综合接地电阻计算
接地电阻计算方法
单根垂直接地体（棒形）：RE1≈σ/l
单根水平接地体：RE1≈2σ/l
多根放射形水平接地带(n≤12,每根长l≈60m): RE≈0.062σ/n+1.2 环形接地带: RE≈0.6σ/√A
σ值(参考):
土壤类别Ω.m 较湿时较干时
黑土、田园土50 30~100 50~300
粘土60 30~100 50~300
砂质粘土、可耕地100 30~300 80~1000
黄土200 100~200 250
含砂粘土、砂土300 100~1000 >1000
多石土壤400
砂、砂砾100 250~1000 1000~2500
接地体及接地线的最小尺寸规格
类别材料及使用场所最小尺寸
接地体圆钢直径10mm
角钢厚度4mm
钢管壁厚3.5mm
扁钢截面48mm2 厚度4mm
接地线圆钢室内直径6mm
室外直径8mm
扁钢室内截面48mm2 厚度3mm
室外截面48mm2 厚度4mm
垂直接地体根数确定：n≥RE1/ηRE
垂直接地体的利用系数η值（环形敷设）
根数10 20 30
1 0.52~0.58 0.44~0.50 0.41~0.47 垂直接地体的间距与其长度比
2 0.66~0.71 0.61~0.66 0.58~0.63
3 0.74~0.78 0.68~0.73 0.66~0.71 满足热稳定的最小截面：Smin=4.52I(1)k
接地电阻的计算与测量
路灯设施的接地保护事关国家财产和人民生命安全的大事.为做好接地保护并有效地设置接地电阻，必须正确计算和测量接地电阻.理论上，接地电阻越小，接触电压和跨步电压就越低，对人身越安全.但要求接地电阻越小，则人工接地装置的投资也就越大，而且在土壤电阻率较高的地区不易做到.在实践中，可利用埋设在地下的各种金属管道(易燃体管道除外)和电缆金属外皮以及建筑物的地下金属结构等作为自然接地体.由于人工接地装置与自然接地体是并联关系，从而可减小人工接地装置的接地电阻，减少工程投资.
一、接地电阻值的规定
在1000V以下中性点直接接地系统中，接地电阻Rd应小于或等于4Ω，重复接地电阻应小于或等于10Ω.而电压1000V以下的中性点不接地系统中，一般规定接地电阻R为4Ω.因此，根据实际安装经验，在路灯照明系统中接地电阻Rd应小于或等于4Ω.
二、人工接地装置接地电阻的计算
人工接地装置常用的有垂直埋设的接地体、水平埋设的接地体以及复合接地体等.此外，接地电阻大小还与接地体形状有关，在路灯施工应用中，通常使用垂直、水平接地体，这里只简要介绍上述两种接地电阻的计算.
1、垂直埋设接地体的散流电阻
垂直埋设的接地体多用直径为50mm，长度2-2．5m的铁管或圆钢，其每根接地电阻可按下式求得: Rgo＝[ρLn(4L/d)]/2πL
式中:ρ—土壤电阻率(Ω/cm)
L—接地体长度(cm)
d—接地铁管或圆钢的直径(cm)
为防止气候对接地电阻值的影响，一般将铁管顶端埋设在地下0．5-0．8m 深处.若垂直接地体采用角钢或扁钢(见图1)，其等效直径为:
等边角钢d＝0．84b
扁钢d＝0．5b
为达到所要求的接地电阻值，往往需埋设多根垂直接体，排列成行或成环形，而且相邻接地体之间距离一般取接地体长度的1-3倍，以便平坦分布接地体的电
位和有利施工.这样，电流流入每根接地体时，由于相邻接地体之间的磁场作用而阻止电流扩散，即等效增加了每根接地体的电阻值，因而接地体的合成电阻值并不等于各个单根接地体流散电阻的并联值，而相差一个利用系数，于是接地体合成电阻为Rg＝Rgo/(ηL*n)
式中，Rgo—单根垂直接地体的接地电阻(Ω);
ηL—接地体的利用系数;
n—垂直接地体的并联根数.
接地体的利用系数与相邻接地体之间的距离a和接地体的长度L的比值有关，a/L值越小，利用系数就越小，则散流电阻就越大.在实际施工中，接地体数量不超过10根，取a/L＝3，那么接地体排列成行时，ηL在0．9-0．95之间;接地体排列成环形时，ηL约为0．8.
2、水平埋设接地体的散流电阻
一般水平埋设接地体采用扁钢、角钢或圆钢等制成，其人工接地电阻按下式求得:
Rsp＝(ρ/2πL)*[Ln(L2/dh)+A]
式中，L—水平接地体总长度(cm);
h—接地体埋没深度(cm);
A—水平接地体结构型式的修正系数
三、接地电阻的测定
接地电阻的测定有多种方法，如利用接地电阻测量仪、电流-电压表法等，其基本方法是测出被接地体至“地”电位之间的电压和流过被测接地体的电流，而后算出电阻值.
图2为电流-电压表法的原理图.其中A、B为长约1m、直径为50mm的临时检测用的辅助钢管，打入地中位置必须距被测接地装置在20m以上，A、B间距也应保持在20m以上.一般采用一根钢管作为辅助极即可达到准确测量的目的.
将电压表和电流表的读数分别记下，并列出下式
RdA＝Rd+Rn＝U1/I1
RdB＝Rd+RB＝U2/I2
RAB＝RA+RB＝U3/I3
因为RdA+RdB-RAB＝2Rd
所以Rd＝(RdA+RdB-RAB)/2Ω
用该方法测电阻不受测量范围的限制，但需要有独立的交流电源|稳压器，在没有电源的地方，可利用电阻测量仪进行实测.值得一提的是，在测量接地电阻时，应考虑季节性的影响，即在最不利的条件下所测得的结果更符合检测要求.
变电所接地网的设计与安装
随着电力事业的快速发展，电力系统中对接地装置的要求越来越严格，变电所接地系统直接关系到变电所的正常运行，更涉及到人身与设备的安全。然而由于接地网设计考虑不全面、施工不精细、测试不准确等原因，近年来，发生了多起地网引起的事故，有的不仅烧毁了一次设备，而且还通过二次控制电缆窜入主控室，造成了事故扩大，故接地网对电力系统的安全稳定运行起到非常重要的作用。
1 地网设计
目前的情况是，变电所网络仅有一张接地网总平面布置图及其简要说明，在布置图中只画出了主干线，一些特殊设备的接地线未标出，也未考虑设备密集区的地线连接，控制室、高压室及穿墙套管的接地网无单独的接地设计图，且设计部门既没有提供接地网设计计算说明书，也不标明一些重要参数是如何取得的。有的设计人员并不知道土壤电阻率是由哪个部门提供、如何测量、是否能反映土壤的分层情况等，计算接地短路电流时，未能合理选择点分流和避雷线分流系数，致使设计的接地网电阻值可信度很低。对接地网设计是否全面、合理关系到接地网的安全稳定运行，设计参数决定了接地网的基本状况，设计参数包括入地短路电流、土壤电阻率、接地电阻值等，现分析如下。
1.1 关于接地短路电流的计算
电力行业标准DL/T 6211997中的计算公式为I = （Imax - In）(1 - Kel) 和I = In(1 - Ke2)，取其最大值，式中I为接地短路电流，即通过接地网进行散流的电流。
Imax为接地短路时的最大接地短路电流，上述公式仅适用于有效接地系统，该值可向运行部门或继电保护部门索取，也可自己计算，一般采用单相接地时，最大运行方式下的最大短路接地电流。
In 为发生最大接地短路时，流往变电所主变压器中性点的短路电流。当所内主变压器中性点不接地时，In = 0，此是上述可简化为I = Imax（1 - Kel）；当变压器只有1个中性点，发生所内接地时，In =30%Imax，有2个中性点时，In 约等于50% Imax，实际值应以继电保护部门计算和实测为准。
Kel为短路时，与变电所接地网相连的所有避雷线的分流系数，据专家分析，Kel应由避雷线的出线回路数确定，出线为1路时，取0.15，2路时取0.28，
3路时取0.38，4路时取0.47，5路以上时取0.5~0.58，且应根据出线所跨走廊的分流效果做出相应的增减。
Ke2为所外接地时，避雷线向两侧的分流系数，一般取0.18，这仅适于变电所内有变压器中性点接地的所外接地。取值时，要考虑10年以上的发展规划，需乘以1.2~1.5的发展系数；在散流比较困难的地方，还应乘以散流系数1.25。由上述取值可得出，只有当变电所内有两个中性点接地时，所外接地时的入地短路电流才有可能大于所内短路的入地短路电流。
1.2 土壤电阻率ρ的取值
土壤电阻率ρ是决定接地网的关键参数，选择变电所所址时，要考虑所在地的土质情况，接地网处的土壤分层情况，不能仅取表层土壤的电阻率ρ，若土壤电阻率?太大，接地网的接地电阻值满足不了R≤2000/I 的要求。
1.3 接地电阻值的要求
根据电力行业标准DL/T 621197规定，接地装置的接地电阻值应满足R≤2000/I，即IR < 2000V。由于现在普遍采用微机保护，其对接地电阻值的要求很高，即R < 1ρ，2000V难以满足要求，故有的采取铺设接地铜排等措施来降低接地电阻值，国外有的已要求IR < 650V。
2 接地网施工安装
由于部分施工单位的技术水平较差，在工程监理水平有限的情况下，难以保证接地网的施工质量，如虚焊、断开、主网未留活动检查点，甚至设备接地引下线都未接到主网干线上。另外，施工单位将总体布置图当作竣工图给运行单位，未标出施工过程中改动的地方。为防止上述违规事件的发生，接地网的检查、试验应由专业人员认真进行通电检查，做好中间验收和竣工验收，发现不规范的地方，及时要求施工队返工，这样才能保证工程质量。
施工时，还应注意以下问题：
·主网干线上的镀锌扁钢应竖直放置，减少锈蚀速度。
·控制室的接地应形成环网，主干线穿过控制室时，应从两侧往楼上引接地线，且楼房的基石钢筋应与接地主干线连接，以改善接地效果。
·穿墙套管的接地应设在室外，且每组的接地线都应引至主干线，以提高运行人员和室内二次设备的安全性。
·一次设备的接地线不得往电缆沟内的接地扁钢上连接，也不应悬空穿越
电缆沟。
·接地网水平接地极铺设后，回填土时，接地网下要用干净的原土，不得将脏土或碎石填到下部。
3 接地网阻抗的测试
接地网施工完后，必须准确测试接地电阻值，以验证设计计算的准确程度，为运行单位提供确切的接地网参数。由于接地网的特性，随土壤的成分和物理状态，以及随接地极的延伸范围和形状而变化，还随季节变化。测试接地电阻时，接地棒离变电所较远，其间的土壤情况可能很复杂，有分层或埋有金属物等现象，引起电阻值测试不准确，或与设计计算值相差较远。因此，测试接地网的接地电阻值时应在相似气侯和湿度条件下进行。接地网的质量是保证变电所安全、可靠运行的重要因素，应引起电力有关部门的重视，并且从设计上、施工上、测量验收上下功夫，尽可能做到设计合理、施工精细、测试准确。
接地电阻测试方法（图解）
一、接地电阻测试要求：
a. 交流工作接地，接地电阻不应大于4Ω；
b. 安全工作接地，接地电阻不应大于4Ω；
c. 直流工作接地，接地电阻应按计算机系统具体要求确定；
d. 防雷保护地的接地电阻不应大于10Ω；
e. 对于屏蔽系统如果采用联合接地时，接地电阻不应大于1Ω。
二、接地电阻测试仪
ZC-8型接地电阻测试仪适用于测量各种电力系统，电气设备，避雷针等接地装置的电阻值。亦可测量低电阻导体的电阻值和土壤电阻率。
三、本仪表工作由手摇发电机、电流互感器、滑线电阻及检流计等组成，全部机构装在塑料壳内，外有皮壳便于携带。附件有辅助探棒导线等，装于附件袋内。其工作原理采用基准电压比较式。
四、使用前检查测试仪是否完整，测试仪包括如下器件。
1、ZC-8型接地电阻测试仪一台
2、辅助接地棒二根
3、导线5m、20m、40m各一根
五、使用与操作
1、测量接地电阻值时接线方式的规定
仪表上的E端钮接5m导线，P端钮接20m线，C端钮接40m线，导线的另一端分别接被测物接地极Eˊ，电位探棒Pˊ和电流探棒Cˊ，且Eˊ、Pˊ、Cˊ应保持直线，其间距为20m
1.1测量大于等于1Ω接地电阻时接线图见图1
将仪表上2个E端钮连结在一起。
此主题相关图片如下：
1.2测量小于1Ω接地电阻时接线图见图2
将仪表上2个E端钮导线分别连接到被测接地体上，以消除测量时连接导线电阻对测量结果引入的附加误差。
此主题相关图片如下：
2、操作步骤
2.1、仪表端所有接线应正确无误。
2.2、仪表连线与接地极Eˊ、电位探棒Pˊ和电流探棒Cˊ应牢固接触。
2.3、仪表放置水平后，调整检流计的机械零位，归零。
2.4、将“倍率开关”置于最大倍率，逐渐加快摇柄转速，使其达到150r/min。当检流计指针向某一方向偏转时，旋动刻度盘，使检流计指针恢复到“0”点。此时刻度盘上读数乘上倍率档即为被测电阻值。
2.5、如果刻度盘读数小于1时，检流计指针仍未取得平衡，可将倍率开关置于小一档的倍率，直至调节到完全平衡为止。
2.6、如果发现仪表检流计指针有抖动现象，可变化摇柄转速，以消除抖动现象。
六、注意事项
1、禁止在有雷电或被测物带电时进行测量。
2、仪表携带、使用时须小心轻放，避免剧烈震动。
接地电阻降阻方法
接地电阻降阻方法（本文转载自中国防雷配件网https://www.360docs.net/doc/5f15951889.html,）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。
5．1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%。
５．２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。
５．３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=ρ2/2πrR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。
５.４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。
５．５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。
５．６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.