中铁电气化局集团有限公司西安电务工程分公司
摘要：我国西北干旱地区广泛分布着荒漠土，主要分布在内蒙古、甘肃、青海和新疆等地区。沙漠地区主要成份就是荒漠土，在沙漠地区施工，不可避免的会面对接地电阻不达标的问题，接地电阻是电流由接地装置流入大地在经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻，因荒漠土电阻率高达ρ≥500Ω•m，所以常规的接地方法无法满足沙漠地区接地电阻阻值的需求。本文主要以沙漠地区为例，详细介绍降低接地电阻值的具体方法，首先要了解接地电阻的要求并计算出接地电阻值，其次要了解沙漠地区降低电阻值的特点和具体用法，最后加以实施。
关键词：沙漠地区；高土壤；接地电阻值；接地装置；土壤电阻率
格尔木至库尔勒铁路新疆段位于新疆维吾尔自治区东南部，地处新疆巴音郭楞蒙古族自治州境内。新疆段线路东起青海省茫崖石棉矿，进入新疆境内线路穿越阿尔金山，沿着库鲁塔克沙漠和塔克拉玛干沙漠交界向西，抵达库尔勒市，正线长度约708.182公里，沿途多为沙漠地区。
在沙漠地区建立的通信基站及其它设备点，通常情况下，为保证机房内设备的安全运行，在室内设置工作接地汇集线、保护接地汇集线、电源防雷接地汇集线，以及设置于室外通信线路入口处的室外接地汇集线。工作接地汇集线与保护接地汇集线宜合设，称为工作保护接地汇集线；电源防雷接地汇集线宜独立设置，受条件限制时，可与室外接地汇集线合设。电源防雷接地汇集线用于连接由室外引入的第一级交流电源浪涌保护界的PE线及防雷箱外壳。工作保护接地汇集线用于连接直流电源系统的正极、机房内的设备机柜外壳（包括长途电缆配线柜）、室内电缆屏蔽层、防静电地板金属支架（或支架下的铜箔带）、室内电缆桥架等。接地汇集线宜采用400mm×100mm×3mm的铜排，并用截面积不小于50mm2（或2×25mm2单点冗余连接）的有绝缘护套多股铜缆互联后，最终与室外接地装置互联，为更有效保证接地，一般就近与通信机房地网做可靠连接。接地装置是为了保护电气设备正常运转的重要装置，接地装置可以是垂直接地也可以是水平接地，还有两种组合装置接地。接地装置共包含两个接地：工作接地和保护接地。保护接地是确保工作人员在工作时不被触电，并保障工作人员的人身安全；工作接地是为了保证电气设备在正常工作情况下或者是突发事故情况下都能正常依靠地工作。
本文以解决新建格尔木至库尔勒铁路新疆段高土壤地区接地电阻的问题为目的，展开的对高土壤降低接地电阻的解析，经过对当地地质资料的调查与收集。分析各种降低接地电阻的方法，从而采取最经济、最实用的方法，满足我们的使用要求。
一、接地电阻的计算
在沙漠地区建造一座通信基站，接地电阻一般要求为：1、交流工作接地，接地电阻不大于4Ω；2、安全工作接地，接地电阻不大于4Ω；3、防雷保护地，接地电阻不大于10Ω；4、屏蔽系统的联合接地、接地电阻不大于1Ω。
接地电阻的阻值与土壤电阻率息息相关，所谓的土壤电阻率就是单位立方面积内土壤地面之间的电阻。要想精确计算接地电阻值，对土壤电阻率的测量和计算工作一定要全面、详细，不容出半点错误。测量工具主要使用专业测量仪器，通过接地电阻进行测量[1]，比如变频抗干扰接地阻抗测量仪、大型地网变频大电流接地阻抗测量系统、大型地网变频大电流接地特性测量系统。
具体计算方法如下（最常用的垂直接地体为例）：
一般l＞＞d，我们就认为接地体的断面形状和截面积不会影响到接地电阻值，所以在材料选择时一定要选择机械强度和抗腐蚀性较强的材料，主要以钢材为主。接地体垂直敷设主要用圆钢、钢管和角钢，水平敷设主要用扁钢和圆钢。
二、高土壤降低接地电阻值的几种方法
（一）利用低电阻系数的土壤（即换土法）
利用粘土、泥炭、黑土及砂质粘土等代替原有较高电阻系数的荒漠土，必要时也可使用焦碳、木炭等。置换的范围是在接地体周围1~2米的范围内和近地面侧大于等于接地极长的1/3区域内。这样处理后，接地电阻可减小为原来的3/5左右。
（二）填充电阻率降低物质
为了降低土壤的电阻系数，也会使用降阻剂，降阻剂主要以生石灰和碳粉为原材料，主要有化学降阻剂、物理降阻剂、导电水泥和稀土类降阻剂，选用目的是不含有电解质，在土壤内产期不会受到破坏和流失，既能降低接地电阻值还能达到环保的作用。但是部分降阻剂具有毒性，会危及到人体的生命安全，在沙漠地区要慎重选用，考虑到经济效益可以采用一些黄土或者是废渣[3]。
（三）敷设外引接地体
敷设外引接地体，目的都是为了增大接地网面积，比如敷设水下接地网或者是若干条相互平行的扁钢均压带，并在均压带外沿各个角位置做成圆弧形，减弱电场，从而达到降低接地电阻值的作用。但是引外长度不易太长，否则很难降低接地电阻值[2]。
图2外引接地体敷设
（四）人工加盐处理方法
接地体周边的土壤导电率较低时，可以采用人工处理方法，比如添加一些焦炭、炉灰、炭末或者是食盐，提高沙漠土壤的导电率。食盐具有较好的导电性，能够改善电阻系数，在沙漠地区不会受到季节性的影响，且成本较低。先在每根接地体的周围挖直径为0.5~1.0米左右的坑，再将土壤和盐逐层放入坑中，每层盐都需要用水湿润，且厚度为1厘米，耗盐量根据接地体的大小决定，土壤的厚度大约为10厘米，这样处理完可把接地电阻值降至原来的1/6左右，如果在加入木炭，重量在10KG左右，效果更加，接地电阻值可降为原来的1/3左右。但是，这种方法也有缺点，会加速接地体的锈蚀，会因为盐的逐渐溶化流失而使接地电阻慢慢变大。所以后期还需要定期进行维护和人工处理。
结语
沙漠地区降低接地电阻值方法多种多样，需要根据实际情况决定，并认真测量和计算接地电阻值，目前使用敷设引外接装置和填充电阻率较低粘土的方法较多。为了确保电阻值是否能够达到实际需求，还需要对其进一步验证，确保接地电阻值始终小于4Ω，这样才能正常运行，保障人身和电气设备的安全。
参考文献：
[1]刘海波.110kV电力电缆外护层绝缘电阻值降低的原因分析[J].油气田地面工程，2016，35（12）：55-56，59.
[2]汪洋，薛永端，徐丙垠，等.小电阻接地系统接地故障反时限零序过电流保护[J].电力系统自动化，2018，42（20）：150-157.
[3]王金炜，余力行.降低高土壤电阻率变电站接地电阻的研究[J].电力安全技术，2018，20（2）：55-57.