关于提升输电线路杆塔接地装置测量效率的分析探讨

关于提升输电线路杆塔接地装置测量效率的分析探讨

阳安邦冯雄伟张金春

阳安邦冯雄伟张金春

（国网湖南省电力公司郴州供电分公司湖南郴州423000）

摘要：在雷害多发的山地、丘陵地区，输电线路杆塔接地装置测量普遍存在测量工作量大、准确率偏低及接地装置重复改造率偏高等问题。本篇着重分析探讨了，通过引入不需布置辅助接地极测量引线的四极法，结合目前广泛使用的三极法，综合两种方法各自优势对杆塔接地装置进行测量，以期提高测量劳动效率及准确率的可行性。

关键词：输电线路；防雷；接地装置；测量；三极法；四极法；

一、引言

运行经验表明，降低杆塔接地电阻是目前输电线路运维过程中最有效、经济的防雷措施。降低杆塔接地电阻，前提是保证接地电阻测量的准确性；而大范围测量杆塔接地电阻，需要投入大量的人、财、物，因此准确性和效率性是测量和降低杆塔接地电阻的两个重要指标。然而，单纯使用三极法，在以山地、丘陵为主的地区，杆塔接地电阻测量准确性及劳动效率均不能取得令人满意的效果。

二、测量现状

以湖南郴州供电公司为例，近年杆塔接地电阻测量平均统计偏差率为41.51%，准确性远远不能满足线路正常运维要求。由于准确率不高，杆塔接地电阻重复改造现象常见，造成运维成本不必要的浪费。接地装置测量效率方面也差强人意。通常测量小组至少由3人组成，2人负责布置辅助测量引线，1人负责拆卸接地引下线螺栓，每日平均测量5至6基杆塔。遇上输电线路大范围接地装置轮测，往往不能在雷雨季节前完成杆塔接地装置测量与改造工作，造成防雷工作进度滞后。

说明：“实际值”指无限接近接地电阻真实值，偏差在允许范围之内的实际测量值。

表一：杆塔接地电阻三极法测量准确性（数据来源：国网郴州供电公司）

三、原因分析

造成接地电阻测量劳动效率低下、准确率不高的原因，主要受限于山区地形，120米、80米的辅助接地极布线困难。而准确度不高主要为以下几种原因：

1、辅助接地极布线。布线长度不能有效覆盖接地射线长度，山区地形有效布线比例难以把握，杆塔接地型式不一造成布线长度难以把握，布线方向的偏差等。

2、土壤土质。土壤土质不均匀、潮湿等引起的偏差；土壤结构的不连续引起实际布线比例的偏差等。

3、气候季节。气候季节变化带来的测量偏差等。

4、测量人员。测量人员技能水平不高、责任心不强引起的主观测量偏差。

四、四极法探索

在满足偏差允许范围的前提下，引入不需布线的测量方法，将大幅度地提高山区输电杆塔接地电阻测量效率。

1、测量原理

输电杆塔接地电阻四极测量法，利用接地网、铁塔（砼杆导通）、避雷线、邻续杆塔回路、大地等整个雷电流泻导回路，加入测试电源利用欧姆定律求得接地电阻值。相比于三极法，因其无需布置辅助接地极线，不仅可以更为方便快捷地求得杆塔接地电阻，还能发现整个接地回路因天气、土壤或某些接地棒腐蚀接触不良引起的回路电阻变大情况；而后者是无法发现的，因为腐蚀、锈蚀情况不一定存在于土壤中接地体上，也可能存在引下线等位置。

对杆塔接地电阻测量回路进行模拟简化（见图一），测量接地回路的杆塔及避雷线阻抗和电阻分量相差极小，因此可以忽略杆塔及避雷线上的电抗X。大地电阻R地及避雷线电阻R避一般均远小于1欧姆，也可以忽略。若不计入测量时引线端子与杆塔连接处的接触电阻，四极法测量偏差（增量）主要来自除待测杆塔本身接地电阻R以外的并联回路电阻。

图一：四极法测量接地电阻回路原理图

从四极法简化原理可知，四极法测量值是杆塔接地电阻、杆塔及避雷线阻抗以及邻续并联回路电阻之和，故四极法测得的接地电阻理论值比实际值偏大，但偏差通常较小且符合电气工程关于杆塔接地电阻值的要求。鉴于湖南省境内雷害多发的现状，而且杆塔接地电阻本身是个测量范围值，偏大的杆塔接地电阻测量结果对输电线路防雷工作的开展更具有指导价值。

2、测量步骤

四极法测量操作方法和三极法类似，只是在接线方面有所区别。首先在表头，P1\C1\P2\C2，四个表头接线均需要断开，引出“四极”，P1\C2和P2\C2各为一组，分别接到导通（铁塔为塔身）和接地引下线上，具体两组接线是对应到导通还是接地引下线上，则没有要求，其余操作步骤和三极法相同。

3、测量条件

1）杆塔必须有架空避雷线，且避雷线须逐基直接接地，而非通过放电间隙等其他非直接接地形式。

2）待测杆段必须有连续5基及以上架空避雷线直接接地，误差要求越小，最少连续杆塔数要求越多。

3）保证测试导线和杆塔及接地引下线之间接触良好，尽可能消除接触电阻带来的误差及读数影响。

4）当测得接地电阻不合格时，应结合三极法，综合分析接地装置不合格原因。

5）天气、土壤等其他条件和三极法类同。

五、应用成效

使用四极法进行杆塔接地电阻测量，劳动效率大幅度提升，从原来每人每日3基杆塔，提高至每人每日8基，劳动效率提升166.7%。测量偏差由原来41.5%下降至10.33%。

表二：杆塔接地电阻三极法测量准确性（数据来源：国网郴州供电公司）

六、结论

在满足四极法测量要求的情况下，首先采用四极法对杆塔接地电阻进行测量，对于不合格杆塔接地电阻，再使用三极法标准布线进行测量。此时，若三极法测得接地电阻合格，就以三极法测量结果为准，并分析可能是杆塔上部或邻续回路原因，如导通、架空避雷线连接螺栓等问题造成接地不合格。若三极法测得不合格，则对杆塔接地装置进行改造，并对比两种方法测量值。对比相差值较大时，还应分析杆塔上部或邻续回路原因。因四极法理论值要大于三极法，若四极法合格，则杆塔接地电阻合格。四极法对雷电流泻导通道整体加以考虑和测试，避免了杆塔地网改造的盲目性，对提高输电线路防雷水平有重要意义。

本测量思路，可大幅度提高杆塔接地装置测量效率，并能减小整体测量偏差率，尤其对于山地、丘陵地区输电线路，成效尤为显著。

参考文献：

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[6]谭湘海.输电线路的防雷设计[D].湖南大学.2004.

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