接地電阻的計(jì)算與測(cè)量
路燈設(shè)施的接地保護(hù)事關(guān)國家財(cái)產(chǎn)和人民生命安全的大事.為做好接地保護(hù)并有效地設(shè)置接地電阻,必須正確計(jì)算和測(cè)量接地電阻.
理論上,接地電阻越小,接觸電壓和跨步電壓就越低,對(duì)人身越安全.但要求接地電阻越小,則人工接地裝置的投資也就越大,而且在土壤電阻率較高的地區(qū)不易做到.在實(shí)踐中,可利用埋設(shè)在地下的各種金屬管道(易燃體管道除外)和電纜金屬外皮以及建筑物的地下金屬結(jié)構(gòu)等作為自然接地體.由于人工接地裝置與自然接地體是并聯(lián)關(guān)系,從而可減小人工接地裝置的接地電阻,減少工程投資.
一、接地電阻值的規(guī)定
在1000V以下中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中,接地電阻Rd應(yīng)小于或等于4Ω,重復(fù)接地電阻應(yīng)小于或等于10Ω.而電壓1000V以下的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中,一般規(guī)定接地電阻R為4Ω.因此,根據(jù)實(shí)際安裝經(jīng)驗(yàn),在路燈照明系統(tǒng)中接地電阻Rd應(yīng)小于或等于4Ω.
二、人工接地裝置接地電阻的計(jì)算
人工接地裝置常用的有垂直埋設(shè)的接地體、水平埋設(shè)的接地體以及復(fù)合接地體等.此外,接地電阻大小還與接地體形狀有關(guān),在路燈施工應(yīng)用中,通常使用垂直、水平接地體,這里只簡(jiǎn)要介紹上述兩種接地電阻的計(jì)算.
1、垂直埋設(shè)接地體的散流電阻
垂直埋設(shè)的接地體多用直徑為50mm,長(zhǎng)度2-2．5m的鐵管或圓鋼,其每根接地電阻可按下式求得:Rgo＝[ρLn(4L/d)]/2πL式中:ρ—土壤電阻率(Ω/cm)；L—接地體長(zhǎng)度(cm)；d—接地鐵管或圓鋼的直徑(cm)，為防止氣候?qū)拥仉娮柚档挠绊?一般將鐵管頂端埋設(shè)在地下0．5-0．8m深處.若垂直接地體采用角鋼或扁鋼(見圖1),其等效直徑為: 等邊角鋼 d＝0．84b，扁鋼 d＝0．5b
為達(dá)到所要求的接地電阻值,往往需埋設(shè)多根垂直接體,排列成行或成環(huán)形,而且相鄰接地體之間距離一般取接地體長(zhǎng)度的1-3倍,以便平坦分布接地體的電位和有利施工.這樣,電流流入每根接地體時(shí),由于相鄰接地體之間的磁場(chǎng)作用而阻止電流擴(kuò)散,即等效增加了每根接地體的電阻值,因而接地體的合成電阻值并不等于各個(gè)單根接地體流散電阻的并聯(lián)值,而相差一個(gè)利用系數(shù),于是接地體合成電阻為Rg＝Rgo/(ηL*n)式中,Rgo—單根垂直接地體的接地電阻(Ω);ηL—接地體的利用系數(shù);n—垂直接地體的并聯(lián)根數(shù).接地體的利用系數(shù)與相鄰接地體之間的距離a和接地體的長(zhǎng)度L的比值有關(guān),a/L值越小,利用系數(shù)就越小,則散流電阻就越大.在實(shí)際施工中,接地體數(shù)量不超過10根,取a/L＝3,那么接地體排列成行時(shí),ηL在0．9-0．95之間;接地體排列成環(huán)形時(shí),ηL約為0．8.
2、水平埋設(shè)接地體的散流電阻
一般水平埋設(shè)接地體采用扁鋼、角鋼或圓鋼等制成,其人工接地電阻按下式求得:
Rsp＝(ρ/2πL)*[Ln(L2/dh)+A]
式中,L—水平接地體總長(zhǎng)度(cm);
h—接地體埋沒深度(cm);
A—水平接地體結(jié)構(gòu)型式的修正系數(shù)
三、接地電阻的測(cè)定
接地電阻的測(cè)定有多種方法,如利用接地電阻測(cè)量?jī)x、電流-電壓表法等,其基本方法是測(cè)出被接地體至“地”電位之間的電壓和流過被測(cè)接地體的電流,而后算出電阻值.
為電流-電壓表法的原理圖.其中A、B為長(zhǎng)約1m、直徑為50mm的臨時(shí)檢測(cè)用的輔助鋼管,打入地中位置必須距被測(cè)接地裝置在20m以上,A、B間距也應(yīng)保持在20m以上.一般采用一根鋼管作為輔助極即可達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)量的目的.
將電壓表和電流表的讀數(shù)分別記下,并列出下式
RdA＝Rd+Rn＝U1/I1
RdB＝Rd+RB＝U2/I2
RAB＝RA+RB＝U3/I3
