浅析输电线路的接地降阻措施

摘要：电气设备的保护接地及工作接地对于安全运行起着至关重要的作用。下文主要就电力线路工程中降低接地电阻的方法进行了分析与探讨。

关键词：输电线路；接地；降阻措施

Abstract: the electrical equipment protection work for safety and grounding grounding systems play a crucial role. Below the power line project of lowering the grounding resistance methods of analysis and discussion.

Keywords: transmission lines; Grounding; Resistance reduction measures

中图分类号： TV734.3 文献标识码：A 文章编号：

0 前言

随着输电网与配电网不断发展，电气设备及避雷设施的接地情况显得尤为重要。在运行过程中，保护接地及工作接地对于安全运行起着至关重要的作用。在实际工程中，我们发现很多输电杆塔与配电变压器及其它需要接地装置的电气设备，接地阻值有的偏高，有的损坏严重，其主要原因有以下几个方面：一是接地运行时间过长，接地体腐蚀严重，尤其是焊接部位，腐蚀最为严重，造成接地电阻大；二是部分地区由于土质原因，土壤电阻率较大，即使按规程安装接地装置，接地电阻仍然较大；三是由于环境因素，人为破坏严重，接地装置被盗现象时有发生，造成电气设备无接地。由于种种原因，致使部分电气设备的接地装置达不到要求，给电气设备的运行带来了极大的安全隐患。如何降低输电线路接地体的接地电阻就成为一个尤为关键的问题。在雷季干燥时，不宜超过表1所列的数值。

表1有避雷线的线路杆塔的工频接地电阻

大多采用水平敷设的复合式人工接地体，其工频接地电阻的计算公式如下：

式中，R 为水平敷设的复合式人工接地装置的工频接地电阻（Ω）：d为水平接地体的直径或等效直径（m）；t 为水平接地体的埋设深度（m）；L为水平接地体的总长度（m）；ρ 为土壤电阻率（Ω•m）；A为形状系数，如表2所示。

表2水平接地体的形状系数

从上式可以看出，要在施工中降低接地电阻，可从加大接地体等效直径（选用大截面接地体）、加长接地体长度、加大接地体埋设深度、采用形状系数A高的接地体形状、降低土壤电阻率等方面进行考虑。

1．尽可能加长接地体长度

施工结束后，在接地电阻测量较大的情况下，加长接地体长度可以取得接地电阻明显降低的效果。结合工程实际运用，经过分析表明，当水平接地体长度增大时，电感的影响随之增大，从而使冲击系数增大；当接地体达到一定长度后，再增加其长度，冲击接地电阻也不再下降。一般说来，水平接地体的有效长度不应大于100m。

在确定降低接地电阻的具体措施时，应根据当地运行经验、气候状况、地质条件进行全面、综合的分析，通过比较，因地制宜地选择合理方案。在高土壤电阻率＞5000Ω•m的地区，由于普通型式的接地装置难以满足接地电阻不大于30Ω 的要求，往往设计采用连续伸长接地的措施。连续伸长接地的长度一般不宜小于450m，杆塔数不应少于 2 基，采取沿线路方向敷设1～2条连续伸长接地体。连续伸长接地措施适用于地势较为平坦且杆塔位之间无地面障碍物的地区。

2．用大截面接地体

水平埋设的接地体可采用 - 40mm的扁钢或直径为 10的圆钢。接地材料的选用要从能够加大接地体等效直径、导电性好的方面考虑，接地体可采用钢管、角钢、圆钢、扁钢等材料制成。垂直接地体可以成排布置，也可以作环形布置。水平接地体多呈放射形布置，也可成排布置或环形布置。垂直埋设的接地体可采用ф40mm～ф50mm 的钢管或∠40m×4m 至∠50m×5m的角钢。为了保证足够的机械强度，且要考虑到防腐蚀的要求。钢质接地体的最小尺寸如表3所示。

表3钢质接地体和接地线的最小尺寸

3．降低土壤电阻率

土壤电阻率是单位体积土壤含水量B的倒数和土壤中所含导电离子浓度A的倒数的函数，即： 也就是说，土壤电阻率的大小取决于土壤中导电离子的浓度和土壤中含水量。在高土壤电阻率地区，可采用以下方法降低接地电阻。

3.1．灌注工业盐水

通过盐水增加导电离子浓度来改良土壤特性就是灌注工业盐水的工作原理，降低土壤的电阻率。如刚灌注工业盐水时，测量其接地电阻值控制在 30Ω 以内，在时隔 3 个月以后，再次测量，接地电阻值大部分都在50Ω 左右。由于工业盐水的时效性较差，只能在较短的时间内提高土壤导电率，并不能根本解决问题。分析其原因，主要是由于工业盐水本身的时效性所致。

3.2．用接地电阻降阻剂

采用降阻剂是对降低接地装置电阻的有效方法，在接地极周围敷设了降阻剂后，可以起到增大接地极外形尺寸、降低与周围大地介质之间的接触电阻的作用，因而能在一定程度上降低接地极的接地电阻。降阻剂用于小面积的集中接地、小型接地时，其降阻效果较为显著。

降阻剂是由几种物质配制而成的化学降阻剂，具有导电性能良好的强电解质和水分。这些强电解质和水分被网状胶体所包围，网状胶体的空格又被部分水解的胶体所填充，使它不致于随地下水和雨水而流失，因而能长期保持良好的导电作用。这是目前采用的一种较新和积极推广普及的方法。

3.3．深埋接地极

当地下深处的土壤或水的电阻率较低时，可采取深埋接地极来降低接地电阻值。该方法对含砂土壤最有效果。据有关资料记载，在 3m深处的土壤电阻系数为 100%，4m深处为 75%，5m 深处为 60%，6.5m 深处为 50%，9m 深处为20%，这种方法可以不考虑土壤冻结和干枯所增加的电阻系数，但是施工困难，土方量大，造价高，在岩石地带困难更大。

3.4．外引接地体法

在土壤电阻率高的地区，当采用放射形接地装置时，如在杆塔基础附近（在放射形接地体每根最大长度的1.5倍范围内）有土壤电阻率较低的地带，如水井、泉眼、水沟、河边、水库边、耕地等土壤含水量较大的地方，可采用外引接地的措施，将接地体埋设在电阻率低的地方，用以降低电阻。

4．使用形状系数高接的形式

在放射型接地体施工时，为减少相邻接地体的屏蔽作用，垂直接地体的间距不应小于其长度的 2倍，分支越多的接地体，其形状系数就越高，接地体的工频电阻也就越小。水平接地体的间距根据具体情况确定，但不宜小于 5m。可参见表2。

接地设计和施工时，尽量考虑多射线，以塔基为中心，放射性的接地形式。而当两基铁塔较近时，还可以考虑将两基铁塔的接地网连接起来，以提高接地体的形状系数，从而降低接地电阻。

5．接地体埋设深度加大

接地电阻的大小与接地体的埋设深度密切相关。故在接地体施工中接地体的埋设深度一般按如下原则进行：山地不小于 0.6m，水田、耕地不小于0.8m，岩石不小于0.3m。

但在实际施工中，如大面积的加大接地体的埋设深度，必将加大施工难度和施工成本。而加大接地体埋设深度这一措施可以选用垂直接地体与水平接地体相结合的方式实施，效果也是非常明显的。

结语

综上所述，良好的接地装置是电网安全稳定运行的重要保证，因此作为输变电工程的隐蔽项目的接地装置，为保证其工程质量及使用寿命，需要对以上各个环节加强质量管理和周期性运行维护工作，从根本上防止因接地装置而发生的电网事故。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。