（江阴市供电公司 214400）
摘要：本文结合自身多年从业经验，首先简要介绍了接地模块的构成及持有特点，分析了接地模块的降阻原理，最后以实例描述方式探讨应用效果，望以此为行业应用提供参考。
关键词：架空输电线路；电阻率；接地模块；应用
输电线路运维最核心的工作就是通过发现并消除设备自身的安全隐患，以提高线路设备的安全性能，确保电力设施的稳定运行。通过对以往每年的线路故障情况分析，不难发现，雷击是造成线路跳闸的主要原因。架空输电线路由于其杆塔较周围建筑物高差较大，并且大多分布在旷野区，绵延数公里，因而雷雨季节来临时，极易遭受雷击。通常，杆塔在设计最初时已经考虑了可靠的接地电阻，而随着杆塔运行时长的增加以及周围环境的改变，运行多年的输电杆塔接地电阻常有不合格的现象发生。因此通过降低杆塔接地装置接地电阻的方式来提升输电线路耐雷水平是输电线路运维工作的一项关键任务。
位于山区的输电线路杆塔因其土层薄、地质条件差、地形复杂，通常具有较高的土壤电阻率，基于此土质，要想降低塔接地电阻，使其维持在标准值预期范围内，通常采用敷设水平接地体，并采取镀锌防腐处理，然而随着现实环境以及接地体自身材料的限制，运行几年的接地体往往容易腐蚀，最终造成接地电阻高，杆塔耐雷水平大幅度降低。文章经多方研究，决定采用稳定性、导电性均较好的非金属接地模块来降低杆塔电阻率。
1. 冲击接地电阻的基本理论
（1）冲击接地电阻概念。接地电阻通常是指电流经过接地电极，在向大地传送时的接地电极的电流与电位之间的比值。接地装置的接地电阻由四部分组成，即电流从接地电极向土壤流入所呈现出的电阻、接地体与土壤之间所呈现的接地电阻、接地电极自身所存有的电阻及接地电极与接闪器之间有效连接而形成的电阻。其中，后两部分的综合称之为散流电阻，其在整个接地电阻当中占据着比较大的比重。
（2）冲击接地电阻参数。工频接地电流经过接地装置时所呈接地电阻，即为工频接地电阻；雷电流经过接地电极的接地电阻，则为冲击接地电阻。计算冲击电阻的公式为：，在公式当中，所表示的是接地电极上因电位升高所呈现出的最大值；表示经过地电极冲击电流的最大值。在现实当中，雷电流经过接地电极，实际上乃是一个波过程，存在一定作用时间，因此，可得出冲击接地电阻的瞬时值定义，即，公式当中，R表示冲击接地电阻瞬时值；表示流经接地电极冲击电流的瞬时值；表示接地电极电位升高的瞬时值。接地电极的冲击特性，对于雷电流的流散起到决定作用，同时对于建筑物与电力系统的防雷性能同样具有决定作用。
2. 接地模块主要构成及特点分析
石墨粉作为接地模块的核心组成材料，通过将适量粘合剂、少量的金属氧化物添加至石墨 粉中，并经加水搅拌，入模待干后而成形。为了使所构筑的接地模块具有适合实际需要的机械强度，通常在模块中间位置夹入有金属网，而为了便于模块间有效焊接，在模块当中还事先预埋有圆钢或扁铁。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆接地模块主要有下列特点：接地模块大小为60mm×400mm×500mm，接地模块与大地之间具有较大的接触面积，约0.5m2；接地模块的导电介质通常选用的是具有良好稳定性的非金属导电材料，其导电性不会随季节改变而变化；接地模块能够与多类地质类型形成良好接触，如岩石、土壤等，进而实现最大限度降低接触电阻的目的；接地模块具有不错的保湿与吸湿特性，接触电阻小，稳定性高；在接地模块内部，石墨充当其载体，另加入有凝固剂、保水剂及离子缓释剂等材料，可成倍增加与土壤的接触面积，另外，还可实现土壤散流电阻的有效降低；离子的耗散能够被传送至更远的土壤当中，连接于土壤低电阻率区域，能够运用金属矿物质层、地下水层及电阻率较低的土壤层等，来达到改善散流电阻的目的；接地模块pH值为10，呈弱碱性，含有定量的防腐剂，基于理论层级来考量，寿命超过30年，远高出降阻剂最大使用时间；接地模块经过大电流冲击之后，此时的模块电阻值不会出现增大状况，也不会出现发脆、变硬等，没有断裂状况；接地模块埋设方便，施工难度小；碳为石墨的基本结构，不会污染环境，因此，用此原材料所制成的接地模块，具有环保特质；对于单个材料，低电阻接地模块相对较高，但对于高土壤电阻率，在全寿命期费用及工程总费用方面要明显低于降阻剂地网。
3. 接地模块降阻原理分析
低电阻接地模块内部设置有金属芯，通过将其连接于处于被保护状态的对象，促使人地电流能够以较快速度倾泻至大地，在外形与尺寸相同的情况下，相比于金属材料，能够将土壤与接地体间相应接触面积予以持续增加，进而也就达到了增大接地体自身散流面积的目的，接地体和土壤间的接地电阻也会由此而大量减少，具有非常突出、强劲的保湿性与吸湿性，能够将接地体当中电解质所具有的导电作用充分发挥出来。
4.实例运用与效果分析
某供电公司220kV变线路工程，塔位（#8、#13、#24）位置处于海拔在50~100m的山顶上，经过对此地区开展深入、详细的地质勘察，得知塔位零平面以下地层均为泥质沙岩，此类型岩层的土壤电阻率通常达2000欧·米。依据塔位实际地形状况，经多方考虑，决定选用CCM-201型低电阻模块当作本工程的接地模块，在接地装置型式上，则选用与接地闭合环网并联的方式。选用4根长度相等的12圆钢作为接地闭合环网的水平接地体控制其埋藏深度，即0.9m，选用12圆钢作为垂直接地体，对于其两端，则分连于水平接地体与塔腿，另外，在相应水平接地体上，将适当数量的接地模块均匀焊接在相应水平接地体上。1）闭合环网接地工频电阻。
其中表示土壤电阻率（欧·米）；表示水平接地体的总共长度（米），本工程选取12圆钢，即14米/根，总共有4根；d表示水平接地体的直径（米）；A表示闭合环网形状系数，本工程取值为1；t表示水平接地的体埋深（米）。2）接地模块组合后的接地工频电阻。单个接地模块的接地工频电阻：；接地模块组合之后的接地工频电阻：，其中表示接地模块组合时的降阻系数，此工程将其值确定为0.8；n表示接地模块数量，此工程将其值设定为12；次工程接地装置总的接地工频电阻：=77.85×31.25/（77.85+31.25）=24.48。所得出的计算结果与《110kV~750kV架空输电线路设计规范》各项要求均满足。
5.结语
接地模块是近几年新产生的一种结构特殊的长效降阻产品，针对接地电阻要求比较高、施工面积相对有限、地质复杂、土壤电阻率比较高的塔位，通过使用接地模块，能够实现接地工频电阻的有效降低，除此之外，还具有诸多优势特点，如使用寿命长、无污染、耐腐蚀、施工简单及运输方便等。接地模块的运用即响应国家电网公司提出的构建“两型三新”的基本号召，同时也是输电线路全寿命管理的充分展现。接地模块应用于高土壤电阻率地区的输电线路防雷接地工程当中，今后定能发挥出其巨大价值。
参考文献：
[1]沈晓龙, 涂明, 胡萍,等. 输电线路高土壤电阻率地区降阻措施的应用[J]. 湖北电力, 2009, 33(2):9-11.
[2]张元波, 胡博. 架空输电线路防雷与接地的设计探讨[J]. 工程技术:引文版, 2016(9):00267-00267.
[3]张云都, 蒲晓羽. 输电线路接地网存在的问题及改造措施[J]. 电力建设, 2005, 26(3):34-35.
论文作者:陈炯
论文发表刊物:《电力设备》2016年第23期
论文发表时间:2017/1/17
标签：电阻论文; 模块论文; 电阻率论文; 土壤论文; 电极论文; 杆塔论文; 线路论文; 《电力设备》2016年第23期论文;