接地电阻应该多大才符合要求?
低压电力网的电力装置对接地电阻的要求如下:
1)低压电力网中,电力装置的接地电阻不宜超过4欧。
2)由单台容量在100KVA的变压器供电的低压电力网中,电力装置的接地电阻不宜大于10欧。
3)使用同一接地装置并联运行的变压器,总容量不超过100KVA的低压电力网中电力装置的接地电阻不宜超过10欧。
4)在土坑壤电阻率高的地区,要达到以上接地电阻值有困难时,低压电力设备的接地电阻允许提高到30欧。
接地电阻值的测量 ?
1.某单位对一联合接地网的接地电阻值进行测量,但测量结果达几百欧。根据土层的状况及施工时的监察,这个测量结果肯定是错误的,估计接地电阻测试仪有问题。于是购买一台新的接地电阻测试仪,再测量,结果亦大得不可信。
我们赶到现场,协助解决接的电阻值测量时,首先根据《实用接地技术》专辑介绍的方法(《接地的测量与检验》一文),对两台测试仪的机械零位、电气零位和灵敏度进行检查,发现两台测试仪的灵敏度全部不合格,因此不能使用。我们把随身带去的经计量局计量合格且在检定周期范围内的接地电阻测试仪,亦作上述三项检查,全部合格。我们用此测试仪对接地网进行测量,测量结果0.9Ω。
2.接地电阻测量时,常常会遇到混凝土路面,探棒无法打人,过去我们用冲击电钻,装上长柄钻,在混凝土路面上钻两个孔,把深棒插人后测量。通过学习后,在混凝土路面上不用钻孔,用铺两块钢板(250mm×250mm)的方法进行测量。
为什么可用金属板铺的混凝土路面上代替探棒插入地中呢?《接地的测量与检验》一文中,对三极法测量接地电阻值后,认为:对电流棒而言,钢板和混凝土路面之间的接触电阻会影响注人电流的量,并影响到电压探棒和接地极之间的电压值,但其比值不变(Rg=U/I),因此电流探棒的接触电阻不影响测值;电压探棒亦存在接触电阻,但此接触电阻与电压表的输人阻抗相比可忽略不计。我们对同一接地极用两种方法进行测量。探棒插入地中和钢板铺在混凝土测量的结果相同。实验证明:铺钢板可代替探棒插人地中,这给我们测量接地电阻值带来了方便。
3.接地电阻值测量时,正如专辑中指出的.若地中存在杂散电流或接地极中存在电网的漏电电流时,会给测量带来误差。在上海地铁工程施工时,在电源接地线和隧道主钢筋之间就测得直流0.7V的电压,此时列车所需的直流1500V电压尚未接人,若接入,其杂散电流肯定也会对接地电阻测量带来误差。我们在远东民航大厦面积为5000m2的联合 FU接地网作了如下试验:
选用万用表测量联合接地网的电位,我们在相距接地网20m外插人一电压探棒,用万用表电压档测量接地网引出点与电压探棒之间的电位差,不管是直流还是交流,其电压都为零,表明正在建设中的远东民航大厦接地网中不存在足以影响接地电阻的于抗电流,然后我们在相距电压探棒20m外插入一电流探棒,用ZC29型接地电阻测试仪测出接地网的接地电阻力0.25Ω。
为了了解干扰对接地电阻测量的影响,我们用另一台接地电阻测试仪作为干扰源,该测试仪的E端子接接地网的引出点,C端子接在插人地中距接地网15m的另一电流探棒上。当作为干扰源的接地电阻测试仪摇动手摇发电机的手柄时,就产生一个约3V(用万用表测得)的100Hz左右的交流电,此时用另一台接地电阻测试仪测量接地网的电阻值(正常接法),结果呈现电阻偏高,且读数不稳定的现象(1~2Ω)。我认为,读数偏高是由于接地网与电压探棒之间受两个电源电势叠加成分的影响;而读数不稳,则是由于两台测试仪手摇发电机转速不同步所致。这一试验告诉我们,测量接地极电阻值前,首先要检查接地极中是否存在干扰源,测量时,若读数不稳定要检查原因。
4.对联合接地网,一旦投入使用后,要复测接地一电阻值,往往会遇到无法停电的困难。只要电源投人使用,线路中要避免漏电是不可能的,因为即使线路绝缘再高,仍会产生漏电(包括线地间的容性电流),此漏电电流就会流人接地网中,就会对测量造成误差、因此不断电用ZC29型接地电阻测试仪测量接地电阻是没有实际意义的。
对联合接地网,有人强调要做防雷接地测试点。这不仅会破坏外墙的完整性,且无实际意义。因为联合接地网(例商务楼)投人使用后不准停电,又由于工原载:《电世界》1997年第8期作接地和防雷接地是同一接地网,有了工作接地断接卡就不必再做防雷接地测试点了。
5.关于探棒(极)间的距离对测量结果的影响问题,我们曾通过对远东民航大厦接地网采用几种探棒位置不同的方案进行测试。先采用常规的方法,即接地网(E极)、电压探棒(P极)与电流探棒(C极)分布在一直线上,相互间的距离E、P为20m,E、C为40m,测得一个阻值。然后在此基础上,分别移动探棒进行复测。第一次保持P极上极间距20m,将C极延伸至距P极40m;第二次保持E极、C极间距60m,将P极延伸至距E极30m;第三次在常规距离下,将C极横向移动20m;第四次在常规距离下,将P极横向移动10m。上述各次所测结果,几乎没有什么变化。由于ZC29本身精度不高(5%),因此,读数与实际阻值的误差也可忽略不计。至于探棒间距小于常规值时,由《接地的测量与检验》一文中表2可知,其测量误差将随探棒与接地极之间的距离减小而增加,施工中必须予以充分注意
降低接地装置接地电阻的措施 ?
接地装置能否符合规程要求,主要指标为接地电阻。接地电阻实际是两部分电阻之和,一部分是接地体金属物的电阻,另一部分是整个大地的电阻也称流散电阻。由于金属接地体的电阻很小,因此接地电阻主要决定于流散电阻的大小。流散电阻主要由接地装置的结构和土壤电阻率决定,土壤的电阻率越低,流散电阻也就越低。一些地区土壤电阻率较大,致使接地电阻值超出规程要求。为有效降低克拉玛依地区接地电阻,通过近10年来我们在该地区工作中的不断探索研究,总结出一些有效降低接地电阻的措施。
接地系统技术要求和计算方法
1 接地系统的技术要求
a)需接地的设备容量越大,接地电阻应越小。
b)需接地的设备越重要,接地电阻应越小。
c)需接地设备工作性质不同,接地电阻要求也不同。
d)设备数量越多或价值越大,要求接地电阻越小。
e)几台设备共同的接地装置,接地电阻应以接地要求最高的一台设备为标准。
原则上接地电阻越小越好,但施工中应考虑经济合理的原则,部分接地装置的技术规范见表1。
2 接地电阻计算方法
为了达到技术规范要求中的接地电阻值,在设计、制作接地装置时可采用理论与实际相接合的原则,利用经验公式计算出接地电阻值。
a)人工接地电阻的计算方式:单根垂直接地体的接地电阻公式:RE(1)≈ρ/L,其中ρ表示土壤电阻率(Ω·m),L表示接地体的长度(m),RE(1)表示单根垂直接地体的电阻(Ω)。
b)多根垂直接地的接地电阻公式:RE≈RE(1)/nη其中n表示n支接地体,η表示利用系数,RE大小主要由接地体的距离、长度、数目决定,利用系数可在防雷技术规程汇编中查找。
c)环形接地网接地电阻公式RE≈0.6ρ/A1/2, ρ表示土壤电阻率(Ω·m),A表示环网接地带所包围的面积(m2)
在确定接地装置施工方案时,施工人员首先要测出施工地点土壤电阻率,再利用上述3个经验公式计算出接地电阻值,依据计算出的电阻值结果。确定最终的施工方案,通过计算使施工方案的合理性、有效性大大提高,便于施工成本降低。
有效降低接地电阻的措施
克拉玛依地区的土壤电阻率一般为1000~400Ω·m,为有效降低接地电阻,通过我们在该地区多年施工情况来看,可以从以下几个方面考虑:
1 从接地装置的材料选用方面考虑
接地材料一般选用结构钢制成。必须对材料进行检查,材料不应存在严重的锈蚀、厚薄或粗细不均匀等现象。垂直安装的接地体通常用角钢或钢管制成,虽然角钢制成的接地体在散流效果方面比钢管差一点,但施工难度小、成本低,所以现场安装一般采用角钢。规范中要求的比较理想的为50mm×50mm×5mm的镀锌角钢,但由于当地一些地方的土壤腐蚀性严重,逐渐改用63mm×63mm×6mm的镀锌角钢,实践中证明其防腐效果较好。在施工过程中发现,有些单位采购来的镀锌角钢或扁钢虽然都是电镀的,但是防腐效果较差,引起接地电阻增大,对这些地区建议采用热镀锌材料。
2 从人工接地体的安装形式方面考虑
对于垂直接地体的埋设安装,要求接地体与土壤必须保持有效的接触,因此要求接地极的埋设深度在2~3m左右比较合适,埋土深度太浅、太深对减少流散电阻效果均不明显。同时,接地体与接地体的间距为接地极的2倍是比较合理的,可减少屏蔽效应而造成的接地装置利用率下降的问题。垂直安装的接地体应采用角钢或钢管制成,角钢制成的接地体在散流效果方面虽比钢差一点,但施工较为容易。为了减少建筑物的接触电压,接地与建筑物的基础间应保持不小于1.5m的水平距离,一般最好取2~3m。
3 从人工处理换土法方面考虑
为了降低接地电阻,过去我们常采用外引接地方法,即使电气装置的土壤电阻率较低(克拉玛依地区的土壤电阻率一般为1000~400Ω·m),但实际效果也并不理想。或者采用增加接地体的方法,但效果不太好,而且材料的消耗比较大。在实践中采用了人工处理换土法,效果较好。我们在新疆油田采油三厂五二西区采用了此方法。通过在接地体周围土壤中加入煤渣、木炭、碳墨或炉黑等,以提高接地体周围土壤的导电率,同时将氧化铜等溶液浇在接地体周围,对降低土壤电阻率起到较好效果。但对环境有一定程度污染。
在克拉玛依石西油田临时接地采用的方法是在接地体周围0.5m及接地体埋深1/3处挖一个坑,然后将盐和木炭灰一层隔一层地依次填入坑内,每层盐的厚度1~2cm,并将盐用水湿润,最上层用土覆盖。采用上述方法,也能提高接地体周围土壤的导电率,达到降低接地电阻的目的,满足设计要求。在无材料的时候,我们采取了换土的方法,挖一个2~3m的坑,将黑土代替电阻较高的土壤。
4 采用降阻剂法
降阻剂表面有活性剂,粒度较细,吸水后施用于接地体与土壤间,能够使金属与土壤紧密地接触,形成足够大的电流流通面,有效减小接地电阻;另一方面,它能向周围土壤渗透,降低周围土壤电阻率,在接地体周围形成一个变化平缓的低电阻率区域。现在国内使用较多的是成都富兰克林-民生的降阻剂,这种降阻剂是一种良好的导体,降阻效果显著,性能稳定,使用周期长,无腐蚀性。
结束语
正确掌握降低接地电阻的施工方法,无论是对生产、储存设施的安全运行,还是建筑物的防雷都是必要的,只有当接地电阻值降到规范要求以内,各种接地措施才能成为防止间接接触电击的有效安全技术措施。


