110kV同东越线杆塔电阻偏高的原因及其降阻措施

110kV同东越线杆塔电阻偏高的原因及其降阻措施

秦磊

秦磊

（云南电网公司曲靖供电局云南曲靖655000）

摘要：本文对1lOkV同东越线部分杆塔接地电阻偏高的原因进行了分析，并进一步对降阻的措施进行了阐述，以期得到有效的防雷效果。

关键词：架空输电线路；杆塔接地电阻；降阻

Abstract：1l0kVTongDongYuelinepartreasonsforthehightowergroundingresistancewereanalyzed，andfurtherreductioninresistanceagainstthemeasureselaboratedinordertogeteffectivelightningeffect.

Keyword：OverheadPowerTransmissionLine；towergroundingresistance；reductioninresistance.

一、概述

110kV同东越线起于220kV同乐变电站，至110kV东山变电站及110kV越州变电站，线路全长23.568km，于2005年12月投产，期间经过多次技术改造，按照曲靖供电局2013年预试计划，线路运行人员于2013年4月至2013年5月对线路杆塔接地电阻进行了实测，发现部分杆塔接地电阻超标率较高，其中新改造的杆塔接地电阻超标率则是达75%之多，而送电线路杆塔的接地对送电线路的防雷至关重要，特别对1lOkV送电线路的耐雷水平影响较大。因此为了提高线路的耐雷水平、减少线路雷击跳闸率的主要措施，需要降低杆塔的接地电阻。否则当雷击杆顶或避雷线时，雷电流通过杆塔接地装置入地，因接地电阻偏高，造成了较多的塔顶电位，一旦绝缘子串两端的电位差大于绝缘子中的50％，冲击放电电压便会使绝缘子发生击穿，即“反击”。

二、线路杆塔接地电阻偏高的原因分析

我们通过搜集110kV同东越线的技术资料，并对现场复测的杆塔的地形地貌、土质情况、施工情况、回填土等方面进行了认真勘察、分析，总结出了线路接地电阻超标的原因。

（一）地质、地势复杂，多为山区高电阻率土壤

1.土壤电阻率偏高。该线路所经地区海拔较高，地质结构复杂地形以山地为主，我们通过对接地电阻较高的杆塔所在地的土质调查发现，杆塔下发土壤松散，含有较多的碎石颗粒。此外还从不同方位测量了土壤的电阻率，通过测量值可以发现测量的杆塔土壤电阻率均在2500Ω?m以上，土壤电阻率偏高，而土壤电阻率与杆塔接地电阻成非线性正比关系，从而使得接地电阻偏高。

2.地形复杂、地质条件差，土层薄或根本没有土层。本线路所经山地丘陵地形存在土质分层的情况，表层为腐殖质土，厚度为0.5-1.5m，下层为岩石。另外检查沟槽发现，有的地方土层厚薄不一，土质情况也不相同，砂土、碎石含量差异较大，有的地方甚至完全没有土层，如N43塔、N43+1塔、N44塔所处地段基本上都是岩石，这就给接地装置的降阻带来了极大的困难。

3.地形对接地射线放射的局限性。该线路大部分杆塔位于地形复杂的山顶或者半山腰，由于地形坡度较大，很难在等高面上做放射形接地极。个别杆塔甚至由于地形的限制，接地极的放射长度根本无法达到设计值。

（二）勘探设计不合理

我们在对110kV同东越线图纸资料与实际测量值进行对比分析时发现了诸多问题，主要为以下几个方面。

1.设计土壤电阻率与实际测量值有偏差。我们在对该条线路的部分接地电阻值杆塔下方的土壤电阻率进行测试后和设计值对比，发现有较大偏差，设计值是相当大的范围所取的平均电阻率而非真实值，因此需要对设计资料进行修正。

2.接地型式设计没有针对性。本我们在分析图纸资料时候发现该条线路杆塔接地设计没有针对每基杆塔的现场地形、土质结构、射线敷设走向、长度等进行分析，针对每一基杆塔出具有针对性的设计图纸，而是整条线路采取同一种接地方式，并且缺乏相关的计算资料。

（三）施工过于简单草率

1.未能按图施工。通过对比图纸检查发现，有部分杆塔接地装置施工走向与实际不符，施工人员将接地极向便于施工的方位进行敷设，致使在对地下金属开挖检查时十分费力。

2.接地体埋深不够。现场调查发现，山区输电线路杆塔，很多杆塔所处位置由于地质为石头或者土层薄，接地施工埋深难以达到0.6m。

3.回填土问题。现场勘察发现，很多杆塔水平接地极上方表层回填土蓬松稀散，没有用细土回填夯实，部分地段甚至直接用石块压住，这样增加了接地极与土壤的接触电阻，也必然增加了杆塔的接地电阻。这样接地体就不能与周围土壤保持可靠的电接触，同时还会加快接地体的腐蚀速度。

（四）运行维护不到位

1.接地体发生锈蚀。在对地下金属开挖检查时发现部分接地体发生腐蚀，使接地体与周围土壤的接触电阻变大，特别是在山区酸性土壤中，接地体的腐蚀速度是相当快的，如焊接头处因腐蚀断裂会造成一部分接地体脱离接地装置。

2.在山坡地带，因水土流失而使一些接地体离开土壤外露。

3.杆塔接地引下线接地极被盗或受外力破坏。在对接地电阻进行测量时我们便发现这一现象十分严重，需要及时的对其进行修补处理。

三、降低杆塔接地电阻的措施

对110kV同东越线部分接地电阻较高的杆塔进行降阻处理，我们要求必须做到有针对性的对接地电阻偏高的原因进行认真的分析，到现场进行认真的勘探测量，进行严格的计算设计，从而根据实际情况制定出切合实际的降阻措施。

（一）对接地装置进行改造

通过查阅资料，我们知道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[1]：

2．改用大截面接地体。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2所示。

（二）使用GPF-94高效膨润土降阻剂[2]

对于部分杆塔无法进行接地装置改造或者改造后仍然无法达到预期效果，我们最后选择在接地体四周施加GPF-294高效膨润土降阻剂[3]。在施加降阻剂后，公式（1）可改为公式（2）

（三）加强运行维护

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。

四、结束语

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。总之，输电线路杆塔接地，是一个系统工程，要从勘探设计入手，对施工过程进行严格把关，还要落实到运行维护上，对杆塔接地装置接地电阻的降阻措施，要根据现场实际，做认真的技术经验分析，从而找出切实可行的降阻方法，不应片面追求某一个指标，以保证电网安全可靠运行为原则，特别要注意在高土壤电阻率地区，降低杆塔接地电阻的接地装置要求比较高的情况下，在经济、技术指标合理的情况下，研究最佳降低接地电阻的方案。

参考文献：

[1]杨新强.浅析输电线路杆塔接地装置[J].科学之友，2011，（14）.

[2]李景禄，等.高效膨润土降阻剂及其工程应用[C].高电压技术，1999，（1）：91.

[3]李景禄，等.输电线路杆塔接地及其降阻措施[J].电瓷避雷器，2003，（3）.

[4]彭宇辉.降低输电线路接地电阻的方法研究[J].工业技术，2011，（5）.

[5]曹爱珍.浅析220kV南华线杆塔接地降阻措施[J].企业技术开发，2011，（12）.

作者简介：

秦磊（1988－），男，云南曲靖人，大学本科，毕业于湖南大学，现工作于曲靖供电局，助理工程师，从事输电线路运行维护工作。