接地网电阻计算公式

使等效直径1 d = 0.1m，则降低电阻的百分数为：
0
2 0
1 ln 208.10 17.74 58
ln 2 280 18.4
0.1 0.016
R
? ?
? ?
=?−?=−=
??? ×× ???
\u0000
这是按理论计算出来的数值，实际上一般的固体降阻剂对于GIS 站等地网，由于施工条件等原因,下降30%～
根据计算,在大中型地网中,垂直接地体对降低接地电阻所起的作用很小，只有2%～8%，见表2。
表2 大中型地网中2.5m 长的垂直接地体对降低接地电阻所起的作用
接地网面积m2 10000 7225 6480 2500 900
中国公式计算 2.8% 3% 3.2% 5.7% 8%
实际试验 3%
可见，2.5m 长的垂直接地体对整个地网降低作用很小,但对于小的地网还是有些效果。 (实际试验是在高明
它是慢渗透型、强渗透型离子流降阻剂。前一时期多采用食盐、木炭、近年来采用氧化钠、硫酸镁、硫酸铜、
氯化镁、氯化钙、硫酸铵、硫酸钾等导电材料，加上硅酸盐水泥、生石灰等无机物和沥青材料，铬木质素等有机
物，在引发剂的作用下发生聚合反应，生成具有网状分子结构的高分子共聚物，它靠包围于高分子网络中的电解
质导电。其主要降阻作用是改善接地体周围的土壤条件,降低土壤电阻率。
地工作电流不大可以使用。
各种降阻剂的实际试验效果见表3。
表3 各种降阻剂的实际降阻效果
序号 降阻剂名称
接地极水平埋
设长度(m)
接地电阻
值（Ω）
降低百分
数%
备注
1 JFC-1 型长效防腐接地降阻剂 9 33 44 3 天后测试
2 HK 物理型接地降阻剂 9 35 40 3 天后测试
3 CJ-I 稀土降阻剂 9 34 42 3 天后测试
禄堂变电站的现场试验结果)
2 T 方案
T 方案包括以下三种方式:
扩网、外引接地网及敷设降阻剂等方法来实现工频接地电阻T R 。
此文对扩网和外引接地网降低工频接地电阻方法暂不叙述。只谈用降阻剂的方法来降低接地电阻。
目前我国生产的降阻剂品种很多,但基本上分为两种类型。化学型降阻剂和物理型降阻剂。
2.1 化学降阻剂
站、清远的升平、广东省13 个市、辽宁、吉林、黑龙江等大型变电站接地电阻用该方法都已改造成功。
理论依据和计算方法不再详述。
总而言之，该方法能降低RT 的50%就是目的，其中降低系数K2 是深井的降低接地系数，大量的理论和实践
证明，K2 最大可以达到0.5。
我们把T 的系数K1 取0.4，N 的系数K2 取0.5，则总的降低系数最大值为0.2,则（3）式经三维计算后改为
K =K1⋅K2
= 0.5⋅= 0.5×0.2
S
K
S
R ρ ρ
（9）
4 实例计算
我公司在广东省电力局博罗供电公司大洲变电站进行了设计并施工,其参数如下:
（1）自然情况。110kV 大洲变电站系博罗供电公司一座新建变电站,位于博罗市北郊,征地面积为4800m2,原
图设计方案,介绍土壤电阻率为400Ωm，地面深度5.5m 以上均为粉质粘土，含少量卵石和砾石，5.5～23.6m 为粉
Re—等值（即等面积、等水平接地极总长度）方形接地网的接地电阻（Ω）；
S—接地网的总面积（m2）；
d—水平接地极的直径或等效直径（m）；
h—水平接地极的埋设深度（m）；
LO—-接地网的外缘边线总长度（m）；
L—水平接地极的总长度（m）。
简化后的计算方法：
S
R a ′ = 0.5ρ （5）
式中：ρ —土壤电阻率（Ωm）；
剂效果随时间反弹，甚至污染环境，使地网严重腐蚀。使用不到3 年地网就锈蚀断裂，有一些施工队则不按要求
施工,使降阻剂效果不理想等。各种厂家出于商业广告的原因,把降阻剂说得神乎其神,有的说可达到（0.1～0.2）
A R ，当土壤电阻率高于600Ωm 时，说能达到（0.08～0.1） A R ，实际上很难实现，理论上固体降阻剂降低接地
（3）设计思路。因为本地网电阻率较高，用常规的方法很难实现工频接地阻抗的指标,即R≤0.5Ω，所以采
用我公司研究的三维方法来解决。三维立体方案即目前国际上最先进的设计方案通称A−T−N方案,采用三步骤
来达到降低接地电阻的目地。
该地网参数如下：地网面积A=4800 m2，地网外缘长度L0=280 m，地网全长 L=1500 m，埋深
??
?
??
?
+−
′
= 11 1 2
2 K
A
K L
a
l L
L
R π n
ρ
（6）
式中：L—水平接地极总长度（m）；
a' = 2rt；
r—接地体的半径（m）；
t—埋设深度（m）；
A—接地网总面积（m2）；
K1、K2—系数，见图1。
图1 K1、K2 系数
A:t≈0 时；B：t≈
10
A
时；C：t≈
6
A
时
举例说明： ρ=100Ωm，接地线半径r=0.0035m，埋设深度h=0.5m。
土壤电阻率300Ωm，占地面积为5000m2 情况下的接地电阻R≤0.5Ω 的国家规定标准。
1 A 方案
用常规的方法实现工频接接地电阻RA，主要是用于解决地网的电位分布均匀,均衡最大值下的冲击电压，以
及降低水平网的工频接地电阻，它可以利用工地的自然接地体，如建筑物、自来水管等来完成网格式接地网的接
地电阻,它是在不扩网、不外引、不使用任何降阻剂的情况下计算出的工频接地阻抗值,计算公式采用部颁《交流
h=0.8 m，接地极直径d=0.016m，土壤电阻率ρ =233Ωm (实测值)。
（4）A 方案计算：按（5）式计算Ra 的电阻为
0.5 0.5 233 1.68
4800 a R
S
ρ×
= = = Ω
显然，接地电阻不合格，离接地电阻标准R≤0.5Ω 相差太远，故必须采用其它降阻措施。
（5）T 方案计算：我公司采用固化了的液体降阻剂，虽然没有ALG 离子接地棒那样好的降阻效果，但是它
无污染、无腐蚀，是经国家有关部门检验合格的产品，造价比ALG 离子接地棒略高。
我们首先采用更换导电土，然后再使用固体和固化后的液体降阻剂，严格按新施工方法施工,做完后的降低
系数为56%，按此计算该大洲变电站接地电阻为：
1 0.56 1.68 0.934 T A R =KR = × = Ω
中国防雷信息网 《中国雷电与防护》网络版 2007 No. 1
2.2 物理性降阻剂
他包含澎润土降阻剂，导电混凝土、石墨模块等，受气候因素影响小,不分解于水,不与金属生成化合物,性能
稳定,有效期40 年以上。 主要用扩大接地体直径和减少接触电阻来实现降阻的目地,主要产品有以下几种:
（1）膨润土降阻剂。它是以膨润土为基料，加入一定比例的添加剂，对金属有保护和防腐功能，是目前最
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6
实际测试为0.94Ω。
此数值离接地电阻R≤0.5Ω 还有差距，故继续采用N 方案解决。
（6）N 方案：在该变电站周围共打6 口深井,单口深井100m,孔径0.1m,每井中的接地电阻为3Ω 左右,井距为
75m,井并联地网部分的接地电阻为1.59Ω,结果深井法可以使RT 的降低系数为50%,最终该地网的接地电阻为:
RN=K2⋅RT=0.5×0.94=0.47Ω
（7）试验验收：竣工后,用部颁标准进行验收，电流线按5 倍对角线放线,放线长度为500m,电压线300m,无
论是大电流、异频方法测试接地电阻都是0.47Ω,达到了国家规定的标准值。
5 注意事项
三维方法施工,必须严格按A-T-N 三个步骤进行，A 达到预定目标，才能做T，T 达到目标再做N，如那个
虑接触系数，设计时，应乘以接触来自数K。垂直接地体的作用：在网状接地体打上很多2.5m 深的角钢,降阻效果很不明显,在电力接地系统接地技术一文
中，用（7）式计算短接地体的降阻效果:
b
b a
b a
b
R
R R 2 2
1
2 2
5
3 4 1 2 sin
−
−
=−
−−
π
（7）
式中：b—园盘的半径（m）；
a—园盘的厚度(m)。
参数：网状电极边长a=b=150m，网状间隔m=30m，网格孔数n=25，L 全长1800m, 面积A=22500m2。计算
数值见表1。
表1 我国公式与日本公式计算结果
公式 我国公式Ra 日本公式Ra
结果 0.33598Ω 0.384496Ω
我国公式比日本公式计算出来偏小，两者误差在14%，实际上，测出的接地电阻可能大些，因为该公式不考
环节出现问题，应及时查出原因，达不到目标,不要往前进行。
6 结论
（1）用三维法可使地网土壤电阻率在300Ωm，地网面积在5600m2 的情况下不扩网、不外引，可使工频接
地阻抗降低到0.5Ω 以下；
（2）地网寿命可达到20 年。
S—地网面积（m2）。
上式公式中， a R 和土壤电阻率ρ 成正比，和地网占地面积S 成反比。如果取p=300Ωm，欲达到R=0.5Ω 面
积S 则必须达到90000m2。
在正方型接地网中,当网格数超过16 个时，基本（1）式=（5）式；当网格数少于16 个时， a R ＞ R′a 。
日本川漱太朗公式为：
电阻的百分数为: (按水平敷设接地极计算)
? ? ? ? ?
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