输配电线路杆塔接地方案改良分析

吴剑锋

（国网福建省电力有限公司三明供电公司，福建 三明365000）

0 引言

在山地众多的地区，开阔地给雷击现象发生提供了充足的条件，输配电线路经常因为雷击而发生跳闸事故，给人们的生产生活造成了很大的影响。降低输配电线路杆塔的接地电阻是减少雷击跳闸事故发生的一个主要手段，接地电阻越低，在发生雷击时通过杆塔将电流传导给大地的能力就越强，发生闪络的几率也就越低。但是，传统的输配电线路杆塔接地方法已不能满足当前的需求，而线路的老化、防雷措施的落后等将进一步成为电力系统向前发展的桎梏，因此，我们必须创新输配电线路杆塔接地方法来改变这种局面。

1 雷电的产生以及危害

雷电产生是由于雷雨云中存在着足够多的极性物质，大气中的正离子和负离子不断摩擦，并随着雨水降落到地表上。由于夏天地表的电阻率比较低，很容易吸引雷电，因此伫立于地表上的各种杆塔更易吸引雷电的袭击。在日常生活中，最常见的雷电有直击雷、感应雷和球形闪电。直击雷即雷电直击到地表上，由于瞬间释放的电量非常大，所以会造成非常严重的伤害。感应雷也称为雷电感应或感应过电压，它分为静电感应雷和电磁感应雷。静电感应雷是由于带电积云接近地面，在架空线路导线或其他导电凸出物顶部感应出大量电荷引起的，它会产生很高的电位；电磁感应雷是由于雷电放电时，巨大的冲击雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场引起的，它能在邻近的导体上感应出很高的电动势。球形闪电出现得虽然很少但一旦出现就会带来非常严重的后果，并且这种闪电多数出现在门窗附近。根据天气的变化规律，我国夏季的雷暴天气多于冬季，南方的雷雨天气多于北方。

输配电线路杆塔是保证电力输送的一个重要桥梁，就像公路上的桥梁一样起到中流砥柱的作用。但由于其高于地表很多，因而容易吸引雷电，造成短路、跳闸甚至烧毁供电设备等事故。虽然原始的避雷装置会起到分流的作用，但是瞬间产生的高能量电压依然会造成输配电线路杆塔的损毁，并且由于各个杆塔的分布跨度大，且不少身处偏远地区，故出现雷击后若无法及时分流，就很有可能引发火灾等次生灾害，从而导致大规模停电事故的发生。偏远地区地势复杂，每次维修都要长途跋涉，一旦发生停电事故，抢修人员通常无法在第一时间赶到现场进行维修，这就会造成受灾地区较长时间无法正常用电。再加上电力设备老化、破损等因素，该地区甚至可能出现周期性停电现象，从而形成恶性循环。

2 接地电阻的作用

输配电线路杆塔是保障电力系统正常运转的关键因素之一，而降低杆塔电阻是提高输配电线路防雷水平、减少跳闸事故发生率的重要手段，其对于提高整个供电系统的安全性和稳定性都具有重要意义。根据山区的不同地势条件以及当地的经济水平，很多杆塔的布设都是采取直埋于土壤中的常规方法，但是随着经济的发展，供电压力越来越大，常规布设的杆塔接地电阻不能满足应对极端天气的要求，所以需要在原先的基础上对输配电线路杆塔的接地方案进行有针对性的改良。

杆塔接地电阻的主要作用就是将雷击产生的巨大电能引入到地下，以减少杆塔受到的损害和人员发生意外事故的可能。输配电线路杆塔的接地电阻越小，线路因受到雷击而发生短路故障的可能性就越小。一般情况下，杆塔的接地电阻要远低于普通设施的接地电阻，同时要与地质条件相符合，使得其在大电流的冲击下，可以有效地将电量分流给大地。杆塔的建设材料也决定了其防雷水平，比如，在发生大规模雷击的情况下，杆塔所用电阻材料本身的导电性、引线长度等也会影响到接地电阻能否顺利完成分流任务。

3 输配电线路杆塔接地的改良方案

传统的直埋于土壤中的杆塔布设方式已经无法满足现阶段的供电需求，所以必须对其进行改良。具体的改良方案如下：

（1）采取新型的接地材料。因为接地材料要长时间埋在土壤之中，承受着长期潮湿或干旱、酸性或碱性环境的轮流侵蚀，这就对材料提出了很高的质量要求。目前，我国已经研发出很多价格便宜且具有很好耐腐蚀性能的材料。采用这些材料可以尽可能地降低杆塔接地电阻，提高导电率。在长期工作中，这些新型的接地材料能够承受多次大规模的电流冲击，且不会变形、开裂、损坏等，经受得了极端气候的考验，因而适用于大多数地区。

（2）采用高效的防腐抗阻溶剂。防腐抗阻溶剂是一种能够降低电阻的化学溶剂，主要用于防止多变的自然环境造成杆塔接地电阻过大。与传统的大规模扩大接地网络或者往土壤中填埋食盐、灌水等方法相比，使用化学抗阻溶剂更加方便有效，既可以避免经济上的浪费，又能在长时间内保持接地电阻的稳定性。新型溶剂本身是一种颗粒很小、自身电阻极低的化学原料，填埋到土壤中之后，会与土壤很好地融合，并通过发生化学作用使接地电阻和土壤有机结合起来，真正起到降低杆塔接地电阻的作用。由于在溶剂的作用下，土壤与接地体融为一体，因而当出现雷击时，雷电流从接地体分流到土壤的过程中就不会遇到明显的电阻率变化，从而可以平稳顺利地流入大地，这就对电力系统起到了很好的保护作用。同时，化学溶剂的高稳定性，可以保证在很长时间内，不需对线路杆塔的接地体进行更换，从而减少了生产成本，提高了经济效益。

4 具体施工办法

按照施工图挖掘地坑，具体深度根据季节以及土壤稀松程度会有所不同，但总的来说约为1.5～1.9 m，宽度约在5～10 m之间，将新型材料按照网状下放到坑中，并与地下已经埋设的接地体连接起来，用加入了化学溶剂的土壤覆盖到土坑之上并夯实，使新填的土壤与原来的土壤结合起来，待到化学溶剂凝固之后再用原土夯实地表。

需要注意的是，在施工时，要严格按照工程图纸进行，因为施工顺序也在一定程度上决定了接地电阻能否降低，故施工时任意更改图纸所示内容或偷工减料都会影响到杆塔最终的接地效果。一旦施工中出现了差错，当发生雷击时，很有可能杆塔接地系统不但不能起到防雷的作用，甚至还会危及输电设备以及人的生命安全。

5 结语

对输配电线路杆塔接地的改良工作是一个长期系统的工程，目前，利用各种新型的接地材料来降低接地电阻已取得了明显的防雷效果，减少了因自然天气造成的输电设备损坏，进而节约了维修费用，同时也提高了电力系统运行的稳定性。本文所述改良方案已经在我国局部地区开始试行，希望经过不断的实践之后，这种方案能够在全国普遍应用，为我国电力的输送提供必要的保障。

［1］刘大平.浅析架空输电线路杆塔接地装置［J］.安徽电力，2010（3）

［2］于万军.浅析输配电线路的雷击故障及防雷措施［J］.中国新技术新产品，2012（11）