【正文】 ，在一般施工條件下往往是不可能的，而且所需的連接導體也 太長，費用也要增加。 3．組合人工接地極 采用單個接地極時，有時接地電阻達不到要求，有時不能滿足接觸電壓和跨步電壓的要求以及等電位 聯(lián)結的要求。這時，鋼板最好垂直埋于土中，這樣既可以與土壤保持良好的接觸，而且當土壤下沉時，接地鋼板 不致與接地線分開。扁鋼 的埋設深度一般在地下 500～ 700m 處，主要是為了避免挖掘大量的土方和石方。扁鋼的流散電阻主要根據(jù)長度決定，寬度對流散 電阻的影響很小，厚度影響更小。又方便。直徑大于 50mm，根據(jù)試驗 結果，直徑由 50mm 增加到 100mm 時，流散電阻僅減少 15％，所以從經(jīng)濟效果來看，不合算。 在實際設計中。 常用的人工接地極有垂直埋入地下的鋼管、角鋼以及平放的圓鋼、扁鋼等，也有采用環(huán)形接地極及圓 板狀或方板狀接地極的。 235。 234。 235。 234。 m d──地下廠房的等效直徑， m A──地下廠房的體積， m3 16 h──地下廠房中心距地面距離， m，一般 h≥d /4 6．鋼筋混凝土或鋼板襯砌的地下豎井 當豎井直徑為 d（ m） 、深度為 l（ m），豎井周圍巖石或土壤電阻率為 ρ（ Ω經(jīng)測定，在一 般土壤中（電阻率 100～ 400Ωm 范圍內；如混凝土基礎在特別干燥的 土壤中，即在地下水位以上；則 ρ2 可看成與 ρ1 相等。 利用建筑物或構筑物基礎中的鋼筋作接地極時，其接地電阻最好實測確定?；炷恋碾娮杪逝c其所在土壤的潮濕程度有關：土壤越潮濕，混凝土的電 阻率就越低。當這種接地系統(tǒng)的接地極的數(shù)目大于 20 時，其總接地電阻 4 1 2 1 + + = t d d R R R R (Ω) （ 15） S L R s t r = （ 16） 式中： Rd──每個接地極的電阻， Ω Rt──每段架空地線或中性線的電阻， Ω ρs──避雷線或中性線的電阻系數(shù)， 如為鋼材，則為 106Ω 在設計時可采用此數(shù)值，不必計入其它修正系數(shù)。m 時，水管的流散電阻如 表 22 所示。 2．水管 2km 及以上的水管（包括鋼管和鋼筋混凝土管）也可按式（ 11）計算，但 Rp 為沿水管直線方向的水管 電阻， R1 仍采用 ， K 為 1。m ，常用的電纜外皮電阻見表 19 l─_________─電纜長度， m cth──雙曲線函數(shù)的余切 13 如為一束 n 條同樣截面的電纜 ,其總接地電阻 Re39。 凡是敷設在地下的水管和其它非可燃液體及非可燃或非爆炸氣體的金屬管道、自流井插入管、鉆管， 以及建筑物和構筑物的地下金屬結構和電纜外皮等部可作為自然接地極。為了防止電 纜外皮折斷或腐蝕以致不能成為連續(xù)導體而發(fā)生危險，必須采用兩條電纜的外皮作為接地極。在投資方面。 為防止對接地極侵蝕的危害，其最小尺寸和最小截面按各有關標準列于表 17。 12 4．接地級的最小規(guī)格 通常人們以為土壤中的交流 電是使多處產(chǎn)生侵蝕破壞的原因。陽極組適于小 集中、大分散布置。m 為宜， 不超過 80Ωh/kg η ──陽極電流效率，％ K4 ──利用系數(shù) ,一般采用外 I ──陽極輸出電流， A 對于鎂合金陽極 A=2205A˙h/kg, η=60％ , Ki =，則上式可簡化為 I G T = 121 (10) 按以上計算公式分析。 I = S / δ (3) （ 2）按預定陽極之間的間距 L（ m）和被保護物的絕緣層電阻 r1 按下式計算所需的犧牲陽極發(fā)生的電流 I=(Eα E0 )/ (rI/SI+R) (4) R=(rI / SI) [(Eα Eρ )/(Eρ E0)] (5) 式中： Ea──保護陽極的開路電位， V Ep──設計保護電位， V E0──被保護物體的自然電流， V S1──被保護物體的表面積， m２ ρ1──被保護物體 L 間距內的外敷絕緣層的電阻率 Ω這種陽極已有成品， 其規(guī)格長 上底 下底 高分別為 700mm75mm85mm75mm， 700mm88mm101mm88mm 及 700mm10lmm110mm101mm；其重量相應為 8， 11 及 14kg，其化學配方、電化學性能及填料配方分別見表 表 10 及表 11。一般只在沿海地區(qū)和土質、土壤腐蝕性較強的規(guī)模大的工程才采用陰極保護法。另一種是利用石墨等作陽極，被保護的接地極或地下金屬物作陰極，兩者之間加以直流電源，電源的正極接在陽極上，負極接在被保護的接地極或地下金屬物上。 陰極保護有兩種方法。V ?gtil ， Bern 或 E 比較嚴重的是接地極與接地極之間，接地極與埋地的金屬管道、 與地下的金屬結構或建筑基礎等等之間形成電池的情況，如圖 4 所示。在電解液中的陽極和陰極之間，由于電池的電勢差影響，通過兩極的連接，產(chǎn)生直流電流。 （二）接地極的電池作用及防止方法 1．電池作用 金屬物埋浸于土壤或水中可能因下述影響而腐蝕： （ l）土壤中的直流泄漏電流。 3．接地極的類型 （ 1）按理深的 情況分類： ① 水平接地極：埋于地中的表層，有扁鋼、線纜及其金屬包皮和埋入基礎內的導體等。 （ 4）接地裝置不應由于電化學作用而破壞其他金屬結構，如水管、建筑基礎或地下結構等。首先必須了解接地極選用原則，有哪些導體可作為接地極，最小規(guī)格的接地極應該是什么，然后再根據(jù)接地電阻的要求和接地用的土壤電阻率等，通過計算來確定接地極的材質、形狀、數(shù)量和采用什么布置方法。 （三）水的電阻率及其確定方法 水的電阻率隨其中含量不同而變化，水越純凈，電阻率越高，水的電阻如表7 所示，可作參考。 伸出基礎外的接地線端頭應有防腐措施（涂塑料、上軸漆或鍍鋅），伸出部分應位于地下室地坪之上約 300mm，伸出長度至少要 ，防雷保護可以直接接至這個接地線端頭上。 鋼筋或其它鋼結構應與在地吸連接，用螺栓、電焊或采用特殊型式的連接船（用鎖扣或彈簧夾子）進行連接。 ② 全鍍鋅或不鍍鋅圓鋼最小直徑 10mm。為了防止故障時流過這些導體的電流密度過大而造成過熱，因此埋入混凝土中的導體的規(guī)格有些國家作以下規(guī)定。順著主筋的裂縫 最危險，因此有些混 凝土制造商規(guī)定混凝土長期耐受溫度極限為 80℃ 。 3．密度 混凝土溫度升到 100℃ 以上主要是通經(jīng)大量電流所造成的。 2．溫度 在常溫時混凝土的電阻率由其電解質的導電性能決定。影響混凝土電阻率的主要因素如下。無論采用表 2 或表 3 中的數(shù)值，在施工后必須進行測量核算。因為測量時的具體情況不同，土壤電阻率也有所改變。如采用其它方法敷設接地極時，必須夯實接地極附近的土壤，以減小土壤電阻率。根據(jù)試驗證明：當粘土含水量為 10％，如溫度不變，單位壓力由 20MPa 增加到 200MPa 時，電阻率可下降到原來數(shù)值的 65％。 5．物理性質 土壤中的物理因素可使電流密度分布的情況改變，尤以含有金屬成分時影響最大。溫度自0℃ 繼續(xù)上升時，由干其中溶解鹽的作用，電阻率逐漸減小，溫度到達 100℃ 時，由于土壤中水分蒸發(fā)，電阻率又增高。含水量增加到 15％左右時，土壤電阻率顯著降低；如繼續(xù)增加水分直到 75％左右時，電阻率改變很小；當含水量超過 75％時，土壤電阻率反而增加。不同性質的土壤電阻率見表 2。土壤電阻率根據(jù)土壤性質、含水量、溫度、化學成分、物理性質等情況而有所變化。現(xiàn)將這三種電阻率的確定方法依次說明如下。由于這類裝置和建筑內的電氣設備有各種不同要求的接地電阻，同時為了防止彼此產(chǎn)生干擾及意料不到的影響，一般采用 lΩ，這樣對泄漏大電流和減少雷電反擊都是有利的。 （ 3）作為多種用途的接地電阻 有些接地裝置不僅作為工作接地，又作為保護接地，或既作保 護接地，又作防雷和防靜電接地。如果高壓側是接地系統(tǒng)，或電容電流 大于 30A，這個 1Ω 的接地電阻就不能用。 ② 對不裝消弧線圈的自備發(fā)電站、變電所或電氣設備的接地裝置，該電流等于系統(tǒng)中斷開最大一臺消弧線圈時的 最大可能殘余電流，但不小于 30A。 （ 1）有效接地和低值電阻按地的系統(tǒng) 在接地裝置內或外短路時，入地短路電流采用經(jīng)接地裝置流入地中的最大短路電流周期分 量的起始有效值，并應考慮系統(tǒng)中各接地中性點間的短路電流分配。因此很多國家的規(guī)程對接地電阻值進行規(guī)定，這些接地電阻值是根據(jù)經(jīng)常遇到的條件，考慮 到有關的情況確定下來的， 因此只要能滿足規(guī)程中的接地電阻值，在正常情況下就能滿足相應的保護要求，這樣可以減少設計工作量。保護接地電阻值的決定，要確保接觸電壓和跨步電壓在安全范圍以內或者能在規(guī)定時間內自動切斷電源。從電氣安全要求看，確定接地范圍具有重大意義。例如采用不接地的局部等電位聯(lián)結作為安全保護措施，就嚴禁。 二、接地范圍和接地電阻的確定 1．接地范圍的確定 接地是保障電氣安全所必須采用的重要措施之一。如接地網(wǎng)不復雜，也可以將接地網(wǎng)畫在各有關設計的電力照明平面圖上，同時須開列材料清單，并附有概算。 （ 6）根據(jù)不同接地制式的要求，選用適當?shù)?L 線、 N 線、 PE（或 PEN）線及保護設備。 （ 2）根據(jù)接地系統(tǒng)情況，確定共同接地和重 復接地或集中接地和輔助集中接地的范圍和地點。該項資料可以向當?shù)夭牧瞎块T及加工企業(yè)取得。 （ 11）建筑物防雷、防爆及防火的等級，用電設備的性質和接地要求。如有避雷線，則應了解其長度、材料及截面。對于有些長期積累性的資料，在新建工業(yè)區(qū)如無法取得時，可向當?shù)貧庀蟛块T或有經(jīng)驗的人請教作為估計資料。 （ 4）最炎熱月份（我國一般為 7 月份）下午 2 時的平均地下溫度，以及平均年降雨量和每月平均降雨量。如系新建地區(qū)，當?shù)厝狈υ擁椯Y料，而且在設計前又無法取得實測資料時，可根據(jù)地質勘測中的土壤性質作初步估計，在設計時并應留有余地，有增 設接地極的可能。如當?shù)赝寥离娮杪瘦^高，則應了解附近有無土壤電阻率較低的地方，是否有水源，如河、溪、湖及井等。因為接地工作影響人身安全，因此除采用國家標準圖外，特別應附有等電位措施的標準圖。第一階段為方案設計，即根據(jù)接地要求，編寫接地方案。 在施工圖設計時，主要根據(jù)具體情況繪制各種施工圖，以電氣裝置國家標準圖集中《接地裝置安裝》篇（ BD1666 D521）和全國建筑標準設計電氣裝置標準圖集中的《接地裝置安裝》（ JSJT85）為主要依據(jù)。在一般情況下，按以下階段進行。接地的設計 章長東 接地的目的是要保證電氣系統(tǒng)和電氣設備的正常運行和人身安全。 一、設計的階段和步驟 1．設計的階段 設計的階段根據(jù)設計的規(guī)模及實施的方法而定。在初步 設計中，主要進行接地計算，繪制接地系統(tǒng)圖，編寫說明書，開列材料清單，作為施工備料的準備。 在這種情況下，只需進行兩階段設計。在這階段中，必須有接地系統(tǒng)圖，即接地標準圖。 （ 1）當?shù)赝寥离娮杪首詈靡袑崪y數(shù)據(jù)，并須說明實測時 的季節(jié)、日期以及實測前土壤是否潮濕及 落雨量大小的情況。如在設計 前無法取得實測資料，可向當?shù)仉姌I(yè)單位或有關企業(yè)取得土壤電阻率資料。 （ 3）地下水深度及其中所含腐蝕性物質的濃度。第（ 4）項及第（ 5）項可 向當?shù)貧庀笈_索取。 （ 8）架空線路的回路數(shù)、長度及檔距。 （ 10）水管、金屬結構及構筑物等自然接地極的鋼材規(guī) 格及聯(lián)結方法。 （ 12）接地極材料如角鋼、扁鋼等的價格以及有關接地附件的加工費用。 3．設計的步驟 （ 1）根據(jù)系統(tǒng)中性點工作制及用電設備的接地要求，確定接地的范圍和系統(tǒng)。 （ 5）根據(jù)接地電阻要求及土壤電阻率計算接地極及接地線的數(shù)量和截面，并選定材料及埋設方法；同時還須檢驗其機械強度，必要時還要檢驗其熱穩(wěn)定度。 根據(jù)上述步驟進行設計時，在初步設計的文件中須有中性點工作制選擇的說明及接地系統(tǒng)方案，有整個系統(tǒng)、整個地區(qū)或全廠的接地網(wǎng)總圖，以及各配電所、變電所、率間及重要建筑物的接地布置圖。當進行方案及招標圖設計時，在方案文件中的說明與上述初步設計相同；在招標圖中，除有上述技術文件的內容外，應有典型的等電位聯(lián)結圖、標準接地端子圖及接地連接箱典型連 接圖。保護接地則根據(jù)電氣設備和線路的安全要求以及所采用的電氣安全措施 所決定的。但在非常潮濕環(huán)境內，其它電氣安全措施均難以適用，接地和等電位聯(lián)結措施就顯得非常重要了。因為工作接地電阻值的決定，要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，系統(tǒng)免受外界干擾和防止對電氣參數(shù)敏感設備的干擾，還要考慮到系統(tǒng)保護的可靠性。如按以上要求，一一進行計算，則非常繁瑣。表 1 中的入地電流除按 5～ 10 年發(fā)展后的系統(tǒng)最大運行方式確定外，還應按不同接地制式考慮以下因素。 ① 對裝有消弧線圈的自備發(fā)電站、變電所或電氣設備的接地裝置，該電流等于該站、所內接在同一系統(tǒng)中各消弧線圈額定電流總和的 倍。決定這個數(shù)值的條件是：高壓為不接地系統(tǒng)，且電容電流不超過 30A。 （ 2）明確接地電阻的性質 接地電阻有工頻接地電阻和沖擊接地電阻兩種，同樣是防雷用的接