输电杆塔接地引下线专用螺栓研究

刘 程，孔祥美

（广东电网有限责任公司汕头供电局，广东 汕头 515000）

在输电线路中，大部分输电线路跳闸事故是由雷击引起的，而较小的接地电阻能够有效地减少雷击跳闸事故，提高杆塔的耐雷水平[1-3]。杆塔的接地装置包括接地体和接地引下线，接地引下线的一端连接于接地体，另一端通过螺栓与杆塔的固定板连接固定。

接地引下线是系统故障接地电流泄入大地的必经通道。接地保护一般用于输电线路中性点不直接接地（三相三线制）的供电系统中，用以保证当电气设备因绝缘损坏而漏电时产生的对地电压不超过安全范围，并保证故障电流及时泄入大地。因此测量杆塔的接地电阻阻值对提高电网的安全稳定运行具有重要的意义。目前测量杆塔的接地电阻阻值时，拆下连接在杆塔和接地引下线之间的螺栓，使接地引下线与杆塔之间断开连接，测量电阻的仪器连接于接地引下线并测量接地电阻[4-6]。但有些接地引下线在安装时没有预留出足够的长度，当拆下螺栓检测完接地电阻后，无法再使用螺栓将接地引下线安装回固定板，有些接地引下线过于紧绷，拆卸接地引下线时，接地引下线易弹出伤人，出现危险。

针对以上问题，本文研发了输电杆塔接地引下线专用螺栓，实现了不拆卸接地引下线即可测量接地电阻，提升了工作效率，保障了人员安全。

1 运行检修问题

输电线路接地装置由2 部分组成，分别是接地引下线和接地体，其中接地引下线是指从杆塔塔腿与接地体之间的连接线，它的作用是当输电线路地线遭受雷击后，地线将雷电流通过杆塔塔材、接地引下线将雷电流导入大地。输电线路接地引下线采用直径16 mm 热镀锌圆钢制成。

输电线路发生雷击跳闸，以及试验检修过程中，须进行杆塔接地电阻测量，进行杆塔接地电阻测量时须要将接地引下线从输电杆塔塔腿上拆下，在拆卸过程中存在以下2个方面的问题：（1）接地引下线与塔腿之间连接紧密，进行接地电阻测量时，由于接地引下线与杆塔之间没有足够的缝隙进行钳表放置，以及接地引下线材料为圆钢，硬度高无法弯曲，导致无法采用接地钳表进行接地电阻测量，这时候须要采用接地摇表进行接地电阻测量。（2）在基础施工完成进行回填土的过程中，接地引下线由于受到土压力的作用，使得接地引下线始终承受拉力作用，因此在拆卸接地引下线与杆塔的连接时非常困难。（3）接地引下线拆卸过程中，由于有内力的存在，在螺栓拆除的瞬间，内里释放，接地引下线瞬间弹出，容易击伤操作人员。

2 接地电阻测量

接地电阻大小直接体现了电气装置与“地”接触的良好程度，也反映了接地网的规模。因此测量杆塔接地电阻十分必要。具体测量方法如下：

检查绝缘手套试验标签、检查绝缘手套外观是否完好、进行气密性检查；进行手工具外观检查、活动件转动灵活，擦拭探针表面污垢及锈渍；检查仪表校验标签及没有使用校验过期仪表，将仪表水平放置后，检查指针度盘是否指向中心线，否则调节“零位调整器”使测量仪指针指向中心线；检查连接线绝缘层良好，无脱落与龟裂（如果使用线轴或放线板收放线，详细检查可在放线时进行）；核对线路名称及杆塔号；检查接地引下线与地网连接稳固，无水浸、无泥埋；防止感应电触电，禁止雷雨天气进行测量，装拆接地引下线时，作业人员应戴绝缘手套，禁止人员触及与地断开的铁塔，防止物件打击，装拆接地引下线时，人员应站在接地引下线侧面。

布线方向应与线路或地下金属管道垂直，电流极连接线为接地体长度的4 倍左右，且不短于40 m，连接线尽可能拉直；电压极连接线为接地体长度的2.5 倍左右且不短于20 m，连接线拉直；电压极与电流极引线保持 1 m 以上的距离，引线之间无交叉；接地棒打入土中的深度不小于接地棒长度的3/4，且打入深度不小于400 mm，探针与土壤接无触松动，与土壤接触良好，电流、电压极引线与探针连接，3 m 与断开的接地引下线连接，将仪表放于距待测物1～3 m平坦处，三根引线应先接接地端，再接电表端将倍率调至最大，将表盘读数调至最大，一手扶住转盘并压住使仪器平稳，另一手慢慢地转动发电机转柄（指针开始偏移），同时旋动度盘使指针指向中心线，若度盘的读数过小（小于1）不易读准确时， 说明倍率倍数过大，此时应将倍率置于较小的倍数， 重新测量。当指针接近于中心线时，平稳加快摇把，加速均匀；用“测量标度盘”的读数乘以倍率标度， 即为所测的接地电阻阻值，如图1所示。

图1 接地电阻摇表测量接地电阻

3 制作原理

输电杆塔接地引下线专用螺栓由螺栓、螺母、绝缘护套、限位夹4 部分组成。螺栓由不锈钢材料制成，螺栓上螺纹连接螺母，螺栓的螺杆端部截面直径由16 mm 渐变减小至10 mm，渐变减小截面直径可以有效提升螺栓整体的抗弯强度，避免截面突变造成应力集中。

绝缘护套由氧化锆材料制成，绝缘护套包裹在螺杆截面直径渐变处，绝缘护套外表面与螺杆外表面相平，绝缘护套右侧端部有少量螺纹，防止拆卸接地引下线后，螺母和接地引下线引流板从绝缘护套上移出，绝缘护套其余部分表面无螺纹，螺母可在绝缘护套无螺纹表面滑动，绝缘护套左侧开有两条环形凹环，环形凹环用于与限位夹连接，环形凹环与限位夹连接使用可以有效限制接地引下线引流板回弹，将接地引下线引流板限制在绝缘护套上，如图2 所示。

图2 输电杆塔接地引下线专用螺栓三位图

限位夹由上夹体、下夹体、弹簧、连接轴、固定条组成，上夹体、下夹体由塑料材料制成，具有绝缘性，上夹体、下夹体端部凸出且分别向上、下翘起，这种设计方式可以使限位夹更容易夹在绝缘护套的环形凹环上，同时也增大了限制接地引下线引流板的面积。上夹体、下夹体通过连接轴铰接而成，弹簧安装在连接轴上，通过弹簧的弹松控制限位夹 4 开合。固定条分别固定于上夹体、下夹体，固定条与绝缘护套两条环形凹环对应， 固定条可以卡在环形凹环内，通过环形凹环与限位夹的固定条连接，可以有效限制接地引下线引流板回弹，将接地引下线引流板限制在绝缘护套上， 如图3所示。

图3 输电杆塔接地引下线专用螺栓限位夹三位图

4 使用方式

通过输电杆塔接地引下线专用螺栓将接地引下线引流板连接于输电杆塔塔腿上。正常运行时，将输电杆塔接地引下线引流板通过螺栓、螺母连接于输电杆塔塔腿上。进行杆塔接地电阻测量时，将螺母通过螺杆螺纹卸下，卸到绝缘护套上后，滑到绝缘护套右侧，由于绝缘护套右侧螺纹阻挡，螺母不会卸下，螺母卸下后，将接地引下线引流板移动到绝缘护套上，为了防止接地引下线引流板回弹到螺杆导电部分（即不在绝缘护套上），通过限位夹夹住绝缘护套两条环形凹环，通过环形凹环与限位夹的固定条连接，可以有效限制接地引下线引流板回弹， 将接地引下线引流板限制在绝缘护套上。

当进行接地引下线引流板安装时，取下限位夹，将接地引下线引流板移到螺杆导电部分，同时将螺母旋紧，使接地引下线引流板紧贴在杆塔塔腿上。

5 结束语

本文研发的输电杆塔接地引下线专用螺栓，实现了不拆卸接地引下线即可测量接地电阻，避免了拆卸接地引下线时接地引下线弹出伤人，提高了测量时的安全性，也保证了测量接地电阻后接地引下线能够再次连接于杆塔的固定板上，减小维修的工作量，提高了工作效率，降低了操作人员的体力消耗，保障了人身安全。

输电杆塔接地引下线专用螺栓，可以应用在所有输电线路杆塔接地引下线上，因此其应用数量庞大；同时该研究成果也可在变电、配电等具有接地引下线的部件上，因此其应用范围也较为广泛。