变电站地网工程设计方案模版

二、接地电阻降阻方法

为了达到降低接地网接地电阻之目的，首先需要从理论上研究降低接地电阻的方法。由公式R= P£/C可以看出，降低接地电阻有以下两种途径，•是增人接地体几何尺寸，以增人接地体的电容C；二是改善地质电学性质，减小地的电阻率P和介电系数

接地网是在接地系统的基础，由接地环（网）、接地极（体）和引下线组成，以往常有种谋解，把接地环作为接地的主体，很少使用接地体，在接地妥求不高或地质条件相当优越的情况下，接地环也能够起到接地的作用，但是通常的情况下，这是不可行的，接地环可以起到辅助接地地作用，主导作用是用接地体来完成的。决定接地电阻人小的因素很多，下而先来分析•下计算传统地网接地电阻的公式（仅以接地环接地时）。

式中：

P （Q.m） -™土壤电阻率：

d（m）----- 钢材等效直径；

S （m2）------ 地网面积：

H（m）----- 埋设深度：

L（m）------ 接地极长度（m）：

A ----------- 形状系数。

式（1）衣明，传统的接地力式在土壤电阻率已经确定的情况下，妥想达到设计要求的电阻必须有足够的接地而积，要降低接地电阻只有扩人接地而积，每扩人4倍的接地面积，接地电阻会降低•倍。

式（2〉、（3）衣明，在上述的接地网中，要降低接地电阻的另•个方法是加大接地材料的尺寸，但是耗材太大而且效果并不理想。以下降低接地电阻的-些常用的合理的方法。

、增大接地网面积1.

由上而接地电阻的物理概念，人地电阻率P和介电系数£不容易改变，而接地电阻R与接地网电容C成反比：从理论上分析，接地网电容C主要由它的面积尺寸决定，与而积成正比，所以接地网而积与接地电阻成反比。减小接地网接地电阻，增人接地网面积是可行途径。•个有多根水平接地体组成的接地网可以近似地看成•块孤立的平板，借用平板接地体接地电阻计算公式，当平板面积增大一倍时，接地电阻减小29.3%。

2、增加垂直接地体

依据电容概念，增加垂直接地体可以增人接地网电容。当增加的垂宜接地体长度和接地网长、宽尺寸可比拟时，接地网由原来的近似于平板接地体趋近于•个半球接地体，电容会有较人增加，接地电阻会有较大减小。由埋深为零半径为r的圆盘和半径为r的半球电容之比4 er/ 2 n er 可得，接地电阻将减小3 6%。但是对于人型接地网，其电容主要是由它的面积尺寸决定，附加于接地网上有限长度（2〜3 m）的垂直接地体，不足以改变决定电容人小的几何尺寸，因而电容增加不大，亦接地电阻减小不多。所以人型接地网不应加以增加垂直接地体作为减小接地电阻的主要方法，垂直接地体仅作为加强集中接地散泄雷电流之用。唯-有效的途径是釆用深井接地。

3、人工改善地电阻率

在高电阻率地区采用人工改善地电阻率的方法，对减小接地电阻具有•定效果。例如，对于•个半径为r的半圆球接地体而言，其接地电阻的50%集中在自接地体农而至距球心2 r的半圆球内, 如果将r至2 r间的土壤电阻率降低，可使接地电阻大大减小。

设原地电阻率为P 2,将r至2 I•范圉内的电阻率为q 2的土壤用低电阻率的材料P 1置换，则半

圆球接地体的接地电阻为: 置换前的接地电阻RX 为: R 与RX 之比为： 当 P 1«P2,上式改写为：R=RX'2= P 2/4

n r

故接地电阻减小的百分数为5 0%o 另外由上式可以看出，用低电阻率的材料置换半球附近高电 阻率的土

壤，相当于将半球接地体的半径由R 增人到2 R,由于接地体几何尺寸的增加，而使接 地电阻减小。

4、 深埋接地体

在地电阻率随地层深度增加而减小较快的地方，可以采用深埋接地体的方法减小接地电阻。地的 电阻率随深度而减小的规律，往往在达到•定深度后，地电阻率会突然减小很.

多。因此利用人地性质，深埋接地体后，使接地体深入到地电阻率低的地层中，通过小的地电阻 率来达到减小接地电阻的目的。

对于地电阻率随地层深度的增加而减小不大的地方，由于地电阻率变化不人，增加接地网的埋深 只是增人接地网的电容。利用电容的槪念，电容具有储藏电场能量的本领，它所储藏的能量，不 是储藏在极板上，而是储藏在整个介电质中，即整个电厂中：介电质中的能量密度，既与介电系 数有关，又与电场的分布有关，閃此，比起接地网的几何尺寸小得多的有限埋深，所增加的储藏 能量的介质空间极为有限：在有限空间中的能虽密度又小，储藏的总能量也就增加不多，即电容 增加不人，所以对减小接地电阻作用不人，不宜采用深埋接地体的方法减小接地电阻。深埋接地 体和敷设水下接地网可以大人降低宣流电阻，但对降低交流电阻作用不人，故国军标不推荐使用 该法。但结合基地航天测试实际情况，主要是低频信号，此法简单，效果明显，可以使用。

5、 敷设水下接地网

在有适宜水源的地方敷设水下接地网，由于水的电阻率比地电阻率小的多，可以取得比较明显的 减小接地电阻的效果。而且敷设水下接地网施工比较简便，接地电阻比较稳定，运行可靠，但应 注意水下接地网距接地对象的距离一般不大于1000m 。

6、 利用自然接地体

充分利用混凝土结构物中的钢筋骨架、金属结购物，以及上下水金属管道等自然接地体，是减小 接地电阻的有效措施，而且还可以起引流、分流、均压作用，并使专门敷设的接地带的连接作用 得到加强。

三、接地网的设计与施工

接地工程本身的特点就决定了周围环境对工程效果的决定性的影响，脱离r 匸程所在地的具体情 况来设计接地工程是不可行的。设计的优劣取决于对当地土壤环境的诸多因数的综合考虑。土壊 电阻率、土层结构、含水情况、季节因数、气候以及可施匚面积等等因数决定了接地网形状、）＜ 小、工艺材料的选择。

1、接地材料的选择

现在广泛使用的接地工程材料有各种金属材料（最常用的如扁钢）、接地体、降阻剂和离/接地 系统等。金属材料如扁钢，也常用铜材替代，主要用于接地环的建设，这是人多接地工程都选用 的：接地体有金属接地体（角钢、铜棒和铜板〉这类接地体寿命较短，接地电阻上升快，地网改 造频繁（有的地区每年都需要改造），维护费用比较高，但是从传统金属接地极（体）中派生出 类特殊结构的接地体（带电解质材料），使用效果比较好，•般称为离心或中空）接地系统：另 外就是非金属接地体，使用比较方便，几乎没有寿命的约束，各方面比较认可。降阻剂分为化学 将阻剂和物理降阻剂，化学降阻剂自从发现有污染水源事故和腐蚀地网的缺陷以后基本上没有使 用了，现在广泛接受的是物理降阻剂（也称为长效型降阻剂）。在以下的讨论中以非金属接地块、 物理降阻剂和离/接地系统为代衣进行探讨。下而将设计RX=(Pl+p2)/4nr

RX= P 2/2 n r

R RX=( P 1+ P 2)/2 P