沙质盐碱地输电线路改善接地电阻的方法与实践

杨炜斌

前言

随着电力的发展，电网的日益完善，电力线路越来越多的遍布在我们生活周围。而随着设备等的发展，接地电流越来越大，对安全和接地的要求也将越来越高。现在对于接地设计的模块，一直沿用旧有设计，旧设计相对僵化，对特殊情况不一定能灵活变通。

电力线路的杆塔一般高于地面数十米、上百米，且一般位于空旷的野外或高山峻岭，线路长度可达十公里或更多，在雷雨天常常受到雷击的考验。因此为了保证线路安全可靠运行，必须采取可靠的接地措施。

实测证明，雷电压的幅值可达300~400千伏，足以使60~80cm的空气间隙击穿，或使3个xp-7型悬式绝缘子串闪络，所以当雷害来临，击穿或者闪络很可能造成线路跳闸，从而影响电网稳定。从以上论述不难看出，雷害是不容忽视的，必须采取强有力措施来进行保护。保护方法分两步走，首先是保护线路导线不遭受直接雷击，为此，可采用避雷线，避雷针来进行防护。第二步是是使杆塔或避雷线受雷击后不使线路绝缘发生闪络。为此需改善避雷线接地能力或加强线路绝缘，其中的加装接地装置即可接地电阻尽量降低并改善避雷线接地能力。

但是在实际工程中某些海边沙化盐碱地的天然土壤电阻率很高，普通的接地设计不能满足现在日益增长的安全要求。需要使用其他方法降低土壤电阻率。

通常有以下几种方法改变土壤电阻率：

1更换土壤

这种方法是采用电阻率较低的土壤对原来的沙化盐碱地进行土壤换填，换填范围约为接地装置周围的0.5m。但这种换填方法对人力和工时耗费都较大，而且换填后不能根治沙化的毛病，在远期来说，沙化会反复，不能做到长时间保持土壤电阻率的降低。

2人工对土壤进行化学处理

对接地装置土壤加入化学物，如食盐、木炭、炉灰、氮肥渣、电石渣、石灰等，提高接地体周围土壤的导电性。采用食盐，对于不同的土壤其效果也不同，如砂质粘土用食盐处理后，土壤电阻率可减小1/3～1/2，砂土的电阻率减小3/5～3/4，砂的电阻率减小7/9～7/8；对于多岩土壤，用1%食盐溶液浸渍后，其导电率可增加70%。这种方法虽然工程造价较低且效果明显，但土壤经人工处理后，会降低接地的热稳定性、加速接地体的腐蚀、减少接地体的使用年限。因此，一般来说，是在万不得以的条件下才建议采用。

3利用人工降阻剂降低接地电阻

在接地极周围敷设了降阻剂后，可以起到增大接地极外形尺寸，降低与起周围大地介质之间的接触电阻的作用，因而能在一定程度上降低接地极的接地电阻。降阻剂用于小面积的集中接地、小型接地网时，其降阻效果较为显著。

降阻剂是由几种物质配制而成的化学降阻剂，是具有导电性能良好的强电解质和水分。这些强电解质和水分被网状胶体所包围，网状胶体的空格又被部分水解的胶体所填充，使它不致于随地下水和雨水而流失，因而能长期保持良好的导电作用。但由于降阻剂含有腐蚀成分，不但使接地体使用寿命大大减少，更加增加土壤的重金属含量，现在已不提倡使用。

4加装接地模块

加装接地模块式最近几年兴起的降低土壤接地电阻的模式，接地模块在一般由石墨等无害材料制造而成，

5采取污水引入

为了降低接地体周围土壤的电阻率，可将污水引到埋设接地体处。接地体采用钢管，在钢管上每隔500px钻一个直径5mm的小孔，使水渗入土壤中。水渗入后可保持土壤长期湿润，以此来降低土壤电阻率。

6采取深井接地

有条件时还可采用深井接地。用钻机钻孔(也可利用勘探钻孔)，把钢管接地极打入井孔内，并向钢管内和井内灌注泥浆。

在确定降低高土壤电阻率地区接地电阻的具体措施时，应根据当地原有运行经验、气候状况、地形地貌的特点和土壤电阻率的高低等条件进行全面、综合分析，通过技术经济比较来确定，因地制宜地选择合理的方法。这样，既可保障线路、设备的正常运行，又可避免接地装置工程投资过高情况的发生。

以广东海边某海边盐碱地为例，此地区为电阻率较高的地区，某塔位实测得1438（欧.米）。地质为砂砾盐碱地为主。现场安装接地体后，测得电阻率为31欧。现场为变电站进出线构架的终端塔，按照电网规定，电阻率应降为5欧。现场踏勘后，发现现场无水源地，无法引入水渗透。当地电网公司也不推荐使用对土壤进行化学处理，或者加降阻剂。换填土壤或者深井接地都由于费用太高被业主否决。最后决定在接地体加装接地模块。加装过程参照以下比例：

按照以上比例，需加装接地模块52片，现场将接地模块焊接入接地体后，实测电阻为10Ω，离要求电阻值有一定距离。后天气转变，现场下雨。雨后电阻值为5Ω，符合电网要求。验收单位考虑现场实际情况后，同意验收，但是必须在1年后保持接地电阻值。

如果能在地质条件持续好转的情况下，保持接地电阻值，就可能会比较理想。只有接地模块的接地体，在三年后一般会由于接地模块的老化，失去改善接地的功效。在与施工部门商讨后，在塔位现场种植了一定数量的植物草皮，以增加土地湿润。

针对滨海盐碱地，通过地形的变化可以调整盐分在土壤中的分布。塔位位于高坡地带，土地盐分含量必然较低一些，另外高坡向阳的位置土温回升快，地下水位低，根系在土中受环境影响小，更有利于林木定根生长，所以在这样的环境中可栽种一些大树(以乔木为主)，如落羽杉、水杉、池杉、东方杉、马尾松、湿地松、刺槐香樟、广玉兰、银杏、杨树、雪松等。还可栽种一些新引入的品种，如乐昌含笑、金合欢、柳杉、桤木等。现场种植了一部分的松树和碱蓬、垂盆草等植物，4个月后过了清明，植物长势开始稳定。1年后自行测试土壤电阻率为4Ω，有所改善。3年后测得土壤电阻率为5Ω，符合电网要求。工程通过验收。后挖开接地体，发现接地模块有一定程度的腐化，但是由于植被等的种植，电阻率未增高。

以上事例得到结论，接地模块对线路接地体有一定的增益作用，而且完善地网，降低土壤电阻率还可以种植一定量的植物，从而保持填土的接地电阻。