地网的设计与研究论文精选.doc

常规接地网的设计要点 [摘要]:本文简述常见地网的改造及设置方法，并叙述了地网的几个常见问题（地网接地电阻的计算和地网腐蚀等），可在工程设计中作为参考。 [关键词] 地网 接地极 屏蔽效应 腐蚀 1、、、、、接地是避雷技术最重要的环节，不管是直击雷、感应雷、或其它形式的雷，都通过接地装置导入大地因此，没有合理而良好的接地，就不能有效地防雷从避雷的角度讲，、、、设计的步骤、、地下水及其中所含腐蚀性物质的浓度雷电日及雷电活动情况建筑物防雷、防爆及防火的等级，用电设备的性质和接地要求根据测定资料计算最不利的情况下的土壤电阻率，或根据土壤勘测资料估计土壤电阻率确定接根据接地电阻要求及土壤电阻率计算接地极的数量和截面，并选定材料及埋设方法根据以上资料，即可进行设计能满足规程中的接地电阻值，在正常情况下就能满足相应的保护要求，这样可以减少设计工作量。但对于一些特殊情况或特殊要求的，以及规程上未能确定的部分，还必须根据要求进行计算。 式中：Rr为人工接地极的接地电阻（Ω）； R为接地电阻的极限接地电阻（Ω）； Ri为自然接地极的接地电阻（Ω）。 2.3常见接地极接地电阻的计算 2.3.1不同形状的水平接地极 ρ（Ω.m）——土壤电阻率； h(m)——接地极埋设深度； d(m) ——水平接地极的等效直径，见表1； A——水平接地极的形状系数，见表2。 表1:常用接地极的等效直径——d 接地极所用型钢种类 等效直径 备注 钢管或圆钢 d=D D钢管或圆钢直径 扁钢 d=b/2 B扁钢宽度 等边角钢 D=0.84b 等边角钢宽度 表2:水平接地极的形状系数——A 形状 系数A 0 0.378 0.867 0.48 2.14 1.69 8.81 5.27 2.3.2单根垂直接地极 根据使用钢材型号及接地极形状的不同，分别用以下各式计算： 圆钢接地极： 钢管接地极： 扁钢接地极： 等边角钢接地极： 式中： ρ（Ω.m）——土壤电阻率； d(m)——钢管或圆钢直径； h(m)——接地极埋设深度； L(m)——接地极长度(m) 。 2.3.3多根垂直接地极 为了降低接地电阻，工程中常采用多根垂直接地极，这样可提供多个对地的电流通道，从而降低了接地电阻。但是接地电阻减少的程度不一定与接地体的数量成正比，因为在电流从单一接地极流出时，将会受到其他接地极的制约，影响电流的散流，这相当于加大了各单一接地极的接地电阻值。这种现象称为并联集合屏蔽效应，为表明屏蔽效应作用的大小，引入接地极的利用系数η,它与a/L（垂直接地极之间的距离/垂直接地极的长度）的关系如表3所示： 表3:垂直接地极利用系数η与a/L的关系： a/L 0.5 1 1.5 2 2.5 3.0 10 η 0.35 0.54 0.6 0.74 0.79 0.85 接近1 由于并联集合屏蔽效应，多根垂直接地极的接地电阻应该是下式所示的值： 式中：Rr为多根垂直接地极的总接地电阻（Ω）；n为垂直接地极的根数； R为单一垂直接地极的接地电阻（Ω）；η为垂直接地极利用系数。 2.3.4复合接地极 采用多根垂直接地极，必须用水平接地极连接起来，把它们一起埋入地中，便形成既有垂直接地极，又有水平接地极的复合接地极或称之为地网。对于中小型地网而言，垂直接地极电流散流占主要的，水平接地极仅影响散流，而主要起均压作用。对于大型地网,则水平接地极的电流散流占主要的，而垂直接地极对电流的散流作用很小，主要起固定作用。 (1)以垂直接地极为主的接地网，其总的接地电阻为： 式中：R1为单一垂直接地极的接地电阻； R2为水平连接带的接地电阻,常用扁钢为 n为单一接地体的数量； η1,, η2分别为垂直接地极和水平接地极的利用系数； L2为连接扁钢的长度； b为扁钢边长； h为由地面到扁钢上端的埋深。 实际中，以垂直接地极为主的复合接地极，计算时简化为只计算垂直接地极的接地电阻，考虑水平接地极的影响，将计算后的值降低10%即可，这样，可以按接地电阻最大容许值，计算出垂直接地极的根数n： 式中：R为接地电阻的最大容许值；其余同前。 (2)以水平接地极为主的，边缘成闭合环形的地网的接地电阻按下式计算： 式中：S为地网的总面积(m2)；h为水平连接线的埋设深度(m) ； L为垂直接地极和水平接地极的总长(m)； d为水平接地极的直径(m)；ρ为土壤电阻率（Ω.m）。 从上式可以看出接地电阻主要决定于地网的面积。而接地极总长度和直径对减小接地电阻的作用很小