任意形状复合接地

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1、fl、’广西电力建设科技信息1999年第4期(总89期)任意形状复合接地网接地电阻的计算王洪泽TH1sT门86Z(广西电力工业局南宁市53~023)摘要我国电力行业标准(交流电气装置的接地)给出了任意形状接地网的接地电阻计算公式。从原理上看，它只适用于计算水平接地网(无垂直接地援)的接地电阻。此文吼该公式为基本数学模型，引人修正系数，并通过计算机数值模拟，归纳出任意形状复合接地同(有垂懿关键词：垂直接地援接地网接地电阻⋯计算公式^——水平接地极的埋没深度，m：1引言——水平接地网的外缘边线总长度，m厶9——冰平接地极的总长度，ITI。我国1998年实施的电力行业标准‘交式(1)是以文献2给出

2、的公式为基流电气装置的接地)所推荐的任意形状接地准，加入形状修正系数∞而得出的u3．。文网的接地电阻计算公式如下[1】：献2推导凡公式的假设条件是：无垂直接凡=1地极，亦郎Re公式只适用于计算水平接地网的接地电阻。因此，从原理上说，公式c，-o-z(1)也只B适用于水平接地网(无垂直接地足=0_2l3嚣(1++矗(一极)的场合。当以水平接地极为主而垂直接地极总长度所占水平接地极总长度的比例很5s)小时，亦即垂直接地极对降低接地网接地电B1=——————：——阻的作用很小时，用式(1)近似地计算复1+4．6√S合接地网的接地电阻也是可以的。式中疋——任意形状边缘闭合接地网的接但是，随着电气设备

3、的小型化和城市中地电阻，n：心高压变电站的发展，由于征地困难，变电匝——等值(即等面积、等水平接地站可占用的面积也越来越小，靠水平接地网极总长度)方形接地网的接地电达到所要求的接地电阻值比较困难．且限于阻，n：环境又很难施行引外接地以降低接地电阻。p——土壤电阻率，t'l，m：因此，设计人员力图加长垂直接地极以降低s——接地网的总面积，m2：接地电阻、接地电位、接触电位差和跨步电d——冰平接地板的直径或等效直径，m位差。在这种情况下用公式(1)计算复合】1999年第4期(总89期)广西电力建设科技信息接地网的接地电阻就会产生很大的计算误L=L+aiLti+cn差。其中，和Lee分别为接地网内

4、部和外缘边线上的垂直接地极总长度；和为2拓展的公式相应的电流密度系数。这里，我们取==l。即假设水平和垂直接地极的电流密度我们的任务是拓展公式(1)的适用范相同。围。在式(1)的基础上，我们从物理概念出发，引入修正系数，并应用计算机数值模3公式(2)的验证计算举例拟，归纳出任意形状复合接地网的接地电阻计算公式：应当指出：在以下的计算中，当用式=1(2)(1)计算复合接地网的接地电阻时，都按文献5的方法，用“厶+”取代式(1)中(3-0．2)等的。其中为垂直接地极的总长度。这=样处理才不会过分夸大式(1)的计算误差。詈(1+8)+(如一3．1与矩量法数值计算结果比较5B)图1复合接地网的参数：

5、=20m×：———20m，厶=120m，d=0．02m，h=0．5m：垂1+4．64S直接地极：l=10m，dn=0．02m，总根数式中——任意形状边缘闭合的复合接地n0：4～9根．p=100Y~·m网的接地电阻，n：．——等值(即等面积、等水平接地田田田田极总长度)方形复合接地网的fa)【b)(c)(d1接地电阻，n_图1复台接地网P——土壤电阻率，n·：Y·L·Chow等人用矩量法数值计算程序对图1的复合接地阿的接地电阻作了计s——水平接地网的总面积，：d——水平接地极的直径或等效直径，m：算_6_，结果列人表1中。我们用公式(1)和(2)计算的接地电阻值也列人表1中。^——水平接地极的

6、埋没深度，m：表1图1复合接地网的接地电阻L0——水平接地网的外缘边线总长度，m：￡——接地极的总长度，m：L=L6+Lc：——水平接地极的总长度，m：￡——垂直接地极的总长度，m：——对L的比值：k：VL：——单根垂直接地极的平均长度，m。当l=0即水平接地网时，因=0，则注：R值引自文献6。有L=Ls，故有k=1。在这种情况下．公从表1可见：式(1)的计算误差为式(2)导向公式(1)。18．4％～29．4％；式(2)的计算误差为须指出：严格地说，￡的表达式应为L4J：1．0％一7．91％。广西电力建设科技信息1999年第4期(总89期)顺便指出：当l10=0亦即l=0时，图l(0100m

7、)复合接地网的接地电阻。其结果见变为水平接地网。文献6用矩量法求出的接表2m地电阻=2．55n。我们用式(1)和(2)求出的接地电阻为2．51n，计算误差为一1．18％。3．2与边界元法数值计算结果比较图2复合接地网的参数：S=40m×40m，=3m，Li=240m，=0．02m，单根垂直接地极的长度为(m)=0．02m，P=11270·m．求变化时圈2表2f变化时复合接地网的接地电阻注：边界元法计算值见引自