摘要：山区的输电线路防雷接地研究对于提高局部地区电网运行可靠性具有十分重要的意义。输电线路接地装置是输电线路防雷的一个重要设施，接地电阻值的大小反映输电线路防雷击杆塔和避雷线时反击的耐雷水平。杆塔接地电阻值小，能十分有效地提高杆塔在遭受雷击时杆塔反击的耐雷水平，从而减少线路的雷击跳闸率。
关键词：山区；输电线路；杆塔接地；改造；防雷
0、引言
输电线路杆塔接地装置是输电线路的重要组成部分,是接地体和接地引下线的总称,接地电阻是指接地体散流电阻、接地引下线电阻和接触电阻的总和。其作用是为了导泄雷电流入地，以保持线路有一定的耐雷水平，确保雷电流可靠泄入大地,保护线路设备绝缘,减少线路雷击跳闸率,提高运行可靠性和避免跨步电压产生的人身伤害。遵循这一思路， 在设计输电线路杆塔地网时，主要指标为接地电阻，接地电阻越小，耐雷水平越高。
1、输电线路杆塔接地网相关要求
1.1杆塔接地网电阻值要求
降低杆塔接地电阻可以减少雷击杆塔时的电位升高，是杆塔防雷害得有效有段。规程要求在设计有避雷线的杆塔均应逐基敷设接地网直接接地，针对不同的土壤电阻率，在雷雨季节晴天干燥天气，其工频接地电阻不宜超过下表 1 的数值。
1.2杆塔接地网测试周期要求
按照我国电力行业标准《架空输电线路运行规程》（DL/T741—2010）规定，接地电阻测试周期应每 5 年测量一次接地网电阻（根据运行状况可调整时间），发电厂变电所进出线段 1～2km 及特殊点应每 2 年测量一次接地网电阻，每次雷击故障后的杆塔应进行接地网电阻测试。
测量接地电阻一般应在每年 1～3 月、11～12 月天气干燥时间段进行，遇有雷雨天应
禁止测量，禁止雨后测量接地电阻。
1.3接地电阻测试方法要求
杆塔接地网测试有钳形电阻测试仪法和采用 ZC 一 8 表测试法，由于钳形电阻测试仪要求接地系统接触良好，工作量小方法简单效率快，但该方法仅适用于运行中设备，且在杆塔接地系统生锈或接触不良的情况下，误差较大。本文只讨论 ZC 一 8 表测试法。
ZC 一 8 表测试法方法简单，测量准确。测量时需拆开杆塔与接地网系统的接地引线， 展放电流线与电压线，工作量大。
ZC 一 8 表杆塔接地电阻的测试接线如图 1 所示。图中 G 为杆塔接地网的中心，C 为电流入地点，P 为电压测试点，GC 为电流线的长度，GP 为电压线的长度，L 为每条往外延伸的接地线的长度。
理论上，必须满足 GP/GC=0.618 并且 GC≥6L（也就是电流线的长度大于延伸接地线长度的六倍以上），测试结果才能是准确的。如果实际引线困难，电流线的长度不应小于延伸接地线长度的四倍。
如图 2 所示，如果测试引线太短，电压测试点 P 和接地极距离很近，那么 P 点和 G 点的电位差很小，测试的结果就偏小。特别如果测试引线和某一条接地延伸线的走向相同， 甚至当接地延伸线 L 很大的时候，电压测试点 P 基本还在接地网内，P 点和 G 点的电位基本相同，接地电阻值测试结果会很小，不能真实反映杆塔接地网电阻值。
2、杆塔接地网设计及改造分析
2.1两种常用接地形式分析
以杆塔两种比较常用的 JD-232～234、JD-235～237 接地形式布置方式（如图 3 所示）进行计算分析。
利用 GROUND 接地系统计算分析软件（该研究成果获得 1999 年度广西科技进步三等奖）进行计算，先设
电阻率为ρ=100Ω·m，水平埋深 0.5m，长度 L 分别取 15m、20m、25m、30m，计算结果如表2 所示。
2.2杆塔防雷接地改造注意事项
2.2.1腐蚀问题
容易发生腐蚀的部位主要有：1）接地引下线与水平或才垂直接地体的连接处，由于腐蚀电位不同极易发生电化学腐蚀，有的已经形成电气上的开路。2）接地线与杆塔的连接螺丝处，由于腐蚀、螺丝生锈，用表计测量，接触电阻非常高，有的已经形成电气上的开路。3）接地引下线本身，由于所处位置比较潮湿，运行条件恶劣，运行中又没有按期进行必要的防腐保护，因而腐蚀速度较快，特别是运行10年以上的接地线，作热稳定校核时不能满足短路电流热稳定的要求。4）水平接地题本身，有的埋深不够，特别是一些山区的输电线路杆塔，由于地质为石头，或土层薄、埋深有的不足30㎝，回填土又是用碎石回填、土中含氧量高，极容易发生吸氧腐蚀，在酸性土壤中的接地体容易发生吸氧腐蚀；在海边的杆塔容易发生化学和电化学腐蚀。再加上设计时为了节省材料往往采用比较小的截面。由于电网的发展，接地短路电流变大，已不能满足接地短路电流热稳定的要求。
2.2.2外力破坏问题
对于架空线路杆塔的接地装置，特别是接地线，外力破坏是一个特别值得注意的问题，据我们对某县110kV线路杆塔接地装置的调查，全线有60%的杆塔接地装置被破坏，有的接地引下线被剪断，有的接地极被挖走，对该线路的安全稳定运行造成了很大的影响。
因而对架空线路的杆塔接地装置要定期巡视和维护，特别要注意以下几方面的巡视检查和维护工作：1）定期巡视检查杆塔的接地引下线是否完好，如被破坏应及时修复，应定期进行防腐处理。2）定期检查接地螺栓是否生锈，与接地线的连接是否完好，螺丝是否松动，应保证与接地线有可靠的电气接触。3）检查接地装置是否遭到外力破坏，是否被雨水冲刷露出地面。并每隔3年开挖检查其腐蚀情况。4）每年在冬季土壤干燥时应测量杆塔接地装置的接地电阻，检查是否超标，如超标应及时改造。每隔5年，应根据电网接地短路电流的变化和接地体的锈蚀情况，校核一次接地线和接地体的短路电流热稳定是否满足要求，如不能满足要求应及时改造。
3、结束语
国网湖南输电检修公司通过输电线路杆塔接地电阻测量，结合历年雷击事件，科学分析雷击造成输电线路跳闸的因素，查找电网抗雷击的薄弱环节，提出具有针对性的防雷措施，提前制定输电线路差异化防雷改造方案。输电线路运维人员按照方案分赴各个隐患点，开挖、检查接地网深度、锈蚀情况，测量接地网电阻值、导通情况等，对锈蚀或者接地电阻不达标的接地网进行全部更换，对以往受雷击较频繁的线路通过加装避雷器实行技术改造，并加强对重点线路的巡视检查，组织人员对辖区内输电线路防雷设施进行全面检测维护，及时处理缺陷，消除安全隐患，提高输电线路的防雷耐雷能力，减少雷雨天气造成的电网设备故障，进一步提高电网设备的供电可靠性。
参考文献：
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[2]张志平,张文宇,连建平.山岩地区杆塔接地电阻降阻对策探讨[J].机电信息,2016,(9)
接地布置为方式一长度 L 为 25m 的地面等电位分布图如图 5 所示。接地布置为方式二长度 L 为 25m 的地面等电位分布图如图 6 所示。
从计算结果看出，接地布置方式二效果比较好，即使电阻率高达ρ=2000Ω·m 的土壤， 其接地电阻值仍可以在 30Ω以下。
实验表明 GP/GC 越小，测量电阻值越低，GP/GC 等于或大于 0.618 时，测量阻值趋于一个稳定值，这时才是真实的杆塔接地网电阻值。
论文作者:蒋辉华
论文发表刊物:《中国电业》2019年第10期
论文发表时间:2019/9/11
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