線路桿塔接地降阻措施的技術探討

1、引言
　　送電線路桿塔的接地對送電線路的防雷至關重要，特別是對送電線路的耐雷水平影響較大。但是位于山區的送電線路，由于土壤電阻率高、地形、地勢復雜，交通不便，施工難度大，桿塔接地電阻普通偏高。如廣西500KV天平Ⅰ、Ⅱ回線路位于山區的桿塔有許多接地電阻偏高，有的甚至高達100多歐，結果這兩回線路在1998年接地改造之前雷擊跳閘率居高不下。再如遼寧本溪溪湖60KV線路，由于位于山區的桿塔接地電阻偏高，每年都有雷害事故發生，經查發生雷害事故的桿塔均為接地電阻偏高的桿塔。還有河南110KV平寶線、110K李線，發生雷害事故的桿塔也都是接地電阻偏高的桿塔。對送電線路雷害事故進行深入的調查還發現，經常駐發生雷害事故的線路段，一般都是若干基桿塔接地電阻連續偏高，或有大跨越、大檔距存在。這是因為在這些地段一旦桿塔遭受雷擊相鄰桿塔不能有效分流，而被擊桿塔流過大部分的雷電流，由于接地電阻較高造成了較多的塔頂電位，一旦絕緣子串兩端的電位差大于絕緣子中的50%。沖擊放電電壓時，絕緣子發生擊穿——即“反擊”所致。
2、送電線路桿塔接地電阻偏高的原因分析。
　　對送電線路桿塔接地電阻偏高的原因進行調查發現引起桿塔接地電阻偏高的原因有多個方面，即有客觀原因，又有運行維護方面的問題，歸納起來主要有以下幾個方面的原因：
　　2.1 地質、地勢復雜，特別是山區主要是土壤電阻率偏高，據我們調查北方山區的土壤電阻率一般在1300Ωm-3000Ωm，南方山區的土壤電阻率有的甚至高達5000-10000Ωm，且有的山區土層較薄或根本沒有土壤，基本上全為巖石，交通不便。接地施工難度大。還有在北方土壤干燥，而大地導電基本上是靠離子導電、而各類無機鹽類只有在有水的情況下，才能離解為導電的金屬離子，所以干燥的土壤導電能力是非常差的，這是山區或北方干旱地區桿塔接地電阻偏高的主要原因。
　　2.2 設計施工方面的原因
　　在山區由于地形復雜，土壤不均勻，土壤電阻變化較大，在設計桿塔的接地時需要實地進行認真的勘探，結合實際情況進行認真的設計。但是對實際工程進行調查時發現在設計方面存在一些問題，既設計時有些不到現場進行土壤電阻率測式，不到現場進行地形，地勢和地質勘探，根據實際做出符合現場條件的設計，而是對相當大的范圍取一平均電阻率。或者套用典型的設計圖紙，對接地電阻不進行計算，結果設計與現場實際不符。在施工時由于接地工程是屬于隱蔽工程，工程技術監督也存在著不到位的現象，不能嚴格的按圖施工，如接地體的長度，埋深及焊接和回填土不符要求的存在較為普遍。造成線路施工后，存在有大量桿塔接地電阻超標。如在工程驗收時不嚴格按進行測試，會使這些隱患一直得不到消除，直到線路投運。
　　2.3運行維護方面的原因，有些桿塔在初建成時是合格的，但是隨著運行時間的推移，桿塔接地電阻會越來越大，這主要有以下一些原因：
　　1）接地體的腐蝕，特別是在山區酸性土壤中，或風化后土壤中，zui容易發生電化學腐蝕和吸氧腐蝕，zui容易發生腐蝕的部位是接地引下線與水平接地體的連接處，由腐蝕電位差不同引起的電化學腐蝕。有時會發生因腐蝕斷裂而使桿塔“失地”的現象。還有就是接地體的埋深不夠，或用碎石、砂子回填，土壤中含氧量高，使接地體容易發生吸氧腐蝕，由于腐蝕使接地體與周圍土壤之間的接觸電阻變大，甚至使接地體在焊接頭處斷裂，導致桿塔接地電阻變大，或失去接地。
　　2）在山坡坡帶由于雨水的沖刷使水土流失而使接地體外露失去與大地的接觸。
　　3）在施工時使用化學降阻劑，或性能不穩定的降阻劑，隨著時間的推移降阻劑的降阻成分流失或失效后使接地電阻增大。
　　4）外力破壞，桿塔接地引下線或接地體被盜或外力破壞。
 
3、關于降阻措施的探討
　　對于接地電阻超標的桿塔進行降阻改造是提高線路耐雷水平保證線路安全運行的重要措施。但對輸電線路來說，由于降阻主要是出于防雷的需要，所以對降阻措施又有明確的要求，即以降低桿塔沖接接地電阻為主要目的。所以對桿塔降阻措施應考慮以下幾方面的問題。
　　3.1 關于水平接地體，既然是為了降低沖擊接地電阻，那么就不能向發電廠、變電所降低工頻接地電阻。那樣，有那么大的范圍可以外延水平接地體[1]，而是對接地體的長度有一定的要求[2]，這主要是出于如水平接地體過長，由于電感的影響，對降低沖擊接地電阻無效的考慮。對于水平接地體應根據現場的地形、地勢、沿桿塔四周向外放射水平射線為主，要充分利和現場地形和地質，比如山巖裂縫等結合使用降阻劑進行降阻處理。為防止雨水沖刷，水平接地體能沿等高線布置的要盡量的沿等高線布置，并結合防水墻進行防護。水平接地體的埋深要盡可能的達到0.8m以下。在北方要埋設在凍土層以下。比如前述110K李線、110KV平寶線和遼寧本溪60KV溪湖線的桿塔降阻改造都是結合現場的有利地形使用降阻劑把拉地電阻都降低到合格范圍以內。
　　3.2 關于垂直接地體，垂直接地體是線路桿塔接地的常用措施，但位于山區的線路由于石頭多，特別是位于巖石地帶的桿塔，垂直接地極的施工是不容易的，這時可結合巖石裂縫使用垂直接地極。在地下有金屬礦，或地下有低電阻率的地質結構時可采用豎井式接地降阻法。但如地下沒有較低電阻率的地質結構時，再使用豎井法降阻是不經濟的。再說雷電流屬于高頻電流具有很強的趨膚性。雷電流一般沿表層土壤散流，深層土壤并不散流。所以在一般的地質結構使用深井式接地極，對降低沖擊接地電阻效果并不大。所以對桿塔接地的接地體應以水平接地體為主，以垂直接地體為輔，垂直接地體的長度以1.5-2m為宜，一般設置在水平接地體的頂點，或水平接地體中間容易打入的位置。
　　3.3 關于降阻劑的使用。大量的工程實踐證明，使用降阻劑對降低桿塔接地電阻是非常有效的。因為桿塔接地是屬于中小型接地裝置、降阻劑的降阻效果能得到充分發揮。但在實際工程上也發生了一些問題，主要是（1）降阻劑的穩定性問題，有些降阻劑，特別是一些化學降阻劑，雖然短時期內具有很好的降阻效果，但其性能不穩，隨著降阻劑的滲透、擴散，特別是隨著雨水的流失其降阻效果容易失效；（2）降阻劑的腐蝕性問題，有些降阻劑具有很強腐蝕性，能對鋼接地體構成較大的腐蝕，如廣東某電廠使用的某型號的降阻劑后不到5年接地體就全部腐蝕爛掉，還對其地下相鄰的消防水管系統造成了較大的腐蝕；（3）降阻效果問題，降阻劑的降阻效果主要由降阻劑本身的電阻率、保水性、滲透和擴散作用決定的。所以在降阻劑的選用上，一定要注意選用降阻性能好，對鋼接地體低腐蝕，性能穩定、壽命長、保水性好，不易隨水土流失的降阻劑。
　　無論什么型號的降阻劑的降阻效果都是通過一定的設計和施工體現出來的。關于降阻劑的用量要結合設計進行認真的接地電阻計算，如GPF-94a膨潤土降阻劑就給定了降阻系數和用量的關系[3]，設計時應根據具體的工程要求和土壤電阻率進行計算。降阻劑及水平妝地體要埋設在凍土層以下，埋深能達到0.6m以下，回填土要用細土回填，并分層夯實，不可用砂子和碎石回填。因降阻劑大多具有比土壤高的腐蝕電位所以對所有的接地體都應均勻的包裹在降阻劑中間，不允許有脫節，或接地體外露的現象，因為這樣會造成腐蝕電位差不同，引起電化學腐蝕，這已為大量的工程實踐所證實。如河南南陽*發現在線路桿塔接地中均勻包裹在降阻劑內的鋼接地體基本無腐蝕，而有脫節或因降阻劑施加不勻，使接地體外露的，則發生了嚴重的腐蝕。河南信陽有一基桿塔接地則因埋深不夠，又用碎石回填，結果造成了降阻劑失效和接地體腐蝕。
　　3.4 關于工程施工。因接地工程屬于隱蔽工程，所以在該工程中要對每一個環節進行全過程的認真的技術監督。對新建桿塔在桿塔基礎和拉線基礎施工時坑底，鋪設接地體和降阻劑進行降阻，這樣可收到事半功倍的效果。對改造降阻工程要結合現場有利地質、地勢做切合現場實際的設計，按要求進行水平接地和垂直接地體的施工。要特別注意水平接地體的埋深，焊接要合格。回填土要用細土回填，并分層夯實，對接地引下線的各連接頭要做防腐處理，對接地引下線直到與水平接地體連接處要刷瀝清漆和防腐漆進行防腐處理。
　　3.5 關于運行維護，對桿塔的接地裝置要定期進行維護和檢查，比如定期對接地引下線進行防腐處理，定期測試桿塔接地電阻和回路電阻，定期檢查接地體有無沖刷和外力破壞等。
 
PS2571數字接地電阻測試儀

PS2571數字接地電阻測試儀 使用范圍:   
      PS2571數字接地電阻測試儀 適用于電力、郵電、鐵路、石油、化工、通信、礦山等部門測量各種裝置的接地電阻以及測量低電阻的導體阻值，本表還可測量土壤電阻率及地電壓。
PS2571數字接地電阻測試儀 工作原理:  
     工作原理為由機內DC/AC變換器將直流變為交流的低頻恒流，經過輔助接地極C和被測物E組成回路，被測物上產生交流壓降，經輔助接地極P送入交流放大器放大，再經過檢測送入表頭顯示。借助倍率開關可得到三個不同的量限：0 ～ 2Ω、0～20Ω、0～200Ω。
PS2571數字接地電阻測試儀 性能特點:   
    PS2571數字接地電阻測試儀 與傳統手搖式地阻儀相比，具有以下特點：
    a、應用了DC/AC變換技術，集三端鈕，四端鈕測量方式為一體，使用電源可以交、直流兩用。
    b、采用鎖相環同步跟蹤檢波方式，及開關電容濾波器，使抗*力*。
    c、摒棄了傳統的人工手搖發電方式，不須人力作功。
    d、不需人工調節平衡，一目了然的面板觸膜鍵操作，LCD數字顯示使得測量十分方便和訊速，消除了指針式儀表的視覺誤差。
    e、允許的輔助接地電阻阻值很大，更好的保證了測量精度，分辨率高。
    f、除測試接地電阻外，還可測試低壓電阻值，土壤電阻率以及交流地電壓。
友情提醒：買儀器要買直接生產廠家，產品質量及售后服務有保證。

ETCR2000鉗式接地電阻測試儀

ETCR2000鉗式接地電阻測試儀產品概述
   ETCR2000鉗式接地電阻測試儀，產品適用于電力、電信、氣象以及其它設備的接地電阻測量。
主要特點對比
  傳統的接地電阻測量方法是采用電壓--電流法。
  A.ETCR2000鉗式接地電阻測試儀操作的簡便性
  傳統方法必須將接地線解扣及打輔助接地極。即將被測的接地極從接地系統中分離；且須將電壓極及電流極按規定的距離打入土壤中作為輔助電極才能進行測量。
  用ETCR2000鉗式接地電阻測試儀只須將鉗表的鉗口鉗繞被測接地線，即可從液晶屏上讀出接地電阻值。
  B.ETCR2000鉗式接地電阻測試儀測量的準確度
  傳統測量方法的準確度取決于輔助電極之間的位置，以及它們與接地體之間相對位置。如果輔助電極的位置受到限制，不能符合計算值，則會帶來所謂布極誤差。
  對于同一個接地體，不同的輔助電極位置，可能會使測量結果有一定程度的分散性。而這種分散性會降低測量結果的可信性。
  ETCR2000鉗式接地電阻測試儀所采用的測量原理，在國外已成功應用多年。使用這種方法測量時不用輔助電極，不存在布極誤差。重復測試時，結果的一致性好。
  國家有關部門對ETCR2000鉗式接地電阻測試儀與傳統電壓電流法對比試驗的結果說明，它*可取代傳統的接地電阻測試方法，對接地電阻值給出可信的結果。
  多次工程實踐，也從不同的行業不同的測試環境得到了用戶的認同。
  本儀表出廠時，附有一個標準測試環。用戶在測量時，可以先對標準測試環進行測量。如果讀數準確，那么，測量的接地電阻值就是可信的。
  C.ETCR2000鉗式接地電阻測試儀對環境的適應性
  傳統方法必須要打入兩個有相對位置要求的輔助電極，這是使用傳統方法的zui大限制。
  問題在于隨著我國城市化的發展，使得被測接地體周圍找不到土壤，它們全被水泥覆蓋。即便有所謂綠化帶、街心花園等，它們的土壤也往往與大地的土壤分開。更何況傳統方法打輔助電極時對輔助電極的相對位置有要求。要找到有距離要求的土壤，在大多數情況下是更加困難的。
  而使用ETCR2000鉗式接地電阻測試儀時，就沒有這些限制。雖然，從測量原理來說，ETCR2000必須用于有接地環路的情況下，但是只要用戶能有效地利用您的周圍環境，ETCR2000鉗式接地電阻測試儀*可以測量單點接地系統，其測量方法可參考本文明書的八、c節。
  D.其它
  在某些場合下，ETCR2000鉗式接地電阻測試儀能測量出用傳統方法無法測量的接地故障。
  例如：在多點接地系統中（如桿塔等。另外，有一些建筑物也是采用不止一個接地體），它們的接地體的接地電極雖然合格，但接體到架空地線間的連接線有可能使用日久后接觸電阻過大甚至斷路。盡管其接地體的接地電阻符合要求，但接地系統是不合格的。（請參考九、A、2節）
  對于這種情形用傳統方法是測量不出的。
  用ETCR2000鉗式接地電阻測試儀則能正確測出，因為ETCR2000鉗式接地電阻測試儀測量的是接地體電阻和線路電阻的綜合值。
主要技術指標：
  顯 示 屏：4位LCD數字顯示。屏長28.5mm、屏寬47mm
  測量范圍：0.1～1000Ω
  工作電源：4節5號堿性電池
  鉗口尺寸：長形鉗口 32mm×65mm
  鉗口開口：長形鉗口 28mm

PSJDC-A大型地網接地電阻測試儀

PSJDC-A大型地網接地電阻測試儀 產品概述：
   目前在電力系統中，大型地網的接地電阻的測試目前主要采用工頻大電流三極法測量。為了防止電網運行時產生的工頻干擾，提高測量結果的準確性，絕緣預防性試驗規程規定：工頻大電流法的試驗電流不得小于30安培。由此，就出現了試驗設備笨重，試驗過程復雜，試驗人員工作強度大，試驗時間長等諸多問題。
 PSJDC-A大型地網接地電阻測試儀 ，可測變電站地網（4Ω）、水火電廠、微波站（10Ω）、避雷針（10Ω）多用機型，采用了新型異頻交流電源，并采用了微機處理控制和信號處理等措施，很好的解決了測試過程中的抗干擾問題，簡化了試驗操作過程，提高了測試結果的精度和準確性，大大降低了試驗人員的勞動強度和試驗成本。
PSJDC-A大型地網接地電阻測試儀 技術指標：
   1、PSJDC-A大型地網接地電阻測試儀 儀器測量范圍：0～15Ω
   2、PSJDC-A大型地網接地電阻測試儀 測量精度：    3%
   3、PSJDC-A大型地網接地電阻測試儀 測量輸出電流：AC＜3A
   4、PSJDC-A大型地網接地電阻測試儀 測量線要求：  >Φ1.5mm2
   5、PSJDC-A大型地網接地電阻測試儀 供電電源：    AC220V/50HZ
   6、PSJDC-A大型地網接地電阻測試儀 儀器重量：   5kg    
 

PS410接地電阻測試儀

PS410接地電阻測試儀功能及特點
    即使淋少量雨亦無妨的防塵防水構造。除了精密測試，也同時配備了簡易測試用探棒，輔助接地電阻數值過大時，警告功能會自動啟動，可進行地電壓測試。小型、輕量，采用了強耐沖擊力的新素材外殼。
PS410接地電阻測試儀技術參數
    1、PS410接地電阻測試儀測試范圍：接地電阻0～20Ω/0～200Ω/0～2000Ω
                 接地電壓（50，60Hz）0～200V（AC）
    2、PS410接地電阻測試儀度：接地電阻±2% rdg ±0.1Ω（20Ω量程），
               ±2% rdg ±3dgt （200/2000Ω量程），
               接地電壓±1% rdg ±4dgt
    3、PS410接地電阻測試儀耐電壓：AC3700V/1分鐘
    4、PS410接地電阻測試儀安全規格：IEC61010-1（JIS C 1010-1） CAT. Ⅲ 300V、污染度2
                 IEC61010-2-31  IEC61557-1.5  IEC60529（IP54防.防水）
    5、PS410接地電阻測試儀使用電池：單3干電池R6P（1.5V）×6
    6、PS410接地電阻測試儀外形尺寸：105（L）×158（W）×70（D）mm
    7、PS410接地電阻測試儀重量：約550g（含電池）