机电论文范文探究降低送电线路施工中接地电阻的措施

　　式中：Rc是指接地体的接地电阻;ρ是指土壤的电阻率;d是指接地体型材的直径;L是指接地体的有效长度(深度);A是水平接地体的形状系数。可以得出，可以从两方面降低接地电阻值：①增加接地体与土壤之间的接触面积，其中包括接地体形式;②降低土壤的电阻率。电力线路工程上，一般要求线路杆塔要求控制在30Ω以内。针对不同地质条件采取不同措施来降低接地体的接地电阻。原则上接地电阻越小越好，但施工中应考虑经济合理的原则，我们可以从以下几个方面进行考虑：

　　1 增加接地体与土壤之间的有效接触面积

　　根据SJD8-29《电力设备接地设计技术规程》的要求，接地体截面积的计算公式为：

　　式中：Sjd―接地体截面，mm2;

　　Ijd―流经接地体的短路电流稳定值，A;

　　Td―短路电流的等效持续时间，S;

　　C―接地材料的热稳定系数，对于钢接地体，C=70;

　　Kf―趋肤效应系数，对准20mm及以下圆钢或600mm2及以下扁钢，取Kf=1.0。

　　1.1 选择合适接地装置结构型式

　　在架空电力线杆塔接地电阻的计算中，推荐几种水平接地布置型式：①适用于铁塔，为口字型加四射线;②适用于钢筋混凝土门型杆，为一字型两头两射线形;③适用于门型杆，日字环型元射线(用于较低土壤电阻率或居民区，要求水平接地线闭合)。根据我们经验，在高阻地区(>4×105Ω・cm)，如出现接地电阻值过大，由于雷电流特性，采用延伸接地体的埋设长度不如增加接地线，如使用4支超过100m接地线，远不如合理增加2支以上60m射线式接地线效果显著。

　　1.2 串联接地极

　　串联接地极为了减少接地体与土壤之间的接触电阻。当接地体的接地电阻值与设计值相差不大时，在增加了几组接地极，即可减小接地电阻值，达到设计要求，这种方法也最为简单有效。有的地方土壤比较潮湿，土壤电阻率不高，在个别接地电阻超过设计标准的地点，我们串联了2～3组接地极，测量时其接地电阻值就达到设计要求。

　　1.3 增加分角地线

　　增加分角地线增加接地体与土壤的接触面积，达到减少接地体与土壤之间的接触电阻目的。在施工过程中，在增加射线接地线时需要注意的是：任一接地线节点(交汇点)至多三线合一，即从某一节点出来的射线最好是两支，根据“人工接地极工频接地电阻的计算公式”三线交汇于一点时水平接地极的形状系数A等于0.867;四线交汇于一点时，A=2.14;五线交汇于一点则A=5.27;即交汇线越多A值越大，也就是接地材料的利用率越低。作业过程中同时一定要注意控制好射线间夹角，其原因是两射线夹角越小散流电场互相屏蔽越严重，平行布置时相互屏蔽最为严重，大大降低了接地材料利用率，从而增大接地电阻。

　　2 降低土壤的电阻率

　　土壤电阻率与土壤的结构、可溶性电解质、致密度、湿度、温度等有关。影响土壤电阻率ρ的大小主要取决于土壤中导电离子的浓度和土壤中的含水量。

　　输电线路杆塔接地主要是以防雷为主要目的，因而在架空线路杆塔接地装置的设计考虑的是如何降低杆塔接地装置的冲击接地电阻，但在工程实际中因冲击接地电阻与诸多因素有关，不便于实际测量和控制。因而，在实际工程中仍以考核工频接地电阻为主，特殊地段，需要冲击接地电阻时，用工频接地电阻乘以冲击系数α，或通过冲击接地电阻的计算求得。通常采用四电极法测量土壤电阻率ρ。测试布极方法如下图所示：

　　土壤电阻率的简化计算公式：ρ=2π×a×Rc(其中a为地桩间的距离，Rc为测得的接地电阻值)。工程建设中，通常采用置换电阻率低的土壤和使用化学降阻法来降低土壤电阻率。

　　2.1置换电阻率低的土壤

　　置换电阻率低的土壤即用黏土、黑土及砂质黏土，或在接地体周围土壤中加入煤渣、木炭、炉灰、工业盐等物质代替原有的土壤，达到降低土壤的电阻率目的。工程中往往采用局部置换，选料不能是酸性物质，以免腐蚀接地体，施工中一般换掉接地体上部1/3长度、周围0.5m以内的土壤，注意要与原土壤充分接触。但实际操作中，由于地形条件限制、材质容易流失、降阻效果不确定性等因素影响，往往配合使用。

　　2.2使用化学降阻法

　　降阻剂一般都含有大量金属氧化物，遇水后电离出大量金属离子。降阻剂施用于接地体与土壤间，能够使金属与土壤紧密地接触，形成较大的电流流通面，有效减小接地电阻;另一方面，它能向周围土壤渗透，在接地体周围形成一个变化平缓的低电阻率区域。由于降阻剂成本较低，工程实施也比较容易，因此降阻剂在一些困难地段的电力线路施工中得到广泛应用。

　　某110kV送线路工程施工中，地质较为复杂，施工时我们按照设计要求埋设接地体，验收时发现2#铁塔接地电阻高达100Ω以上，基于该铁塔地理位置特殊，周围环境复杂，增加水平接地线困难，为了确保线路的接地电阻满足设计要求及安全运行的要求，施工班组考虑使用降阻剂，着重考虑产品的技术特性：

　　(1)降阻特性：根据《接地降阻剂暂行技术条件》要求，在室温(25°±15℃)下降阻剂在工频小电流的电阻率应小于5Ω・m。

　　(2)降阻剂的腐蚀性：使用的降阻剂应对接地金属无腐蚀作用。一般地，降阻剂呈弱碱性，并且降阻剂浆料在24h内应能够完全凝固。一方面，降阻剂呈弱碱性对接地体有一定的保护作用;另一方面，降阻剂如不能凝固，日久随地表水流失，浸泡在导电液浆中的电极也会加速腐蚀;相反，凝固后的降阻剂将成为金属电极的固体保护层，隔离土壤中腐蚀液体的浸入。

　　(3)降阻剂的稳定性：使用降阻剂后，确保降阻剂的性能不会随时间发生变化，降阻剂的导电物质不随地表水而流失，也就是说稳定性的好坏决定了降阻剂的寿命长短。

　　2#铁塔接地使用降阻剂后，再次测量时，其接地电阻值竟不到20Ω，满足设计要求。

　　3 结语

　　通过以上分析，我们对电力线路施工中采取不同措施降低接地电阻，有了比较清晰的认识。在工程建设中，应结合工程特点、土壤电阻率、土壤结构和地理环境等灵活选择，综合使用。