降低110kV杆塔接地电阻施工技术研究

降低110kV杆塔接地电阻施工技术研究

熊明杨庆东杨策胡辛

(安徽送变电工程有限公司安徽合肥230000)

摘要：110kV高压输电线路是电力系统的重要组成部分,其运行状态对于整个电网的稳定性和安全性都有着直接影响。很多地区的110kV高压输电线路都架设在户外,经常受到雷电侵袭,导致110kV高压输电线路运行故障,造成大范围停电事故,给人们的生产生活带来很多麻烦,因此应特别重视110kV高压输电线路的防雷设计,从降低杆塔接地电阻施工技术方面采取有效的防雷措施,提高110kV高压输电线路的安全性和稳定性。

关键词：110kV高压输电线路；杆塔施工；接地电阻

0引言

目前110kV架空线路还是比较多的，这些高压线架在杆塔上，在雷雨季节容易遭到雷击而跳闸。为了防止跳闸事故发生，通常在杆塔上设置避雷线、避雷针等，但还是会发生雷击跳闸事故。为此在施工时，通常采用降低杆塔接地电阻的方法，将巨大的雷击电流快速引入地下以减少雷害事故并降低线路雷击跳闸事件。

1降低杆塔接地电阻原理

当杆塔接地电阻降低时，雷击塔顶时塔顶电位升高的程度降低，绝缘子所承受的过电压程度也降低，从而使线路的反击耐雷水平提高，有效降低线路的雷击跳闸率。

接地电阻与接地电极的形式和土壤电阻率有关，通过改变接地电极的形状、尺寸、埋深以及土壤电阻率可以改变杆塔接地电阻。降低杆塔接地电阻的主要方法有：增加射线长度、采用垂直接地体、采用降阻剂或接地模块降低土壤电阻率等。

对于平原地区，特别是土壤电阻率较低的区域，按照常规的设计，接地电阻值即能达到要求，而在山区、高土壤电阻率地区，如何有效地降低接地装置的接地电阻值，如何用较少的投资获得较好的降阻效果，目前仍然是电力系统中广大工程技术人员面对的主要技术难题。

2110kV杆塔接地电阻标准

雷击杆塔时塔顶电位与杆塔接地电阻和土壤电阻率密切相关，降低杆塔接地电阻或土壤电阻率是提高线路耐雷水平，防止反击的最基本最有效的措施。

架空线路杆塔的接地电阻和型式在电力行业标准DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》、DL/T621-1997《交流电气装置的接地》中都提出了具体的要求，这些标准是设计、安装和改造架空线路杆塔接地的依据。有避雷线的线路，每基杆塔不连避雷线时的工频接地电阻，在雷季干燥时，不宜超过表1所列数值。

表1有避雷线的线路杆塔接地电阻

注：如土壤电阻率超过2000Ω.m，接地电阻很难降低到30Ω时，可采用6-8根总长不超过500m的放射形接地体，或采用连续伸长接地体，其接地电阻不受限制。

需要说明的是，作为通用行业标准，对杆塔接地电阻的要求是比较宽松的。在变电站进线段的前十级杆塔其接地电阻值要控制在10Ω以下，在多雷区，如是联络线路或重要线路，杆塔接地电阻最好能处理到20Ω以下，在山区，由于地形的原因，杆塔接地电阻也要控制在30Ω以下。因为只有这样才能提高线路的耐雷水平，有效地限制雷击跳闸率，从而保证电网的安全稳定运行。

要解决输电线路杆塔接地电阻偏高的问题，首先要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，制定出切合实际的降阻措施，一般来说要做好以下一些方面的工作：（1）勘探测量,要对每基杆塔所在位置的地形、地势、地质情况准确勘探，测量杆塔四周的土壤电阻率及其分布情况，找出可以利用的地质结构。（2）调查线路经过地段的雷电活动情况和活动规律，决定所采取的防雷措施及其对杆塔接地电阻的要求。（3）调查线路杆塔经过地段的土壤对钢接地体的年腐蚀和土壤的酸碱度。（4）计算电网最大运行方式下的接地短路电流，以及线路的使用寿命，校核接地装置的热稳定。（5）根据以上（4）项内容进行计算，制定出切合实际的设计，并制定出切合实际的降阻措施和施工方案

3降低杆塔接地电阻的主要技术

一是水平外延接地，如杆塔所在的地方有水平放射的地方。因为水平放射施工费用低，不但可以降低工频接地电阻，还可以有效地降低冲击接地电阻。

二是深埋式接地极，如地下较深处的土壤电阻率较低，可用竖井式，或深埋式接地极。在选择埋设地点时应注意：(1)选在地下水位较丰富及地下水较高的地方。(2)杆塔附近如有金属矿体，可将接地体插入矿体上，利用矿体来延长或扩大接地体的几何尺寸。(3)利用山岩的裂缝，插入接地极并灌入降阻剂。(4)铺设水下接地装置，如杆塔附近有水源，可以考虑利用这些水源在水底或岸边布置接地极，可以收到很好的效果。

三是填充电阻率较低的物质（降阻剂）如附近有可以利用的低电阻率的饿物质，可以因地制宜、综合利用，但这些物质的性能具备：电阻率低、不易流失、性能稳定、易于吸收和保持水分、无腐蚀作用、施工简便、经济合理。施加降阻剂进行降阻，实践证明，在水平接地体周围施加高效膨润土降阻防腐剂，对降低杆塔的接地电阻效果明显。

四是采用高效膨润土降阻防腐剂降阻剂具有较低的电阻率(不大于0.135Ω.m)，加水后有较大的膨胀倍数(3～5倍)，施加在接地体周围相当于增大了接地体的有效截面，消除了接地体与周围土壤的接触电阻，具有较强的吸水性和保水性以及随时间推移不断向土壤中渗透和扩散，降低了接地体周围的土壤电阻率，因而具有较好的降阻性能，特别是对山区、高土壤电阻率地区以及北方干旱地区的降阻效果最为明显。具体使用方法如图1和图1所示。

对水平接地体，开挖图1所示的沟槽，首先在沟底铺入一半降阻剂粉，然后铺入水平接地体，待接地体焊接完毕后，在上面铺上另一半降阻剂粉，加水搅拌均匀后，再在上面回填细土并夯实。对沟宽a和降阻剂的厚度b，可根据土壤电阻率情况和需要降低的接地电阻值而定，如土壤电阻率较低(300Ω.m以下)，对接地电阻的要求不严(4Ω)，a、b值可取15～30cm；如土壤电阻率较高(3000Ω.m以上)，或对接地电阻要求较小(1Ω以下)，a、b值可取20～40cm。对垂直接地体的长度，根据不同的土壤电阻率可取2～10m，也可为20～80m的深孔，直径a为10～20cm，打好孔后，插入垂直接地体，把降阻剂粉搅成浆后加入孔中，或用压力泵压入深孔中。

图1水平接地体施加降阻剂图2垂直接地体施加降阻剂

4总结

究竟采用哪那种方法降阻要根据实际情况做认真的技术经济比较，从中筛选出经济、有效、合理的方法，一般情况下水平接地体施加降阻剂的方法，比较经济且效果好，如采用深井，地下一定要有低电阻率的地层才有明显效果，若没有，采用深井爆破制裂压力灌注降阻剂的方法费用较大，而效果并不明显。若受地形、地势和土壤电阻率的限制把工频接地电阻降到合格（30Ω）比较困难时，可以考虑用6-8根长为80m的水平射线的方法来降低冲击接地电阻，或把若干基杆塔的接地用耦合地线连接起来，在这若干基塔中找出便于处理的，把接地电阻降到较低值，一般在10Ω以下，这样也可以起到很好的防雷作用。

参考文献：

[1]颜喜平，许根养，敬亮兵，李景禄等.现场杆塔接地电阻和土壤电阻率测量存在问题及误差分析，电磁避雷器.2016(3)：38－41

[2]刘卫东，张叔宝.杆塔接地电阻测量方法浅析.电气应用，2015，2（24）：74-76