一、引言

高压输电线路作为电力系统的重要组成部分，承担着远距离、大容量输送电能的任务。然而，高压输电线路在运行过程中面临着雷击、短路等故障的威胁，这些故障产生的巨大电流需要通过接地系统迅速引入大地，以保护设备和人员的安全。传统的接地方式在一些复杂地质条件下往往难以满足要求，而离子接地极的出现为解决这一问题提供了有效的途径。

二、离子接地极的工作原理和特性

（一）工作原理

离子接地极主要通过内部的电解质缓慢释放金属离子，改善接地极与土壤之间的接触面。其内部的可逆性缓释填充剂具有吸水、放水、可逆的特点，能充分吸收空气中的水分，通过潮解作用将活性电离子有效释放到土壤中。外部填充剂则以具有强吸水力、强吸附力和阳离子交换性能高的材料为主体，配以长效、降阻、防腐功能强、膨胀系数高不受温度变化影响、耐高电压冲击的材料为辅料，能降低接地极周围土壤的电阻率，增强雷电导通释放能力。

（二）特性

1. 高效导电性：离子接地极能够通过释放金属离子，显著降低接地极与土壤之间的接触电阻，提高电流的散流能力，使接地系统具有良好的导电性。

2. 抗腐蚀性能：采用耐腐蚀材料制成，表面处理能够抵御各种化学物质的侵蚀，适合在高盐度、高湿度等极端环境中使用，延长了接地极的使用寿命。

3. 长效稳定性：能够在长时间内保持稳定的接地性能，减少了维护和更换的频率，确保接地系统始终处于可靠状态。

4. 环保性：填充剂为无毒化合物，对环境无污染，符合环保要求。

三、离子接地极在高压输电线路接地中的关键作用

（一）降低接地电阻

1. 改善土壤导电性能：在高压输电线路经过的地区，土壤电阻率往往较高，影响接地系统的性能。离子接地极释放的金属离子能够增加土壤中的导电离子浓度，降低土壤电阻率，从而有效降低接地电阻。例如，在一些山区或岩石地带，土壤电阻率高达数千欧姆·米，使用离子接地极后，接地电阻可大幅降低。

2. 增大散流面积：离子接地极与周围土壤形成良好的接触，相当于增大了接地极的散流面积。根据接地电阻的计算公式，散流面积增大，接地电阻减小。此外，离子接地极的外部填充剂能够深入到土壤的孔隙中，进一步扩大了电流的散流路径，降低了接地电阻。

（二）提高防雷性能

1. 快速泄放雷电流：雷击时，会产生强大的瞬间电流。离子接地极的高效导电性能够使雷电流迅速通过接地极泄入大地，减少雷电流在输电线路和设备上的停留时间，降低设备遭受雷击损坏的风险。例如，当雷击发生时，离子接地极能够在极短的时间内将雷电流引入大地，保护输电线路的绝缘子、变压器等设备免受损坏。

2. 稳定电位分布：离子接地极可以改善接地系统周围的电位分布，使电位梯度更加均匀。在雷击时，能够避免出现过高的电位差，减少反击和跨步电压对人员和设备的危害。例如，在高压输电线路的杆塔接地中使用离子接地极，可以使杆塔周围的电位分布更加合理，保障运维人员的安全。

（三）适应复杂地质条件

1. 高电阻率土壤：在一些高电阻率的土壤地区，如砂质土、岩石等，传统接地极的降阻效果不佳。离子接地极通过释放离子和改善土壤导电性能，能够在这些复杂地质条件下有效降低接地电阻，满足高压输电线路接地的要求。例如，在沙漠地区建设高压输电线路时，使用离子接地极可以解决土壤电阻率高的问题。

2. 潮湿、盐碱等恶劣环境：离子接地极具有良好的抗腐蚀性能，能够适应潮湿、盐碱等恶劣环境。在沿海地区或化工厂附近的高压输电线路接地中，离子接地极可以抵御土壤中盐分、酸碱物质的侵蚀，保证接地系统的长期稳定运行。

（四）延长接地系统使用寿命

1. 抗腐蚀保护：离子接地极的耐腐蚀材料和外部填充剂的保护作用，能够有效防止接地极被土壤中的化学物质腐蚀。与传统接地极相比，离子接地极的使用寿命更长，减少了接地系统的更换频率和维护成本。

2. 稳定性能保障：由于离子接地极具有长效稳定性，能够在长时间内保持稳定的接地性能，避免了因接地电阻变化而导致的接地系统故障，延长了接地系统的整体使用寿命。

四、实际案例分析

某 500kV 高压输电线路穿越山区，该地区土壤电阻率较高，传统接地极难以满足接地电阻要求。为了提高接地系统的性能，采用了离子接地极。

（一）降阻效果

安装离子接地极后，接地电阻从原来的 20Ω 降低到了 4Ω，满足了高压输电线路接地电阻不大于 4Ω 的要求。在后续的运行监测中，接地电阻一直稳定在 3 - 5Ω 之间，降阻效果显著且稳定。

（二）防雷性能提升

在一次雷击事故中，该输电线路使用离子接地极的杆塔顺利将雷电流泄入大地，杆塔上的设备未受到损坏，而相邻采用传统接地极的杆塔则出现了绝缘子闪络的情况。这表明离子接地极能够有效提高高压输电线路的防雷性能。

（三）长期稳定性

经过多年的运行，离子接地极的性能依然良好，接地电阻没有明显变化。而传统接地极在相同环境下出现了腐蚀、接地电阻增大等问题。这充分体现了离子接地极的长效稳定性和抗腐蚀性能，延长了接地系统的使用寿命。

五、结论

离子接地极在高压输电线路接地中发挥着关键作用，能够有效降低接地电阻、提高防雷性能、适应复杂地质条件和延长接地系统使用寿命。通过实际案例可以看出，离子接地极在高压输电线路接地中的应用取得了良好的效果。在未来的高压输电线路建设和改造中，应充分认识到离子接地极的优势，合理推广应用离子接地极，以提高高压输电线路接地系统的可靠性和安全性，保障电力系统的稳定运行。

青岛雷克石电力科技有限公司是一家集接地材料技术研发、生产制造、设计、施工、防雷接地装置检测一体化服务的“专精特新”、高新技术企业。公司专注于离子接地极等接地材料的研发与生产，拥有先进的生产设备和专业的技术团队，能够为高压输电线路接地提供高品质的离子接地极产品和专业的解决方案。如果您有相关需求，欢迎拨打联系电话 15763993286，我们将竭诚为您服务。