摘 要：自20世纪80年代以来，中国一直计划实施西电东输、西北大开发等战略，稳步促进东西方经济的共同发展。近年来，随着我国输电线路建设水平的不断提高，500kV架空输电线路得到了广泛的应用。输电线路塔主要支撑架空地线和架空线路，在导线与地、导线与塔、导线与架空地线、导线与导线之间保持足够的安全距离。线路杆塔接地装置主要由接地体和接地引线下行两部分组成，可将雷电电流引入地下，使线路具有一定的防雷能力。杆塔接地电阻越大，线路的抗雷击能力越低。本文对500kV架空输电线路杆塔接地电阻整治技术进行探讨。
关键词：500kV；架空输电线路；杆塔接地电阻
引 言：在过去，通常采用方圈接地法和埋在地下的射线接地法。虽然这种方法可以满足降低工频接地电阻的基本要求，但在实际施工和运行中仍然存在着占地过多等问题，相关运维人员需要对地面网络进行检查，所以工作量比较大，地网也存在被盗的风险，不仅增加了雷电的风险，同时使运行成本大大增加。在线路设计中，对于雷击区域或雷电流活动频繁的塔，为了减少输电线路中雷击事故的发生，需要降低塔的接地电阻，以保证电网安全稳定运行。
1 500kV架空输电线路杆塔接地电阻超标的原因
1.1 客观原因
（1）地形、地质复杂、条件差。复杂地形和地质条件差的地段通常土层覆盖较少，有的地段甚至没有土层，比如部分输电线路杆塔地段，为了保证岩石的整体性，杆塔地段基础都是岩锚基础，且大部分都是岩石。（2）土壤电阻率较高。在一些山区等区域的土壤电阻率通常较高，根据有关统计了解到，对于山区段，土壤电阻率一般都在1000Ω·m以上，部分山区地段土壤电阻率甚至达到了8000Ω·m。（3）土壤水分含量过低或无水。我国地域辽阔，含水量丰富，但是水域分布不均匀，在我国北方地区大都是缺水重灾区，土壤水含量较低，导电性比较差。比如内蒙古500kV乌审旗输电线路工程，经过的毛乌素沙漠土壤电阻率大概为4000Ω·m。
1.2 勘测设计原因
为了确保设计的合理性和准确性，设计人员通常需要以地形和地质情况作为基础进行实测，因此，设计人员工作量和劳动强度都比较大，容易发生以下问题：（1）以自身经验为准取平均值，导致土壤电阻率取值与实际存在较大差异。（2）直接套用过去工程中的图纸，很多设计与现场情况存在较大出入，导致施工无法顺利进行。
1.3 施工问题
作为一种隐蔽工程，接地工程监督工作难度较大。很多施工单位对接地工程的重要性缺乏足够的认识，由于线路经过很多地形、交通不畅的区域，比如在山区施工的杆塔，所以施工单位容易出现不按照图纸施工的行为，或者回填土密实度不够以及接地射线埋深不足等问题。有的施工单位甚至直接回填开挖出的块石，导致接地体与附近土壤之间缺乏有效的电气接触，并且还会使接地体的腐蚀速度变快，此外，如果回填物空隙太大，受到雨水渗透的影响，接地装置老化速度和腐蚀速度会增加，严重情况下甚至会失去原有的功能和作用。
1.4 运行原因
线路在运行一段时间过后，部分电路杆塔接地电阻会出现增加情况，主要原因如下：（1）直接在土壤中埋设水平接地射线，土壤中的氧离子和接地体接触，对接地体不断腐蚀，导致接地电阻变大，这种情况在山区较为常见，这是因为山区土壤一般为酸性，接地体更容易腐蚀，在长期的腐蚀下，接地装置中的接地体甚至会发生脱落现象。（2）对于一些山坡地段，由于存在较大的高差，长期的水土流失会导致接地射线漏出土层。（3）由于接地装置和杆塔接地引下线之间的连接螺丝被盗取或被锈蚀，导致断路或回路电阻明显增加。
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2 500kV架空输电线路杆塔接地电阻的整治技术
2.1 选择合适路径
在线路建设过程中，要通过各个气象台对线路附近区域的雷电活动情况进行掌握，尽可能的避开雷电活动频繁的区域；并且如果在周围还存在其他线路，还要到相关运行单位了解其他线路的运行情况，以确保线路路径的合理性。
2.2 勘探设计
（1）准确勘测杆塔区域地形、地质条件，并对土壤电阻率进行现场实测，为杆塔接地装置的设计提供有效参考依据。（2）仔细调查线路附近区域土壤的酸碱度和对土壤的腐蚀情况，从而为接地材料的选择提供参考。（3）对电网最大运行方式下的线路寿命和接地短路电流进行计算，掌握接地装置的热稳定性。（4）为了降低杆塔接地电阻，可以土壤电阻率大小为依据，选择不同的接地装置。比如：①在土壤电阻率不超过2000Ω·m的区域，为了满足接地电阻要求，杆塔仅采用方环接地装置就可以。②在土壤电阻率超过2000Ω·m的区域，通常采用灌注桩的形式，利用其高吸水性的特点，大大提升导电能力，为了满足接地电阻要求，杆塔采用标准的接地型式就可以。
2.3 提高测量的准确性
在实施接地电阻降阻整治之前，需要保证接地电阻值测量的准确性，不然防雷效果很难达到理想状态。由于山区输电线路所在的地形较为复杂，地质条件比较差，会对线路杆塔接地电阻测量准确性造成较大影响，明显增加测量误差。比如，电流线的布线角度、天气以及辅助电压线的长度等都会影响杆塔接地电阻的测量结果。因此，在杆塔接地电阻的测量过程中，首先要严格遵循测量规范和标准进行测量，选择科学的测量方法，使测量的准确性得到有效保证。
2.4 改善施工方法
采用深埋式接地极。如果杆塔所在区域的地下存在地下水或者含有金属矿体时，可以采用深埋式或者竖井式接地极；水平外延接地网。将接地网射线延长，采用水平放设施工的方式不仅能够使工频接地电阻得到有效降低，减少冲击接地电阻，同时有利于施工成本的节约。比如，如果杆塔周围存在水源，可以在岸边或者水底布设接地极，使雷电流更好的导入；更换回填土。在回填土的选择上要尽量以粘土、砂质粘土以及黑土为主等，采用电阻率较低的土壤更换掉高电阻率的土壤。或者在回填时将土层夯实，降低接地电阻。如果杆塔附近土壤电阻率比较高，可以采取外地运土的方式进行回填，并做好分层夯实，能够明显降低接地电阻。
2.5 接地体的安装敷设
在接地体的敷设中要求埋深在0.6m以上，为了减少附近接地体之间的屏蔽作用，确保水平接地体之间要保持5m以上的距离，而垂直接地体之间的距离要超过自身长度的2倍。在接地体材料的选择上，要求的最小规格是直径8mm以上的圆钢，扁钢截面积在48mm2以上，厚度在4mm以上，角钢要大于4mm，钢管壁厚超过3mm。
2.6 使用新材料
当前导电材料的种类有很多，作为新一代导电材料，纳米导电精属于一种新型纳米节能材料，不仅理化性能较为稳定，且对金属具有较好的抗磨和防腐作用，在金属导体接触中，导电性能非常优秀。具体表现为降低导体接触电阻和接头发热率，减少了触头冰冻和停电检修的频次，此外，设备损耗和电能消耗也有所减少，使供电安全性和可靠性得到了增强。
2.7 外引接地
针对岩石处基础，如果周围存在低电阻率土壤的地段，可以将接地线向低电阻率土壤地段接引，同时适当使用降阻剂。外引射线长度通常在60m以内。
2.8 换土
针对土壤电阻率较高的土石块区域，可以将开挖槽面积加大，并将低电阻率的土壤铺垫在槽的周围，让低电阻率土壤和接地体之间保持充分接触。
结束语：
接地装置对500kV架空输电线路的安全有着重要的作用，对于电力工作人员来说，其最终目标就是要保证接地装置选择和安装的合理性和有效率，将杆塔接地电阻值控制在一个合理的范围内，提高线路的耐雷水平，避免由于雷击产生过电压，保证正常的电力供应。
参考文献：
[1]张福轩. 万建成. 程更生. 等.架空输电线路铁塔组立施工技术标准体系优化研究与建议[J].中国电力，2017，50（11）：64.
[2]李景丽. 张 宇. 郭丽莹. 等.时变接地电阻对输电线路耐雷水平的影响分析[J].电瓷避雷器，2017（4）：1-7.
论文作者:李海东
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第11期
论文发表时间:2019/10/17
标签：杆塔论文; 电阻率论文; 土壤论文; 电阻论文; 线路论文; 装置论文; 地段论文; 《当代电力文化》2019年第11期论文;