超高压输电线路杆塔接地装置腐蚀分析

超高压输电线路杆塔接地装置腐蚀分析

于建华

国网呼伦贝尔供电公司海拉尔输电工区  内蒙古自治区呼伦贝尔市  021000

    摘要：输电线路杆塔接地装置是输电线路的重要组成部分，是线路防雷的主要措施之一，接地装置的可靠性对保证电力系统的安全稳定运行具有重大的意义。热镀锌扁钢的杆塔接地导体埋设于地下，常因施工时的焊接不良、漏焊或土壤环境等原因，会产生腐蚀问题，严重的可造成接地导体断裂，致使接地泄流性能下降，影响耐雷水平。经过计算我们知道对输电线路杆塔接地的耐雷击水平起主要作用的因素通常是杆塔的接地电阻。但杆塔的接地电阻除了受环境因素、施工因素以及运行维护的影响外，其中另一主要因素是接地体的锈蚀情况以及连通状况。杆塔接地装置的接地网在土建施工阶段回填土工序完成后，很难对地网的连通情况以及运行后接地体的锈蚀情况进行直观地检查和状态评价。杆塔接地装置的诊断技术的发展可提高杆塔接地装置检测维护能力，在第一时间发现杆塔接地装置的

盗窃情况以及对存在的连通问题，并进行科学计算合理的解决，促进供电系统运行质量提升。

关键词：输电线路；接地；成像；感应磁场

引言

随着输电线路越来越多，由各种因素造成的杆塔、线路故障越来越频繁，由此造成的直接或间接经济损失也越来越高。目前，在输电线路运检人员相对有限的情况下，如何有效、正确、及时地掌握管区内的输电线路的运行状态，对问题杆塔及输电线路快速定位，以及对故障类型分析分类，对预防

重大停电事故的发生，减少及减轻运维人员的工作强度具有重要意义。

1输电线路杆塔接地装置

杆塔接地装置是架空输电线路接地设计中的重要组成部分，能够发挥很好的雷电导流功能，促使雷电能够以杆塔作为导体流向地面，进而确保杆塔上的绝缘装置能够得以保障，从而避免因雷击而造成的线路跳闸故障。因此，对于架空输电线路的安全稳定运行来讲，对输电线路的防雷及接地进行科学设计是至关重要的，做好防雷击和接地设计能够有效地提高架空输电线路的防雷击能力，确保输电线路能够安全稳定运行。杆塔接地的诊断技术可分为2大类，配电定位方法和针对杆塔接地装置本身的探测方法。对永久性接地故障，可先断开故障线路再定位故障。具体有过行波传输特性来判断故障位置的行波法和向线路注入直流或交流信号，通过对交直流信号的检测来判断故障位置的交直流法等离线故障定位方法。离线定位方法的缺点是需要断开故障线路，不能在线定位。也可以向接地系统注入一个特定频率的信号（比如220Hz），通过检测该特定频率的信号来判断故障点的位置。但该方法容易受接地电阻和接地网的支路分布电容影响。还有利用故障点前后的零序电流与零序电压之间的相位关系的基于零序功率方向法和基于移动式的比相法等在线定位方法。但此类在线定位法很难达到快

速判断并确定故障位置的目的。

2杆塔接地导体的磁感应特性

2.1常用的杆塔接地系统形状

输电线路杆塔接地装置对电力系统的安全稳定运行至关重要，主要由接地通道和接地网组成。输电线路杆塔接地装置往往采用的是固定形状，但不同形状下的接地装置的散流能力是不一样的。根据常用的接地装置，按照比例缩小方式制作4种常用结构的杆塔模拟接地装置，每套装置俯视平面面积不小于3平方米。典型杆塔接地装置主要用的材料一般用Φ12圆钢，接地装置一般采用加装垂直接地极方式，水平射线关于方框呈中心对称。垂直接地极均匀布置在每根射线上，垂直接地极采用4根角钢对称布置，每两根角钢间距为0.3m。杆塔接地装置应至少保证有两处与塔腿可靠连接，与塔腿连接必须为双螺丝。接地线与杆塔的连接应接触良好，方便打开测量接地电阻。接地装置的连接点应采用焊接连接，焊接必须牢固无虚焊。圆钢间杆塔接地长度应大于圆钢直径6倍，圆钢与扁钢连接时，扁

钢的宽度是圆钢直径的6倍。
　  2.2接地导体的磁感应特性

为了映射接地网的拓扑结构，需要确定构成接地网的每个导体的确切位置。在本文中，无限长度的线电流源被用作载流导体的理想模型，以表征产生的磁场。这是因为导体横截面的等效半径与埋深

相比较小，并且等效直径远小于栅格间距。

3接地电阻测量的常用方法及存在问题分析

3.1三极法的基本原理

根据杆塔接地电阻的定义，如果需要测量杆塔的接地电阻，则首先需要在接地装置中注入一定大小的电流。然后，在与接地装置一定距离的位置处设置一个可提供电流回路的电流极，使经接地装置散流到周围土壤中的注入电流重新再回到可用于测量的电流回路中，并用电流表测得该电流。同时，为了测得接地装置的电位，需要设置一个可用于测量电位差的电压极，且该电压极应设置在零电位点

处。这样，通过测量回路中电压电流关系的简单计算便可以得到该杆塔接地装置的接地电阻。

3.2回路法的基本原理

回路法测量杆塔接地电阻是最新的一版ＤＬ／Ｔ475－2017《接地装置特性参数测量导则》中推荐的测量方法。该方法是由最早的“钳表法”发展而来。钳表法由于其使用方法简单、现场测量工作量小的特点，在杆塔接地测量运维中得到了广泛的应用。但实际应用中，钳表法的缺点也十分明显：测

量所采用的电流较小，测量稳定性和准确率相对低。

4输电线路杆塔接地装置电阻控制措施

首先，需要做好杆塔的接地设计。在架空输电线路的初步设计阶段，要做好线路沿线的实地考察，避开雷击频发路段，确定合理路线[7]。在此基础上对线路杆位的土壤电阻率进行测量，合理设置杆塔接地装置，确定出最符合当地环境实情的接地形式。其次，降低接地电阻。对于在土壤电阻比较低的地方架设输电线路，需要充分利用拉线及杆塔基础等进行自然接地，尽可能降低接地电阻[8]。而对于土壤电阻率比较大的地方，可以采取外引接地方式、放射型接地方式、复合接地方式、连续伸长接地方式、物理接地方式以及换土方式等有效手段，降低杆塔的接地电阻。另外，加长接地极也是一种有效降低接地电阻的方式。最后，还可以使用降阻剂。随着电阻技术的不断进步，具有超高导电性的降阻剂得到逐步更新升级，在架空输电线路的接地设计中科学合理地使用降阻剂，能够通过有效降低接地电阻来实现输电线路防雷对于接地电阻的要求。降阻剂能够快速渗入到地面土壤中，大幅增加分散

电流的范围，适合在土壤电阻率比较大的地方使用。

结束语

基于输电线路通信中继器，实现了通信中继、线路负荷电流采集、微气象等功能的同时，依据行业标准建立了通信网络，实现了现场数据与后台终端的实时同步。目前，综合在线监测系统已经在500kV永兴1号线实现了上线运行，对线路、杆塔进行了有效监控，取得了良好的效果。随着5G通信技术的发展和普及，在杆塔上运用高速无线传输技术实现数据的快速、稳定传输，将是下一步的研究

方向。

参考文献：

[1]曾进军.关于输电线路防雷接地措施的重要性及改进方法分析[J].建材与装饰，2018（51）：

218-219.

　 [2]廖林宏.石墨型接地装置在架空输电线路中的应用[J].计算机产品与流通，2018（07）：75.

[3]周威.输电杆塔接地装置周围地电位及跨步电压分布规律研究[D].长沙理工大学，2018.