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试析山区输电线路杆塔接地改造及防雷效果摘要：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。
浅谈输电线路杆塔接地设计【摘要】输电线路杆塔接地是输电线路可靠运行的前提保证，降低杆塔接地电阻是提高杆塔耐雷水平、降低雷击跳闸率的重要途径。
输电线路杆塔必须可靠接地，以确保雷电流泄入大地，保护线路绝缘。
为提高耐雷水平，保护设备绝缘和避免跨步电压产生的人身伤害，就一定要降低杆塔的接地电阻。
【关键词】输电线路杆塔接地设计一、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。
对输电线路杆塔接地装置进行规范管理和维护，确保接地装置完整性是降低输电线路雷击跳闸率的有效措施，降低接地装置接地电阻是提高线路耐雷水平的主要措施。
输电线路杆塔接地装置是输电线路的重要组成部分，是输电线路防雷的主要措施，其设计、施工及运行维护的好坏直接关系到输电线路杆塔耐雷水平的高低和输电线路的安全稳定运行，为此需要对杆塔接地装置的设计、施工和竣工验收开展全过程、全方位的技术监督，同时要加强运行维护管理，对存在缺陷或不合格的接地装置及时进行改造处理，直至满足相关要求。
输电线路杆塔接地装置改造推荐采用增加垂直接地体、加长接地带、改变接地形式、换土或采用接地新技术（如接地模块、阴极保护阳极接地）等措施进行，原则上不使用化学降阻剂。
对混凝土杆存在导通接触不良的情况，推荐采用混凝土杆外引接地，即利用一定截面的扁钢从架空地线悬挂点引至接地体进行接地。
二、现阶段输电线路杆塔接地情况输电线路是电力系统的大动脉，它将巨大的电能输送到四面八方，是连接各个变电站、个重要用户的纽带。
输电线路的安全运行，直接影响到了电网的稳定和向用户的可靠供电。
因此，输电线路的安全运行在电网中占据举足轻重的地位，是实现“强电强网”的需要，也是向工农业生产、广大人民生活提供不间断电力的需要。
中国能建广西院承担的《输电线路杆塔垂直接地装置的研究与
设计》通过评审验收
佚名
【期刊名称】《红水河》
【年(卷),期】2016(035)006
【摘要】2016年11月28日,中国能建广西院承担的南方电网公司科技项目《输电线路杆塔垂直接地装置的研究与设计》顺利通过验收。
据悉,该课题对征地困难地区杆塔水平-垂直复合接地装置进行系统研究,设计出适用于输电线路杆塔塔基周边小范围内的水平-垂直复合接地装置。
【总页数】1页(P81)
【正文语种】中文
【相关文献】
1.栉风沐雨砥砺前行——中国能建山西院60年创新引领打造国际一流工程公司侧记 [J], 张雨禾
2.SZJ型接地装置在输电线路杆塔接地系统中的应用 [J], 刘北营;文宇;袁刚;陶森林;韩建雄;苏鹤声
3.中国能建广西院火电国际业务的探索之路 [J], 韦斌
4.中国能建广西院中标国网公司雅中—江西±800千伏特高压直流线路工程勘察设计项目第7标包 [J], 薛志方
5.中国能建广西院总承包广西首个海上漂浮式测风塔完成验收 [J], 无
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杆塔接地方案1.引言杆塔接地是电力系统中重要的一环，它主要用于保障系统的安全和稳定运行。
良好的接地系统能够有效地排除电力系统中的地电流和干扰信号，提高系统的安全性和可靠性。
本文将介绍杆塔接地方案的基本原理、设计要求以及实施方法。
2.基本原理杆塔接地是指将杆塔与大地形成良好的导电路径以实现电流的有效流动。
接地系统的基本原理是利用大地的导电性质，通过降低接地电阻来增大接地电流的流动，以达到安全的目的。
3.设计要求3.1 接地电阻良好的接地系统的一个重要指标是接地电阻。
通常情况下，接地电阻需达到一定的标准，以确保系统的安全性。
电力系统中的杆塔接地电阻一般要求小于10欧姆。
3.2 接地材料选择合适的接地材料也是设计接地系统时需要考虑的因素之一。
常见的接地材料包括铜杆、镀铜线和镀锌铁支架等。
选择适当的接地材料能够提高接地系统的导电性能和耐腐蚀性能。
3.3 接地布置合理的接地布置是确保接地系统正常运行的关键。
在设计接地方案时，应综合考虑杆塔布置、土壤情况以及系统工作电流等因素，合理布置接地装置，以实现有效的接地。
4.接地方法4.1 垂直接地垂直接地是最常见的杆塔接地方法之一。
它利用埋入大地中的金属杆或金属桩，通过固定在杆塔上的接地装置将塔体与大地形成导电通路。
4.2 水平接地水平接地是一种较为特殊的接地方式，它主要用于土壤导电性较差或有限空间的场合。
水平接地采用沿地表埋设的接地导体，通过增大导体的触地面积以降低接地电阻。
4.3 圆形接地圆形接地是一种常用的接地方法，它利用将导电材料制成圆环，埋设于地表，通过增大接地材料的触地面积来降低接地电阻。
5.接地系统测试完成接地系统的设计和实施后，测试是必不可少的环节。
接地系统测试的目的是验证接地系统的性能是否满足设计要求。
常用的接地系统测试方法包括接地电阻测试、接地系统连通性测试以及接地体电位差测量等。
6.总结杆塔接地方案是电力系统中重要的一环，它能够保障系统的安全运行。
输电线路杆塔接地及其降阻措施研究作者：李海强来源：《科技创新与应用》2014年第28期摘要：输电线路杆塔接地对电力系统的安全稳定运行有重要的作用，降低杆塔接地电阻是提升线路安全，减少线路雷击跳闸率的主要措施。
在现有的输电线路设置中，由于杆塔接地不良导致雷击的事件时有发生，因此降低电阻，改变装置的安装程序对提升线路的稳定性有重要的影响。
文章将对输电杆塔接地技术及降组措施进行分析。
关键词：输电线路；接地装置；降组措施近年来由于杆塔接地不良造成的雷害事故的机率越来越高，主要是由于雷电流通过杆塔接地装置入地后，因为电阻过高，进而产生较高的电击反应。
导致杆塔接地电阻过高的原因有很多，设计效果和施工程序等都是影响因素，此外地质条件、自然条件等都是主要原因，因此在设计中要重视电线路杆接地装置的设计，保证接地装置的稳定性[1]。
1 输电线路杆塔接地一般要求及计算方法1.1 输电线路杆塔接地设计要求根据实践探究，有避雷线的线路，每个杆塔和工频接地电阻不连接，在应用中要注意防热防潮，具体数据值表1：表1 避雷线的线路杆塔接地电阻在实践过程中由于投资电网之间的安全综合关系，要求针对杆塔的位置适当的改变。
如果雷电活动频繁，对输电线路造成伤害，将发生雷击故障的杆塔和线段进行分析，尽量降低电阻。
在装置过程中，要考虑到线路杆塔接地的目的，降低对接地电阻的冲击。
在安装过程中要考虑到杆塔接地的最大长度，将长度控制在合理范围内。
具体长度如表2：表2 杆塔放射性接地极线路的最大长度在接地装置设置中，要具体分析设置要求，将线路的安全和防雷事故作为重点考虑要素，根据实际要求，对杆塔接地装置的类型、形式、长度和连接方式进行选择，确定设计依据后，进行施工。
1.2 杆塔水平接地装置工频接地电阻计算方法为了保证设置的准确性，需要掌握电阻大小的计算方法。
计算公式如下：此公式中涉及到的Rg表示工频接地电阻，用Ω表示。
其中？籽表示土壤的电阻率，用Ωm表示，h表示水平接地体的深度，用m表示。
输电线路杆塔接地及降阻要点分析摘要：当前，近年来由于杆塔接地不良造成的雷害事故的机率越来越高，主要是由于雷电流通过杆塔接地装置入地后，因为电阻过高，进而产生较高的电击反应。
因此有了有效防止输电线路因为雷击的原因所造成的故障发生，降低雷击跳闸的几率，为了保证输电线路的安全，实现稳定的供电，需要将输电线路的杆塔进行接地处理，如何进行有效的杆塔接地，既能够保障输电线路的安全，又不造成过多的能源浪费。
本文在此从输电线路杆塔接地的要求出发，对如何有效做好输电线路杆塔接地提出了几个重要策略。
关键词：输电线路；杆塔；接地电阻；避雷线前言：近年来雷电活动加剧，电网新增速度加快，线路随电压等级不断增高，由于雷击造成的电网事故及损失也逐年呈上升趋势。
因此降低杆塔接地电阻，加强输电线路的雷电防护，对于维护电网的安全稳定运行有着重要的意义。
一、输电线路杆塔接地概述输电线路杆塔接地装置是输电线路的重要组成部分，是输电线路防雷的主要措施，其设计、施工及运行维护的好坏直接关系到输电线路杆塔耐雷水平的高低和输电线路的安全稳定运行，为此需要对杆塔接地装置的设计、施工和竣工验收开展全过程、全方位的技术监督，同时要加强运行维护管理，对存在缺陷或不合格的接地装置及时进行改造处理，直至满足相关要求。
对于输电线路而言，杆塔接地的核心价值在于：当雷电击中避雷线或杆塔的过程当中，雷电流能够经由杆塔、接地网流入大地，避免电力线路受到雷击作用力的影响，从而保障整个电力线路运行的安全性与可靠性。
从这一角度上来说，接地网设计质量的水平高低会直接对整个电力线路的防雷效果产生至关重要的影响。
二、输电线路杆塔接地的相关标准以及要求一般情况下，线路杆塔接地电阻主要取决于防雷接地的相关要求。
在高压的输电线路中，所有的杆塔下都应该进行接地装置的设置，利用引线与杆塔进行连接。
送电线路的杆塔接地，应首先充分考虑其自身的自然接地体(包括铁塔基础、钢筋混凝土杆埋入地中的杆段及其底盘、拉线盘等)，在自然接地体不能满足要求时，才考虑补充敷设人工接地装置。
第2期2024年1月无线互联科技Wireless Internet Science and TechnologyNo.2January,2024作者简介:虞晓磊(1993 ),男,工程师,本科;研究方向:输电架空及电缆线路运检㊂输电线路杆塔接地电阻测量装置设计虞晓磊,汤向华,施雄杰,王㊀悦(国家电网江苏南通供电公司海门区供电分公司,江苏南通226100)摘要:输电线路杆塔接地电阻测量对于电力运维人员是一项繁重的工作㊂为了实现在不解开接地引下线情况下即可测量杆塔的接地电阻,文章设计了一种新型输电线路杆塔接地电阻测量装置,该装置采用双钳法对接地电阻进行测量㊂首先,分析了新型输电线路接地电阻测量装置的原理;其次,采用模块化设计思路对接地电阻测量装置进行硬件设计;接着,对接地电阻测量装置进行软件设计,给出系统工作流程;最后,对所开发测量装置进行测试,所开发测量装置的测量值与精密电阻实际值误差在3%以内㊂关键词:输电线路;杆塔;接地电阻;测量装置;双钳法;模块化设计中图分类号:TM726㊀㊀文献标志码:A 0㊀引言㊀㊀输电线路杆塔接地电阻作为检查输电线路运行状态的一个重要指标,每年雷季来临之前需进行一次全面检测,合格的接地电阻能有效降低雷击线路跳闸故障的发生[1-3]㊂目前,针对运行中的输电线路普遍采用钳形接地电阻测试仪进行测量,该方法存在以下2个问题[4-5]㊂一是钳形接地电阻测试仪在测量多接地引下线杆塔的接地电阻时,除待测接地引下线外,其余接地引下线均需解开,这样的测量方式对比原有的单引下线铁塔测量过程,测量时间从原本的30s 陡增至10min [6-8]㊂二是在钳形接地电阻测试仪检测过程中,频繁地解开接地引下线不利于接地通道的通畅,且对接地极解开后的恢复状态不能进行有效监测,无法实现对接地电阻测量工作的全过程管控[9-10]㊂因此,有必要对杆塔的接地电阻测量进行技术革新,用一种新的方法来替代传统的测量技术,该方法可不解开接地引下线即可测量杆塔的接地电阻,能极大地提高工作效率㊂1㊀新型输电线路接地电阻测量装置原理㊀㊀本文设计了一套输电线路杆塔接地电阻测量装置,针对现有测量仪器的2个短板进行优化㊂一是实现多接地引下线杆塔在不解头的情况下能准确测量每一个接地引下线的电阻值㊂二是实现接地电阻测量工作的全过程管控,避免测量过程中因人员安装不到位而引起接地通道不通畅的问题㊂经过初步分析,不断开接地引下线输电线路的等效电路模型如图1所示,简化模型如图2所示㊂对于图2所示的输电线路,通过给被测输电电路施加激励电压U ,感应出相应的电流I ,那么输电线路的接地电阻R a 为:R a =UI=R x +R x 1//R x 2//R x 3 //R xn (1)其中,R x 为被测输电线路的接地电阻;R xi (i =1,2, ,n )为其他输电线路的接地电阻,随着R xi 的增加,R a 越接近R x ㊂利用双钳法测量输电线路接地电阻的原理如图3所示,电压钳口作为变压器的原边,电流钳口作为变压器的副边㊂电压钳口的激励电压E 在被测输电线路感应出电势e ,电势e 在测量输电线路上产生感应电流i ,感应电流i 在电流钳口上产生一个感应电流I ,那么被测输电线路的接地电阻为:R a =e i =E n 1n 2I(2)其中,n 1和n 2分别为电压和电流钳口的匝比㊂2㊀接地电阻测量装置的硬件设计㊀㊀为实现输电线路杆塔接地电阻测量的功能,本㊀㊀图1㊀输电线路的等效电路模型图2㊀输电线路的简化模型图3㊀接地电阻测量原理测量装置主要由单片机系统模块㊁激励信号发生模块㊁电压偏移模块㊁功率放大模块㊁分压模块㊁前置放大模块㊁滤波器模块和有效值检测模块等组成,测量装置还具备按键控制和LED 显示等功能㊂新型输电线路接地电阻测量装置的硬件系统组成及其工作原理如图4所示㊂图4㊀接地电阻测量仪器的硬件系统架构2.1㊀单片机系统模块㊀㊀单片机系统型号为TMS320F28835,频率为150MHz㊂TMS320F28835系统具有丰富的外设资源,包含AD㊁PWM㊁DA 和SPI 等模块,可工作于强电磁干扰环境㊂2.2㊀激励电压发生模块㊀㊀激励电压发生模块采用AD9833,可以通过3个串行接口将数据写入AD9833㊂为了使AD9833激励出128Hz 的正弦波,将DSP28335的SPI 接口与AD9833相连,具体连接接线为:DSP28335的SPISTE端口接AD9833的端口FSYNC㊁DSP28335的SPLCLK 端口接AD9833的端口SCLK㊁DSP28335的SPLSIMO 端口接AD9833的端口SDATA㊁DSP28335的SPLSOMI 端口接AD9833的端口CS㊂DSP28335和AD9833产生的正弦电压信号电压为5V,频率为128Hz㊂2.3㊀电压偏移模块㊀㊀考虑AD9833模块输出的电压为0~5V,而施加到功率放大电路输入端的信号应该为双极性㊂为此,需要在AD9833模块的输出电压基础上,叠加偏执电压,可将正弦电压调理到-1~1V㊂2.4㊀功率放大模块㊀㊀功率放大模块采用BUF634,其是一种高速开环单位增益缓冲器㊂高性能的视频带宽放大器AD811作为主控芯片,后级连接高速放大器BUF634起到缓冲作用,可提高BUF634模块的带负载能力㊂通过BUF634模块对激励电压发生器的正弦信号进行放大,BUF634模块输出的正弦信号的电压幅值为28V,频率为128Hz㊂2.5㊀电压测量模块㊀㊀考虑BUF634模块在接电压钳之后,BUF634的输出电压会受负载影响而发生变换,为此,利用电压互感器模块来精确测量电压钳两端电压㊂电压互感器模块由板载精密微型电压互感器ZMPT101B和板载高精度运算放大器LM358组成㊂ZMPT101B利用电磁感应原理将高电压转换成低电压,LM358对降压后的信号做精确采样和适当补偿㊂2.6㊀前置放大模块㊀㊀当电压钳发出一个正弦电压信号,电流钳会感应出一个微弱的正弦电流信号,为此需要前置放大模块将微弱的电流信号转换成可供AD转换的电压信号㊂前置放大模块可将0~20mA的电流信号转换成0~ 3.3V的电压信号㊂2.7㊀有源滤波模块㊀㊀为了排除低频和高频干扰信号对进入DSP28335的AD端口的影响,采用UAF42有源滤波器模块对采集的电流信号进行滤波㊂UAF42有源滤波器模块集成了低通㊁高通和带通滤波功能,可实现精确的频率和Q值㊂2.8㊀有效值检测模块㊀㊀为了快速检测正弦电压和正弦电流信号的有效值,采用AD637有效值检波器模块对电压互感器输出的电压信号和UAF42有源滤波模块输出的电压信号进行处理,有效值识别精度在0.0001Vrms,避免了烦琐的软件程序设计㊂2.9㊀电压和电流钳口㊀㊀电压和电流钳口都采用电流探头,采用夹钳形结构设计,钳口直径50mm,方便取放㊂电流探头是一种高精度交流电流变换器,其原副匝比为1000ʒ1,测量精度保持在0.2%以内㊂3㊀接地电阻测量装置的软件设计㊀㊀新型输电线路接地电阻装置的软件工作流程如图5所示㊂首先,DSP28335系统要进行开机自检和系统初始化;接着,判断是否有测试指令按下,如果无继续等待,如果有测试指令,那么DSP28335通过SPI 给激励电压发生器(AD9833模块)发送指令,AD9833模块产生正弦电压信号,BUF634模块对正弦电压信号进行放大,施加至电压钳口;之后,对电压和电流信号进行采集和数据处理;最后,计算接地电阻和结果显示㊂图5㊀系统的工作流程4㊀接地电阻测量装置测试㊀㊀结合新型输电线路接地电阻测量装置的硬件和软件设计,搭建如图6所示的接地电阻测量装置的实验平台㊂其中:1为DSP28335开发板,2为DSP下载器,3为AD9833模块,4为电压偏移模块,5为BUF634模块,6为电压测量模块,7为前置放大模块, 8为UAF42有源滤波模块,9为AD637有效值滤波器模块,10为精密电阻,11为电压钳口,12为电流钳口㊂图6㊀接地电阻测量平台为了验证所设计的新型输电线路接地电阻测量装置的有效性,利用1~5Ω的精密电阻进行测试,实验结果如表1所示㊂所开发测量装置的测量值与精密电阻实际值相接近,两者误差分析在3%以内㊂表1㊀接地电阻测量结果实验序号12345精密电阻值/Ω12345实测电阻值/Ω 1.03 1.98 3.01 4.02 4.98误差/% 3.00 1.000.330.500.40 5 结语㊀㊀本文设计了一种新型输电线路杆塔接地电阻测量装置,该装置采用双钳法对接地电阻进行测量,可以在不解开接地引下线即可测量杆塔的接地电阻㊂在分析新型输电线路接地电阻测量装置原理的基础上,对接地电阻测量装置的硬件和软件进行设计,利用精密电阻对所开发测量装置进行测试,所开发测量装置测量值与精密电阻实际值误差在3%以内㊂下一步对接地电阻测量装置的硬件系统进行升级,使测量装置更微型化和轻量化,方便变电运维人员使用㊂参考文献[1]雷水平,王超胜.加强型输电线路杆塔接地装置改进与研究[J].电气开关,2015(6):17-18.[2]姚晓林,雷淳聪,赖勋林.基于云边协同技术的变电㊀㊀设备监测方法研究[J].电气开关,2023(5):39-42. [3]徐洁.一种简易的接地电阻在线测量方法的研究与实践[J].安徽水利水电职业技术学院学报,2023(3):39-43.[4]李立伟,邹积岩.新型双钳口接地电阻在线测量仪[J].电力系统自动化,2003(14):83-86,95. [5]王克强,唐晓宁,亢可,等.接地电阻测量中混合遗传算法的应用[J].电子技术与软件工程,2019 (4):218.[6]行鸿彦,何贵先,徐伟,等.混合遗传算法在接地电阻测量中的应用[J].电子测量与仪器学报,2016 (9):1389-1396.[7]于鑫,都兴凯,于笑辰.混合遗传算法在接地电阻测量中的运用[J].现代国企研究,2017(18):172. [8]魏天舒,姬云鹏,梁国鼎,等.双钳接地电阻测试仪校准方法的研究[J].计量与测试技术,2020(7): 84-85,88.[9]喻琰.双钳口式杆塔接地电阻测量仪的研制[D].武汉:华中科技大学,2014.[10]张旦.接地电阻实时检测与云监测系统设计研究[D].南昌:南昌大学,2023.(编辑㊀沈㊀强)Design of transmission line tower grounding resistance measurement deviceYu Xiaolei Tang Xianghua Shi Xiongjie Wang YueHaimen Power Supply Branch State Grid Jiangsu Nantong Power Supply Company Nantong226100 ChinaAbstract Transmission line tower grounding resistance measurement is a heavy work for power operation and maintenance personnel.In order to measure the grounding resistance of the tower without unraveling the grounding lead this paper designs a new type of transmission line tower grounding resistance measurement device which adopts the double-clamp method to measure the grounding resistance.Firstly the principle of the new transmission line grounding resistance measurement device is analyzed secondly the modular design idea is adopted for the hardware design of the grounding resistance measurement device then the software design of the grounding resistance measurement device is carried out and the workflow of the system is given finally the developed measurement device is tested and the error between the measured value of the developed measurement device and the actual value of precision resistance is within3%.Key words transmission line pole tower grounding resistance measuring device double clamp method modular design。
输电线路杆塔接地设计苏秀兰 凌 欢 何俊豪 张兴志 马 强(成都桑莱特科技股份有限公司，成都 610045)摘要本文以四川省甘孜州九龙县某220kV线路12基杆塔接地网的改造为案例，提出在高土壤电阻率地区地网施工中，降阻剂多层施工方法和在水平射线末端增加抑制环的措施，可有效降低输电线路杆塔的接地电阻、地电位、接触电压，为输电线路杆塔的接地设计提供参考。
关键词：输电线路；接地电阻；地电位；接触电压Transmission Line Tower Grounding DesignSu Xiulan Ling Huan He Junhao Zhang Xingzhi Ma Qiang(Chengdu Sunlight Science and Technology Co., Ltd, Chengdu 610045 )Abstract An upgrade of a grounding grid of 220kV transmission line tower with 12 bases in Jiulong County, Garze Tibetan Autonomous Prefecture, Sichuan Province is taken as an example of case in this article to illustrate that in the construction work of a grounding grid with high earth resistivity in the surrounding area, the grounding resistance, earth potential and contact voltage of transmission line towers can be effectively lowered by means of multiple layers construction of resistance reducing material and applying an additional restraining ring to the end of the level ground conductors at the base, for the reference of the design of a transmission line tower's grounding project.Key words：Transmission line；grounding resistance；earth potential；contact voltage根据电网故障分类统计表明，在我国跳闸率较高地区的高压线路运行总跳闸次数中因雷击引起的事故次数占40%～70%。
同时对雷击输电线路杆塔进行分析，降低杆塔接地装置的接地电阻，无疑是降低输电线路故障的一个有效途径[1]。
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。
根据杆塔所处的不同土壤电阻率，选取不同的接地电阻值。
但是土壤会随温度、湿度、含离子量等不同变化，接地电阻并不稳定，有时会出现超标现象，最终造成雷击事故的发生。
现以四川省甘孜州九龙县某220kV线路12基杆塔接地网的改造为案例，提出一种降低杆塔地网接地电阻、地电位和接触电压的方法，为输电线路杆塔接地设计提供参考。
1工程概况本线路位于四川省甘孜州九龙县，起于某水电站，止于九龙500kV变电站，同塔双回路架设，线路全长9.473km。
同时该线路还承担了其他两水电站的电力送出任务，线路重要性高。
全线海拔高程在1988～2688m之间；为高山大岭和峡谷地形；沿线工程地质主要为半坚硬、坚硬岩类和松散岩类工程地质区；线路区域内年平均雷暴日为70天。
线路于2006年开始设计，导线型号为LGJ-500/45，架设双底线，其中一根地线为OPGW光缆复合地线，另一根分区段分别采用LBGJ-100-30AC及GJ-80地线。
线路于2008年中旬建成投运，在2009年7月30日以及9月28日两次出现雷击跳闸。
根据对线路地理情况和雷击事故的分析，初步判定为杆塔接地网电阻偏高所致。
2现场信息收集2009年11月对该线路每基杆塔处土壤电阻率和接地电阻进行测试，发现有12基杆塔地网电阻不满足设计要求。
测试时，将塔腿处断接卡与接地网断开进行测试。
测试结果见表1。
表1 各基杆塔土壤电阻率和接地电阻测试值塔号土壤电阻 率/Ω·m接地电 阻值/Ω备注N2 8840 29.6N82132 23.1 N9 1617 20.1 N11 2000 23 N13 3120 25.4 N17 1728 18.7 N19 6020 27.5 N20 2000 23 N21 977 16.81 N224080 28.4 该水电站出线塔N1 980 17.6 九龙变电站进线塔N2136019.23 接地解决方案技术分析对现场踏勘后，查阅了以上12基杆塔的接地型式以及接地材料，提出以下3种解决方案。
方案1：将原地网圆钢找出来，在其周围浇灌降阻剂。
方案2：在原地网水平射线末端继续增加水平射线，其增加的长度需满足雷电流有效泄流长度，并增加一定数量的接地模块。
方案3：采用新接地技术——降阻剂多层施工方法和增加水平射线、抑制环的接地技术。
3.1 方案1分析由于塔基周围几乎是石头，大部分杆塔地处悬崖或边坡，在塔基基础建设时部分采用微爆破的方式。
地网埋于土中已经几年，大面积开挖查找较困难，同时正处于冬季，部分塔基周围附近崖岩可见冰柱和冰块，将原地网完全挖出来不现实，故此方案不可取。
3.2 方案2分析以N8为例，本基杆塔地网原设计如图1，水平环形边长为14m ，水平射线长度为30m ，做以下分析。
图1 原地网示意图图2 方案3示意图根据雷电流的冲击特性，接地极存在有效泄流长度，水平射线有效泄流长度L ≤2ρ0.5=92m （ρ为地网所处的土壤电阻率，实测值为2132Ω·m ），故单根外延射线长度还可外延92-30=62 m 。
如增加接地模块，需要增加20个接地模块才能将接地电阻降低至设计要求。
但现场勘察发现，本塔基处于边坡倾斜地带，周围为村民的房子，且有村民开垦的梯田式土地，不能随便破坏。
水平射线增加太长受场地限制，其他塔基也存在类似问题。
故建议单条水平射线增加的长度控制在10m 以内，此种方法不是最优的改造方案。
3.3 方案3分析结合项目特点，提出了方案3的解决思路：降阻剂多层施工方法和增加水平射线、抑制环的接地技术（图2）。
确保改造后地网接地电阻满足设计要求，同时不影响周围村民的生产、生活。
1）降阻剂多层施工方法目前国内外常用的降低接地电阻的方法是在接地极周围使用低电阻物质——降阻剂，国内外文献对其研究非常深入，降阻剂是一种非常经济、有效的降阻材料。
传统降阻剂的施工方法如图3所示，降阻剂和水按照重量比2:1的比例调成浆状后浇灌于接地极周围，包裹直径约为100mm [4]。
传统的降阻剂施工方法存在以下几个方面的问题。
（1）仅对接地极沟底极少部分土壤的环境进行改变。
（2）在高山上，施工取水不方便。
所以我们做了以下设计（图4），直接包裹热镀锌圆钢内层的降阻剂采用在生产厂已预制成膏状（降阻剂和水按比例调和后包装成形，原料配比做适当调整）的降阻剂，外层采用干粉降阻剂均匀倒入接地沟低部和沟壁，并回填素土夯实。
整个施工过程无需水源，施工便捷。
在多个实验场地进行了传统施工方法和多层施工方法的对比实验，8mØ10热镀锌圆钢，同等重量的降阻剂，分别按照图3、图4所示的施工方法，并记录数据（见表2）。
当土壤电阻率ρ>500Ω·m ，采用多层施工方法后接地电阻降低越显著，多层施工方法可在传统施工方法上降低16.5%～48.3%。
图3 降阻剂施工剖面图图4 降阻剂多层施工方法表2 实验数据记录实验场 地编号土壤性 质描述 视在土壤电阻率/Ω·m传统方法接 地电阻值/Ω多层施工方法接地电阻值/Ω1# 粘土83.9 13.41 10.39 2# 黄沙土 277.58 35.1 29.3 3# 风化岩 219.8 28.7 23.7 4#玄武岩， 含少量黄土 51576.648.05# 表层黄土， 下层为红褐 色高风化岩1340 215.0 111.12）地网结构设计通常输电线路杆塔地网结构的设计，主要分为三种：水平环形、水平环形兼水平射线、带接地模块或角钢的水平环形兼水平射线地网。
设计时主要考虑降低地网接地电阻来降低雷击的跳闸事故，从地网结构上考虑降低地网的地电位升，从而降低接触电压和跨步电压思考相对较少。
认为输电杆塔一般建在山区，周围人畜较少。
同时满足以下几点人畜才会发生触电事故。
（1）线路发生故障。
（2）杆塔附近产生电位分布。
（3）人又恰好进入杆塔附近危险电位分布范围内。
（4）通过人体的电流等于或大于人体允许通过的安全电流。
但是做为设计工作者，我们需要考虑更多问题，使设计在符合规范要求的情况下，做更多的创新和优化，使地网更合理、更安全。
以N8为例，根据理论推算，并采用上文所述的降阻剂多层施工方法，还需在原地网每条水平射线上增加8m 水平接地极才能将接地电阻降低至设计要求，用CDEGS 软件对其进行模拟。
原地网采用Ø10热镀锌圆钢，增加的水平射线周围包裹100mm 降阻剂，地网注入电流I =10kA ，输出如图5、图6所示。
地网的地电位最大值发生在水平环形网四角和水平射线端部，接触电压最大值发生在水平射线端部，可见水平射线端部是最不安全的。
图5 地电位升示意图图6 接触电压示意图为了降低水平射线端部的地电位，对增加的8m 水平射线进行结构的改变，总长度不变，将其端部做成直径为0.6m 的圆环，如图2所示。
用CDEGS 进行模拟，输出图7、图8。
从图中可以计算，采用了抑制环后，与以上设计相比地电位降低了5.91%，接触电压降低了12.8%。
地网结构的改变，发生雷电故障时，人畜经过杆塔更安全。
故此方式在输电线路杆塔地网设计中可采纳，施工便利，地网更安全。
同时可以以8m水平射线、降阻剂、水平射线末端一个抑制环为一个组合体进行设计，减少设计的复杂性。
图7地电位示意图图8接触电压示意图3工程实施情况通过以上分析，比较了3种方案，方案3更合理，更具有可实施性和安全性。
故对本条线路12基杆塔地网均采用方案3的方法，以8m水平射线、降阻剂、水平射线末端一个抑制环为一个组合体，将其布置在每基杆塔每条水平射线末端。
根据杆塔原地网接地电阻、土壤电阻率、改造后最终接地电阻值等因素确定增加组合体的数量，理论计算后，每基杆塔地网每条水平射线端部增加组合体的数量为1~2组。
