防雷接地电阻降阻的六大原因(1)

防雷接地电阻降阻的六大原因

关键词：

接地电阻,地电阻率,接地网,防雷接地

防雷接地电阻通过六方面达到降阻的效果：增大接地网面积、增加垂直接地体、人工改善地电阻率、深埋接地体、敷设水下接地网、利用自然接地体。

防雷接地电阻就是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所

遇到的电阻，它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地的电阻之间的接触电阻以及两接地体之间大地的电阻或接地体到无限大远处的大地电阻。

接地电阻，除了具有传统打辅助地极测接地电阻的功能外，还具备了无辅助地极测量的独特功能，改变了测试接地电阻传统的测量原理和手段：采用双钳口非接触测量技术无需打辅助地极，也无需将接地体与负载隔离，实现了在线测量。在单点接地系统、干扰性强等条件下，可以采用打辅助地极的测量方式进行测量。

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=ρε/C可以看出，降低接地电阻有以下两种途径，一是增大接地体几何尺寸，以增

大接地体的电容C；二是改善地质电学性质，减小地的电阻率和介电系数ε。下面分别讨论降低接地电阻的一些方法。

1、增大接地网面积

由上面接地电阻的物理概念，依据式（2.10），大地电阻率ρ和介电系数ε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，与面积成正比，所以接地网面积与接地电阻成反比。减小接地网接地电阻，增大接地网面积是可行途径。一个有多根水平接地体组成的接地网可以近似地看成一块孤立的平板，借用平板接地体接地电阻计算公式2.11，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大接地网电容。当增加的垂直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一个半球接地体，电容会有较大增加，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4εr／2πεr可得，接地电阻减小36％。但是对于大型接地网，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（2～3ｍ）的垂直接地体，不足以改变决定电容大小的几何尺寸，因而电容增加不大，亦接地电阻减小不多。所以大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。

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一定效果。例如，对于一个半径为ｒ的半圆球接地体而言，其接地电阻的50%集中在自接地体表面至距球心2ｒ的半圆球内，如果将ｒ至2ｒ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ρ2，将ｒ至2ｒ范围内的电阻率为ρ2的土壤用低电阻率的材料ρ1置换，则半圆球接地体的接地电阻为：ＲX=(ρ1+ρ2)/4лr

置换前的接地电阻RX为：RX=ρ2/2πr

R与RX之比为：R/RX=(ρ1+ρ2)/2ρ2

当ρ1《ρ2，上式改写为：R=RX/2=ρ2/4πr

故接地电阻减小的百分数为50%。另外由5.1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增大到2Ｒ，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，往往在达到一定深度后，地电阻率会突然减小很多。因此利用大地性质，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大，增加接地网的埋深只是增大接地网的电容。利用电容的概念，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，因此，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；在有限空间中的能量密度又小，储藏的总能量也就增加不多，即电容增加不大，所以对减小接地电阻作用不大，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大降低直流电阻，但对降低交流电阻作用不大，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。

降低接地电阻的几种方法

安全生产重于泰山，除了加强管理外，技术措施也是一个重要的环节。保障线路、设备安全运行的直

接、有效的技术措施就是做好接地保护。根据技术设计、工程施工管理经验，目前采取的方法主要有

以下几种：

1更换土壤

这种方法是采用电阻率较低的土壤(如：粘土、黑土及砂质粘土等)替换原有电阻率较高的土壤，

置换范围在接地体周围0.5m以内和接地体的1/3处。但这种取土置换方法对人力和工时耗费都较大。

2人工处理土壤(对土壤进行化学处理)

在接地体周围土壤中加入化学物，如食盐、木炭、炉灰、氮肥渣、电石渣、石灰等，提高接地体

周围土壤的导电性。采用食盐，对于不同的土壤其效果也不同，如砂质粘土用食盐处理后，土壤电阻

率可减小1/3～1/2，砂土的电阻率减小3/5～3/4，砂的电阻率减小7/9～7/8；对于多岩土壤，用1%食

盐溶液浸渍后，其导电率可增加70%。这种方法虽然工程造价较低且效果明显，但土壤经人工处理后，

会降低接地的热稳定性、加速接地体的腐蚀、减少接地体的使用年限。因此，一般来说，是在万不得

以的条件下才建议采用。

3深埋接地极

当地下深处的土壤或水的电阻率较低时，可采取深埋接地极来降低接地电阻值。这种方法对含砂

土壤最有效果。据有关资料记载，在3m深处的土壤电阻系数为100%，4m深处为75%，5m 深处为60%，6m