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1、接地网电阻计算公式三维方法设计变电站的接地电阻陈光辉1江建武2（1深圳市长科防雷技术有限公司，深圳）（2深圳供电局变电部，深圳）【摘要】用三维方法设计变电站的接地电阻，可使接地电阻比传统设计更加准确,结合现有国内外接地新材料.新技术,新工艺,可使变电站接地网接地电阻达到最佳效果【关键词】三维地网设计、新材料,新工艺施工。前言目前，由于征地等原因，变电所的占地面积越来越小，有的GIS室内型110kV变电站占地面积仅有1500m2，且大部分建在山上，这些地方往往电阻率很高，欲在这样的地方不扩网、不外引，
2、在原地使其工频接地电阻达到规程要求标准，用常规方法很难实现。我公司在实践过程中，采用三维方法设计，即A-T-N方案，成功解决了土壤电阻率300Ωm，占地面积为5000m2情况下的接地电阻R≤0.5Ω的国家规定标准。1A方案用常规的方法实现工频接接地电阻RA，主要是用于解决地网的电位分布均匀,均衡最大值下的冲击电压，以及降低水平网的工频接地电阻，它可以利用工地的自然接地体，如建筑物、自来水管等来完成网格式接地网的接地电阻,它是在不扩网、不外引、不使用任何降阻剂的情况下计算出的工频接地阻抗值,计算公式采
3、用部颁《交流电气装置的接地》[1]有关规定的公式进行。aeRaR1=（1）013ln00.2LSSLa????????=−（2）?????=++?−BhdSLBSRe59ln20.213(1)πρρ（3）ShB14.61+=（4）式中：Ra—任意形状边缘闭合接地网的接地电阻（Ω）；Re—等值（即等面积、等水平接地极总长度）方形接地网的接地电阻（Ω）；S—接地网的总面积（m2）；d—水平接地极的直径或等效直径（m）；h—水平接地极的埋设深度（m）；LO—-接地网的外缘边线总长度（m）；L—水平接地极的
4、总长度（m）。简化后的计算方法：SRa′=0.5ρ（5）式中：ρ—土壤电阻率（Ωm）；S—地网面积（m2）。上式公式中，aR和土壤电阻率ρ成正比，和地网占地面积S成反比。如果取p=300Ωm，欲达到R=0.5Ω面积S则必须达到90000m2。在正方型接地网中,当网格数超过16个时，基本（1）式=（5）式；当网格数少于16个时，aR＞R′a。日本川漱太朗公式为：??????+−′=11122KAKLalLLRπnρ（6）式中：L—水平接地极总长度（m）；a'=2rt；r—接地体的半径（m）；t—埋设深
5、度（m）；A—接地网总面积（m2）；K1、K2—系数，见图1。图1K1、K2系数A:t≈0时；B：t≈10A时；C：t≈6A时举例说明：ρ=100Ωm，接地线半径r=0.0035m，埋设深度h=0.5m。参数：网状电极边长a=b=150m，网状间隔m=30m，网格孔数n=25，L全长1800m,面积A=22500m2。计算数值见表1。表1我国公式与日本公式计算结果公式我国公式Ra日本公式Ra结果0.33598Ω0.384496Ω我国公式比日本公式计算出来偏小，两者误差在14%，实际上，测出的接地电阻
6、可能大些，因为该公式不考虑接触系数，设计时，应乘以接触系数K。垂直接地体的作用：在网状接地体打上很多2.5m深的角钢,降阻效果很不明显,在电力接地系统接地技术一文中，用（7）式计算短接地体的降阻效果:bbababRRR2212253412sin−−=−−−π（7）式中：b—园盘的半径（m）；a—园盘的厚度(m)。根据计算,在大中型地网中,垂直接地体对降低接地电阻所起的作用很小，只有2%～8%，见表2。表2大中型地网中2.5m长的垂直接地体对降低接地电阻所起的作用接地网面积m2100007225648
7、02500900中国公式计算2.8%3%3.2%5.7%8%实际试验3%可见，2.5m长的垂直接地体对整个地网降低作用很小,但对于小的地网还是有些效果。(实际试验是在高明禄堂变电站的现场试验结果)2T方案T方案包括以下三种方式:扩网、外引接地网及敷设降阻剂等方法来实现工频接地电阻TR。此文对扩网和外引接地网降低工频接地电阻方法暂不叙述。只谈用降阻剂的方法来降低接地电阻。目前我国生产的降阻剂品种很多,但基本上分为两种类型。化学型降阻剂和物理型降阻剂。2.1化学降阻剂它是慢渗透型、强渗透型离子流降阻剂。
8、前一时期多采用食盐、木炭、近年来采用氧化钠、硫酸镁、硫酸铜、氯化镁、氯化钙、硫酸铵、硫酸钾等导电材料，加上硅酸盐水泥、生石灰等无机物和沥青材料，铬木质素等有机物，在引发剂的作用下发生聚合反应，生成具有网状分子结构的高分子共聚物，它靠包围于高分子网络中的电解质导电。其主要降阻作用是改善接地体周围的土壤条件,降低土壤电阻率。2.2物理性降阻剂他包含澎润土降阻剂，导电混凝土、石墨模块等，受气候因素影响小,不分解于水,不与金属生成化合物,性能稳定,有效期40年以上。主要用扩大
