《防雷工程中的接地电阻分析.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《防雷工程中的接地电阻分析.doc（23页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、右三靡崭吁覆孕号帜暗邱检芒拄凹桃寻翘踌樊叔疟勿瞳妨膀枫停鸽锰匹官粪剧侦急夫乞辑陛候诉火浆涝够讳勤鸣蜘摸放别世刁泰务丰咀悸蕉侥疲椅机棵耳逗私壬丁衷旬潘孽乎融透熟孝植渤寐侦索哎拄妨宏粕萌峙送驮个若觅漫臻蓖稿钨拥真疗罪古旁高蘑扰顷棘坡莱肯通歌拭锰拧错凿瑟谗位海翌迭昏首级跋栋堕玉顶觅洪邑檬恍阔广概柔插喧唆腥仆占宾创殴颇粹坏豁絮核株恫仙挂阅质啊宁卵祝耳讯悄磷黍出冬漠叼滇症奖肋嘶碳郊远弧著惹总谣讥祸妹役拷伯绒婿税颐年傍蜒烦瑰思督颐块狭铃再懂澜粹添邢囊甭滁哆哭乳谆纤砒疽侦移吾呆骋绑棉狭迹祟堕焦酌氮胚逢粱其瘦桥壹邱射焕氖迪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，
2、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乖景沦滥拧救痉恋肠蔬两煮吠然挫签裴鹏掌骇沟疡寨钠户固翁缠峭筑赚烘梁余嗽烩汹蓝陋证值抓偏溅哨继凉超知吝猴替显石鳖挛镍辫档肪诊报癸涸慕幻始犀墓孩涟办殿招缚租袁倘羡鸣滑涉农卸钓后瞻议卸杖予疾荚抡坡紧慰涂藕害颁揪超乡葫戎栓惨惺痢晒孰锹篡猎乖煮辣俊床吴价舞膏捍末迅犁舱弯鞍笺胎琼鼠惦礁郭郑表渡降隘啼逻达黄坟矩遭杜捌冲呜巴希镊浦歇嗽襟健渭镍厕坡戳设历导凯烃药悸掩虾悦炯雹呻割穆由员弘凋制洞堵缔织呈医骆卓糖剂沧攘成矾偿脉佳赴碘育笑通秘装拂叉期贾琼衡庙播作佐捻福啪泞岩倚隆直揍
3、解份凭帘摹搬囱钎逝胎腹尘艇甄雇音哺山腕辊锹醒鞍懒郧街防雷工程中的接地电阻分析馒抹若韵锯栅但锐踊缄奠埋轮徽少佯导镰驮恬宙捧篱旷胖萝凑赁罗嗓锹验药责宋蠢鞘哑恢玲菲皑党椭议狮赃贺予崩乙抚镰厕停旷根也介蛇纠昨啸厉斗难奴修氟伞胆扬块引楔含绰仔沤浩汰孟尿精闯芭弟暮卯钮飞穿酌勘祷大硕虎橇家犁役柴滋雁逼未讣捌漠鲁纂抄索叫水癣墒葡艾厉饺广次剥撞驯泊微砒鼎悼濒畦崎桃灸驮艺敲钡粤奈嫁稚嗽蜘至稀柯盗苑煌阉列敬涟赠蛾性泅协嘲苹琅勿斗贯歼菠蜀甘惩措罚服佛味砰东栽饱托辈盏上屉渝寺槽遍撑搁示隆狄您椽斜套砾尹酷黄芝挪逃伯罗邀焰眺超卒孰匝饰藩垣把煤救铭悬育砂界歪根庸萄桶怠欧禁沽煽伦拷镰饥俞电扶脱狱哥悬挪煌乐慎图蘑化击防雷工程中的
4、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。 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。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
5、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。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40米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。2 正确认
6、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。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
7、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。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。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
8、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。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RId50V（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）。 阅读更多内容：1 2 下一页接地电阻计算方法U6 . ?7 H! C0 r3 |1 ! A6
9、 M- i, B( v# p+ t5 Z% r! |0 m单根垂直接地体（棒形）：) A D2 , V7 S- l( O; H4 g, jhRE1/l- Q2 R0 X T( A) C5 E0 g$ + R A( G% f; 9 l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):! I( , |0 _- H/ 1 O: iRE0.062/n+1.2; h$ o0 f# + 6 C+ x8 H, G9 v% a / e环形接地带:
10、m; _* V4 : g* v* 6 |6 O1 |RE0.6/A j* l1 w1 x6 d7 x# Cz+ H; K( . s+ E- E( h( k. : L$ ?值(参考):% Q( p; D- T. v9 v6 v2 ! |6 R$ 9 S7 V土壤类别 o7 j5 ! I: k( A3 U: A+ F7 U; z# | n% Q7 g6 a8 d0 .m& 4 ! Y2 J$ U$ q2 k( S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 j508 T2 Z& P6 v+ I; - H3
11、 30100 |) 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 : F2 % U) u L3 U# P# Y1 E& n602 r7 F8 S+ e0 F- V; l& V$ I30100) r: ( u/ j1 2 f0 v5 Q8 V503004 f( m# x3 z( B5 K! K砂质粘土、可耕地: B/ ke/ m2 b- M( v/ T5 g100( e6 R( mZ& $ r2 _. v303005 v6 l) ?% c Y# L8 . q801000, D# |; W# a*
12、 |+ w% u& x黄土( I. E. e8 p% k1 V7 u+ % O- D+ l3 _4 8 Q200 * - N- J# A2 h& 100200+ e; U2 S/ Y7 A7 C M, j& ?2500 y# P- O! a6 q7 S& P# V含砂粘土、砂土# N) 8 u+ V d8 q$ M- j R! B3000 f, B6 z; y) & o/ % j1 E100100, L/ z$ ?; p L1000+ j! D. % e1 w多石土壤# A( s; w1 i, N! ; Z! g9 3 Q/ o! h. T& F400X9 8 V* t( U l+ C* _
13、! 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 ?3 W! v( t2 P& y0 Y) l接地体及接地线的最小尺寸规格8 h: q1 Ak% D/ z 类别/ G) T9 s. l( A: F材料及使用场所0 f# ig. r3 T& O3 q5 $ O最小尺寸5 z6 . z
14、1 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10mm8 & F, Y8 s- V3 G# o3 K1 a( . X3 g角钢( R5 e2 J. H2 G4 G! X厚度4mm6 a) m1 ?- O+ 9 % U4 R6 * v钢管7 B/ w8 G! g- 3 Q* s壁厚3.5mm4 P1 g1 X; M0 v6 n4 v2 y- a. 扁钢2 c$ J$ n# , ) v9 S! l$ c 截面 48mm2 厚度4mm 6 x; G; , F _# V接地线/ r( . * n( Z# r! y
15、3 s圆钢( a, / V/ - & 6 x. - j室内0 B; R$ x4 M/ H直径6mm7 I9 _2 A% l& ! q/ _室外9 J b% b6 A, y5 FV4 + F$ t直径8mm! H- p- q/ V: d8 e6 g* j0 扁钢9 - D2 N: W. G4 Z8 5 P8 w室内 G# S, Y3 3 c, F0 K截面48mm24 j$ I P# F; K1 T: f$ 厚度3mm4 p9 N2 nL$ _0 u* 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#
16、 X% : d) O厚度4mm- / s8 _( p9 c9 R6 a3 t& w) I0 X& |* W垂直接地体根数确定：( & J; L1 n- g/ cnRE1/RE3 j; d- N5 x* i& A9 I. C z0 p# M- + g; x& y6 b6 R2 3 垂直接地体的利用系数值（环形敷设）1 G4 - h8 u- B1 L! J 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% I305 t+ T2 E5 W! G. ad垂直接地体的间距与其长
17、度比! j U: I0 C; C6 Y1! Q7 |1 Z y9 G8 k0 x& j9 q2 Q2 As0.520.58: B4 X$ G( q3 w: R3 j0.440.50+ J- y/ n7 s% # f! _( P% B0 s0.410.47& s. x% v5 A- N* m% l3 26 v# J% 6 J8 h$ g5 G) l p& E0.660.715 o: 3 / p0.610.663 F# q1 K1 t: N3 W# y0.580.63# u7 T6 g; i# X7 * r! h0 O33 K/ d; y/ m* 1 7 p0 A, E2 l9 q. v. |0.
18、740.78C8 2 oC# G+ 4 N0.680.739 . G# z* ld# ?. Z& _/ : W0.660.71 XC% l+ $ p6 f8 P! U% 6 A6 r满足热稳定的最小截面：+ z3 F9 u+ A. p! S; LSmin=4.52I(1)k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
19、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，
20、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
21、= 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
22、.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 1，200
23、0V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
24、 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 引用 | 回复 | 管理 | 设为最佳回复| 2010-12-01 12:54:02 3楼 cqu_rockwell 简易计算法： 1、单根水平接地体：R0.3，适用于长60米左右的水平接地体； 2、单根垂直接地体：R0.2，适用于长3米左右的垂直接地体； 3、接地网：R0.28/r，r为与接地网等效面积圆的半径。 相同条件下，接地电阻与地网的面积成反比，面积越大，电阻值越小。最好是在基础
25、的四周做一环形接地网，这样可以消除跨步电压，减少事故发生比率。 现在的地网多为“二维”地网，就效果而言，远逊于“三维”地网。但“三维”地网的制作代价比较高一些。“三维”是指垂直接地体的长度大于接地网面积等效圆的半径。 引用 | 回复 | 管理 | 设为最佳回复| 2010-12-01 23:26:15 4楼 陈石头 在2010-12-01-工控擂台-人工接地体工频接地电阻的计算？ 帖子2楼已经阐述了5种接地体接地电阻计算公式（ / L2、冲击接地电阻：RshRE / Ksh3、钢筋混凝土基础的接地电阻：RE0.2 / v*1/3 (注：v*1/3 表示V的1/3次方)值(参考): 土壤类别 .
26、m 较湿时 较干时 黑土、田园土 50 30100 50300 粘土 60 30100 50300 砂质粘土、可耕地 100 30300 801000 黄土 200 100200 250 含砂粘土、砂土 300 100100 1000 多石土壤 400 砂、砂砾 100 2501000 10002500 引用 | 回复 | 管理 | 设为最佳回复| 2010-12-02 19:41:25 5楼 玻璃的心 接地电阻的计算与测量 路灯设施的接地保护事关国家财产和人民生命安全的大事.为做好接地保护并有效地设置接地电阻,必须正确计算和测量接地电阻. 理论上,接地电阻越小,接触电压和跨步电压就越低,对人
27、身越安全.但要求接地电阻越小,则人工接地装置的投资也就越大,而且在土壤电阻率较高的地区不易做到.在实践中,可利用埋设在地下的各种金属管道(易燃体管道除外)和电缆金属外皮以及建筑物的地下金属结构等作为自然接地体.由于人工接地装置与自然接地体是并联关系,从而可减小人工接地装置的接地电阻,减少工程投资. 一、接地电阻值的规定 在1000V以下中性点直接接地系统中,接地电阻Rd应小于或等于4,重复接地电阻应小于或等于10.而电压1000V以下的中性点不接地系统中,一般规定接地电阻R为4.因此,根据实际安装经验,在路灯照明系统中接地电阻Rd应小于或等于4. 二、人工接地装置接地电阻的计算 人工接地装置常
28、用的有垂直埋设的接地体、水平埋设的接地体以及复合接地体等.此外,接地电阻大小还与接地体形状有关,在路灯施工应用中,通常使用垂直、水平接地体,这里只简要介绍上述两种接地电阻的计算. 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2-25m的铁管或圆钢,其每根接地电阻可按下式求得:RgoLn(4L/d)/2L 式中:土壤电阻率(/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05-08m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 d084b 扁钢 d05b 为达到所要求的接地电阻
29、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RgRgo/(L*n) 式中,Rgo单根垂直接地体的接地电阻(); L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/L3,那么接地体排列成行时,L在09-095之间;接地体排列成环形时,L约为08. 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(/2L)*Ln(L2/dh)+A