防雷工程中接地电阻分析.docx
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防雷工程中接地电阻分析
防雷工程中的接地电阻分析
前言
综合防雷系统工程中，无论各种接闪器还是防雷电感应的SPD，能起到防雷作用的重要环节之一，就是良好接地。
接地电阻越大，分流的电流越大，防雷、电气安全和抗干扰作用就越明显。
因此在我国的有关接地的规范中都规定了一个较低的接地电阻值。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
而汽车、飞机、火箭等较大的移动体，不能与大地进行固定的接地，可把车身、机体代替大地（也称为本体地）。
以飞机为例，以机身电位为基准电位的等电位连接，由于机内范围窄小，即使在绝缘损坏的事故情况下电位差也很小，因此飞机上的电气安全得到有效保证。
如果认为接地就是与大地相连，就违反了电气安全的基本要求。
聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
我们在实际的工程施工中，在一定的土质、气候情况下，认真分析接地装置的形状、大小、材料、规格、等电位连接和有效的降阻措施。
精心设计、规范施工可以实现花费少、降阻效果好的防雷工程。
残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
1接地电阻的定义
接地电阻实质上是电流经地面某点流向地下某确定点之间用欧姆定律计算出来的一个物理值，定义为接地极与电位为零的远方接地极之间的欧姆律电阻。
在实际工程中，由于测定接地电阻时，打入地下的接地金属探针与流入地表某点的距离是人为的，因此，接地电阻值是不完全确定的。
在防雷接地电阻测量时，是假定雷电流在地下疏散至40M处基本为零的前提下进行的，虽然如此，地下土壤结构的不同以及电流探针与接地极的方向不同、电压探针与电流探针之间的距离不同，接地电阻值有时有本质上的不同。
酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
2正确认识接地
在防雷工程设计、施工、验收过程中，人们习惯于将接地电阻的大小作为衡量防雷工程质量的重要指标，认为接地电阻越小，散流越快，落雷物体高电位保持时间就越短，危险越小，以至于跨步电压、接触电压也越小。
然而，理论和实践证明，现代建筑物中往往有许多不同性质的电气设备，需要多个接地系统（防雷接地、设备保护接地、屏蔽接地、防静电接地等），这些接地都应纳入等电位连接范围内形成共用接地系统，但各接地系统连接采用不同的接地形式，接地效果就不同，有些不合理的接地形式还有造成反击的可能。
彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。
3接地电阻值的确定
接地电阻值的确定要有依据，要讲究经济效益，其定量要求要有定量的计算公式为依据。
接地电阻值与接地电流密切相关，其阻抗取决于接地电大小流和频率，在频率较低时电阻为阻抗的主要分量。
謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。
3.1防雷接地电阻
防雷接地的目的使雷电流顺利入地。
为了减小地面电压，特别是采用A型接地装置时接地电阻在可能条件下不宜大于10Ω（IEC62305-3）。
就等电位而言，接地装置的形状和尺寸更为重要，对于安装有电子系统或高火险建筑物以及在裸露坚硬岩石地区，最好采用B型接地装置。
厦礴恳蹒骈時盡继價骚。
3.2电子系统接地电阻
地面电子系统的"地"基本都与大地相连接，主要是防止外界电磁干扰和消除静电危害，取得更加稳定的信号参考点。
电子系统防止干扰的接地电阻计算公式并不多见，防静电的接地电阻可以在几百欧姆以上；空间干扰信号恒压源分量不受接地电阻影响；其恒流源分量数值极小，其中低频率分量在接地电阻控制在一定数值内时不会超过电子电路误动作阈值，高频分量的影响与接地电阻关系不大，因为接地系统的感抗远远大于电阻。
茕桢广鳓鯡选块网羈泪。
3.3工频电源系统接地电阻
低压配电系统接地电阻取决于电源接地电流，它应限制接地电流在设备外露导电部分产生的接触电压小于50V的（一般情况下）。
TN系统忽略感抗时应满足R≤50/Ia（Ia为保护器件动作的接地故障电流A）；TT、IT系统为R×Id≤50V（Id为接地电流A）。
10kV小电阻接地系统为R≤（1500-250）/Id（Id为10V的接地电流A）。
鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。
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1·2·下一页>>接地电阻计算方法
单根垂直接地体（棒形）：
）A'D2~,V7S-l（O。
H4g,j hRE1≈σ/l
-Q2R0X'T（A
单根水平接地体：
-l8a*a*~3t*J。
hRE1≈2σ/l
8O9_%V）N7},~8t'N:
W1Y。
k#I/_$?
-f4D9E多根放射形水平接地带（n≤12,每根长l≈60m）:
RE≈0.062σ/n+1.2
。
h$o0f#]+}6C
环形接地带:
:
m。
_*V4@:
g*v*}6|6O1|RE≈0.6σ/√A
'j*l1w1x6d7x#C z+H
σ值（参考）:
籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。
土壤类别
。
z#|'n%Q7{ g6a8d0~
Ω.m
较湿时
5F.C&Y+],Y.`*K9F
较干时
8j0I$v*R:
H$s v'C（[
黑土、田园土
T0i5E0q"j
50
30~100
"|）f${%P5K n6\9q"w*D
50~300
4M9]7D（L6C#b%P"K9o+U
粘土
%P3n4a8u）[7j0}
60
30~100
50~300
砂质粘土、可耕地
100
30~300
5v6l）?
%c'Y#L8^.q
80~1000
黄土
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100~200
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0y#P-O!
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含砂粘土、砂土
300
100~100
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多石土壤
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砂、砂砾
:
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100
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250~1000
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R:
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1000~2500
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^
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2]6?
接地体及接地线的最小尺寸规格8h:
q1A k%D/z預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。
类别
材料及使用场所
最小尺寸
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接地体
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圆钢
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直径10mm
角钢
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X
厚度4mm
钢管
壁厚3.5mm
扁钢
截面48mm2厚度4mm
接地线
圆钢
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室内
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R$x4M/H
直径6mm
室外
直径8mm
扁钢
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室内
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截面48mm2
厚度3mm
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室外
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截面48mm2
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U#o5w#X%~:
d）O厚度4mm
9R6a3t&w）I0X&|*W垂直接地体根数确定：
n≥RE1/ηRE
垂直接地体的利用系数η值（环形敷设）
1G4]-h8u-B1L!
J渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。
根数
8H$I5K9c3g&T）M4g:
p
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10
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20
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X1a+n.n!
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30
垂直接地体的间距与其长度比
1
0.52~0.58
0.44~0.50
+J-y/n7s%~#f!
_（P%B0s
0.41~0.47
2
0.66~0.71
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0.61~0.66
0.58~0.63
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i#X7^*r!
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3
0.74~0.78
C8}2o C#G+\4N
0.68~0.73
0.66~0.71
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U%~6A6r满足热稳定的最小截面：
Smin=4.52I
（1）k铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。
变电所接地网的设计与安装
随着电力事业的快速发展，电力系统中对接地装置的要求越来越严格，变电所接地系统直接关系到变电所的正常运行，更涉及到人身与设备的安全。
然而由于接地网设计考虑不全面、施工不精细、测试不准确等原因，近年来，发生了多起地网引起的事故，有的不仅烧毁了一次设备，而且还通过二次控制电缆窜入主控室，造成了事故扩大，故接地网对电力系统的安全稳定运行起到非常重要的作用。
1地网设计 目前的情况是，变电所网络仅有一张接地网总平面布置图及其简要说明，在布置图中只画出了主干线，一些特殊设备的接地线未标出，也未考虑设备密集区的地线连接，控制室、高压室及穿墙套管的接地网无单独的接地设计图，且设计部门既没有提供接地网设计计算说明书，也不标明一些重要参数是如何取得的。
有的设计人员并不知道土壤电阻率是由哪个部门提供、如何测量、是否能反映土壤的分层情况等，计算接地短路电流时，未能合理选择点分流和避雷线分流系数，致使设计的接地网电阻值可信度很低。
对接地网设计是否全面、合理关系到接地网的安全稳定运行，设计参数决定了接地网的基本状况，设计参数包括入地短路电流、土壤电阻率、接地电阻值等，现分析如下。
1.1关于接地短路电流的计算 电力行业标准DL/T6211997中的计算公式为I=（Imax-In）（1-Kel）和I=In（1-Ke2），取其最大值，式中I为接地短路电流，即通过接地网进行散流的电流。
Imax为接地短路时的最大接地短路电流，上述公式仅适用于有效接地系统，该值可向运行部门或继电保护部门索取，也可自己计算，一般采用单相接地时，最大运行方式下的最大短路接地电流。
In为发生最大接地短路时，流往变电所主变压器中性点的短路电流。
当所内主变压器中性点不接地时，In=0，此是上述可简化为I=Imax（1-Kel）；当变压器只有1个中性点，发生所内接地时，In=30%Imax，有2个中性点时，In约等于50%Imax，实际值应以继电保护部门计算和实测为准。
Kel为短路时，与变电所接地网相连的所有避雷线的分流系数，据专家分析，Kel应由避雷线的出线回路数确定，出线为1路时，取0.15，2路时取0.28，3路时取0.38，4路时取0.47，5路以上时取0.5~0.58，且应根据出线所跨走廊的分流效果做出相应的增减。
Ke2为所外接地时，避雷线向两侧的分流系数，一般取0.18，这仅适于变电所内有变压器中性点接地的所外接地。
取值时，要考虑10年以上的发展规划，需乘以1.2~1.5的发展系数；在散流比较困难的地方，还应乘以散流系数1.25。
由上述取值可得出，只有当变电所内有两个中性点接地时，所外接地时的入地短路电流才有可能大于所内短路的入地短路电流。
1.2土壤电阻率ρ的取值 土壤电阻率ρ是决定接地网的关键参数，选择变电所所址时，要考虑所在地的土质情况，接地网处的土壤分层情况，不能仅取表层土壤的电阻率ρ，若土壤电阻率?
太大，接地网的接地电阻值满足不了R≤2000/I的要求。
1.3接地电阻值的要求 根据电力行业标准DL/T621197规定，接地装置的接地电阻值应满足R≤2000/I，即IR<2000V。
由于现在普遍采用微机保护，其对接地电阻值的要求很高，即R<1ρ，2000V难以满足要求，故有的采取铺设接地铜排等措施来降低接地电阻值，国外有的已要求IR<650V。
2接地网施工安装 由于部分施工单位的技术水平较差，在工程监理水平有限的情况下，难以保证接地网的施工质量，如虚焊、断开、主网未留活动检查点，甚至设备接地引下线都未接到主网干线上。
另外，施工单位将总体布置图当作竣工图给运行单位，未标出施工过程中改动的地方。
为防止上述违规事件的发生，接地网的检查、实验应由专业人员认真进行通电检查，做好中间验收和竣工验收，发现不规范的地方，及时要求施工队返工，这样才能保证工程质量。
施工时，还应注意以下问题：
·主网干线上的镀锌扁钢应竖直放置，减少锈蚀速度。
·控制室的接地应形成环网，主干线穿过控制室时，应从两侧往楼上引接地线，且楼房的基石钢筋应与接地主干线连接，以改善接地效果。
·穿墙套管的接地应设在室外，且每组的接地线都应引至主干线，以提高运行人员和室内二次设备的安全性。
·一次设备的接地线不得往电缆沟内的接地扁钢上连接，也不应悬空穿越电缆沟。
·接地网水平接地极铺设后，回填土时，接地网下要用干净的原土，不得将脏土或碎石填到下部。
3接地网阻抗的测试 接地网施工完后，必须准确测试接地电阻值，以验证设计计算的准确程度，为运行单位提供确切的接地网参数。
由于接地网的特性，随土壤的成分和物理状态，以及随接地极的延伸范围和形状而变化，还随季节变化。
测试接地电阻时，接地棒离变电所较远，其间的土壤情况可能很复杂，有分层或埋有金属物等现象，引起电阻值测试不准确，或与设计计算值相差较远。
因此，测试接地网的接地电阻值时应在相似气侯和湿度条件下进行。
接地网的质量是保证变电所安全、可靠运行的重要因素，应引起电力有关部门的重视，并且从设计上、施工上、测量验收上下功夫，尽可能做到设计合理、施工精细、测试准确。
擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。
接地电阻测试方法（图解）
2@.e%Z1d0i$?
t$D一、接地电阻测试要求：
a.交流工作接地，接地电阻不应大于4Ω；
b.安全工作接地，接地电阻不应大于4Ω；
c.直流工作接地，接地电阻应按计算机系统具体要求确定；
d.防雷保护地的接地电阻不应大于10Ω；
5Z5U'o5U8g4P'U1ce.对于屏蔽系统如果采用联合接地时，接地电阻不应大于1Ω。
二、接地电阻测试仪
'k6q*P7~$o1h9J z-dZC-8型接地电阻测试仪适用于测量各种电力系统，电气设备，避雷针等接地装置的电阻值。
亦可测量低电阻导体的电阻值和土壤电阻率。
b&v1y）^"?
7Q（\（N+i5h!
e:
\三、本仪表工作由手摇发电机、电流互感器、滑线电阻及检流计等组成，全部机构装在塑料壳内，外有皮壳便于携带。
附件有辅助探棒导线等，装于附件袋内。
其工作原理采用基准电压比较式。
四、使用前检查测试仪是否完整，测试仪包括如下器件。
6},T0H4M1C4^4@1、ZC-8型接地电阻测试仪一台
:
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。
p:
e3J/a2Y3h）D O#U2、辅助接地棒二根
-L7K。
L（`4D2|3、导线5m、20m、40m各一根
五、使用与操作
1、测量接地电阻值时接线方式的规定
仪表上的E端钮接5m导线，P端钮接20m线，C端钮接40m线，导线的另一端分别接被测物接地极Eˊ，电位探棒Pˊ和电流探棒Cˊ，且Eˊ、Pˊ、Cˊ应保持直线，其间距为20m
m#[6J+]*H+E8{,?
3b/C/S1.1测量大于等于1Ω接地电阻时接线图见图1
6?
/A8R7{/I.V3N将仪表上2个E端钮连结在一起。
2V5s,Z&K,s*I
此主题相关图片如下：
3C:
l%\ h0z。
w
1.2测量小于1Ω接地电阻时接线图见图2
6e+C5s,M+b:
K/j-B3T将仪表上2个E端钮导线分别连接到被测接地体上，以消除测量时连接导线电阻对测量结果引入的附加误差。
此主题相关图片如下：
$B+s+f:
|）{%r:
{2、操作步骤
2.1、仪表端所有接线应正确无误。
2.2、仪表连线与接地极Eˊ、电位探棒Pˊ和电流探棒Cˊ应牢固接触。
2.3、仪表放置水平后，调整检流计的机械零位，归零。
2.4、将“倍率开关”置于最大倍率，逐渐加快摇柄转速，使其达到150r/min。
当检流计指针向某一方向偏转时，旋动刻度盘，使检流计指针恢复到“0”点。
此时刻度盘上读数乘上倍率档即为被测电阻值。
4g3c1|。
x3y"t（T2.5、如果刻度盘读数小于1时，检流计指针仍未取得平衡，可将倍率开关置于小一档的倍率，直至调节到完全平衡为止。
2.6、如果发现仪表检流计指针有抖动现象，可变化摇柄转速，以消除抖动现象。
六、注意事项
1、禁止在有雷电或被测物带电时进行测量。
:
H0S L2^0x3n"f*~*w-d2、仪表携带、使用时须小心轻放，避免剧烈震动。
贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。
电缆金属外皮和水管的接触电阻的计算方法？
冲击接地电阻的计算方法？
下周初结贴，9个最优回帖分别获得20MP、10MP、10MP、10MP、20积分、20积分、20积分、20积分、20积分！
MP介绍：
gongkongMP即工控币，是中国工控网的用户积分与回馈系统的一个网络虚拟计价单位，类似于大家熟悉的QB，1个MP=1元人民币。
MP有什么用？
兑换服务：
以1个MP=1元来置换中国工控网的相关服务。
兑换现金：
非积分获得的MP可兑换等值现金（满100MP后、用户可通过用户管理后台申请兑换）。
坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。
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1
引用|回复蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。
|管理買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。
|设为最佳回复
|2010-11-3012:
30:
351楼
jingtao綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。
接地电阻是指在工频或直流电流流过时的电阻，通常叫做工频（或直流）接地电阻；而对于防雷接地雷电冲击电流流过时的电阻，叫做冲击接地电阻。
从物理过程来看，防雷接地与工频接地有两点区别，一是雷电流的幅值大，二是雷电流的等值频率高。
驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。
工频接地电阻的计算. 1、垂直
埋设接地体的散流电阻 垂直埋设的接地体多用直径为50mm，长度2-2．5m的铁管或圆钢，其每根接地电阻可按下式求得:
Rgo＝[ρLn（4L/d）]/2πL 式中:
ρ―土壤电阻率（Ω/cm） L―接地体长度（cm） d―接地铁管或圆钢的直径（cm） 为防止气候对接地电阻值的影响，一般将铁管顶端埋设在地下0．5-0．8m深处.若垂直接地体采用角钢或扁钢（见图1），其等效直径为:
等边角钢d＝0．84b 扁钢d＝0．5b 为达到所要求的接地电阻值，往往需埋设多根垂直接体，排列成行或成环形，而且相邻接地体之间距离一般取接地体长度的1-3倍，以便平坦分布接地体的电位和有利施工.这样，电流流入每根接地体时，由于相邻接地体之间的磁场作用而阻止电流扩散，即等效增加了每根接地体的电阻值，因而接地体的合成电阻值并不等于各个单根接地体流散电阻的并联值，而相差一个利用系数，于是接地体合成电阻为Rg＝Rgo/（ηL*n） 式中，Rgo―单根垂直接地体的接地电阻（Ω）。
ηL―接地体的利用系数。
n―垂直接地体的并联根数. 接地体的利用系数与相邻接地体之间的距离a和接地体的长度L的比值有关，a/L值越小，利用系数就越小，则散流电阻就越大.在实际施工中，接地体数量不超过10根，取a/L＝3，那么接地体排列成行时，ηL在0．9-0．95之间。
接地体排列成环形时，ηL约为0．8. 2、水平埋设接地体的散流电阻 一般水平埋设接地体采用扁钢、角钢或圆钢等制成，其人工接地电阻按下式求得:
Rsp＝（ρ/2πL）*[Ln（L2/dh）+A] 式中，L―水平接地体总长度（cm）。
h―接地体埋没深度（cm）。
A―水平接地体结构型式的修正系数猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。
接地装置冲击接地电阻与工频接地电阻的换算应按下式确定：
锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。
式中R～——接地装置各支线的长度取值小于或等于接地体的有效长度Le或者有支线大于Le而取其等于Le时的工频接地电阻（Ω）；
A——换算系数，其数值宜按附图3.1确定；
Ri——所要求的接地装置冲击接地电阻（Ω）。
2接地体的有效长度应按下式确定：
構氽頑黉碩饨荠龈话骛。
式中Le——接地体的有效长度，应按附图3.2计量（m）；
ρ——敷设接地体处的土壤电阻率（Ω·m）。
3环绕建筑物的环形接地体应按以下方法确定冲击接地电阻：
（1）当环形接地体周长的一半大于或等于接地体的有效长度Le时,引下线的冲击接地电阻应为从与该引下线的连接点起沿两侧接地体各取Le长度算出的工频接地电阻（换算系数A等于1）。
（2）当环形接地体周长的一半L小于Le时，引下线的冲击接地电阻应为以接地体的实际长度算出工频接地电阻再除以A值。
4与引下线连接的基础接地体，当其钢筋从与引下线的连接点量起大于20m时，其冲击接地电阻应为以换算系数A等于1和以该连接点为圆心、20m为半径的半球体范围内的钢筋体的工频接地电阻。
輒峄陽檉簖疖網儂號泶。
引用|回复尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。
|管理识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。
|设为最佳回复
|2010-12-0112:
44:
562楼
Smile凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。
接地电阻计算方法
单根垂直接地体（棒形）：
RE1≈σ/l
单根水平接地体：
RE1≈2σ/l
多根放射形水平接地带（n≤12,每根长l≈60m）:
RE≈0.062σ/n+1.2
环形接地带:
RE≈0.6σ/√A
σ值（参考）:
土壤类别Ω.m较湿时较干时
黑土、田园土5030~10050~300
粘土6030~10050~300
砂质粘土、可耕地10030~30080~1000
黄土200100~200250
含砂粘土、砂土300100~100>1000
多石土壤400
砂、砂砾100250~10001000~2500
接地体及接地线的最小尺寸规格
类别材料及使用场所最小尺寸
接地体圆钢直径10mm
角钢厚度4mm
钢管壁厚3.5mm
扁钢截面48mm2厚度4mm
接地线圆钢室内直径6mm
室外直径8mm
扁钢室内截面48mm2厚度3mm
室外截面48mm2厚度4mm
垂直接地体根数确定：
n≥RE1/ηRE
垂直接地体的利用系数η值（环形敷设）
根数102030
垂直接地体的间距与其长度比10.52~0.580.44~0.500.41~0.47
20.66~0.710.61~0.660.58~0.63
30.74~0.780.68~0.730.66~0.71
满足热稳定的最小截面：
Smin=4.52I
（1）k恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜
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