关于高精度磁场测量技术在输电线路接地网检测系统研究

何海清唐兴强黄继盛王骏

何海清唐兴强黄继盛王骏云南电网公司临沧供电局云南省临沧677000

摘要：本文结合作者的工作经验，阐述了高精度磁场测量技术的输电线路接地网检测系统研究，提供参考。

关键词：输电线路；接地网；技术；监测

1、输电线路接地网型式输电线路的接地，首先应考虑充分利用其本身的自然接地体，包括输电杆塔基础、钢筋混凝土杆埋入地中的部分及其底盘、拉线盘等。

在自然接地体不能满足要求的情况下，于基坑周围围绕杆塔基础添加环形接地带或于地表面添加浅埋基地带等人工接地装置。输电线路的人工接地装置主要有简单接地体和复合接地网两种形式。

1.1简单接地体简单接地体一般均由垂直埋设的管、水平敷设的带和环等一些简单的接地体组合而成。接地体的型式主要有接地引下线、垂直敷设的接地体、浅埋的水平接地体、深埋的接地环等。水平敷设的一般采用圆钢、扁钢等，垂直敷设的一般采用角钢、钢管、圆钢等。

1.2复合接地网复合接地网由管、带、环等简单接地体组合而成。当简单接地体的接地电阻无法满足输电线路的接地要求时，采用复合式接地体建立接地网，接地体间相互并联降低接地电阻。复合接地网的型式有多根水平射线复合接地网、深埋接地环和引线复合接地网、垂直电极和水平射线复合接地网等。

2、降低土壤电阻率土壤电阻率是单位体积土壤含水量B的倒数和土壤中所含导电离子浓度A的倒数的函数，即：也就是说，土壤电阻率的大小取决于土壤中导电离子的浓度和土壤中含水量。在高土壤电阻率地区，可采用以下方法降低接地电阻。

2.1．灌注工业盐水通过盐水增加导电离子浓度来改良土壤特性就是灌注工业盐水的工作原理，降低土壤的电阻率。如刚灌注工业盐水时，测量其接地电阻值控制在30Ω以内，在时隔3个月以后，再次测量，接地电阻值大部分都在50Ω左右。由于工业盐水的时效性较差，只能在较短的时间内提高土壤导电率，并不能根本解决问题。分析其原因，主要是由于工业盐水本身的时效性所致。

2.2．用接地电阻降阻剂采用降阻剂是对降低接地装置电阻的有效方法，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，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。这是目前采用的一种较新和积极推广普及的方法。

2.3深埋接地极当地下深处的土壤或水的电阻率较低时，可采取深埋接地极来降低接地电阻值。该方法对含砂土壤最有效果。据有关资料记载，在3m深处的土壤电阻系数为100%，4m深处为75%，5m深处为60%，6.5m深处为50%，9m深处为20%，这种方法可以不考虑土壤冻结和干枯所增加的电阻系数，但是施工困难，土方量大，造价高，在岩石地带困难更大。

2.4外引接地体法在土壤电阻率高的地区，当采用放射形接地装置时，如在杆塔基础附近（在放射形接地体每根最大长度的1.5倍范围内）有土壤电阻率较低的地带，如水井、泉眼、水沟、河边、水库边、耕地等土壤含水量较大的地方，可采用外引接地的措施，将接地体埋设在电阻率低的地方，用以降低电阻。

3、输电线路接地网改进方向3.1接地网的改造措施针对输电线路接地网存在的常见问题，提出的对策性改造措施主要为接地网的合理设计、施工质量要达标、增加防腐措施、合理使用降阻剂等等。接地网的合理设计包含接地引下线和接地体截面面积的合理设计、接地引下线的界面优化等；施工质量达标要求接地网必须按照标准进行埋设、接地网需要严密牢固地焊接等；接地网的防腐措施主要是指合理使用防腐降阻剂，要对接地网定期进行检查，如发现有损坏或腐蚀的情况，要及时进行修复或更换。近年来输电线塔的接地设计要求逐步提高，降低接地网接地电阻的措施主要是以上几种形式，短期内降低电阻的效果较好，但随着运行时间的增加，接地网的接地电阻逐渐增加。因此，新的接地网改进措施需要研究人员的进一步探索和研究。

对于特殊环境的接地设计，采用合适的方法解决。高土壤电阻率的地区，一般采用水平外延接地、敷设外引接地体、深埋接地极的方法来降低该地区的输电线路杆塔的接地电阻；腐蚀环境的地区，适当考虑加大接地体的截面面积、选用耐腐蚀性较好的接地材料、采用纳米碳防腐导电涂料对接地体进行保护、采用阴极保护等措施。采用上述方法对接地网进行改造时，需要定期对接地网进行检查和维护，更换受损的接地网，这是由于接地网本身寿命的限制和其他人为因素对接地网的损坏造成了接地网寿命的进一步减少。

3.2接地网新的改进方向针对输电线路接地网存在的问题，参考上述接地网改造措施，本文提出了接地网新的改进方向，主要是接地网接地材料和型式的改进。接地网的接地材料基本都属于金属材料，其具备良好的导电性和经济性，但在土壤中易受腐蚀，耐久性和接地效果均降低，因此接地材料应该逐渐向非金属接地材料发展，如以石墨为主要材料的非金属材料等。接地网的型式主要有水平式、垂直式和复合式等，水平接地网占地面积较大，垂直接地体施工难度较大，因此应建立新型的接地网型式，例如立体式接地网等。通过在输电线路的基坑周围以水平和垂直方式较集中地敷设接地体，建立立体式接地网。在立体式接地网中，流过大地的电流以垂直和水平的形式分别向外扩散，在土壤中呈半球形等位面扩散，将较大的电流引入大地深层，达到良好的泄流效果。

4、在线监测技术存在的问题我国的输电线路在线监测技术的推广应用还处于初步阶段，且基于技术的复杂性和电气设备的多样性，尚有一些问题值得研究，在线监测道路还有很长需要探索。首先，监测量选择问题。它要求系统所选的监测参量能够有效地反映设备的特征状态,其测量准确度要满足状态评估的要求,监测参数的选择是选用在线监测系统时非常重要的一个环节。其次，在线监测的管理问题。在实时监测管理平台中，如何将众多数据进行有效的贮存、管理和利用是输电线路状态运行管理系统考虑的首要问题也是很难解决的问题。另外，传感器的特性和质量是在线监测的关键。目前常用线圈式传感器，易受外界环境的影响，常常影响测试精度和稳定性。因而，研制高精度、高稳定的传感器又是一个研究方向。再者，在输电线路在线监测的各项参数的偏差较大，难以控制时，如何完善专家系统，建立数据库，强化分析功能，制定监测标准依旧是目前刻不容缓的问题。除此之外就是在线监测技术存在稳定性不强的问题主要有俩个。一个是高压电气设备对在线监测的干扰问题。一个是在线监测装置容易受到传感器、通信以及工作电源以及通信等各种因素的影响，它的稳定性较差。这对于在线监测技术推广应用产生较大的负面影响。除此之外，还有电路设计一些技术性方面的问题也需要尽快得到解决。

5、结束语综上所述，良好的接地装置是电网安全稳定运行的重要保证，因此作为输变电工程的隐蔽项目的接地装置，为保证其工程质量及使用寿命，需要对以上各个环节加强质量管理和周期性运行维护工作，从根本上防止因接地装置而发生的电网事故。