防雷工程中接地电阻分析.docx

1、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

2、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

3、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

4、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10（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

5、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R50/Ia（Ia为保护器件动作的接地故障电流A）；TT、IT系统为R

6、Id50V（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。阅读更多内容：1 2 下一页接地电阻计算方法单根垂直接地体（棒形）：) A D2 , V7 S- l( O。 H4 g, jhRE1/l- Q2 R0 X T( A单根水平接地体：- l8 a* a* 3 t* J。 hRE12/l8 O9 _% V) N7 , 8 t N: W1 Y。 k# I/ _$ ?- f4 D9 E多根放射形水平接地带(n12,每根长 l60m):RE0.062/n+1.2。 h$ o0 f# + 6 C环形接地带: m。 _*

7、 V4 : g* v* 6 |6 O1 |RE0.6/A j* l1 w1 x6 d7 x# Cz+ H值(参考):籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。土壤类别。 z# | n% Q7 g6 a8 d0 .m较湿时5 F. C& Y+ , Y. * K9 F较干时8 j0 I$ v* R: H$ sv C( 黑土、田园土, T0 i5 E0 q j5030100 |) f$ % P5 Kn6 9 q w* D503004 M9 7 D( L6 C# b% P K9 o+ U粘土% P3 n4 a8 u) 7 j0 603010050300砂质粘土、可耕地100303005 v6 l) ?% c Y# L8

8、. q801000黄土2001002002500 y# P- O! a6 q7 S& P# V含砂粘土、砂土3001001001000多石土壤9 3 Q/ o! h. T& F400* _ ! V6 oh7 B! V& e: C/ ! p+ t+ l% o b1 D6 U5 x+ |砂、砂砾: g: c8 l% _3 C. q8 p! S% y% s) f8 Q0 x5 1000 g% X$ k3 R7 k R# y8 F, N2501000( y% z: R: 9 z5 z10002500 J* 6 P% y4 p : ) z% 2 t2 ?2 6 ?接地体及接地线的最小尺寸规格8 h: q

9、1 Ak% 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5 z6 . z1 l( R, q/ t接地体 n! - g4 ) C* t p I5 ?2 Z) ( ?圆钢$ f4 Z$ 2 D) & A$ j直径10mm角钢( R5 e2 J. H2 G4 G! X厚度4mm钢管壁厚3.5mm扁钢 截面 48mm2 厚度4mm接地线圆钢( a, / V/ - & 6 x. - j室内0 B。 R$ x4 M/ H直径6mm室外直径8mm扁钢9 - D2 N: W. G4 Z8 5 P8 w室内 G# S, Y3 3 c, F0 K截面48mm2厚度3mm4 p9 N2 nL$ _0 u

10、* Y* M a室外# o9 P2 | C s: a* ) W7 H. l l L截面48mm2 p9 G6 c b& x。 s: U# o5 w# X% : d) O厚度4mm9 R6 a3 t& w) I0 X& |* W垂直接地体根数确定：nRE1/RE垂直接地体的利用系数值（环形敷设）1 G4 - h8 u- B1 L! J渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。根数8 H$ I5 K9 c3 g& T) M4 g: p/ x3 / i) O! S7 Z* 107 Z) E% X5 1 I201 J2 H: X1 a+ n. n! O% I30垂直接地体的间距与其长度比10.520.580.440.50

11、+ J- y/ n7 s% # f! _( P% B0 s0.410.4720.660.715 o: 3 / p0.610.660.580.63# u7 T6 g。 i# X7 * r! h0 O30.740.78C8 2 oC# G+ 4 N0.680.730.660.716 f8 P! U% 6 A6 r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

12、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

13、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/T 6211997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

14、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0.50.58，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

15、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1.21.5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 土壤电阻率的取值 土壤电阻率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，若土壤电阻率?太大，接地网的接地电阻值满足不了R2000/I 的要求。 1.3 接地电阻值的要求 根据电力行业标准DL/T 621197规定，接地装置的接地电阻值应

16、满足R2000/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 1，2000V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 1000 多石土壤 400 砂、砂砾 100 2501000 10002500 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： nRE1/RE 垂直接地体的利用系数值（环形敷设） 根数 10 20 30 垂直接地体的间距与其长度比 1 0.520.58 0.440.50 0.410.47 2 0.660.71 0.610.66 0.580.63 3 0.740.78 0.680.73 0.660.71 满足热稳定的最小截面： Smin=4.52I(1)k 恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜