降低接地电阻的综合措施

廖华年 福建省龙岩电业局 (364000)

 

摘　要：根据接地网问题引起的事故和雷击引发电网事故的原因及分析，就降低接地装置的接地电阻、接地形式、接地材料、技术措施、施工管理、运行维护各方面进行综合探讨，并提出了建设性意见。

关键词：防雷　接地装置　接地电阻

1　接地装置在电力网中的重要性

(1)接地的作用主要是防止人身遭受电击、设备和线路遭受损坏、预防火灾、防止雷击、防止静电损害和保障电力系统正常运行。近年来，国内许多地区连续发生多起因接地网不满足要求而引起的设备损坏事故，同时雷击是导致电网事故的主要自然灾害之一，雷击引发的电网事故占总事故的50％以上，因此良好的接地装置应是防雷的重要措施。

(2)接地装置在防雷中的作用。雷电的破坏作用主要是雷电流引起的，为了防止雷击事故的发生，必须了解接地装置上可能出现的最大电位。一般来说，雷电流通过单根引下线的全部电压降是：

U_FJ=i×R_ch+L₀×l×di/dt

式中i--雷电流，kA

　　R_ch--接地装置的冲击电阻，Ω

　　L₀--单位长度的电感，μL/m

　　L--接地引下线的长度,m

　　U_FJ--电压降，kV

　　di/dt--雷电流的陡度,kV/μs

从上述公式中，我们可以看出，在防雷接地装置中，接地电阻阻值越小，则瞬间冲击接地电压降就越小，遭受雷击的危险性就越小，因此足够小的接地电阻值和安全可靠的防雷接地装置是防雷的重要保证。

2　接地的形式

接地极按其布置方式可分为外引式接地极和环路式接地极。若按其形状，则有管形、带形和环形几种基本形式。若按其结构，则有自然接地极和人工接地极之分。用来作为自然界地极的有上下水的金属管道、与大地有可靠连接的建筑物和构筑物的金属结构、敷设在地下而其数量不少于两根的电缆金属包皮及敷设于地下的各种金属管道(但可燃液体以及可燃或爆炸的气体管道除外)。用来作为人工接地极的有钢管、角钢、扁钢和圆钢等钢材，在有化学腐蚀性的土壤中，则应采用镀锌的钢材或铜质的接地极。

电气设备敷设接地装置后当然比没有敷设接地装置时要安全得多，但是接地装置的布置形式如果是单根接地极或外引式接地极，由于电位分布的不均匀，人体仍不免要受到电击的危险。此外，单根接地极或外引式接地极的可靠性也比较差，外引式接地极与室内接地干线相连接仅依靠两条干线，若这两条干线发生损伤时，整个接地干线就与接地极断绝。当然，两条干线同时发生损伤的情况是比较少的。

3　接地材料的选择及其应用

(1)接地材料对接地电阻的影响。决定接地电阻R大小的因素很多，我们以接地环作接地主体的情形来分析传统地网的接地公式：

式中ρ--土壤电阻率，Ω・m

　　d--钢材等效直径，m

　　S--地网面积，m²

　　H--埋设深度，m

　　L--接地极长度，m

　　A--形状系数。

式(1)表明，传统的接地方式在土壤电阻率已经确定的情况下，要想达到设计要求的电阻必须有足够的接地面积，要降低接地电阻只有扩大接地面积，每扩大4倍的接地面积，接地电阻会降低一倍。式(2)、(3)表明，要降低接地电阻的另一个方法是加大接地材料的尺寸，但耗材太大，效果并不理想，因此需要运用更好的接地材料和施工设计方法。

(2)接地材料的选择。广泛使用的接地工程材料有各种金属材料、接地体、降阻剂和离子接地系统等。金属材料如扁钢，也常用铜材替代，主要用于接地环的建设，这是大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，维护费用比较高。从传统金属接地极(体)中派生出的特殊结构的接地体(带<