防雷工程中的接地电阻分析
时间:2025-05-01
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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、火箭等较大的移动体,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,对于安装有电子系统或高火险建筑物以及在裸露坚硬岩石地区,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,取得更加稳定的信号参考点。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;空间干扰信号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)。
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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
/√A σ
值(参考): 土壤类别
Ω.m
较湿时
黑土、田园土 50
30~100
粘土
60
30~100
砂质粘土、可耕地
100
30~300
黄土
200
100~200
含砂粘土、砂土
300
100~100
较干时
50~300
50~300
80~1000
250
>1000
多石土壤
400
砂、砂砾 100
接地体及接地线的最小尺寸规格
类别
材料及使用场所
圆钢
角钢
接地体
钢管
扁钢
圆钢
接地线
扁钢
250~1000 1000~2500
最小尺寸
直径10mm
厚度4mm
壁厚3.5mm
截面 48mm2 厚度
4mm
室内
直径6mm
室外 直径8mm
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 10 20
1
30
0.52~0.58
0.44~0.50
0.61~0.66
0.41~0.47
2
0.66~0.71
0.58~0.63 …… 此处隐藏:9608字,全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……