刘念

摘要：介绍了送电线路的避雷线与接地电阻的概念，结合送电线路接地装置的型式以及接地装置的注意事项，说明了送电线路防雷、接地的重要性及有关规定、措施，以确保接地效果。

关键词：送电线路；防雷；避雷线；接地

Abstract: this paper introduces the BiLeiXian transmission lines and the concept of grounding resistance, combined with the transmission lines of grounding device type and points for attention of grounding device, and show the lightning protection and grounding transmission lines and the importance of the relevant regulations and measures to ensure that the ground effect.

Keywords: transmission lines; Lightning protection; BiLeiXian; grounding

中圖分类号：TU856文献标识码：A 文章编号：

随着社会经济的迅猛发展，人们对电力的需求也在不断地增长，在电力生产安全问题方面也就越来越突出。雷击现象是一种比较严重的自然灾害，而架空送电线路的防雷保护接地技术又直接关系着供电系统的安全运行。对于送电线路来讲，雷击跳闸一直是影响高压送电线路供电可靠性的重要因素。由于大气雷电活动的随机性和复杂性，目前世界上对送电线路雷害的认识研究还有诸多未知的成分。架空送电线路的雷击跳闸一直是困扰安全供电的一个难题，雷害事故几乎占线路全部跳闸事故的1/3或更多。因此，寻求更有效的线路防雷保护措施，一直是电力工作者十分关注的课题。送电线路防雷相关措施如下：

1架设避雷线

避雷线是送电线路最基本的防雷措施之一。避雷线在防雷方面具有：①防止雷直击导线；②雷击塔顶时对雷电流有分流作用，减少流入杆塔的雷电流，使塔顶电位降低；③对导线有耦合作用，降低雷击杆塔时塔头绝缘上的电压；④对导线有屏蔽作用，降低导线上的感应过电压。

2降低杆塔接地电阻

接地电阻是指电流经过接地体进入大地并向周围扩散时所遇到的电阻。大地具有一定的电阻率，如果有电流流过时，则大地各处就具有不同的电位。电流经接地体注入大地后，它以电流场的形式向四处扩散，离接地点愈远，半球形的散流面积愈大，地中的电流密度就愈小，因此可认为在较远处(20m以外)，单位扩散距离的电阻及地中电流密度已接近零，该处电位己为零电位。

雷击杆塔顶部时，电流通过杆塔接入大地，引起塔顶电位升高，其值是：雷电流对杆塔电感产生的电位升高值，以及雷电流对杆塔冲击接地电阻产生的电位升高值所组成。如果塔顶电位与导线上的感应电位的差值，外加线路本身工频电压幅值的影响，超过绝缘子串50%的冲击放电值，就会产生反击闪络放电。

对一般高度的杆塔，降低接地电阻是提高线路耐雷水平防止反击的有效措施。连续伸长接地线是沿线路在地中埋设1~2根接地线，并可与下一基塔的杆塔接地装置相连。国内外的运行经验证明，它是降低高土壤电阻率地区杆塔接地电阻的有效措施之一。

对高塔(《电力建设工程(送电线路)预算定额》规定超过60m的为高塔)来讲，杆塔电感才对塔顶电位升高起决定作用。所以，目前来讲降低冲击接地电阻值是减少线路反击跳闸率的最主要手段。当杆塔塔型、尺寸与绝缘子形式和数量确定后，不同的接地电阻值对线路杆塔的耐雷水平影响是不同的。按照目前国家规定，不同的接地电阻值对耐雷水平的影响区别如表1。

从表l不难看出冲击接地电阻(110kV)从10Ω增大到15Ω，其耐雷水平下降17.3%；从10Ω增大到25Ω，其耐雷水平下降55.69%；从10Ω增大到30Ω，其耐雷水平下降61.64%。由此可见，降低杆塔的接地电阻是必要的。同时，它也是降低反击跳闸率的重要手段。

3送电线路的杆塔接地装置

有避雷线的送电线路每基杆塔的接地装置，在雷季干燥时，不连避雷线的工频接地电阻，不宜超过表2所列数值。

表2放射形接地体每根的最大允许长度

土壤电阻率ρ/Ω·m-1 ≤500 ≤2000 ≤5000

工频接地电阻/Ω 40 80 100

35kV及以下小接地短路电流系统中的无避雷线钢筋混凝土杆和铁塔，以及木杆线路中的铁横担均宜接地，接地电阻不受限制，但对平均雷暴日数超过40的地区，不宜超过30Ω。在土壤电阻率不超过100Ω.m的地区或已有运行经验的地区，钢筋混凝土杆和铁塔，利用其自然接地作用，可不另设人工接地装置。

3.1送电线路接地装置的型式

土壤电阻率ρ≤100Ω·m的潮湿地区，可利用铁塔和钢筋混凝土杆的自然接地(包括铁塔基础以及钢筋混凝土杆埋入地中的杆段和底盘、拉线盘)等，不必另设人工接地装置，但发电厂、变电所的进线除外。在居民区，如自然接地电阻符合要求，也可不另设人工接地装置。

在100<ρ≤300Ω·m的地区，除利用铁塔和钢筋混凝土杆的自然接地外，还应设人工接地装置。接地体埋设深度不宜小于0.6~0.8m。在300<ρ≤2000Ω·m的地区，一般采用水平敷设的接地装置，接地体埋设深度不宜大于0.5m。在ρ>2000Ω·m的地区，可采用6~8根总长度不超过500m的放射形接地体，或连续伸长接地体。放射形接地体可采用长短结合的方式。接地体埋设深度不宜小于0.3m。

3.2接地装置的注意事项

如接地装置由很多水平接地体或垂直接地体组成，为减少相邻接地体的屏蔽作用，垂直接地体的间距不应小于其长度的两倍;水平接地体的间距可根据具体情况确定，但不宜小于5m。

接地体材料规格的选择主要考虑腐蚀及机械强度的需要，可采用圆钢、扁钢、角钢、钢管等。接地装置的导体截面，应符合热稳定与均压的要求，敷设在腐蚀性较强场所的接地装置，应根据腐蚀的性质采取热镀锡、热镀锌等防腐措施，或适当加大截面。

高土壤电阻率地区的接地问题，多年来一直没有圆满的解决。处理方法不外乎采用土壤的化学处理、换土、伸长接地带等。前两项办法费工费时、维护量大，一般不适于在送电线路上使用。对送电线路来讲，在高土壤电阻率地区降低接地电阻有效的办法则是采用伸长接地带或连续伸长接地体。

4 确保接地效果

防雷接地的主要目的，是为了让强大的雷电流安全导入大地或地线中，以降低雷电流通过杆塔时的电位。而雷击杆塔时，一部分雷电流通过架空地线(避雷线)流到相邻或者毗邻的杆塔，一部分通过杆塔本身的接地系统流入大地。所以，架空送电线路的防雷接地是套系统工程，而确保杆塔本身的接地效果，对提高线路雷击跳闸重合成功率，提高线路安全、可靠供电是非常重要的。

(l)接地系统的连接必须牢固，以此保障雷电流的正常畅通。接地系统的连接包括杆塔接地引下线与架空地线(避雷线)的连接和接地引下线与接地网的连接。在施工中对连接点(螺栓连接)、焊接点要做一定的标示，以备后续运行维护时对出现的各个问题可以方便、迅速地查出。

(2).要保证接地网的接地效果。接地网的接地效果，要达到接地体的冲击系数小于1(接地体的冲击系数为接地体的工频接地电阻与接地体的冲击接地电阻之比值)。

杆塔水平接地装置的工频接地电阻计算公式如下：

（1）

铁塔接地装置(见图l)的At=1.76；L=4(L1+L2)

图1

垂直接地极的接地电阻计算公式如下：

（2）

式中：RV一一一垂直接地极的接地电阻；

ρ—土壤电阻率；L—垂直接地极的长度；

L—垂直接地极的长度；

d地极用圆钢时圆钢的直径。

杆塔的接地电阻，在高频的雷电流下，实际呈现为冲击接地电阻值。由于雷电流的幅值很大，接地体的电位较高，导致土壤中的电场强度大大超过土壤的耐压强度(一般为85v/m)，这就产生了火花放电。因此使接地体的冲击接地电阻比工频接地电阻大大减小。

所以，在敷设接地网时，敷设深度一定要达到深度。《交流电气装置的接地》规定每根接地极的最大长度不应超过表3中的规定。在高土壤电阻率的地区采用放射形接地装置时，当在杆塔基础的放射形接地极每根长度的1.5倍范围内有土壤电阻率较低的地带时，可部分采用引外接地或其他措施。

当然，目前架空送电线路的防雷措施并不只有降低接地电阻一个手段，但是降低接地电阻是架空线路防雷的重要措施。在此笔者只想说明降低土壤电阻率高的杆塔接地电阻、确保杆塔接地效果，仍是当前乃至今后线路运行维护的防雷工作重点。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。