毕业论文-发变电站接地安全设计(6)

垂直接地体的总长度为宜，此外，还应重视各种自然接地体(如水电厂的钢筋混凝土基等)的利用。

接地网导体的总长，可按下式估算：

在式中，第二项括号内的因子相乘次数比包括交叉连接线在内的主接线地网内平行导体的根数少 2；Ki 为不均匀修正系数没考虑接地网不同部分接地电流的不均匀性，尼曼建议Ki 值为 1.2~1.3，对土壤电阻率不均匀的情况，Ki 可取得更大一些；ρ为人体双脚下的土壤电阻率(?·m)；t 为点击最大持续时间(s)。

知道接地网导体总长，地网的长和宽以及选择好导体间的间距就容易对地网进行布 置。

第4章 降低接地电阻的方法

4.1 扩大地网面积

众所周知，接地装置的接地电阻主要由接地体的几何尺寸和土壤电阻率确定，要在大 范围内靠降低土壤电阻率的方法来降低接地电阻，无论在技术上还是在经济上都是不合理的，所以增大接地体的尺寸是行之有效的方法。

众所周知，接地装置的接地电阻主要由接地体的几何尺寸和土壤电阻率确定，要在大 范围内靠降低土壤电阻率的方法来降低接地电阻，无论在技术上还是在经济上都是不合理的，所以增大接地体的尺寸是行之有效的方法。

根据静电场基本理论，可以直接推导出接地体接地电阻的计算公式(2-9)，即

我们可以看出，接地电阻的大小与接地体对无穷远处的电容成反比，增大接地体的面积，可以增大接地体的电容，降低接地电阻。

我们在前面讲述中，得接地网接地电阻的公式

式中 L 为接地极的总长度(包括水平与垂直的)，m；A 为接地网的面积，m2。 从上式可以看出，发变电站接地网的接地电阻与接地网面积的平方根成反比，接地网 面积越大，其接地电阻也就越低。无疑增大发变电站接地网的面积是降低其接地电阻的一种行之有交的方法。

但是，仅用增大地网面积来降低接地电阻，对一些简单接地体和输电线路杆塔接地装 置效果较好，对于发电厂、变电站的接地网，虽然增大地网尺寸能够使接地电阻值减小， 但在高土壤电阻率地区或者发电厂、变电站场地非常昂贵的地区，会增加变电站建设的不少投资，甚至受场地的限制根本无法实现，因此，在使用这种方法时，必须进行技术经济比较。

4.2 增加接地网的埋设深度

接地体的埋设深度对于水平接地体(包括地网)是指接地体到地表面的距离，而对于垂 直接地体来说是指垂直接地上端到地表面的距离。从本质上讲，增加接地体的埋深，使接 地体离地面的距离增加，从面增大了接地体在土壤中的散流面积、起到减小接地电阻的作用。对于发变电站接地网一般都是矩形或方形布置。

如果地下较深处的土壤或水的电阻率较低时，可采用深埋接地极的方法来降低接地电 阻。对含砂土壤采用此法效果尤为明显。据有关资料记载，在3m深处的土壤电阻率为100%，4m深处为75%，5m深处为60%，6.5m深处为50%，9m深处为20%。

这种方法的特点是，可以不用考虑土壤冻结和干枯所增加的电阻率，但施工困难，要挖的土方量大，造价也相对较高，在岩石地区更难实现。

4.3 用自然体接地

自然接地体包括建筑物钢筋混凝土基础的钢骨架、水电站进水口拦污栅、闸门、引水管等。对于这样一些自然接地体，由于它们本身具有较低的接地电阻，因此在设计发变电 站地网时，应充分地考虑利用这些自然接地体与主网相连，以达到降低地网接地电阻的目的，特别是在水电站，利用自然接地体，其降阻效果就更为明显，并且不需要增加多少投资。所以，充分地利用自然接地体来降低接地电阻，不仅在技术上容易实现，而且有较好的技术经济效益。

4.4 引外接地

引外接地是指将发变电站主接地网与其区域以外某一低土壤电阻率区域敷设的辅助 接地网相连的方法，以达到降低整个接地系统接地电阻的目的。应当注意，在变电站和远 处接地设备之间存在显著的电位差，特别是在雷电等高频冲击作用时电位差将更大。应确保主接地网与引外接地有多根接地导体连接。

如果接地装置附近有导电良好的湖泊时，可考虑用此法。但要注意在设计、施工时， 必须考虑到连接接地极干线(铜或钢)自身电阻所带来的影响，因此，引外式接地极长度不宜超过 100m。

4.5 使用接地降阻剂

在高土壤电阻率地区，如沙漠、山区、岩石层等，即使采用以上介绍的各种方法，有时也很难将接地装置的接地电阻降到所要求的值。在这种情况下叮以通过使用接地降阻剂，并适当配合上面的方法，便可达到降阻的目的。

在接地体周围的土壤中加入离子生成物，即化学降阻剂，以改善土壤的导电性能，从而降低接地装置的接地电阻。最早的方法是在接地体周围埋入木炭、食盐、硫铵等电

解质或者用丙烯酸按、硅酸盐、石墨和水的混合物作为接地降阻剂灌入土壤中以提高土壤的导 电性能。但是这些降阻剂的有效成分大都是溶于水的，容易因雨水或地下水的冲刷而流失， 因此，有效期较短，一般仅能维持两年左右，并且有些物质对接地体有腐蚀作用，会缩短 接地装置的寿命。从 20 世纪 60 年代中期开始，日本研制并使用一些新型接地降阻剂，这类降阻剂主要是由电解质(如食盐、氯化按、硫铵等)与水溶性常温硬化树脂(如尿醛树脂、 酚醛树脂等)混合组成。将这种混合液注入电极周围的土壤中。经过一定时间，就形成具有导电性能的含水硬化树脂，提高土壤的导电性，并能经受雨水或地下水的冲刷，因此称为长效降阻剂。

我国为解决高土壤电阻率地区的降阻间题，也从 20 世纪犯年代开始研究化学降阻剂， 取得了一定的成效，目前已有很多厂家生产出了性能良好的化学长效降阻剂。

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