非金属接地模块在防雷接地中的应用

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1、.非金属接地模块在防雷接地中的应用胡鹏南京信息工程大学南京210044【摘要】本文以现行国家防雷标准为依据，从中光公司的高效接地模块入手，通过对这种非金属接地模块的成分，制作方法和用途的分析介绍，对用接地模块做防雷接地作了初步的探讨。指出了在高土壤电阻率的环境使用这种模块接地的优越性。【关键词】接地模块雷电防护土壤电阻率高效1．引言随着我国经济的快速发展，城市的综合灾害防御规划与城市的建设规划共同进行已成为各地政府规划城市建设的主要内容之一。近年来雷电灾害事故频繁发生，直接威胁到人群和建筑物的安全。因此雷电防护对人们的日常生活是重要的，而作为雷电防护的核心，接地一直是防雷工程中的重中之重

2、，接地的好坏，直接关系到整个工程的质量优劣。因而加强对接地技术的研究，对整个防雷事业的发展具有非常的意义。2．接地、接地装置电气设备的某部分与大地之间作良好的电气连接，称为接地。与大地直接接触的金属物体，称为接地体或接地极。连接接地体与设备接地部分的导线，称为接地线。接地体与接地线组成接地装置。为了达到接地的目的，人为地埋入地中的金属件如钢管、角钢、扁钢、圆钢等称为人工接地体；兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属井管、钢筋混凝土建筑构筑物的基础、金属管道和设备等称为自然接地体。接地装置可以使用自然接地体或人工接地体[1]。接地是雷电防护最重要的技术措施之一，接地不好将阻碍雷电

3、流泄放入地，造成地电位反击而损坏设备。人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.5m，宜敷设在冻土层以下。水平接地体应挖沟埋设，钢质垂直接地体宜直接打入地沟内，其间距不宜小于其长度的2倍并均匀布置，铜质和石墨材料接地体宜挖坑埋设。接地体埋设在较深的土层中，能接触到良导电性的土壤，其释放电流的效果当然好，接地体埋得愈深。土壤的湿度和温度的变化就愈小，接地电阻愈稳定。在均匀土壤电阻率的情况，埋得太深对降低接地电阻值不显著。实际上，一般不小于0.5—0.8m....，这一深度既能避免接地装置遭受机械损坏，同时也减小气候对接地电阻值的影响。IEC防雷技术规定（IEC1024），外部环形接地体最好是

4、埋深不小于0.5m。GB50057—94也规定不应小于0.5m。本规范还规定在冻土层以下，因为我国零下400C的地区很多，如果接地装置埋深不够，很容易因土地冻裂将接地体拉断且不易被人发现，夏季雷雨天气到来，容易发生更大危险。水平接地体应挖沟埋设，钢质垂直接地体宜打入地沟内，其间距不宜小于其长度的2倍并均匀布置，铜质和石墨材料接地体宜挖坑埋设。这都是目前国内接地工程的基本作法。实践证实，这些规定和要求，既便于施工，又能取得较好的泄流效果。当接地装置由多根水平或垂直接地体组成时，为了减少相邻接地体的屏蔽作用，接地体的间距规定为5m，此时，相应的利用系数较高，约为0.75—0.85。当接地装置

5、的敷设场所受限制时，上述距离可以根据实际情况适当减小一些，但一般不应小于接地体的长度[3]。3．接地电阻有故障电流经接地体成半球形向大地散流，接地装置的散流电阻称为接地电阻。接地装置的接地电阻通常由三部分组成：第一部分是：接地体本身的电阻，通常接地电极都是金属做成的，这部分的电阻只占总接地电阻的1％-2％，是可以忽略的部分。第二部分是：接地电极与土壤接触部分的接触电阻，在一般土壤中这部分占总接地电阻值的10％-60％。第三部分是：电流经接地极流入土壤后散流时的电阻，这部分散流电阻由土壤率决定。很明显，电极与土壤的接触电阻与其接触面积成反比关系。但是接地体的接地电阻应该是接触面的接触电阻加

6、上散流电阻，所以接地体的接地电阻与接触界面的面积是成减函数关系的[2]。因此，垂直接地体坑内、水平接地体沟内宜用低电阻率土壤回填并分层夯实。要用低电阻率土壤回填坑沟内的目的是有利于泄放入地电流。土壤导电的特性是离子导电，在工程上常用电阻率代替电导率来表示。土壤电阻率低表示导电性能好，如粘性土，易于泄放入地电流；土壤电阻率高表示导电性能差，如沙石类土，易致入地电流泄放不畅，其后果必然会影响接地电阻值的变化。因此，应采用低电阻率土壤回填。回填土分层夯实，能增加密实度，降低填土的电阻率。一般而言，松散状态的土，颗粒之间的接地电阻较大，反映电阻率的增高；密实状态的土，颗粒之间的接地电阻较小，反映

7、电阻率的降低。《接地技术》（曾永林著）介绍的例子：当粘土的含水量为10%，温度不变，压强由1.96kpa（0.02kgf/cm2）增大到19.6kpa（0.02kgf/cm2）时，电阻率可下降到原来的65%，接地电阻也将会跟着下降。因此，并将回填于接地体周围的土壤夯实致密。4．接地体的泄流特性冲击电流下接地体的泄流特性（1）....在雷击冲击电流作用下，接地装置向土壤泄放的电流密度，形如半球状，其电流密度为δ时，则产生的电场强度En