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降低接地装置接地电阻的措施

北极星电力网技术频道    作者:电力论文3   2007/12/24 18:37:13   

 关键词:  接地电阻 措施 接地

接地装置能否符合规程要求,主要指标为接地电阻。接地电阻实际是两部分电阻之和,一部分是接地体金属物的电阻,另一部分是整个大地的电阻也称流散电阻。由于金属接地体的电阻很小,因此接地电阻主要决定于流散电阻的大小。流散电阻主要由接地装置的结构和土壤电阻率决定,土壤的电阻率越低,流散电阻也就越低。一些地区土壤电阻率较大,致使接地电阻值超出规程要求。为有效降低克拉玛依地区接地电阻,通过近10年来我们在该地区工作中的不断探索研究,总结出一些有效降低接地电阻的措施。
接地系统技术要求和计算方法
1接地系统的技术要求
a)需接地的设备容量越大,接地电阻应越小。
b)需接地的设备越重要,接地电阻应越小。
c)需接地设备工作性质不同,接地电阻要求也不同。
d)设备数量越多或价值越大,要求接地电阻越小。
e)几台设备共同的接地装置,接地电阻应以接地要求最高的一台设备为标准。
原则上接地电阻越小越好,但施工中应考虑经济合理的原则,部分接地装置的技术规范见表1。
2接地电阻计算方法
为了达到技术规范要求中的接地电阻值,在设计、制作接地装置时可采用理论与实际相接合的原则,利用经验公式计算出接地电阻值。
a)人工接地电阻的计算方式:单根垂直接地体的接地电阻公式:RE(1)≈ρ/L,其中ρ表示土壤电阻率(Ω·m),L表示接地体的长度(m),RE(1)表示单根垂直接地体的电阻(Ω)。
b)多根垂直接地的接地电阻公式:RE≈RE(1)/nη其中n表示n支接地体,η表示利用系数,RE大小主要由接地体的距离、长度、数目决定,利用系数可在防雷技术规程汇编中查找。
c)环形接地网接地电阻公式RE≈0.6ρ/A1/2,ρ表示土壤电阻率(Ω·m),A表示环网接地带所包围的面积(m2)
在确定接地装置施工方案时,施工人员首先要测出施工地点土壤电阻率,再利用上述3个经验公式计算出接地电阻值,依据计算出的电阻值结果。确定最终的施工方案,通过计算使施工方案的合理性、有效性大大提高,便于施工成本降低。

有效降低接地电阻的措施
克拉玛依地区的土壤电阻率一般为1000~400Ω·m,为有效降低接地电阻,通过我们在该地区多年施工情况来看,可以从以下几个方面考虑:
1从接地装置的材料选用方面考虑
接地材料一般选用结构钢制成。必须对材料进行检查,材料不应存在严重的锈蚀、厚薄或粗细不均匀等现象。垂直安装的接地体通常用角钢或钢管制成,虽然角钢制成的接地体在散流效果方面比钢管差一点,但施工难度小、成本低,所以现场安装一般采用角钢。规范中要求的比较理想的为50mm×50mm×5mm的镀锌角钢,但由于当地一些地方的土壤腐蚀性严重,逐渐改用63mm×63mm×6mm的镀锌角钢,实践中证明其防腐效果较好。在施工过程中发现,有些单位采购来的镀锌角钢或扁钢虽然都是电镀的,但是防腐效果较差,引起接地电阻增大,对这些地区建议采用热镀锌材料。
2从人工接地体的安装形式方面考虑
对于垂直接地体的埋设安装,要求接地体与土壤必须保持有效的接触,因此要求接地极的埋设深度在2~3m左右比较合适,埋土深度太浅、太深对减少流散电阻效果均不明显。同时,接地体与接地体的间距为接地极的2倍是比较合理的,可减少屏蔽效应而造成的接地装置利用率下降的问题。垂直安装的接地体应采用角钢或钢管制成,角钢制成的接地体在散流效果方面虽比钢差一点,但施工较为容易。为了减少建筑物的接触电压,接地与建筑物的基础间应保持不小于1.5m的水平距离,一般最好取2~3m。
3从人工处理换土法方面考虑
为了降低接地电阻,过去我们常采用外引接地方法,即使电气装置的土壤电阻率较低(克拉玛依地区的土壤电阻率一般为1000~400Ω·m),但实际效果也并不理想。或者采用增加接地体的方法,但效果不太好,而且材料的消耗比较大。在实践中采用了人工处理换土法,效果较好。我们在新疆油田采油三厂五二西区采用了此方法。通过在接地体周围土壤中加入煤渣、木炭、碳墨或炉黑等,以提高接地体周围土壤的导电率,同时将氧化铜等溶液浇在接地体周围,对降低土壤电阻率起到较好效果。但对环境有一定程度污染。
在克拉玛依石西油田临时接地采用的方法是在接地体周围0.5m及接地体埋深1/3处挖一个坑,然后将盐和木炭灰一层隔一层地依次填入坑内,每层盐的厚度1~2cm,并将盐用水湿润,最上层用土覆盖。采用上述方法,也能提高接地体周围土壤的导电率,达到降低接地电阻的目的,满足设计要求。在无材料的时候,我们采取了换土的方法,挖一个2~3m的坑,将黑土代替电阻较高的土壤。
4采用降阻剂法
降阻剂表面有活性剂,粒度较细,吸水后施用于接地体与土壤间,能够使金属与土壤紧密地接触,形成足够大的电流流通面,有效减小接地电阻;另一方面,它能向周围土壤渗透,降低周围土壤电阻率,在接地体周围形成一个变化平缓的低电阻率区域。现在国内使用较多的是成都富兰克林-民生的降阻剂,这种降阻剂是一种良好的导体,降阻效果显著,性能稳定,使用周期长,无腐蚀性。
结束语
正确掌握降低接地电阻的施工方法,无论是对生产、储存设施的安全运行,还是建筑物的防雷都是必要的,只有当接地电阻值降到规范要求以内,各种接地措施才能成为防止间接接触电击的有效安全技术措施。

来源:中国电能质量
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