浅析高压试验大厅接地系统设计

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1、浅析高压试验大厅接地系统设计摘要接地系统设计是高压试验大厅设计中非常重要的组成部分，本文就高压试验大厅接地系统设计中接地电阻计算、接地措施、接地系统对屏蔽效能影响等几个重要问题进行了介绍并进行初步的分析。关键词高压试验大厅接地系统设计1.前言接地系统是高压试验大厅的重要组成部分，它除了满足常规工作接地与保护接地的需求外，对于保证测量用仪器仪表的可靠性和准确性、预防低压控制接线在冲击试验时遭受过电压危害、消除其他试验设备运行受冲击试验的影响都起着至关重要的作用。良好的接地系统还可以降低来自外部的电磁波干扰水平，提高高压试验大厅的

2、屏蔽效能。因此，对于高压试验大厅接地系统的设计，要引起设计人员的足够重视。接地电阻计算、接地措施、接地系统对屏蔽效能影响是高压试验大厅接地系统设计中必须考虑的几个问题，本文就上述问题进行了介绍与分析，并根据工程设计实际对高压试验大厅接地系统设计提出初步的观点。2.高压试验大厅接地系统的重要性接地是指通过可靠的金属引线，将设备外壳或其他需要接地的部分连接到接地装置上去。接地从功能上分为工作接地和保护接地，前者是为了保证系统电位的稳定性，保证设备正常工作；后者是为了减少和消除由于绝缘不良而使金属外壳带电时造成的电击危险，或消除感应

3、电产生的触电危险。高压试验大厅的接地不同于电力系统等户外设施的接地，对高压试验大厅来说，良好的接地系统除了能起到均压、固定电位的作用外，其重要性主要体现在以下几方面：（1）保证测量用仪器仪表的可靠性和准确性；（2）防止冲击试验的冲击波在低压控制回路或其他试验设备上产生过电压；（3）降低来自外部的电磁波干扰水平，提高高压试验大厅的屏蔽效能；（4）为局部放电提供最短、最有利的放电途径；（5）为冲击试验提供一点接地的途径；（6）为工频试验提供稳定、可靠的接地；（7）对试验室人身安全提供可靠的等电位。3.接地电阻的计算根据电力行业标准

4、DL560‐1995《电业安全工作规程（高压试验室部分）》第1.4.1条规定，“高压试验室（场）必须有良好的接地系统，以保证高压试验的测量准确度和人身安全。接地电阻不超过0.5Ω。”一般来说，如果没有特殊要求，接地电阻应按在此标准规定基础上进行计算。埋设电极的土壤和岩石的电阻率，是限制对地低电阻接触的基本因素，一个大地电极分系统的对地电阻，通常可以用下列电阻基本公式计算。R=ρl/S=V/I（1）式中：ρ——导电材料的电阻率（Ω·m）；l——大地中电流流动的通路长度（m）；2S——导电通路的截面积（m）；I——流入电极的电流（

5、A）；V——相对于无限远的点所测得的电极电压（V）。电阻率随着土壤类型的不同会发生很大变化。因此，在大地电极附近有电位的场地，设计者需要把土壤的类型分类，并根据标准中相应资料查询对应的电阻率。但是，由于实际场地并非总是可以确切地查明土壤类型的。并且，由于土壤有相当的不均匀性，查表估计的电阻率很容易偏离2~3个数量级，因此，当估计的电阻率不能满足设计要求的精度时，精确地确定土壤电阻率的唯一办法是进行实地测量。测定土壤最常用的现场方法是：在给定体积的土壤内注入已知电流，然后测量此电流流过土壤时产生的压降，并根据（1）的修正公式来确

6、定土壤电阻率。具体测定时，通常采用的方法有单电极法与四电极法，其原理在GJBZ25‐1991《电子设备和设施的接地、搭接和屏蔽设计指南》中有详细介绍。在估计/测定土壤电阻率的基础上，对于不同的接地极，可根据不同公式进行接地电阻的计算，垂直接地极的接地电阻计算公式如下：R=ρln(4l/d)/2πl（2）水平接地极的接地电阻计算公式如下：2R=ρ[ln(l/hd)+A]/2πl（3）复合接地极的接地电阻估算公式如下：Rn=ρ/4r+ρ/l（4）（2）、（3）、（4）式中：ρ——土壤电阻率（Ω·m）;d——接地极等效直径（m）；h

7、——埋设深度（m）；l——接地极长度（m）；A——形状系数；2S——接地网的水平投影面积（m）；R——与S等值的圆的半径（m）。可以看出，要降低垂直接地极的接地电阻值，必须加长垂直接地极的长度；要降低水平接地极的接地电阻，必须加长水平接地极的长度或加大接地网的水平投影面积；要降低复合接地极的接地电阻，必须加大接地网的水平投影面积及加长垂直接地极的长度。但是，在实际工程实践中，不可能无限增加金属材料，同时，随着材料增加，对接地电阻的改善程度也会下降。因此，如何以最经济合理的接地方式达到理想的接地要求，是设计时必须认真考虑的问题。

8、为此，需要对高压试验大厅的各种接地措施进行分析与比较。4.高压试验大厅的接地措施可以采用多根垂直接地极以降低接地电阻，然而，由于电极间的相互影响，如果两根或两根以上的电极间隔很近，则没有一根能获得其总的有效电阻，N根电极并联所获得的电阻也不能成为一根电极电阻的1/N。因此，采