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防雷工程中的接地电阻分析前言综合防雷系统工程中,无论各种接闪器还是防雷电感应的SPD,能起到防雷作用的重要环节之一,就是良好接地接地电阻越大,分流的电流越大,防雷、电气安全和抗干扰作用就越明显因此在我国的有关接地的规范中都规定了一个较低的接地电阻值而汽车、飞机、火箭等较大的__体,不能与大地进行固定的接地,可把车身、机体代替大地(也称为本体地)以飞机为例,以机身电位为基准电位的等电位连接,由于机内范围窄小,即使在绝缘损坏的事故情况下电位差也很小,因此飞机上的电气安全得到有效保证如果认为接地就是与大地相连,就违反了电气安全的基本要求我们在实际的工程施工中,在一定的土质、气候情况下,认真分析接地装置的形状、大小、材料、规格、等电位连接和有效的降阻措施精心设计、规范施工可以实现花费少、降阻效果好的防雷工程1接地电阻的定义接地电阻实质上是电流经地面某点流向地下某确定点之间用欧姆定律计算出来的一个物理值,定义为接地极与电位为零的远方接地极之间的欧姆律电阻在实际工程中,由于测定接地电阻时,打入地下的接地金属探针与流入地表某点的距离是人为的,因此,接地电阻值是不完全确定的在防雷接地电阻测量时,是假定雷电流在地下疏散至40米处基本为零的前提下进行的,虽然如此,地下土壤结构的不同以及电流探针与接地极的方向不同、电压探针与电流探针之间的距离不同,接地电阻值有时有本质上的不同2正确认识接地在防雷工程设计、施工、验收过程中,人们习惯于将接地电阻的大小作为衡量防雷工程质量的重要指标,认为接地电阻越小,散流越快,落雷物体高电位保持时间就越短,危险越小,以至于跨步电压、接触电压也越小然而,理论和实践证明,现代建筑物中往往有许多不同性质的电气设备,需要多个接地系统(防雷接地、设备保护接地、屏蔽接地、防静电接地等),这些接地都应纳入等电位连接范围内形成共用接地系统,但各接地系统连接采用不同的接地形式,接地效果就不同,有些不合理的接地形式还有造成反击的可能3接地电阻值的确定接地电阻值的确定要有依据,要讲究经济效益,其定量要求要有定量的计算公式为依据接地电阻值与接地电流密切相关,其阻抗取决于接地电大小流和频率,在频率较低时电阻为阻抗的主要分量
3.1防雷接地电阻防雷接地的目的使雷电流顺利入地为了减小地面电压,特别是采用A型接地装置时接地电阻在可能条件下不宜大于10Ω(IEC62305-3)就等电位而言,接地装置的形状和尺寸更为重要,对于__有电子系统或高火险建筑物以及在__坚硬岩石地区,最好采用B型接地装置
3.2电子系统接地电阻地面电子系统的地基本都与大地相连接,主要是防止外界电磁干扰和消除静电危害,取得更加稳定的__参考点电子系统防止干扰的接地电阻计算公式并不多见,防静电的接地电阻可以在几百欧姆以上;空间干扰__恒压源分量不受接地电阻影响;其恒流源分量数值极小,其中低频率分量在接地电阻控制在一定数值内时不会超过电子电路误动作阈值,高频分量的影响与接地电阻关系不大,因为接地系统的感抗远远大于电阻
3.3工频电源系统接地电阻低压配电系统接地电阻取决于电源接地电流,它应限制接地电流在设备外露导电部分产生的接触电压小于50V的(一般情况下)TN系统忽略感抗时应满足R≤50/Ia(Ia为保护器件动作的接地故障电流A);TT、IT系统为R×Id≤50V(Id为接地电流A)10kV小电阻接地系统为R≤(1500-250)/Id(Id为10V的接地电流A)阅读更多内容1·2·下一页接地电阻计算方法 U6}.7H!C0r3|1~!A6M-iBv#p+t5Z%r!|0m单根垂直接地体(棒形)AD2~V7S-lO;H4gj hRE1≈σ/l-Q2R0XTAC5E0g$@+RAG%f;~9l单根水平接地体-l8a*a*~3t*J;hRE1≈2σ/l8O9_%VN7}~8tN:W1Y;k#I/_$-f4D9E多根放射形水平接地带n≤12每根长l≈60m:!I]|0_-H/^1O:iRE≈
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1.2;h$o0f#]+}6C+x8HG9v%a@/e环形接地带::m;_*V4@:g*v*}6|6O1|RE≈
0.6σ/√Aj*l1w1x6d7x#C z+H;K\.s+E-Ehk.~:L$σ值参考:%Qp;D-T.v9v6v2[!|6R$}9S7V土壤类别o7j5\!I:kA ^3U:A+F7U ;z#|n%Q7{ g6a8d0~Ω.m}4`!Y2J$U$q2kS较湿时5F.CY+]Y.`*K9F较干时8j0I$v*R:H$s vC[黑土、田园土T0i5E0qj508T2ZP6v+I;}-H3}30~100|f${%P5K n6\9qw*D50~3004__]7DL6C#b%PK9o+U粘土%P3n4a8u[7j0} :F2^%~ ]UuL3U#P#Y1En602r7F8S+e0F-V;l^ V$I30~100r:\u/j1^2f `0v5Q8V50~3004fm#x3zB5K!{ K砂质粘土、可耕地:B/k e/m2b-Mv/T5g100e6Rm Z@$r2_.v30~3005v6l%cY#L8^.q80~1000D#|;W#a*|+w%ux黄土I.E.e8p%k1V7u+} %`O-D+l3_4[8Q200 }[*~-N-J#A2h[100~200+e;U2S/Y7A7CMj2500y#P-O!a6q7SP#V含砂粘土、砂土#N`8u+Vd8q$M-jR!B3000fB6z;y]o/^%j1E100~100L/z$;pL1000+j!D.^%e1w多石土壤#As;w1iN!\;Z!g 9[3Q [/o!~h.TF400 X9@8V*tUl+C *_]!V6o h7B!V e:C/^!p+t+l%ob1D6U5x+|砂、砂砾:g:c8l%_3C.q 8p!S%y%sf8Q0x5}1000g%X$k3R7kR#y8FN250~1000y%z:R:~9z5z1000~2500J*}6P%y4p[:^z%}2t22]63W!vt2Py0Yl接地体及接地线的最小尺寸规格8h:q1A k%D/z类别/GT9s.lA:F材料及使用场所0f#i g.r3TO3[q5~$O最小尺寸 @5z6].z1lRq/t接地体n!]-g4]C*tpI52Z\圆钢$f4Z$~2D~A$j直径10mm8@FY8s-V3G#o3K1a\.X3g角钢R5e2J.H2G4G!X厚度4mm6am1-O+~9}%U4R6~*v钢管7B/w8G!g-^3Q*s 壁厚
3.5mm4P1g1X;M0v6n4v2y-a.@扁钢2c$J$n#~\v9S!l$c 截面48mm2厚度4mm{6x;G;~F_#V接地线/r{.`*nZ#r!y3s圆钢a~/V/}]-]~6x.@-j室内0B;R$x4M/H直径6mm7I9_2A%l@!q/_室外9Jb%b6Ay5F V4^+F$t直径8mm!H-p-q/V:d8e6g*j0}扁钢9^-D2N:W.G4Z8}5P8w室内G#SY3@3cF0K截面48mm24j$IP#F;K1T:f$^厚度3mm4p9N2n L$_0u*Y*Ma室外#o9P2|Cs:a*@W7H.llL截面48mm2p9G6cbx;s:U#o5w#X%~:dO厚度4mm-[/s8_p9c9R6a3twI0X|*W垂直接地体根数确定~J;L1n-g/cn≥RE1/ηRE3j;d-N5x*iA9I.Cz0p#M-@+g;}xy6b6R2[3}垂直接地体的利用系数η值(环形敷设)1G4]-h8u-B1L!J根数8H$I5K9c3gTM4g:p /x3^/iO!S7Z*@107^ ZE%X5{1I201J2H:X1a+n.n!O%I305t+T2E5W!]G.a d垂直接地体的间距与其长度比!jU:I0C;C6Y1!Q7|1Zy9G8k0xj9q2Q2A s
0.52~
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0.71X C%l+[$p6f8P!U%~6A6r满足热稳定的最小截面+z3F9u+A.p!S;L__in=
4.52I1k变电所接地网的设计与__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/T6211997中的计算公式为I=(I__x-In)1-Kel和I=In1-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 I__x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=I__x(1-Kel);当变压器只有1个中性点,发生所内接地时,In=30%I__x,有2个中性点时,In约等于50%I__x,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/T621197规定,接地装置的接地电阻值应满足R≤2000/I,即IR2000V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R1ρ,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IR650V 2接地网施工__ 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__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)2@.e%Z1d0i$t$D
一、接地电阻测试要求;~|!K+Ha.交流工作接地,接地电阻不应大于4Ω;6W3c.o/Y0X%T/W+Hb.安全工作接地,接地电阻不应大于4Ω;0X%~V5e:g1H9A|c.直流工作接地,接地电阻应按计算机系统具体要求确定;5y$o!qA.H/sd.防雷保护地的接地电阻不应大于10Ω;5Z5Uo5U8g4PU1__.对于屏蔽系统如果采用联合接地时,接地电阻不应大于1ΩTU-Xrc;F/QG;E
二、接地电阻测试仪k6q*P7~$o1h9J z-dZC-8型接地电阻测试仪适用于测量各种电力系统,电气设备,避雷针等接地装置的电阻值亦可测量低电阻导体的电阻值和土壤电阻率 bv1y^7Q\N+i5h!e:\
三、本仪表工作由手摇发电机、电流互感器、滑线电阻及检流计等组成,全部机构装在塑料壳内,外有皮壳便于携带附件有辅助探棒导线等,装于附件袋内其工作原理采用基准电压比较式3F}:I-h*BN
四、使用前检查测试仪是否完整,测试仪包括如下器件6}T0H4M1C4^4@
1、ZC-8型接地电阻测试仪一台:;p:e3J/a2Y3hD O#U
2、辅助接地棒二根-L7K;L`4D2|
3、导线5m、20m、40m各一根3B;_0g%B$_/U2M%}4T
五、使用与操作-y1e88z!_
1、测量接地电阻值时接线方式的规定0WW6S.t.]$w仪表上的E端钮接5m导线,P端钮接20m线,C端钮接40m线,导线的另一端分别接被测物接地极Eˊ,电位探棒Pˊ和电流探棒Cˊ,且Eˊ、Pˊ、Cˊ应保持直线,其间距为20mm#[6J+]*H+E8{3b/C/S
1.1测量大于等于1Ω接地电阻时接线图见图16/A8R7{/I.V3N将仪表上2个E端钮连结在一起2V5sZKs*I此主题相关__如下3C:l%\ h0z;wHYPERLINKjavascript:extendurlhttp://www.1000bbs.com/UploadFile/
2003121111152374397.bmp\t_selfINCLUDEPICTUREhttp://www.1000bbs.com/UploadFile/
2003121111152374397.bmp\*MERGEFORMAT5kcQ.@.b-Z}/R
1.2测量小于1Ω接地电阻时接线图见图26e+C5sM+b:K/j-B3T将仪表上2个E端钮导线分别连接到被测接地体上,以消除测量时连接导线电阻对测量结果引入的附加误差4Q6D9Df1K0l-Z/_此主题相关__如下/e2~!rv5s+0SHYPERLINKjavascript:extendurlhttp://www.1000bbs.com/UploadFile/
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2003121111161285993.bmp\*MERGEFORMAT$B+s+f:|{%r:{
2、操作步骤:h6s1Lr3y0y.C
2.
1、仪表端所有接线应正确无误B.D;s@3v%d%A:b
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*^$eC6@X6uI
2.
3、仪表放置水平后,调整检流计的机械零位,归零d+o%P.E%a+W7w-y-M
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4g3c1|;x3ytT
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%ZK2p]1k3I
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/a;S/h!VO6{!S4k%_
六、注意事项%B[-~-G-a5q^
1、禁止在有雷电或被测物带电时进行测量:H0S L2^0x3nf*~*w-d
2、仪表携带、使用时须小心轻放,避免剧烈震动 电缆金属外皮和水管的接触电阻的计算方法? 冲击接地电阻的计算方法? 下周初结贴,9个最优回帖分别获得20MP、10MP、10MP、10MP、20积分、20积分、20积分、20积分、20积分! MP介绍gongkongMP即工控币,是中国工控网的用户积分与回馈系统的一个网络虚拟计价单位,类似于大家熟悉的QB,1个MP=1元人民币 MP有什么用?兑换服务以1个MP=1元来置换中国工控网的相关服务兑换现金非积分获得的MP可兑换等值现金(满100MP后、用户可通过用户管理后台申请兑换)总记录数12总页数1当前页11 引用j__ascript:void0;|回复j__ascript:void0;|管理http://___.gongkong.com/UserNew/EditMyReplies.aspxId=2010112920291500008\t_blank|设为最佳回复j__ascript:void0;|2010-11-3012:30:351楼___gtaohttp://___.gongkong.com/Forum/UserInfo.aspxu=E-B46E-C2815D1DEDDC\t_blank接地电阻是指在工频或直流电流流过时的电阻,通常叫做工频(或直流)接地电阻;而对于防雷接地雷电冲击电流流过时的电阻,叫做冲击接地电阻从物理过程来看,防雷接地与工频接地有两点区别,一是雷电流的幅值大,二是雷电流的等值频率高 工频接地电阻的计算.
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=[ρLn4L/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*[LnL2/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接地装置冲击接地电阻与工频接地电阻的换算应按下式确定http://img.blog.
163.com/photo/7JluphPoGYBm8xJf07oiEA==/___
5764339718767146.jpg\t_blank 式中R~——接地装置各支线的长度取值小于或等于接地体的有效长度Le或者有支线大于Le而取其等于Le时的工频接地电阻(Ω); A——换算系数,其数值宜按附图
3.1确定; Ri——所要求的接地装置冲击接地电阻(Ω) 2接地体的有效长度应按下式确定http://img.blog.
163.com/photo/oke4fZzAehoqW9WO-RI3zg==/
3957819647529169137.jpg\t_blank 式中Le——接地体的有效长度,应按附图
3.2计量(m); ρ——敷设接地体处的土壤电阻率(Ω·m) 3环绕建筑物的环形接地体应按以__法确定冲击接地电阻
(1)当环形接地体周长的一半大于或等于接地体的有效长度Le时引下线的冲击接地电阻应为从与该引下线的连接点起沿两侧接地体各取Le长度算出的工频接地电阻(换算系数A等于1)
(2)当环形接地体周长的一半L小于Le时,引下线的冲击接地电阻应为以接地体的实际长度算出工频接地电阻再除以A值 4与引下线连接的基础接地体,当其钢筋从与引下线的连接点量起大于20m时,其冲击接地电阻应为以换算系数A等于1和以该连接点为圆心、20m为半径的半球体范围内的钢筋体的工频接地电阻引用j__ascript:void0;|回复j__ascript:void0;|管理http://___.gongkong.com/UserNew/EditMyReplies.aspxId=2010112920291500008\t_blank|设为最佳回复j__ascript:void0;|2010-12-0112:44:562楼__ilehttp://___.gongkong.com/Forum/UserInfo.aspxu=5-BCFC-82D51974A851\t_blank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/√Aσ值参考:土壤类别Ω.m较湿时较干时黑土、田园土5030~10050~300粘土6030~10050~300砂质粘土、可耕地10030~30080~1000黄土200100~200250含砂粘土、砂土300100~1001000多石土壤400砂、砂砾100250~10001000~2500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102030垂直接地体的间距与其长度比
10.52~
0.
580.44~
0.
500.41~
0.
4720.66~
0.
710.61~
0.
660.58~
0.
6330.74~
0.
780.68~
0.
730.66~
0.71满足热稳定的最小截面__in=
4.52I1k引用j__ascript:void0;|回复j__ascript:void0;|管理http://___.gongkong.com/UserNew/EditMyReplies.aspxId=2010112920291500008\t_blank|设为最佳回复j__ascript:void0;|2010-12-0112:54:023楼cqu_rockwellhttp://___.gongkong.com/Forum/UserInfo.aspxu=2010063013103300004\t_blank简易计算法
1、单根水平接地体R≈
0.3ρ,适用于长60米左右的水平接地体;
2、单根垂直接地体R≈
0.2ρ,适用于长3米左右的垂直接地体;
3、接地网R≈
0.28ρ/r,r为与接地网等效__圆的半径相同条件下,接地电阻与地网的__成反比,__越大,电阻值越小最好是在基础的四周做一环形接地网,这样可以消除跨步电压,减少事故发生比率现在的地网多为“二维”地网,就效果而言,远逊于“三维”地网但“三维”地网的制作代价比较高一些“三维”是指垂直接地体的长度大于接地网__等效圆的半径引用j__ascript:void0;|回复j__ascript:void0;|管理http://___.gongkong.com/UserNew/EditMyReplies.aspxId=2010112920291500008\t_blank|设为最佳回复j__ascript:void0;|2010-12-0123:26:154楼陈石头http://___.gongkong.com/Forum/UserInfo.aspxu=F-8577-865F1C510118\t_blank在2010-12-01-工控擂台-人工接地体工频接地电阻的计算?帖子2楼已经阐述了5种接地体接地电阻计算公式(___.gongkong.com/webpage/forum/201011/2010112920241900004-
1.shtmlhttp://___.gongkong.com/webpage/forum/201011/2010112920241900004-
1.shtml\t_blank)下面来说说本帖的另外2个接地体接地电阻以及再补充一个钢筋混凝土基础的接地电阻公式
1、电缆金属外皮和水管的接触电阻RE≈2σ/L
2、冲击接地电阻Rsh≈RE/Ksh
3、钢筋混凝土基础的接地电阻RE≈
0.2σ /v**1/3 注v**1/3表示V的1/3次方σ值参考:土壤类别Ω.m较湿时较干时黑土、田园土5030~10050~300粘土6030~10050~300砂质粘土、可耕地10030~30080~1000黄土200100~200250含砂粘土、砂土300100~1001000多石土壤400砂、砂砾100250~10001000~2500引用j__ascript:void0;|回复j__ascript:void0;|管理http://___.gongkong.com/UserNew/EditMyReplies.aspxId=2010112920291500008\t_blank|设为最佳回复j__ascript:void0;|2010-12-0219:41:255楼玻璃的心http://___.gongkong.com/Forum/UserInfo.aspxu=2010061119290900002\t_blank 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__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=[ρLn4L/d]/2πL式中:ρ—土壤电阻率Ω/cmL—接地体长度cmd—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*[LnL2/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/I1RdB=Rd+RB=U2/I2RAB=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__的交流电源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.接地电阻的计算 影响接地电阻因素甚多,至今为止还没有一个切实的精确公式可利用根据成都市精电化工厂降阻剂在不同土壤的实际应用经验并结合理论,推出如下计算公式,供设计参考
(一)计算依据应掌握地形、地貌、水文、气象、地质结构、矿藏、电磁场、实测土壤电阻率这些对接地工程设计计算和施工布置都是很重要的
(二)接地电阻计算(使用降阻剂后)
1、垂直接地体一般采用50mm×50mm×5mm角钢或Φ50,δ3~5的钢管为金属电极,长度为
2.5-50米,按下式计算 式中RC单根垂直接地体接地电阻(欧); ρ用季节系数校正后的土壤电阻率(欧.米); D灌降阻剂后和等效垂直接地体直径,一般为
0.1-
0.2米; K降阻系数 当ρ≤500Ω·mK取10 当ρ500Ω·mK取20
2、水平接地体一般用50mm×5mm扁钢或Φ10-18的圆钢为金属电极,埋深为
0.8-1米单根延伸带长度限制; 其中Ls单根延伸水平接地体长度(米); ρ:修正后的土壤电阻率(欧.米); 水平接地体按下式计算 式中Rs水平接地体接地电阻(欧); ρ修正后的土壤电阻率(欧.米); L水平接地体长度(米); D灌降阻剂后的等效水平接地体横截面直径,一般D×D在
0.1m×
0.1m~
0.15m×
0.15m内选取; K为降阻系数 L≥20(米)时ρ≤500Ω·mK取50 ρ>500Ω·mK取100 6≤L<20(米)时ρ≤500Ω·mK取10 ρ>500Ω·mK取30 A形状校正系数如表
3、地网闭合均压水平接地体(设施居于网内)当网__S>100m2时,则 式中ρ用季节系数校正后的土壤电阻率(欧.米) R地网接地电阻(欧) S地网__(平方米) K降阻系数
1.
5. 当S≤100m2时,按不同形状水平接地体计算当形状复杂时,可分别计算,然后并联,但要考虑各接地体之间的屏蔽作用,计算调整设计方案直到总接地电阻小于要求值为止
三、降阻剂用量及施工
4、降阻剂用量(W)不考虑渗透与金属电极体积因素,只按设计尺寸进行计算 例L=100米D=
0.1米时,由 若L=100米D=
0.2米时,同理W=
4.23(吨) 所以对于垂直接地体D在
0.1-
0.2米范围,其降阻剂用量在12-
42.3公斤/米,对于水平接地体横截__DXD在
0.1m×
0.1m~
0.15m×
0.15m范围,其降阻剂用量在
13.5~
30.4公斤/米浆料调制在现场视土壤干湿程度按降阻剂水=1:
0.6~
0.8重量比拌浆待用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__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=[ρLn4L/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*[LnL2/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__的交流电源,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【摘要】 本文对低压断路器和熔断器、剩余电流动作断路器、其它方式保护的TT系统接地电阻设计与计算作了详述,并指出TT系统存在的保护问题,并对其它存在的问题做了说明是TT系统设计与技改及调研的总结 【关键词】 TT系统 接地电阻 设计 计算 系统连线、线路保护、接地电阻设计是TT系统三大主要问题本文所叙内容适用于防电击保护分类为I类的电气设备和人身电击安全电压限值交流50V、直流120V及切断故障回路时间小于或等于5或
0.4s的TT系统 由于TT系统电源有一点与地直接连接,负荷侧电气装置外露可导电部分连接的接地极和电源的接地极无电气__;当有多级保护时,各级有各自的接地极当发生单相接地故障时,短路电流通过发生故障的那一级或用电设备保护接地装置、流经大地后再通过电源接地装置才能返回到电源所以TT系统接地电阻设计与计算比较复杂和显得特别重要 1 靠短路电流切断故障电源 1 当短路电流Id≥150A时,靠短路电流切断故障回路电源的保护设备是低压断路器和熔断器在系统各级按保护要求设置了不同规格的断路器和熔断器其中找出最大一组断路器的脱扣器或熔断器的熔体电流/断路器动作或熔断器熔断电流来设计和计算接地电阻此时,可用下式进行计算 RA=1/K·RB 式中 K-计算系数,当低压配电电压为380/220V时,K=
3.4;当低压配电电压为400/230V时,K=
3.6 RA-电气设备外露可导电部分接地电阻,Ω RB-电源系统接地电阻和连接导体电阻,Ω 相电压U0=220V低压配电系统人身电击安全电压限值UL=50V时,系统故障短路Id Id=UL/RA=50/RAA 断路器脱扣/熔断器熔体额定电流In表示,取K=
3.4时,RA、RB、Id、In的计算列于表1由于我国规定RB≤4Ω,所以RB从4Ω开始计算,由表1不难看出,随着RA、RB阻值的减小,故障短路电流Id和断路器的脱扣器、熔断器的熔体电流In在增加可是当Id=150A时,对Id=5In的断路器和在5s内熔断的熔断器最大脱扣器、熔体电流In才只有30A;而对Id=10In时断路器的脱扣器和在
0.4s内切断电源的熔断器的熔体电流更小,也只有15A和16A就一个低压配电系统而言,在其上、中、下级保护中最大的额定电流只 表1 RB≤4Ω、U0=220V、UL=50V、故障电流Id和断路器、熔断器的脱扣器/熔体电流In 电源系统 接地电阻RBΩ用电设备 接地电阻RAΩ短路电流IdA
③Id=5In断 路器的脱 扣器电流InA
①Id=10In 断路器的 脱扣器电InA
①熔断器熔 体电流5SInA
②熔断器熔 体电流
0.4S InA
②
4.
01.
17642.
58.
54.
259.
445.31
3.
61.
05847.
269.
454.
7310.
55.9
3.
41.
05010511.
16.25
3.
00.
8825711.
45.
711.
47.13
2.
50.
7356813.
66.
813.
68.5
2.
00.
58885178.
51710.63
1.
70.
510020102012.5
1.
50.
44111322.
611.
322.
614.13
1.
360.
41252512.
52515.63
1.
190.
3514328.
614.
328.
615.__
1.
130.
33315030153016.67 注
①断路器脱扣器额定电流In应取系统所选用的型号相对应的标准值,应留
1.3的可靠系数,本表数据未考虑
②5s和
0.4s内动作的熔断器Id/In最小比值按《低压配电设计规范》GB50054-95取用选用熔断器熔体时应取系统所选用的型号相对应的标准值
③系统故障短路电流Id与断路器/熔短器的切断/熔断电流相同 有30A和15A及以下者甚少而且电源和用电设备外露可导电部分接地电阻值只有
1.13Ω和
0.333Ω也较难以达到曾为此提出希望断路器制造商把动作电流倍数设置为
1.
25、
1.
5、2倍等建议既是如此,断路器最大脱扣器电流只能提高到120A左右,相当于只能供≤50kW设备故仅适于低压配电系统中、下级配电线路保护更为麻烦的是电源和负荷侧电气设备接地电阻值最终还要符合计算系数K的要求,它对系统设计产生较大影响所以,选用断路器和熔断器切断短路故障回路,在低压配电TT系统中的应用受到很大限制 2 当短路电流Id>150A时,根据目前接地技术,利用自然条件、建筑物等以常规或特种方法在工程上能够较容易达到的接地电阻值为
0.35~1Ω当RA、RB各为
0.333Ω和
1.13Ω时,Id=150A而In__x=30A所以,Id>150A时,不能再设计用调整RA、RB方法加大短路电流,切断故障回路电源的TT系统下面介绍三种解决方式
①选用电击防护等级为Ⅱ级的设备 Ⅱ级设备的防护能力不仅靠基本绝缘保证外,还应加强绝缘采用双重绝缘措施这种设备不与保护导体或接地导体相连,其可靠性也不受__条件限制选用的Ⅱ级设备其基本绝缘破坏时,在其外露可导电部分不会产生危险接触电压
②绝缘检测装置 __绝缘检测装置,利用其功能在电气设备发生接地故障时可切断故障回路电源,也可以发出接地故障声光__便于维护和事故处理
③接地电压检测装置 由于TT系统中性线N在电源侧与地直接连接,与电气设备外露可导电部分是绝缘的所以,三相不平衡电压、电源电压飘移等引起的N线所带的电压,与电气设备外露可导电部分无电气联接我们利用这一特点,在末端保护__接地电压检测装置,并用其瞬时或延时切断故障回路电源,也可发出声光____动作电压的选择要根据实测的接地电阻值和上、中、下级互相配合的原则整定例如,电源和用电设备接地电阻RA=RB=4Ω时,单相接地电流为
27.5A即RA上的压降为110V,上、中、下级动作电压整定为
100、
75、50V,延时时间各整定为
0.
35、
0.
25、
0.1s等这种系统的最大缺点是只要发生故障就切断总电源开关,则扩大了停电范围 2 剩余电流断路器保护 TT系统采用自动切断故障电源保护,当发生故障时过高或危险接触电压尚未形成和造成危险之前将自动切断故障回路电源它的动作都要靠故障电流,故障电流大则它能切断的回路容量越大可是,正如上述分析,由于TT系统受到其结构限制不可能产生大的故障电流TT系统就只能靠剩余电流动作断路器切断电源,常用的剩余电流断路器动作电流IΔn有
500、
100、50__及以下,与其相对应的保护接地电阻值为
100、
500、1000Ω及以下 综上所述,TT系统接地电阻应满足; 1 系统产生足够大的故障短路电流使断路器和熔断器切断故障回路电源; 2 系统产生足够大的故障剩余电流,使剩余电流断路器切断故障回路电源; 3 用绝缘和接地电压检测装置切断故障回路电源 3 TT系统存在的其它问题 1 在TT系统中,电源系统与地直接联接之外,其余上、中、下级的所有电气设备外露可导电部分与N线是绝缘的可是,制造厂在制造TT系统用配电设备时为N线是不绝缘的而未被用户及时发现,仍然将把设备外壳进行保护接地,所以,就把N线所带电压产生的电流当作剩余电流流经接地电阻因此,回路开关一合即跳闸凡是存在这些问题的系统应认真核查该系统接线是否正确 2 TT系统的电气设备外露可导电部分的PE线应分别与接地装置连接,不能采用串接后集中接地的方式,否则可能在一个设备发生绝缘损坏故障时,使其它设备的外露导电部分带有危险电压 3 农业生产用__设备和临时用电设备接线不规范,有的没有PE线,有的把N线和PE线混接等等,致使在农忙季节事故频繁发生为使确保系统安全可靠运行,预防事故发生,应对农村电管人员和用户进行培训也是很有必要的!o2rE*z2v$L。