接地電阻的計(jì)算應(yīng)用降低和設(shè)計(jì)

接地電阻的計(jì)算應(yīng)用降低和設(shè)計(jì)第1頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一本文目錄：接地電阻的應(yīng)用接地電阻的降低方法及降低接地電阻的原因接地電阻的計(jì)算接地電阻的設(shè)計(jì)第2頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

引入一：接地電阻定義

接地電阻不是指接地體本身的金屬電阻（其值太小，可忽略），而是指接地電流經(jīng)接地體注入大地時(shí)，在土壤中以電流場(chǎng)形式向遠(yuǎn)方擴(kuò)散時(shí)所遇到的土壤電阻。它包括地線(xiàn)和接地體本身的電阻、接地體與大地之間的接觸電阻以及兩接地體之間大地的電阻或接地體到無(wú)限遠(yuǎn)處的大地電阻。因?yàn)榍叭糠蛛娮璞茸詈蟛糠忠〉枚啵虼私拥仉娮柚饕负笳?，即大地電阻?/p>

第3頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一模塊一：接地電阻的種類(lèi)及應(yīng)用第4頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一模塊二：接地電阻的降低

（一）、接地電阻過(guò)高的危害：

1、人身安全方面：接地的目的是將泄漏的電壓降下來(lái)，接地電阻大通過(guò)電流就小，壓降就小，反之則愈大。通過(guò)很大的電流近似短路，電壓下降到幾乎接近零位，這時(shí)對(duì)人的威脅即可消除，電路的控制系統(tǒng)即可工作，將電源切斷增加了安全性。如果接地電阻很大，在線(xiàn)路或用電器發(fā)生電流泄漏時(shí)產(chǎn)生的電流近似工作電流，各系統(tǒng)不能有效的泄掉所產(chǎn)生的電壓和切斷電源，將對(duì)人員有很大的威脅。降低接地電阻就是為了降低危及人身安全的不利因素。當(dāng)設(shè)備對(duì)地短路有很大的短路電流接地電阻大就會(huì)造成電壓這個(gè)電壓造成對(duì)人體的傷害。接地電阻大了還易造成跨步電壓，進(jìn)而危及到人身安全。第5頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、設(shè)備安全方面：就接地網(wǎng)而言，它連接著全系統(tǒng)的高低壓電氣設(shè)備的接地線(xiàn)、低壓用電系統(tǒng)接地、電纜屏蔽接地、通信、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備接地，以及設(shè)備維護(hù)檢修時(shí)的一些臨時(shí)接地。如果接地電阻較大，在發(fā)生系統(tǒng)接地故障或其他大電流人地時(shí)，可能造成地電位異常升高，造成接地系統(tǒng)電位分布不均，局部電位超過(guò)規(guī)定的安全值，輕則導(dǎo)致監(jiān)測(cè)或控制設(shè)備發(fā)生誤動(dòng)作或拒動(dòng)，重則破壞監(jiān)測(cè)設(shè)備而擴(kuò)大事故，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。

3、節(jié)約能源方面：為了防止電能的浪費(fèi)，由于接地電阻的電阻與電阻串聯(lián)關(guān)系，如果接地電阻很大的話(huà)，根據(jù)P=I2R,就會(huì)消耗很多多余的功率，這樣就會(huì)浪費(fèi)電。

因此這就需要我們降低接地電阻。

第6頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（二）、接地電阻的降低方法(共九種方法）

對(duì)于接地電阻的降低方法，根據(jù)技術(shù)設(shè)計(jì)、工程施工管理經(jīng)驗(yàn)，目前采取的方法主要有以下幾種：

1更換土壤

這種方法是采用電阻率較低的土壤(如：粘土、黑土及砂質(zhì)粘土等)替換原有電阻率較高的土壤，置換范圍在接地體周?chē)?.5m以?xún)?nèi)和接地體的1/3處。但這種取土置換方法對(duì)人力和工時(shí)耗費(fèi)都較大。第7頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2人工處理土壤(對(duì)土壤進(jìn)行化學(xué)處理)

在接地體周?chē)寥乐屑尤牖瘜W(xué)物，如食鹽、木炭、爐灰、氮肥渣、電石渣、石灰等，提高接地體周?chē)寥赖膶?dǎo)電性。采用食鹽，對(duì)于不同的土壤其效果也不同，如砂質(zhì)粘土用食鹽處理后，土壤電阻率可減小1/3～1/2，砂土的電阻率減小3/5～3/4，砂的電阻率減小7/9～7/8；對(duì)于多巖土壤，用1%食鹽溶液浸漬后，其導(dǎo)電率可增加70%。這種方法雖然工程造價(jià)較低且效果明顯，但土壤經(jīng)人工處理后，會(huì)降低接地的熱穩(wěn)定性、加速接地體的腐蝕、減少接地體的使用年限。因此，一般來(lái)說(shuō)，是在萬(wàn)不得以的條件下才建議采用。第8頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3深埋接地極

當(dāng)?shù)叵律钐幍耐寥阑蛩碾娮杪瘦^低時(shí)，可采取深埋接地極來(lái)降低接地電阻值。這種方法對(duì)含砂土壤最有效果。據(jù)有關(guān)資料記載，在3m深處的土壤電阻系數(shù)為100%，4m深處為75%，5m深處為60%，6m深處為60%，6.5m深處為50%，9m深處為20%，這種方法可以不考慮土壤凍結(jié)和干枯所增加的電阻系數(shù)，但施工困難，土方量大，造價(jià)高，在巖石地帶困難更大。

4多支外引式接地裝置

如接地裝置附近有導(dǎo)電良好及不凍的河流湖泊，可采用此法。但在設(shè)計(jì)、安裝時(shí)，必須考慮到連接接地極干線(xiàn)自身電阻所帶來(lái)的影響，因此，外引式接地極長(zhǎng)度不宜超過(guò)100m。第9頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一5利用接地電阻降阻劑

在接地極周?chē)笤O(shè)了降阻劑后，可以起到增大接地極外形尺寸，降低與起周?chē)蟮亟橘|(zhì)之間的接觸電阻的作用，因而能在一定程度上降低接地極的接地電阻。降阻劑用于小面積的集中接地、小型接地網(wǎng)時(shí)，其降阻效果較為顯著。

降阻劑是由幾種物質(zhì)配制而成的化學(xué)降阻劑，是具有導(dǎo)電性能良好的強(qiáng)電解質(zhì)和水分。這些強(qiáng)電解質(zhì)和水分被網(wǎng)狀膠體所包圍，網(wǎng)狀膠體的空格又被部分水解的膠體所填充，使它不致于隨地下水和雨水而流失，因而能長(zhǎng)期保持良好的導(dǎo)電作用。這是目前采用的一種較新和積極推廣普及的方法。6利用水和水接觸的鋼筋混凝土體作為流散介質(zhì)

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充分利用水工建筑物(水井、水池等)以及其它與水接觸的混凝土內(nèi)的金屬體作為自然接地體，可在水下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物內(nèi)梆扎成的許多鋼筋網(wǎng)中，選擇一些縱橫交叉點(diǎn)加以焊接，與接地網(wǎng)連接起來(lái)。

當(dāng)利用水工建筑物做為自然接地體仍不能滿(mǎn)足要求，或者利用水工建筑物作為自然接地體有困難時(shí)，應(yīng)優(yōu)先在就近的水中(河水、池水等)敷設(shè)外引(人工)接地裝置(水下接地網(wǎng))，接地裝置應(yīng)敷設(shè)在水的流速不大之處或靜水中，并要回填一些大石塊加以固定。

7采取伸長(zhǎng)水平接地體

結(jié)合工程實(shí)際運(yùn)用，經(jīng)過(guò)分析，結(jié)果表明，當(dāng)水平接地體長(zhǎng)度增大時(shí)，電感的影響隨之增大，從而使沖擊系數(shù)增大，當(dāng)接地體達(dá)到一定長(zhǎng)度后，再增加其長(zhǎng)度，沖擊接地電阻也不再下降。一般說(shuō)來(lái)，水平接地體的有效長(zhǎng)度不應(yīng)大第11頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一于

。接地體的有效長(zhǎng)度根據(jù)土壤電阻率確定如表1所示。8采取污水引入

為了降低接地體周?chē)寥赖碾娮杪?，可將污水引到埋設(shè)接地體處。接地體采用鋼管，在鋼管上每隔20cm鉆一個(gè)直徑5mm的小孔，使水滲入土壤中。

第12頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一9采取深井接地

有條件時(shí)還可采用深井接地。用鉆機(jī)鉆孔(也可利用勘探鉆孔)，把鋼管接地極打入井孔內(nèi)，并向鋼管內(nèi)和井內(nèi)灌注泥漿。

小結(jié)：在確定降低高土壤電阻率地區(qū)接地電阻的具體措施時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)卦羞\(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、氣候狀況、地形地貌的特點(diǎn)和土壤電阻率的高低等條件進(jìn)行全面、綜合分析，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來(lái)確定，因地制宜地選擇合理的方法。這樣，既可保障線(xiàn)路、設(shè)備的正常運(yùn)行，又可避免接地裝置工程投資過(guò)高情況的發(fā)生。第13頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一模塊三、接地電阻的計(jì)算單根垂直接地體（棒形）：RE1≈σ/l單根水平接地體：RE1≈2σ/l多根放射形水平接地帶(n≤12,每根長(zhǎng)

l≈60m):RE≈0.062σ/n+1.2環(huán)形接地帶:RE≈0.6σ/√A第14頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一垂直接地體根數(shù)確定：n≥RE1/ηRE垂直接地體的利用系數(shù)η值（環(huán)形敷設(shè)）第15頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一電阻率的單位是

歐姆·米

若電阻率為1Ω·m，則表示這種導(dǎo)體如果長(zhǎng)度為1m、橫截面積為1平方米的導(dǎo)體的電阻為1歐姆。第16頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一模塊四：接地電阻的設(shè)計(jì)對(duì)于接地電阻在不同情況下的不同影響，所設(shè)置的接地電阻的數(shù)值也不盡相同，下面舉幾個(gè)例子來(lái)說(shuō)明。（一）、建筑物接地電阻的設(shè)計(jì)防雷接地一般指的是建筑物直擊雷防護(hù)接地系統(tǒng)，根據(jù)建筑物防護(hù)類(lèi)別不同，分為三類(lèi)，一、二類(lèi)防雷建筑物每根引下線(xiàn)接地電阻≤10歐姆，三類(lèi)建筑物要求≤30歐姆。保護(hù)接地，工作接地要求是≤4歐姆，沒(méi)有綜合接地這個(gè)說(shuō)法或者說(shuō)法不規(guī)范，應(yīng)該叫共用接地，就是各種接地利用一個(gè)統(tǒng)一的接地裝置，接地電阻按各種接地要求中最小的，一般要求≤1歐姆。（二）、變電站接地電阻阻值設(shè)計(jì)在有效接地和低電阻接地系統(tǒng)中，發(fā)電廠、變電所電氣裝置保護(hù)接地的接地電阻宜符合下列要求：第17頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1)

一般情況下，接地裝置的接地電阻應(yīng)符合下式

R<=2000/I

式中：R——考慮到季節(jié)變化的最大接地電阻單位（Ω）；

I——計(jì)算用的流經(jīng)接地裝置的入地短路電流單位（A）。采用在接地裝置內(nèi)、外短路時(shí)，經(jīng)接地裝置流入地中的最大短路電流對(duì)稱(chēng)分量最大值，該電流應(yīng)按5～10年發(fā)展后的系統(tǒng)最大運(yùn)行方式確定，并應(yīng)考慮系統(tǒng)中各接地中性點(diǎn)間的短路電流分配，以及避雷線(xiàn)中分走的接地短路電流。

2)

當(dāng)接地裝置的接地電阻不符合式(5)要求時(shí)，可通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較增大接地電阻，但不得大于5Ω，且應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)6.2.2的要求。

第18頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

《交流電氣裝置的接地》（DL/T

621-1997）第6.2.2

條款：在有效接地和低電阻接地系統(tǒng)中，發(fā)電廠、變電所電氣裝置的接地裝置，當(dāng)接地電阻不符合式(5)的要求時(shí)，其人工接地網(wǎng)及有關(guān)電氣裝置還應(yīng)符合以下要求：

a)

為防止轉(zhuǎn)移電位引起的危害，對(duì)可能將接地網(wǎng)的高電位引向廠、所外或?qū)⒌碗娢灰驈S、所內(nèi)的設(shè)施，應(yīng)采取隔離措施。例如：對(duì)外的通信設(shè)備加隔離變壓器；向廠、所外供電的低壓線(xiàn)路采用架空線(xiàn)，其電源中性點(diǎn)不在廠、所內(nèi)接地，改在廠、所外適當(dāng)?shù)牡胤浇拥?；通向廠、所外的管道采用絕緣段，鐵路軌道分別在兩處加絕緣?mèng)~尾板等等。

b)

考慮短路電流非周期分量的影響，當(dāng)接地網(wǎng)電位升高時(shí)，發(fā)電廠、變電所內(nèi)的3～

10kV閥式避雷器不應(yīng)動(dòng)作或動(dòng)作后應(yīng)承受被賦與的能量。

第19頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

c)

設(shè)計(jì)接地網(wǎng)時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算接觸電位差和跨步電位差。其余例子在此不做說(shuō)明，詳情可以參照《電力系統(tǒng)接地技術(shù)手冊(cè)》