李巍
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摘要：由于杆塔接地极对地电阻存在问题、杆塔连接螺栓处严重锈蚀导致接触电阻很大；更严重的已形成开路；靠近地面的接地线部分在电化学腐蚀的作用下接地线变细，甚至断裂。因此，输电路杆塔接地电阻的测量十分重要。
关键词：输电线路；杆塔；接地电阻；测量方法
接地电阻测量是提高线路防雷水平的一种必要手段，准确测量接地电阻能及时发现杆塔接地系统的变化或缺陷，避免由于接地电阻不合格而造成的经济损失或事故。基于此，本文对输电线路杆塔接地电阻的测量方法进行了详细的分析。
一、接地电阻的含义
接地电阻是电流由接地装置流入大地再经大地向远处扩散所遇到的电阻，其大小反映出雷电流能否顺利从杆塔顶部经接地引下线泄入大地。为确保雷电流能顺利泄入大地，保护线路绝缘，输电线路杆塔必须可靠接地。在日常巡线工作中，要检查接地装置，确保其保持良好的连接状态。接地电阻作为输电线路杆塔的重要参数之一，在杆塔接地电阻检查与接地工程竣工验收时，必须经精确的测量，以保证所测得的接地电阻值准确可靠。
二、输电线路杆塔的接地
根据接地的目的将其划分为：工作需要接地、防雷需要接地、保护性接地和防静电需要接地等。输电线路杆塔的接地则属于防雷接地，输电线路杆塔的接地决定了杆塔能否给雷电提供回路进入地下，从而避免雷电对输电线路造成的伤害。输电线路杆塔的接地电阻是接地系统中重要的环节，接地作用在一定程度上可通过接地电阻的大小来反映。减小输电线路杆塔的接地电阻，能有效降低由于累计导致的输电线路跳闸次数，减少误判。因此，定期检测输电线路杆塔的接地电阻是维护输电线路安全运行的重要保证。
三、输电线路杆塔接地电阻测量方法
1、三极法。此方法需要3个部分，即电压极组、电流极组、接地装置，3个联合在一起测量接地电阻。它是将电压极和电流极分别布置在输电线路的杆塔附近，用电压表测量出接地装置G同电压极P间存在的电位差Ug，然后使用电流表测量流经接地装置到大地的电流Ig，以得到Ug和Ig，运用电基本原理，计算出接地电阻Rg，即Rg=Ug/Ig。若使用该方法测量接地电阻，必须科学设计电压极和电流极的位置。通常，有夹角法和直线法两种方法。
当前在杆塔接地电阻的测量工作中，常用此种测量方法。可在实际测量中，工作人员发现了这种测量方法的一些问题。其中之一就是准确地布极困难，依据三极法测量的操作规程《输电线路杆塔工频接地电阻测量》，在布极时，布极方向不能沿接地体的方向，但因接地体的埋藏时间过长或实际工程的设计图纸缺失，接地体实际方位并不能正确掌握，所以很多情况下，布极不准确。另外，三极法的应用中，一定要将杆塔连接的所有接地引线断开，同时要保证接地引的下线的可靠连接，必须使用连接螺栓固定，这些措施的应用会加大测量工作量，测量劳动强度过高，从而影响到测量的效率。
2、钳表法。它是使用钳形接地电阻测试仪对有避雷线且多基杆塔避雷线直接接地的架空输电线路杆塔接地装置的接地电阻进行测试的方法。其测量原理是采用回路法，将被测杆塔(接地电阻为Rx)、相邻杆塔(电阻Ro=R1//R2//…//Rn)、接地引下线(Re)、避雷线(R1)构成一个闭合回路，如图1。测试回路电阻R=Rx+Ro+Re+R1，其中Re、R1阻值较小，可忽略；而Ro是其余杆塔接地电阻并联值，由于杆塔基数较大，所以Ro也可忽略不计。这样，被测杆塔的接地电阻近似等于测量回路的电阻，即Rx≈R。
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使用钳表法测量接地电阻时，必须要确保被测杆塔的接地引下线处于连接状态，而所有相邻杆塔的接地引下线都处于断开状态。测量时，需将钳表夹住被测杆塔的接地引下线进行测量。钳表提供两个线圈：电压线圈和电流线圈。电压线圈的作用是提供激励信号，在被测回路上感应一个电势E，闭合回路在电势E的作用下产生电流I，用钳表可测出该电势E和电流I，从而确定环路电阻R，输电线路接地电阻Rx≈R=E/I。
四、接地电阻测量方法的比较
1、测量结果对比。因三极法和钳表法的测量原理不同，测量接地电阻的结果也会有所不同。三极法测量回路无多余电阻，所以测量结果相对准确。钳表法是测量整个回路电阻，包括被测杆塔电阻、架空线电阻及其余杆塔并联接地电阻及接地引下线电阻。由于回路中涉及到的线路及杆塔较多，任何一处出现问题，都会影响到整个回路的接地电阻。
通过钳表法与三极法对杆塔接地电阻测量对比，发现采用钳表法测量的结果比三极法测量结果普遍偏大。另外，用钳表法测量的误差增量无规律可循，所以也很难修正。
2、测量方法对比。使用三极法测量时需拆开所有的接地引下线，每次测量时都要将电流极和电压极探针布置在离被测杆塔几十米处，并且两个电极探针需埋到地面以下至少0.4m，测量结束后需将探针拔出，这需要很多的人力、物力，若测量山区或湖泊的杆塔接地电阻会更麻烦。而用钳表法测量时无需布线和外加电源，只需保留被测杆塔接地线，断开其他杆塔接地线，用钳表夹住被测杆塔接地线就可直接测出接地电阻。该方法适用于能构成回路的输电线路杆塔的测量，不适用无避雷线或具有绝缘避雷线的线路。
五、测杆塔接地电阻的注意事项
1、由于接地电阻测量仪是通过铁钎发射和接收电流来测试接地体的地电阻,所以两铁钎间及两钎与接地体间距离太近时将产生相互干扰,由此产生误差。因此,在测量时,接地体、电压极、电流极按三点成直线顺序布置,彼此相距5～10m。
2、铁钎插地深度应大于铁钎长度的1/4,否则将产生测试误差。因此,在检测时应尽量将铁钎打深。
3、测量时,若接地装置附近绝缘不良或短路,引起接地装置对地产生一定的地电压,测量时会引起指针左右摆动,使读数不稳定。此时应断开其它电源进行测量,避免地电压对测量的影响。
4、接触不良。被测物体生锈或测量线折断,测量时会发现时断时通或测量电阻值较大的现象。此时应首先除锈,若仍不能排除,用万用表的电阻档检查测量线的导通性。
5、使用线过长、过粗,使线阻和感应电压增大而引起测量误差。此时应使用线阻较低的导线,尽量减小测量误差。
6、当所测的地方有垫土或沙石等材料时,因上下两层土壤电阻率不同而引起测量误差。此时应打深铁钎,使其与垫层下的土壤充分接触或避开垫土层,以减少测量误差。
7、当所测量的接地装置和金属管道等金属物体埋地较复杂时,可能会改变测量仪器各极的电流方向而引起测量不良或不稳。此时应首先了解接地体和金属管道的布局图,选择影响相对较小的地方进行测量。
8、因地表存在电位差或强大磁场而引起测量不准确,此时应尽量远离电位差大的地方或磁场强大的地方,如不可避免,应相对缩短测量线,减小测量误差。
9、测试时的土壤电阻率对测量结果有明显影响,因而应尽量在干燥季节时测量,而不应在雨后立即测量。
10、输电线路的避雷线常与发电厂或变电站的接地装置相连接,影响接地电阻的测量值。因此在有条件时,应断开避雷线与接地装置的电气连接。
11、河流、水渠、地下管道、钢筋混凝土材料的道路等导电体将改变地中电流场的分布,测量电极应避开此类导电体。
12、使用测量仪器时必须按说明书操作,仪器有故障应及时维修,并定期校验仪器的准确度。
综上所述，合格的杆塔接地电阻是降低输电线路雷击跳闸率、提高线路运行可靠性的保证。因此，定期测量输电线路杆塔接地电阻是维护线路安全运行的一项重要工作，而正确布置测量线路则是准确测量接地电阻的关键。
参考文献：
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