如何有效降低架空输电线路接地电阻防雷建议

田强

摘 要：架空输电线路的接地情况很大程度上影响着整个电力系统的安全可靠运行，降低杆塔的接地电阻能够很大程度上提升输电线路的防雷能力，降低雷击发生时的跳闸率，减少雷击对于电力系统的破坏力。本文分析了影响接地电阻的相关原因，在此基础上提出了降低接地电阻的相关建议，同时对输电线路的接地电阻进行了实际测量，取得了较好的效果。

关键词：架空输电线路；接地电阻；防雷

0 引言

架空输电线路是电力系统的重要组成部分，对于确保电力的稳定传输具有重要作用。但是输电线路长期暴露在外，比较容易受到恶劣环境的影响，尤其是经常受到雷击作用而造成输电线路跳闸。输电线路的杆塔接地装置能够起到一定的防雷效果，良好的接地电阻能够将雷电流释放向大地流散，所以接地电阻对于输电线路的防雷起到至关重要的作用。因此，采取有效措施来降低架空输电线路的接地电阻对于保证电力系统的安全稳定运行具有非常重要的意义。

1 影响接地电阻的原因分析

在线路的维护过程中可以得知输电线路的杆塔接地问题是最为突出的问题之一，常会出现接地电阻超标的情况，某些杆塔的接地电阻值远远不能达到输电线路正常运行所需要的电阻值。通过对输电线路杆塔接地电阻情况进行分析得知，影响接地电阻的原因主要包括如下几方面：

第一，接地体受到了较为严重的腐蚀，尤其是在山区土壤酸性较强或者是风化后的土壤中更是容易发生电化学腐蚀以及吸氧腐蚀，很多线路因为受到腐蚀而发生断裂，极大的威胁到了线路的安全稳定运行。特别是在发生雷电的情况下，很可能因为接地电阻较大以及接地不良等问题造成雷电的导通率较低，从而引发相应的事故。

第二，杆塔接地引下线以及接地体受到外力破坏，给输电线路的安全稳定运行造成了较大威胁。特别是输电线路受到雷击的情况下，因为杆塔接地不良造成跳闸事故时有发生。所以有效降低架空输电线路的接地电阻对于保证输电线路安全稳定运行至关重要。

2 降低架空输电线路接地电阻的相关建议

（1）深埋接地极

因为暴露在表面的土壤具有较高的电阻率，但是地下的土壤层电阻率相对较低，所以要将接地体深埋地下，降低电阻率。当地下具有地下水、矿物盐、金属矿等物质时，可以钻透表层，将接地体买入到下层，并不会受到地形的影响以及接地网敷设范围的限制，能够确保接地电阻的安全可靠。对于架空输电线路的杆塔接地来说，施工质量的好坏很大程度上影响着接地电阻的情况。所以要严格控制施工的流程以及施工工艺，确保其施工质量。

架空输电线路施工内容：

第一，在明确了输电线路的走向以及位置后，就可以进行杆塔水平接地体沟槽的开挖。为了保证接地电阻能够达到相关标准，接地沟槽的深度要达到如下标准：对于土质较软的田地或者平地来说，至少达到0.8m；对于土质较硬的山地或者丘陵来说，至少达到0.6m；对于耕地来说，水平接地体至少要埋设在耕作深度以下；对于岩石区域来说，至少要达到0.3m。只有接地体的埋设深度达到了标准的要求，才能获得良好的降阻效果，同时也能够起到很好的防腐效果。接地体买入较深时，一旦发生较大的电流进入地下，在地面就会形成比较均匀的电位。

第二，敷设接地体。在敷设接地体时要使用那些较低电阻率的土壤，并且最大程度上将接地体沿着等高线进行布置，接地线要平直进行铺设，要确保各接地体之间的平行距离在5m以上，这样能够很好的降低形状系数以及屏蔽系数。

第三，地网要确保具有足够的截面积，可以使用直径10mm以上的镀锌钢管构建。镀锌接地引下线和地网的连接、地网中其他部件的连接都采用焊接的形式进行，并且要采取两面焊接，确保其焊接牢固性。

第四，要保证地网、接地体以及杆塔可靠连接，良好的接触。杆塔和接地体大多数采用对角接地的方式进行可靠连接，若是接地引下线和杆塔进行连接，需要将连接位置进行良好的打磨，并且要涂上导电膏来降低电阻，保证接地网和杆塔有可靠的接触。

第五，回填。在完成了接地线的接地线的敷设、焊接以及防腐工作，并检查合格后就可以进行回填工作。对于接地网接触部分来说，其回填可以采用粘土或者细土，不能采用砂石回填。对于各部分的回填土都要清除掉石块、垃圾等杂物，回填土要通过分层进行夯实，并且要保留300mm的沉陷预度。

第六，在完成了全部施工内容之后，经过一段时间在进行接地电阻的测试，确保其达到相关设计要求。

（2）增加接地体的长度

如果多根射线不能很好满足接地体相关要求，就可以使用两根连续伸长接地线，就是指在地下将杆塔间的接地体进行连接。通过相关的工程实际经验来看，随着接地体长度的增加，电感的影响也会变大，这就会增加冲击系数。若是接地体的长度增加到一定程度后，冲击接地电阻就会保持在一定的数值。正常情况下，水平接地体的有效长度要保持在100m以内。

（3）接地体材料的选择以及防腐蚀

经过相关理论分析以及实践证明，接地体所具有的截面积和断面形状对于接地电阻值没有很大影响，所以在进行接地体材料选择时只是涉及机械强度方面的需要。对于水平敷设的接地体来说，可以选择圆钢以及扁钢；对于垂直敷设的接地体来说，可以选择角钢、钢管以及圆钢等等。一定要保证接地体以及接地引下线的导体截面符合热稳定性以及均压的要求。对于那些敷设在较强腐蚀性场合的接地体以及接地引下线来说，可以使用具有防腐性能的热镀锌材料，一定要在焊接处均匀的涂刷沥青同时要缠绕玻纤布进行防腐。

3 对于架空输电线路接地电阻的测量

3.1 测试的基本情况

第一，测试地点：南充市东观镇，500kV南谭一线#003塔

第二，天气情况：实时温度19.5℃，相对湿度31%RH

第三，测量仪器及器件：克列茨KYORITSU 4105A数字式接地电阻测试仪；接地测试线三根：红20m，黄10m，绿5m；辅助接地棒2根。

3.2 操作程序

（1）将#003塔A、B、C、D腿接地装置与塔身断开，用钢丝刷打磨各接触面；

（2）横线路方向，将两个接地探针沿接地体辐射方向分别插入距接地体10m、20m的地下，插入辅助接地棒，电位探测针P′和电流探测针C′之间大于1.0米；

（3）用专用测试线将各极插入电子式测试仪的相应端子，即E′接E、P′接P和C′接C；

（4）将仪表放于水平位置，打开开关，调至“20Ω”档位，按下检测键，得到正确读数；

（5）改变电流极（红线）、电压极（黄线）极间距离，以间距1m递增依次测得多组数据（第一种测量）；

（6）顺线路方向，改变电流极、电压极极间距离，以间距1m递增依次测得多组数据（第二种测量）；

（7）将电压极插入铁塔中心位置，横线路方向电流极探针向外，两接地棒间距10m，以间距1m递减或递增依次测得多组数据（第三种测量）；

（8）综合季节系数1.4～1.8，换算测量结果。

3.3 测试方法

（1）第一种方法测量：横线路方向，如图1所示。

首先，两根辅助接地棒均在#003接地网“井”字外，两接地棒间距10米，测量的接地电阻正常值为0.22Ω位；其次，随着两接地棒间距减小，10m、9m、8m、7m、6m、5m……数据为0.22Ω、0.28Ω、1.52Ω、2.25、3.15Ω、4.13……接地电阻值在逐渐增大，但增大数值趋势很大，相距1m时达6.98Ω；最后，随着两接地棒间距增大，11m、12m、13m、14m、15m、16m……数据为0.22Ω、0.20Ω、0.19Ω、0.17、0.15Ω、0.13……接地电阻值在逐渐减小，但减小数值趋势很小；

（2）第二种方法测量：顺线路方向，如图2所示。

首先，两根辅助接地棒也是布置在#003接地网“井”字外，两接地棒间距10m，测量的接地电阻正常值为0.23Ω位；接地电阻值随两接地棒间距减小逐渐增大，变化趋势很大；随着两接地棒间距增大逐渐减小，变化趋势很小；其次，与横线路方向比对，数据几乎差不多，只是变化稍大一点。

（3）第三种方法测量：“井”字内外，如图3所示。

首先，将电压极插入铁塔中心位置，横线路方向电流极探针向外，两接地棒间距10m，测量的接地电阻为0.14Ω位，比第一种测量正常值结果小；其次，将电流极探针在10米处，按照由外向内以间距0.3～0.5m递减，接地电阻值变化为0.14、0.15Ω、0.16、0.17Ω、0.18……接地电阻值在逐渐增大，但增大数值趋势很小，两极间间距在5.9m处为0.22Ω（正常值），此处恰好处于“井”字外一点；最后，将电流极探针在5.9m处，向内逐渐减小两极间的距离，此时两极间距均在地网“井”字内，接地电阻值增大，增大数值趋势很小。

（4）相关结论

通过三种方法测量得出结论，第三种方法布线为“有效接地电阻测量方法”。以后，我们可以将电压极探针布置在铁塔中心点，电流极探针刚好在地网“井”字外一点即可，此时测试接地电阻值等于正常值。这种不拉辅助线接地网检测，大大简化测量铁塔接地网接地电阻步骤，也降低了职工现场劳动强度。

4 结束语

对于架空输电线路来说，防雷是重点工作也是长期工作。要想有效降低架空输电线路的雷电威胁，避免雷害事故的发生，需要具有积极的态度，采用科学的方式方法，有效降低输电线路的接地电阻，并且要增强输电线路的运行维护，将输电线路防雷工作当成重点工作来抓，只有这样才能有效避免架空输电线路的雷害，确保电力系统的安全。

参考文献

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（作者单位：国网四川省电力公司检修公司南充运维分部）