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架空線路杆塔接地的設計要點

架空線路杆塔接地對電力系統的安全穩定運行至關重要, 降低杆塔接地電阻是提高線路耐雷水準, 減少線路雷擊跳閘率的主要措施。 往往由於杆塔的接地電阻高而產生了很多雷擊閃絡事故, 影響了電網的安全穩定運行。

實踐證明, 降低杆塔接地電阻是提高杆塔耐雷水準, 也是降低雷擊跳閘率的重要途徑。 下面從設計的角度, 對杆塔的接地做了一些介紹。

資料收集

在設計前要收集如下資料。

(1)電網及線路資料。 如線路電壓等級, 線路的重要性, 線路的接地短路電流, 按5~10年的發展及最大運行方式校核。

(2)地理資料。 線路所經地區的地形(是否經過山區、丘陵和河流地區)、地勢、各不同地段的土壤電阻率(電阻率要測試不同深度的電阻率)、土質情況、土壤的酸鹼度等。 當地土壤電阻率最好要有實測資料, 並須說明實測時的季節、日期以及實測前土壤是否潮濕及落雨量大小的情況。

如當地土壤電阻率較高, 則應瞭解附近有無土壤電阻率較低的地方, 是否有水源, 如河、溪、湖及井等。 如有土壤電阻率較低的地方或有水源時, 則應取得其電阻率資料。 如根據地質勘測資料, 在所設計地區內土壤的性質變化較大, 則在不同的土壤地區應分別測得土壤電阻率的資料。

如在設計前無法取得實測資料, 可向當地電業單位或有關企業取得土壤電阻率資料。 如果是新建地區, 當地缺乏該項資料, 而且在設計前又無法取得實測資料時, 可根據地質勘測中的土壤性質作初步估計, 在設計時並應留有餘地, 有增設接地極的可能。 同時在施工後要進行測量, 如與原估計土壤電阻率有出人時,

應根據實測資料計算而得的結果補打接地極或採取其它有效措施。

(3)氣象資料。 主要是雷電活動情況, 全年的雷暴日、雷暴小日、地面落雷密度, 雷電活動的區域及強度, 以及全年的降雨情況, 降雨分佈的月份和全年土壤的幹濕度。

(4)環境情況。 主要是線路經過地區鋼鐵的年腐蝕率, 有無強腐蝕的地段等。

根據線路、電網的資料, 特別是杆型(是鐵塔還是混凝土杆, 有避雷線還是沒有避雷線)的資料, 以及地理、地質資料和規程要求, 決定每基杆塔應達到的工頻接地電阻值。 根據塔型、土壤電阻率和雷電活動情況決定採用什麼樣的接地形式。 根據接地裝置形式和應達到的電阻值, 計算水準接地體和垂直接地體的長度。

輸電線路杆塔接地主要是以防雷為主要目的, 因而在架空線路杆塔接地裝置的設計要考慮如何降低杆塔接地裝置的衝擊接地電阻, 但在工程實際中因衝擊接地電阻與諸多因素有關, 不便於實際測量和控制。 因而, 在實際工程中仍以考核工頻接地電阻為主, 特殊地段, 需要衝擊接地電阻時, 用工頻接地電阻乘以衝擊係數, 或通過衝擊接地電阻的計算求得。

根據系統接地短路電流、環境資料、鋼材的年腐蝕率和設計使用壽命, 校核接地引下線、水準接地體的截面。 根據地形、地勢情況和凍土層的情況決定水準接地體的埋設深度。

一般在地表下0.15~0.5m處, 是處於土壤幹濕交界的地方, 接地導體易受腐蝕, 因此規定埋深不應小於0.6m,

並規定了接地網的引出線在通過地表下0.6m引至地面外的一段需作防腐處理, 以延長使用壽命。

(摘編自《電氣技術》, 原文標題為“架空線路杆塔接地的設計要點”, 作者為吳建標。 )

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