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摘要：电力系统输电线路杆塔可靠接地是维护电力设备实际效力充分发挥、保障周边环境稳定安全的重要举措。而在现阶段输电线路杆塔接地过程中，接地网设计问题、接地引下线与接地体腐蚀问题、接地体施工问题等一系列问题的存在，促使输电线路杆塔接地体电阻过高、运行年限短、维护成本高等问题频出，严重影响了输电线路杆塔运行效益。据此，对输电线路杆塔接地问题进行适当分析非常必要。本文对输电线路杆塔接地技术进行探讨。
关键词：输电线路；杆塔接地；问题分析
1 影响接地电阻的主要因素
1.1土壤电阻率高
土壤电阻率ρ取决于土壤中导电离子浓度和含水量，导电离子浓度和含水量越低，土壤电阻率越高。大多数岩石和黏土等在干燥状态下导电性能非常差，而山区的土壤中多不含无机盐类，并且在降雨量较少的地区，表层土壤相当干燥，土壤电阻率较高，岩石地区的土壤电阻率一般在2000Ω·m～5000Ω·m，杆塔接地装置的接地电阻也就居高不下。温度也是影响土壤电阻率的一个重要因素，土壤电阻率随温度的升高而下降，如多年冻土的电阻率就较高，可达未冻前的数十倍。
1.2杆塔接地装置设计不合理
在高土壤电阻率的山区，有些杆塔接地装置的设计不合理，主要是接地装置的形式选用不恰当，接地体面积过小，所选用的接地体材料不耐腐蚀，各个接地极布置不合理、相互间的屏蔽作用较显著。
1.3施工方面的原因
输电线路施工线长面广，各处土壤及地质环境又不尽相同，加上部分施工人员施工工艺水平参差不齐，并缺乏必要的监督，造成施工质量达不到设计要求的标准。施工中最常见的问题是接地装置埋深不够，特别是在山区、岩石地区等开挖较困难的地段更是如此。接地体埋得越浅，在散流时靠近地面部分的电流线受地面的影响，不能直线伸展而呈曲线状，使电流线方向发生改变，即靠近地面部分的电流线密度加大，接地体不能充分散流，因而呈现的冲击接地电阻Ri就越大；同时越靠近地表的土壤受气候的影响越容易干燥，土壤电阻率也越高，并且由于其含氧量也较高，对接地装置的腐蚀情况也较严重，这也会使冲击接地电阻偏高。另外施工中接地回填土往往达不到设计的要求，尤其在岩石地段施工时，由于取土困难，部分施工人员直接用开挖出的碎石回填，回填后又未夯实，不仅加大了接地体和土壤间的接触电阻，而且经雨水冲刷后回填土会流失，甚至造成接地体裸露于地表。
1.4运行方面的原因
有些杆塔接地装置在输电线路投运初期其接地电阻是合格的，但经过一定的运行周期后，接地电阻就会逐渐增加，这除了某些施工时留下的缺陷外，还有运行方面的原因。如在山坡地带覆盖在接地体上的土壤经随雨水流失后而未及时填充新土，特别在盐雾较大的靠海地区和酸雨地区，接地体腐蚀较严重后而未及时更换等。另外接地引下线被盗或被腐蚀从而断开了杆塔与接地体间的电气连接，或者接地引下线部分断开，减少了雷电流注入接地装置的注入点个数，从而也增大了冲击接地电阻Ri。
1.5降阻剂的不当使用
设计人员必须了解架空输电线路的接地情况，同时明确线路接地所要达到的目的，以确保能够根据工程实况选择合适的降阻剂。笔者在实践中发现，有的工程在进行中没有对工况进行实地勘察，随意选用降阻剂，虽然在短期内能起到降阻作用，但是随着化学降阻剂随雨水流失，并加速接地体的腐蚀，尤其是在广东地区的5-8月份是多雨季，在长时间的使用过后接地电阻会迅速反弹，并缩短接地体的使用寿命。
2 降低接地电阻的主要措施
2.1科学设计，做好杆塔接地
在架空输电线路中，杆塔自身的接地情况直接影响着线路整体的防雷性能，需要得到足够的重视。为了尽可能减少线路遭受雷击的概率，在对线路杆塔进行接地设计时，技术人员应该做好沿线环境以及气候条件的调查工作，分析雷电活动分布的区域以及雷击发生的频率，对输电线路杆塔进行合理布局和设置。不仅如此，还应该对杆塔所处区域的土壤电阻率进行测量分析，得到准确的数值，为杆塔的接地设计提供可靠的参考依据。
2.2合理选择接地装置的形式和几何尺寸
选择接地装置形式，应力求散流支路较多同时又要尽可能地减小相互间的屏蔽作用；增加接地装置的几何尺寸，从而减小接地电阻。应该注意的是，增加接地体的长度可以增加接地装置的散流面积，减小工频接地电阻R，从而减小冲击接地电阻Ri，但是由于冲击电流频率较高，随着接地体长度的增加，其感抗也随之增大，使得接地体不能得到充分的利用，上述两方面因素作用的结果就导致冲击接地电阻具有饱和性，因此在冲击电流的作用下接地体有一个有效长度。对于输电线路杆塔接地装置，放射形接地体每根的最大允许长度如表1所示。
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表1 放射性接地体允许长度表
2.3采用深埋式接地极
如果地下较深处的土壤电阻率较低，可以采用深埋式接地极，在选择埋设点时应注意：尽量选择地下水较丰富或地下水位较高的地方；杆塔附近如有金属矿体，可将接地体插入矿体上，利用矿体来延长或扩大人工接地体的几何尺寸；可利用山岩的裂缝，插入接地极并灌入降阻剂；在冻土区，接地体应埋在冻土层以下。
2.4采用长效降阻剂
在接地体周围施加长效降阻剂是目前最常用的降低杆塔接地电阻的方法。长效降阻剂的电阻率很低，并且埋入地下长期保持湿润，即使土壤干燥，降阻剂也能保持潮湿，采用降阻剂后，相当于增大了接地导体的尺寸，从而具有很好的流散冲击电流的作用。一个接地装置的接地电阻主要由接地装置与土壤的接触电阻Rc和土壤的散流电阻RD组成。采用一般方法埋接地体时，回填土很难与接地体形成很好的接触，二者之间的接触实际上为很多个点接触，接触电阻Rc较大；采用长效降阻剂后，浆状的降阻剂不但能与接地体很好地接触，也能与土壤及岩石很好地接触，它与接地体和土壤的接触可以看作是面接触，从而可以尽可能地降低接地装置与土壤的接触电阻Rc。长效降阻剂还具有很强的渗透能力，降低了接地体周围土壤的电阻率，改善了土壤的散流性能，从而降低散流电阻RD。长效降阻剂可分为化学降阻剂、物理降阻剂、树脂降阻剂、稀土降阻剂和膨润土降阻剂等，应选用电阻率低、性能稳定、降阻性能好、不易流失、防腐能力强、无污染且施工方便的降阻剂，根据广东的气候条件和环境应用可以选择合理的化学降阻剂进行施工。
2.5采用非金属接地模块
非金属接地模块近年来才开始用于输电线路杆塔接地装置中，它由导电性和稳定性较好的非金属材料和电解物质组成，模块内置金属极心与塔材相连接。相对于金属接地体来说非金属接地模块成倍地增大了接地极与土壤之间的接触面积，减小了接地极与土壤之间的接触电阻Rc；同时非金属接地模块中电解质渗透到土壤中，也降低了接地体周围土壤的电阻率，改善了土壤的散流性能，从而降低散流电阻RD。非金属接地模块具有电阻率低、抗腐蚀、使用寿命长和安装方便等特点，特别适用于高土壤电阻率地区、或受地形限制普通接地体埋设不便的特殊地段。
结束语
输电线路杆塔接地技术对电力系统的安全稳定运行非常重要，因此要进行输电线路杆塔接地技术探讨，降低杆塔工频接地电阻R，增强故障时杆塔的分流作用，减小流经地线的短路电流，从而可以减小地线的截面，有效地降低工程造价。
参考文献：
[1]王魁业.浅析输电线路防雷技术分析及维护措施[J].科技创新导报，2017，14
[2]史玉玲.220kV高压输电线路防雷接地技术探析[J].山东工业技术，2017（17）
[3]余叶波.架空输电线路防雷与接地技术研究[J].科技传播，2016，8（18）