接地电阻常用计算公式.doc

第猿章摇接地电阻常用计算公式
本章计算式基本被编入作者提供下载的耘曾糟程藻序造中，读者可直接采用。

猿郾员摇半球、圆盘工频接地电阻公式
猿郾员郾员摇半球
如图猿鄄员所示，与地表齐平的均匀土壤中半
球接地电阻公式为
砸越ρ
（猿鄄员）
圆则
式中摇ρ———土壤电阻率（Ω·皂）；图猿鄄员半摇球模型则———半球半径（皂）。

半球接地最不经济，其公式几无实际意义，但可以用来更好地帮助理解接地，
后面会有详述。

猿郾员郾圆摇圆盘
与地面齐平的置于均匀土壤中的圆盘接地电阻公式为
π ρ
槡
摇砸越
源槡杂（猿鄄圆）
ρ
越
源则
式中摇ρ———土壤电阻率（Ω·皂）；
杂———圆盘面积（皂圆）；
则———圆盘半径或者与接地网面积杂等值的圆半径（皂）。

圆盘（或平板）接地极不经济，其公式也无实际意义，但有助更好地理解接
地，另外，在此基础上衍生出来的网状接地电阻公式被广为采纳（参见后面的式（猿鄄远）、式（猿鄄苑））。

猿郾圆摇常用人工接地极工频接地电阻公式
猿郾圆郾员摇垂直接地极的接地电阻计算
当造跃跃凿时，有
第猿章摇接地电阻常用计算公式· 圆苑·
砸越ρ（造灶
愿造
（猿鄄猿）
圆π造凿原员）
式中摇砸———垂直接地极的接地电阻（Ω）；
———土壤电阻率（· 皂）；
ρΩ
造———垂直接地极的长度（皂）；
凿———接地极用圆钢时，圆钢的直径（皂）。

当用其他形式钢材时，凿等效直径应按下式计算（见图猿鄄猿）：
钢管摇摇摇摇摇摇摇凿越凿
员
扁钢凿越
遭
圆
等边角钢凿越园郾愿源遭
不等边角钢源）
槡员圆员垣遭
圆
图猿鄄圆垂摇直接地图猿鄄猿几摇种形式钢材
极的示意图的计算用尺寸
猿郾圆郾圆摇不同形状水平接地极的接地电阻计算
计算式如下：
ρ造
砸越圆
（造灶
澡凿
（猿鄄源）
圆π造垣粤）
式中摇砸———水平接地极的接地电阻（Ω）；
造———水平接地极的总长度（皂）；
澡———水平接地极的埋设深度（皂）；
凿———水平接地极的直径或等效直径（皂）；
粤———水平接地极的形状系数。

水平接地极的形状系数可采用表猿鄄员所列数值。

· 圆愿·接地设计与工程实践
表猿鄄员水摇平接地极的形状系数粤
水平接地
极形状
形状系数粤原园郾远原园郾员愿园园郾源愿园郾愿怨员圆郾员怨猿郾园猿源郾苑员缘郾远缘猿郾猿摇架空线路杆塔接地电阻的计算
杆塔水平接地装置的工频接地电阻可利用下式计算：
砸越圆（猿鄄缘）
ρ蕴贼
造灶澡凿垣粤
圆蕴
式中，粤和蕴按表猿鄄圆取值。

π
贼
表猿鄄圆式摇（猿鄄）缘中的参数
接地装置种类形摇摇状参摇摇数
铁塔接地装置粤
贼
蕴越源（造）
员垣造圆
粤钢筋混凝土杆辐射形接地装置贼
越圆郾园
蕴越源造
员垣造圆铁塔接地装置最经济高效，不仅适用于输电线路杆塔，同样适合于雷达、通
信等远离人群的基站铁塔。

钢筋混凝土杆辐射形接地装置最典型。

除了对跨步电压、接触电压较高的变
电站、水电厂等人员密集处的接地装置外，一般均应采取类似上述辐射形接地方
案。

猿郾源摇网状接地极接地电阻计算式
下面根据标准阅蕴辕栽远圆—员员怨怨《苑交流电气装置的接地》中推荐的方法计算接
地电阻值。

猿郾源郾员摇水平接地极为主边缘闭合的复合接地极（接地网）的接地电阻———精确计算
摇摇可利用下式计算：
砸砸（猿鄄远）
灶员藻
蕴杂
葬园槡
员越猿造灶原园郾圆蕴
杂
槡园
砸ρρ杂
月（员垣月）垣
造灶
藻越园郾圆员猿原缘
杂圆蕴怨澡凿
槡
π
第猿章摇接地电阻常用计算公式· 圆怨·
月越员
澡
员垣源郾远杂
槡
式中摇砸———任意形状边缘闭合接地网的接地电阻（）；
Ω
灶
砸———等效（即等面积、等水平接地极总长度）方形接地网的接地电阻藻
（Ω）；
杂———接地网的总面积（皂圆）；
凿———水平接地极的直径或等效直径（皂）；
澡———水平接地极的埋设深度（皂）；
蕴———接地网的外缘边线总长度（皂）；
园
蕴———水平接地极的总长度（皂）。

猿源郾圆郾摇水平接地极为主边缘闭合的复合接地极（接地网）的接地电阻———简化计算常用如下简化公式计算：
砸越园郾缘
ρ
（猿鄄苑）杂
槡
式中摇杂———接地网的总面积（皂圆）。

该简化公式系由如下圆盘公式修正而成的：
π ρ
槡
砸越杂
源槡ρ
≈园郾源源猿
杂
槡
简化式（猿鄄苑）计算结果比圆盘公式计算结果高员圆愿郾豫，一般较实际水平地网
接地电阻值偏高，但误差显然低于员圆愿郾豫。

根据阅蕴辕栽远圆—员员怨怨《苑交流电气装置的接地》，可用式（猿鄄苑）近似计算杂跃
圆的闭合接地网接地电阻。

员园园皂
尽管误差略偏大，但简化式式（猿鄄苑）却是当前计算变电站等大型地网最常用
的公式。

尽管式（猿鄄远）相对精确、误差较小，但却鲜有人用。

究其原因主要有
两点：
员）目前设计单位普遍不精确分析大型站址土壤分层状况，对土壤电阻率的估值
误差一般都会超过员圆愿郾豫很多倍，此时在以式（猿鄄远）精确求解意义不大。

圆）简化式（猿鄄苑）计算值较实际值偏大，所设计出的方案更加保守，更容
易成功降阻，是当下的最佳策略。

否则，一旦降阻失败，则得进行两次甚至三次改
造，各种额外的重复投资将会高得多，很不划算，而且还容易影响电网的及时运
行，所造成的整体战略损失更大。

· 猿园·接地设计与工程实践
猿郾缘摇变电站接地电阻的计算
有关变电站地网接地电阻的计算，陨耘耘杂耘贼愿凿园—圆园园推园荐以下几个公式。

猿郾缘郾员摇简化计算
第一步近似，水平地网在均匀土壤变电站接地系统的最小值可由一个在地表
的金属圆盘公式计算：
砸ρ π（猿鄄愿）
源槡
早越杂
式中摇砸———变电所的接地电阻（）；
早Ω
ρ———土壤电阻率（Ω· 皂）；
杂———接地网的面积（皂圆）。

第二步，在上式中增加一项可得到变电所接地电阻的上限。

砸ρ πρ
（猿鄄怨）源槡栽
早
越杂蕴
垣
式中摇蕴———整个被埋导体的长度（皂）。

栽
在均匀土壤和地网有接地棒连接在一起时，水平导体和接地棒连接在一起的长度将使对蕴的计算偏于保守，因为通常接地棒每单位长度散流更有效。

栽
第二步考虑了一个事实，即任何由许多导体组成的实际接地系统的电阻要比一块实心金属板的电阻高。

随着所埋导体的长度的增加，这个区别将会减小，并且当蕴达到无限长度时，这种区别将趋近于零，即达到一块实心板的条件。

栽
为了考虑地网深度的影响，扩展式（猿鄄怨）为
砸员
垣员
员垣
员
辕杂
（猿鄄员园）
早越蕴槡杂槡
ρ 栽
式中摇澡———地网深度（皂）。

圆园员垣澡圆园
从下表提供缘个不同的变电所的计算电阻率和实际测量电阻率比较的一些情况。

用式（猿鄄员园）进行计算，典型的地网接地电阻值见表猿鄄猿。

表猿鄄猿典摇型的地网接地电阻值
土壤结构参数变电站员变电站圆变电站猿变电站源变电站缘沙和沙砾砂质粘土沙和粘土沙和沙砾土和粘土
电阻率（Ω·皂）圆园园园愿园园圆园园员猿园园圆愿园郾地网面积（皂圆）员源园愿缘远远员员苑缘员员源远源缘苑员员埋深（皂）怨缘员圆愿怨远缘源员员员远源怨员源砸（计算值）（Ω）圆缘苑郾源郾怨苑圆郾缘缘员远员郾缘园郾怨员早
砸（测量值）（Ω）
猿怨园郾源郾员园猿郾远缘员愿圆郾园园郾圆员早
第 猿章摇接地电阻常用计算公式
· 猿员·
式（ 猿鄄员园）中，经常用所有测量的电阻率的一个平均值来代替均匀土壤电阻
率。

如果在式（ 猿鄄员园）中采用这个平均电阻率，则通常由式（ 猿鄄员园）计算的电阻 要比直接从实际中测量的电阻要大。

表
猿鄄猿中所显示的这些计算的和测量的电阻值
并没有反映这种倾向，因为计算是建立在“ 在现场所测的电阻率的最低平均值”的基础上的。

猿郾缘郾圆摇复合地网接地电阻值的计算
水平地网（网状水平接地极）的接地电阻
砸，垂直接地极接地电阻为
员
平地网和垂直接地极之间互接地电阻
砸 。

总的系统电阻 砸为
皂
早
砸
砸砸
圆
员 圆
砸 皂
早
越 员 垣砸 原圆砸
圆 皂
式中 摇砸 ———水平地网的接地电阻（ Ω）；
员
砸 ———所有垂直接地极的接地电阻（
）；
圆
砸 ———水平地网和垂直接地极之间互接地电阻（ Ω）。

皂
水平地网接地电阻为
砸
ρ
噪蕴
］
员 糟
糟
员
蕴
葬忆
圆
糟
槡
式中 摇 ———土壤电阻率（
·皂）；
ρ Ω
蕴 ———所有连接的水平接地极的总长度（
皂）；
糟
葬———忆对于埋深为
澡的导体值为
槡
葬圆澡，或等于大地
表面导体的半径
葬———导体的半径（
皂）；
杂———导体覆盖的面积（ 皂圆）；
噪，噪———系数，见图 猿鄄源和图 猿鄄缘。

员
圆
所有垂直接地极的接地电阻为
ρ
蕴
灶
圆
砸
槡
蕴
遭
砸 原员）
圆越
杂
圆 灶砸 砸
槡
π
式中 摇蕴 ———每根垂直接地极的长度（ 皂）；
砸
遭———垂直接地极的半径（ 皂）；
灶 ———在面积为 杂上所布置的垂直接地极的数量。

砸
水平地网和垂直接地极之间互接地电阻为
砸
ρ
圆蕴糟
噪蕴
员 糟
皂
蕴
圆
蕴
糟
则
槡
水平地网和垂直接地极结合而成的接地电阻低于单独部分的接地电阻，但仍然高于它们并联的接地电阻值。

砸，水
圆
（猿鄄员员）
（猿鄄员圆）
葬（皂）；
（猿鄄员猿）
（猿鄄员源）
· 猿圆·接地设计与工程实践
图猿鄄源系摇数噪图猿鄄缘系摇数噪
员圆猿郾远摇两层土壤的接地电阻计算公式
猿郾远郾员摇水平地网
如果土壤在水平方向具有两个剖面结构
（见图猿鄄远），则以下式计算水平地网接地电
阻值：
砸越园郾缘ρ 杂
（猿鄄员缘）槡
ρ杂杂
员槡圆垣ρ槡员
式中摇杂、杂———分别为覆盖电阻率为ρ、
员圆员
ρ 的土壤的面积（皂圆）；
圆
杂———接地网总面积（圆）。

皂图猿鄄远在摇水平方向上具有两如果垂直方向具有两层结构（见图猿鄄个剖面结构的土壤
苑），则以下式计算接地电阻值：
园郾缘运ρ原垣（猿鄄员远）
杂
槡
式中摇ρ、ρ———上、下层土壤电阻率；
员圆
第猿章摇接地电阻常用计算公式· 猿猿·
杂———接地网总面积；
运———系数，可由图猿鄄愿查出，方法如下：先从图猿鄄愿左下角选定的接地网面积杂作水平线与视在电阻率曲线常数遭相忆交；然后由交点
向上作垂线与网孔个数曲线晕相交；从此交点向右作水平线与图
右上角接地体半径曲线砸相交；再由新交点向下作垂线与接地网
长宽比蕴颐月曲线相交；最后由交点向右作水平线即得运。

视电阻
率曲线常数遭≈忆猿匀；匀为第一层土壤的深度，单位为皂。

图猿鄄苑在摇垂直方向上具有两层结构的土壤
图猿鄄愿地摇网面积、视在电阻率、网孔个数、接地体半径、接地网长宽比与系数运的关系
· 猿源·
接地设计与工程实践
猿郾远郾圆摇垂直接地极
垂直接地极穿过两层土壤时（ 见图 猿鄄怨），通
过下式计算接地电阻值：
ρ
α 砸越 （造灶
源造
（猿鄄员苑）
圆 造
凿垣悦）
π
（猿鄄员愿）
蕴约匀，则
α
ρ
员
蕴跃匀，则
ρρ
（猿鄄员怨）
α 越匀 员 圆
ρ ρ
造
圆原ρ员 垣ρ员
图 猿鄄怨垂摇直接地极穿过两层土壤
!
ρ 灶
悦越 原
（猿鄄圆园）
∑ 圆 员 圆灶匀垣造
ρ
造灶
灶越员
圆 垣 员
圆灶原员匀垣造
ρ
猿郾苑摇接地模块接地电阻计算式
长、宽、高分别为
葬、遭、糟的长方块状接地极，埋深为
澡，其接地电阻计算
式为
葬遭
圆
ρ
原员
槡π
ρ
砸越
原糟
（猿鄄圆员）
葬遭 泽蚤灶
葬遭 垣
圆
源 澡
源
π 原糟
π
澡跃 葬 时，式（ 猿鄄圆员）基本准确。

圆 澡约 葬 时，式（ 猿鄄圆员）偏大。

圆 长为 造、直径为 凿的圆柱形接地极埋深为 澡，其接地电阻计算式为
凿 圆
ρ
）
ρ
砸
员垣 员原（ 造
（猿鄄圆圆）
槡
垣
员越
凿 造灶
凿
圆
圆
源π澡
π 槡
槡
造
源 造 员原（ 员原 员原（ 造
澡跃 造
时，式（ 猿鄄圆圆）基本准确。

圆
造
澡约 时，式（ 猿鄄圆圆）偏大。

圆。