油田配电线路杆塔接地电阻阻值影响因素的分析

摘 要：为了保证电气系统、电气设备的正常运行以及操作人员的人身安全，在电力系统中采用的接地方式有防雷接地、工作接地、保护接地。而衡量接地装置与大地连接是否良好的指标是接地电阻，所以6kV配电线路杆塔的接地电阻阻值对配电线路安全稳定运行起着重要的作用，本文将对影响接地电阻阻值的环境因素进行分析，并提出降低接地电阻阻值的措施。

关键词：油田配电线路；杆塔；接地电阻；

中图分类号： TM473 文献标识码： A

1 引言

为了保证电气系统、电气设备的正常运行以及操作人员的人身安全，在电力系统中采用的接地方式有防雷接地、工作接地、保护接地。而衡量接地装置与大地连接是否良好的指标是接地电阻，所以6kV油田配电线路杆塔的接地电阻阻值对配电线路安全稳定运行起着重要的作用。

2 杆塔接地电阻的组成部分

2.1接地电阻的成因

接地电阻是指电流经过接地体进入大地并向周围扩散时所遇到的电阻。

图1.接地电流流向大地及接地电极电位变化示意图

大地具有一定的电阻率，如果有电流流过时，则大地各处就具有不同的电位。电流经接地体注入大地后，它以电流场的形式向四处扩散，离接地点愈远，半球形的散流面积愈大，地中的电流密度就愈小，因此可认为在较远处（20m 以外），单位扩散距离的电阻及地中电流密度已接近零，该处电位为零电位。

2.2电力线路杆塔接地电阻组成

电力线路杆塔接地电阻由以下三部分组成

2.2.1、接地线及接地体自身电阻。

2.2.2、接地体表面及与其接触的土地之间的接触电阻。

2.2.3、接地体周围大地的电阻。

3 降低接地电阻阻值的意义

我厂油田6kV配电线路接地装置主要安装于开关杆、变台杆，接地装置在高压部分主要的作用是防雷接地。雷击杆塔顶部或电气设备上时，电流直接通过杆塔接接地线或者通过避雷器将雷电流导入接地线释放进入大地。若接地指标良好，接地电阻阻值很小，电气设备电位上升较低，感应电压对电力系统造成的损害较小，若接地电阻阻值较高，电气设备电位上升较高，则可能会损坏电气设备，造成电力系统不稳定。

对于变压器低压侧，油田低压配电线路主要采用TN-C三相四线制系统，当用电设备三相不平衡时，N线会存在电流，若接地电阻阻值较大，则会引起电位上升，用电设备的PE线会造成电气设备外壳带电，对操作人员会存在安全隐患。

因此，降低杆塔接地电阻阻值对于油田电网有着至关重要的意义。

4 接地电阻阻值的影响因素

按照电工理论，接地装置的接地电阻的计算公式为：

+ （1）

式中：R-接地装置的接地电阻

-接地装置自身电阻阻值

-相应土壤电阻率

L-接地装置埋入地下深度

d-接地装置的截面直径

从公式中可以看出，影响接地装置接地电阻的内在因素有接地装置的材料、周围土壤的电阻率、接地装置的埋深以及接地装置的截面直径。

4．1接地体自身的电阻阻值

接地装置的自身电阻阻值取决于接地装置材料，目前大队采用的接地装置材料为扁钢接地体与碳棒式接地体。

图2.碳棒式接地体与扁钢式接地体

采用直流电阻测试仪经测量比较电阻阻值如下表所示：

表1 室温下两种接地体电阻值比较

扁钢式接地体 碳棒式接地体

电阻值 100mΩ 30mΩ

因此，碳棒式接地体电阻值较小，在安装中采用可降低整体接地电阻阻值。

4．2接地装置周围土壤对接地电阻阻值的影响

4．2．1不同土质对接地电阻阻值的影响

在4-2东（西）线路上，安装碳棒接地体时，采用了在不同土质进行掩埋接地体。经测量，接地装置周围土壤成分不同，所测得接地电阻阻值也不同。

表2 不同土质安装相同碳棒式接地模块阻值对比

其主要原因是，黑土、粘土等土质中电解质成分多，导电率高，接地电阻率低。而沙土电解质成分少，导电率低，所以接地电阻阻值偏高。因此可采用更换接地装置周围土壤的方式降低接地电阻，缺点是人力和工时耗费较大。

4．2．2土壤湿度对接地电阻阻值的影响

表3 我厂不同区域相同碳棒式接地模块阻值对比

10 杏2-1东西 X2-1-431 2.5

由上表可以看出，我厂西部地区接地电阻阻值要普遍比东部低，这是由于西部为低洼地带，常年积水，土壤湿度较高，则土壤导电率高，电阻率低，所测接地电阻阻值则较小。

4．2．3采用化学方式处理的土壤对接地电阻阻值的影响

为分析经过化学方式处理的土壤对接地电阻阻值影响，在此选用接地体周围的土壤是沙质的土壤进行试验。在土壤上用1%的食盐水进行浇灌。对比处理前后的接地电阻阻值，经测量接地电阻阻值降低原来的2/3。

表4 采用化学方式处理的土壤接地阻值变化对比

经分析得出，在接地体周围的土壤加入食盐、木炭、炉灰等矿物质电解质，可大幅度提升土壤导电率，降低接地电阻阻值，工程造价低效果明显，但对于扁钢接地体来说，会加快其腐蚀程度。

4．3接地极埋深

原理上，土壤深处湿度相对比土壤表面高，因此地下较深处的土壤电阻率较低，导电性能好。可采用加深接地极埋深的方式降低接地电阻阻值。但由于加深接地体埋深对施工造成困难，所挖土方量大，造价也高，因此不适合用该方法降低接地电阻阻值。

4．4接地极截面对接地电阻阻值的影响

单个接地体截面无法改变，但是可采用多根接地体并联的形式，等效于增加接地体截面。

根据电工理论，几个相同的垂直接地体并联构成的接地装置的

接地电阻公式为：

=

-并联之后的接地电阻

-单根接地体的接地电阻

n – 并联接地体的数目

–基地提的利用系数（查阅手册）

为此，选一组同一线路，环境相近的变台杆进行测试，一组安装1个接地体，另外一组安装2个接地体。测试结果如下：

表5 安装模块数量与电阻阻值数对比

由表5可以看出，安装接地模块数量增多，相当于截面积增大，接地电阻阻值也会降低。因此，可采用加装多个接地体的方法降低接地电阻阻值。

5结论

通过本文对油田配电线路杆塔接地电阻阻值影响因素的分析，可得知，降低接地电阻阻值可行有效的措施有：

1、可采用自身电阻率较低的碳棒式接地体。

2、可采用化学处理的方法或者利用降阻剂，降低接地体周围土壤的电阻率。

3、可同时加装多个接地体来降低接地电阻阻值。