[行业技术文章]降低接地电阻的综合措施

廖华年福建省龙岩电局(364000)

摘　要：凭据接地网问题引发的事故和雷击引发电网事故的缘由及分析，就下降接地装配的接地电阻、接地形式、接地材料、技术措施、施工治理、运行维护各方面进行综合探讨，并提出了建设性定见。

要害词：防雷　接地装配　接地电阻

1　接地装配在电力网中的重要性

(1)接地的作用主要是避免人身蒙受电击、装备和线路蒙受损坏、预防火灾、避免雷击、避免静电损害和保障电力系统正常运行。近年来，国内许多地域接连发生多原由接地网不知足要求而引发的装备损坏事故，同时雷击是致使电网事故的主要自然灾难，雷击引发的电网事故占总事故的50％以上，是以秀的接地装配应是防雷的重要措施。

(2)接地装配在防雷中的作用。雷电的破坏作用主要是雷电流引发的，为了避免雷击事故的发生，必需领会接地装配上可能泛起的年夜电位。一般来说，雷电畅通流畅过单根引下线的全数电压降是：

U_FJ=i×R_ch L₀×l×di/dt

式中i--雷电流，kA

　　R_ch--接地装配的冲击电阻，Ω

　　L₀--单元长度的电感，μL/m

　　L--接地引下线的长度,m

　　U_FJ--电压降，kV

　　di/dt--雷电流的陡度,kV/μs

从上述公式中，我们可以看出，在防雷接地装配中，接地电阻阻值越小，则瞬间冲击接地电压降就越小，蒙受雷击的危险性就越小，是以足够小的接地电阻值和平安靠得住的防雷接地装配是防雷的重要保证。

2　接地的形式

接地极按其安插方式可分为外引式接地极和环路式接地极。若按其外形，则有管形、带形和环形几种基本形式。若按其结构，则有自然接地极和人工接地极之分。用来作为自然界地极的有上下水的金属管道、与年夜地有靠得住毗连的建筑物和修建物的金属结构、敷设在地下而其数目很多于两根的电缆金属包皮及敷设于地下的各类金属管道(但可燃液体和可燃或爆炸的气体管道除外)。用来作为人工接地极的有钢管、角钢、扁钢和圆钢等钢材，在有化学侵蚀性的土壤中，则应采用镀锌的钢材或铜的接地极。

电气装备敷设接地装配后固然比没有敷设接地装配时要平安得多，可是接地装配的安插形式假设是单根接地极或外引式接地极，由于电位散布的不平均，人体仍难免要遭到电击的危险。此外，单根接地极或外引式接地极的靠得住性也比力差，外引式接地极与室内接地干线相毗连仅依靠两条干线，若这两条干线发生损伤时，整个接地干线就与接地极隔离。固然，两条干线同时发生损伤的情况是比力少的。

3　接地材料的选择及其运用

(1)接地材料对接地电阻的影响。决议接地电阻R年夜小的身分很多，我们以接地环作接田主体的情形来分析传统地网的接地公式：

式中ρ--土壤电阻率，Ω·m

　　d--钢材等效直径，m

　　S--地网面积，m²

　　H--埋设深度，m

　　L--接地极长度，m

　　A--外形系数。

式(1)讲明，传统的接地方式在土壤电阻率已肯定的情况下，要想到达设计要求的电阻必需有足够的接地面积，要下降接地电阻只有扩年夜接地面积，每扩年夜4倍的接地面积，接地电阻会下降一倍。式(2)、(3)讲明，要下降接地电阻的另外一个方式是加年夜接地材料的尺寸，但耗材太年夜，效果其实不理想，是以需要运用更好的接地材料和施工设计方式。

(2)接地材料的选择。普遍使用的接地工程材料有各类金属材料、接地体、降阻剂和离子接地系统等。金属材料如扁钢，也经常使用铜材替换，主要用于接地环的建设，这是年夜多接地工程都选用的。接地体有金属接地体(角钢、铜棒和铜板)这类接地体寿命较短，接地电阻上升快，地网改造频仍，维护费用比力高。从传统金属接地极(体)中派生出的非凡结构的接地体(带电解材料)，使用效果比力好，一般称为离子或中空接地系统。另外就长短金属接地体，使用比力利便，几近没有寿命的约束，各方面比力认可。

(3)接地材料运用。凡是防雷接地的接地电阻是10Ω，现实上有弱电装备的感应防雷都要求4Ω或1Ω的接地电阻。经常有个误区，认为作到10Ω、4Ω或1Ω的接地电阻就知足了设计要求，而没有斟酌季节因数。由于，土壤电阻率是随季节变化的，规范所要求的接地电阻现实是接地电阻的年夜许可值，为了知足这个要求，地网的接地电阻要求到达：

式中R_max--接地电阻年夜值，就是我们说的10Ω、4Ω或1Ω的接地电阻

　　ω--是季节因数，凭据地域和工程性取值，经常使用值为1.45。所以，我们所说的接地电阻现实是
　　R=6.9Ω（R_max=10Ω），R=2.75Ω（R_max=4Ω），R=0.65Ω（R_max=1Ω）

这样，地网才是合乎规范要求的，在土壤电阻率高的时辰(常为冬季)也知足设计要求。

(4)各类接地材料性能比力。接地材料是接地的工作主体，材料的选择很重要。分歧的接地材料各有势和局限。工程实践中要因地制宜地合理选用接地材料，用较低的价格到达工程设计要求。几种接地材料(方式)的比力，见表1所示。

表1　几种接地材料(方式)的比力

4　下降接地电阻的技术措施

(1)更换土壤。这类方式是采用电阻率较低的土壤(如粘土、黑土及砂粘土等)替换原有电阻率较高的土壤，置换范围在接地体四周0.5m之内。但这类取土置换方式对人力和工时花费都较年夜。

(2)人工处置土壤。在接地体四周土壤中加进化学物，如食盐、木炭、炉灰、氮肥渣、电石渣、石灰等，提高接地体四周土壤的导电性。这类方式虽然工程造价较低且效果较着，但土壤经人工处置后，会下降接地的热稳定性、加速接地体的侵蚀、削减接地体的使用年限。是以，凡是是在万不得以的条件下才建议采用。

(3)深埋接地极。当地下深处的土壤或水的电阻率较低时，可接纳深埋接地极来下降接地电阻值。这类方式对含砂土壤有用果。据相关资料记载，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％，这类方式可不斟酌土壤冻结和干涸所增加的电阻系数，但施工坚苦，土方年夜，造价高，在岩石地带坚苦更年夜。

(4)多支外引式接地装配。如接地装配四周有导电秀及不冻的河流湖泊，可采用此法。但在设计、安装时，必需斟酌到毗连接地极干线自身电阻所带来的影响，是以，外引式接地极长度不宜跨越100m。

(5)哄骗接地电阻降阻剂。在接地极四周敷设了降阻剂后，可以起到增年夜接地极外形尺寸，下降接触电阻的作用。

降阻剂是由几种物资配制而成的化学降阻剂，是具有导电性能秀的强电解和水份。这些强电解和水份被网状胶体所包围，网状胶体的空格又被部门水解的胶体所填充，使它不致于随地下水和雨水而流失，因而能持久连结秀的导电作用。这是今朝采用的一种较新和积极推行普及的方式。

(6)接纳伸长水平接地体。连系工程现实运用，经过度析成效讲明，当水平接地体长度增年夜时，电感的影响随之增年夜，从而使冲击系数增年夜，当接地体到达一定长度后，再增加其长度，冲击接地电阻也不再下降。接地体的有用长度如表2所示。

表2　在分歧土壤电阻率下的水平接地体有用长度

5　竣事语

秀的接地装配是电网平安稳定运行的重要保证，需要对设计计划论证阶段、接地材料和形式的选择、导体截面热稳定和机械强度的校验、施工进程治理、工程交接验收环节的项目，进行检查和周期性运行维护工作。只有这样，才能持久保证接地装配的秀，从基本上避免发生电网事故。