度。建立了架空避雷线对注入杆塔地网的测量电流的分流模型，分析了避雷线分流的程度和影响分流效果的因素及其影响规律。

关键词：杆塔；接地电阻；架空避雷线；分流；相角差

1前言

目前杆塔工频接地电阻的测量方法主要是电流压三极法和钳表法。由于钳表法在原理上具有很大的局限性，杆塔工频接地电阻的测量宜采用电流-电压三极法。

2杆塔接地电阻阻抗试验

各个接入地电流以及接地网中分散的电流在空间任一点产生的点位总量就是此点的电位，这就是电场叠加原理。接地网中的主接地网、电缆线路以及架空点设置组成了接地网的拓扑结构。电流经过接地网时，其拓扑系统中的架空地线能够对经过的电流形成分流作用，我们通过节点电流的规律可以得出，在接地线路中同一时间、同一节点的电流流入量和电流流出量的值是相等的。

2.1使用接地电阻测试仪等仪器

这种测试方案不能直接进行测试。因所有杆塔接地装置都是并联在一起，使用这种注入电流的测试方案，会因接地装置的分流，而导致测试结果偏小，造成很大的数据误差，所以使用注入电流的方案测试，需要将杆塔接地装置与避雷线断开，同时设置辅助电极进行测试。

2.2使用钳形接地电阻表进行测试

这种方案不需要外接设备电源，不需要断开接地导体，不需要设置辅助电极，测试时只需要用钳表卡在接地导体上，即可测试此杆塔的接地电阻。如果忽略分流部分，直接用测量电流进行接地电阻计算，会使得测量电阻值小于真实接地电阻值；而忽略分流电流与测量电流的相角差，通过用分流系数修正接地电阻测量值，来消除分流影响的做法并不准确，同样会造成较大的测量误差。用钳型接地电阻测试仪测量电力线路杆塔接地电阻方法简单，测量结果可信度高，但只能用于有架空地线的高压线路上，测量时待测杆塔只允许存在一条接地引下线，如各塔脚的地网是不连通的，应将其余各脚的接地引下线拆开后用临时线与测量脚的引下线连通（连通点在钳表之下）。通过对测量结果的分析，可以判断出各塔脚的地网是否连通，接地引下线是否存在接触不良的隐患。

本文在分析避雷线分流原理的基础上，建立架空避雷线对注入杆塔地网的测量电流的分流模型；在此基础上通过对模型的仿真分析，指出避雷线分流大小的主要影响因素及其影响规律。此外，对测量计算接地电阻时是否考虑分流作用以及是否考虑分流电流的相位进行对比分析，指出用分流系数修正接地电阻值而忽略分流电流与测量电流之间的相角差的弊端。

避雷线又称架空地线，架设在杆塔顶部，一根或二根，用于防雷，110-500kV线路一般沿全线架设。在测量时应断开避雷线或地下金属管网的连接，这样才能测量出实际的接地网的接地阻抗。运行中的接地网均与输变线的避雷线，地下金属管网相联，这些均影响测量的实测值，会使接地电阻值变小，不能得到接地网的真实接地电阻值。因此国标DL475-92《接地装置工频特性参数的测量导则》；GB/T17949.1-2000《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则》规定在测量接地网接地电阻时，应将其联结断开，但在实际工作中往往无法实现。为了能较准确的测量发电厂、变电站接地网接地电阻的实际值，并能与设计值进行比较，做出安全性评估的结论，应排除避雷线对其测量值的影响。

3测量杆塔工频接地电阻的方法

3.1钳表法测量杆塔接地电阻

目前110kV及以下输电线路巡检工作通常采用钳表法测量杆塔工频接地电阻。钳表法由于其具有快速测试、操作简单等优点因此被普遍使用，但是使用钳表测量时必须满足所测线路杆塔具有避雷线，且多基杆塔的避雷线直接接地的要求，且该种测量方法在着精度不高特，而且钳口法测量采用电磁感应原理，易受干扰，测量误差比较大，不能满足高精度测量要求。

其中Rx为被测杆塔的接地电阻，R1，R2...Rn分别为通过避雷线连接的各基杆塔的接地电阻；E为接地装置的对地电压，即接地体与大地零电位参考点之间的电位差；I为通过接地装置泄放人大地的电流。

不过接地引下线并不是不能拆除，而是拆除工作比较繁琐，10m一下防松防盗，同时反复拆卸会对杆塔的主材造成有形磨损，容易造成主材生锈等不利影响，同时指出三极法并非是真正意义的“工频杆塔接地电阻测试”，而钳表法受方法影响，地线的感应电压造成测试的误差不准确的特点。

钳表法虽然使用起来简单方便，工作量小，但对于钳形接地电阻测试仪最理想的应用是用在分布式多点接地系统中。架空输电线路在满足以下条件时可以使用钳表法测量工频接地电阻：

（1）杆塔所在输电线路具有避雷线，且多基杆塔的避雷线直接接地。

（2）测量所在线路区段中直接接地的避雷线上并联的杆塔数量满足表规定。

3.2测量杆塔接地电阻的方法

（1）如果在雷雨天气，输电线路受到雷电的袭击导致线路出现跳闸的现象，在测量时必须要按照DL/T621-1997《交流电气装置的基地电阻测试导则》中对杆塔接地电阻测量的要求故障杆塔的电流辅助射线是人工敷设接地线长的4倍，而电压测量的辅助射线长度是人工敷设接地线长度的2.5倍。只有按照这个要求进行测量，才能为技术部门提供准确的数据，使防雷设施能够更有效，从而真正保证输电线路的正常运行。

（2）如果对正常使用的杆塔的接地电阻进行两年或者是五年的周期检测时，可以按照DL/T741《架空送电线路运行规程》中的规定进行，在检测过程中最好是使用法国生产的C•A6411钳型接地电阻检测仪。如果采用这种仪器进行检测可以不用铺设接地辅助射线，在检测过程中只要将杆塔的一个接地引下线钳住就可以直接读出表盘上的数据。这种监测方式操作比较简便，而且获得的数据也很准确。

4原因分析

4.1环境原因

（1）输电线路杆塔接地区域内出现土壤导电性差，电阻率高的实际问题，这会影响输电线路杆塔接地的效果，形成接地电阻阻值过高，影响防雷系统对雷电的下泄，出现雷电对输电线路杆塔的直接与间接伤害。（2）输电线路杆塔施工区域地形复杂，没有给输电线路杆塔接地足够的空间和土壤设置符合安全水平的接地系统，不但给输电线路杆塔工程带来影响，也给输电线路杆塔工程带来极大风险。

4.2施工原因

一些施工队伍对输电线路杆塔接地体埋深不足，这会使接地体容易受土壤流失的影响，更会受到浅层土壤高氧化性的影響而出现腐蚀，进而降低了输电线路杆塔接地的效果。不同接地网规模会产生不同的接地效果，从而产生不同的接地阻抗测量误差率，例如接地网面积为1600m2时，其第一次计算和第二次计算误差率分别是16%和40%，而接地网面积为10000m2时，其第一次计算和第二次计算误差率分别是29%和41%，这里我们可以看出，接地网规模会通过地线分流对接地阻抗测量产生一定的误差，但这种误差可以忽略不计，因此可以忽略地线分流对变电站接地阻抗测量的影响。

5结束语

避雷线分流会影响接地阻抗测试结果，如测量不准确会造成未能发现潜在的安全风险或地网的不必要的整改，这些都是我们不愿意看到的，其重要性不言而喻。充分认识避雷线分流的性质，用罗柯夫斯基线圈有针对性的测量避雷线分流对接地阻抗的测试是至关重要的。

参考文献：

[1]常阿飞，王鹏，韩英杰，刘泽辉.变电站站内短路情况下避雷线分流系数计算[J].河南科技，2017（17）.

[2]赵勇军，任妮，刘伟，董家斌.避雷线分流和导体腐蚀对接地装置热稳定校验的影响[J].电工技术，2017（06）.