【正文】 地電阻，作為防直擊雷引下線的為沖擊接地電阻，作為防感應(yīng)雷用的接地電阻則為工頻接地電阻，兩者可以根據(jù)一定條件進(jìn)行換算，但不可混淆。 （ 4）復(fù)雜電氣裝置或多功能建筑采用共同接地 由于復(fù)雜電氣裝置或多功能建筑內(nèi)金屬管線縱橫交叉，地上及地下鋼結(jié)構(gòu)甚多，很難按不同系統(tǒng)或設(shè)備采用單獨(dú)接地，因此只能采用共同接地。有時(shí)因?yàn)橥寥溃娮杪屎芨?，必須利用水源，將接地極置于水中，這時(shí)就必須了解水的電 阻率。土壤電阻率是以每邊長(zhǎng) 10mm 的正立方體的土壤電阻來(lái)表示。不同性質(zhì)的土壤，其電阻率甚至相差幾千到幾萬(wàn)倍。絕對(duì)干燥的土壤電阻率可以認(rèn)為接近無(wú)窮大。 3．溫度 當(dāng)土壤溫度在 0℃ 及以下時(shí)，由于其中水分結(jié)冰，土壤凍結(jié)，電阻率突然增加，因此一般都將接地極放在冰凍層以下，以避免產(chǎn)生很高的流散電阻。管形接地極經(jīng)過(guò)食鹽處理后的電阻率降低情況見(jiàn)表 4。例如砂土及巖石等受壓后，顆粒不易緊密，電阻率下降較少；粘土、黑土等受壓后，顆粒易于緊密，因此電阻率下降較大。這種施工方法既簡(jiǎn)便，又可將附近土壤壓實(shí)，并可使接地極與土壤緊密接觸 ，從而能達(dá)到減少土壤電阻率的效果。 由于影響土壤電阻率的因素很多，因此在設(shè)計(jì)時(shí)最好選用實(shí)測(cè)的數(shù)值?？筛鶕?jù)地質(zhì)勘察報(bào)告按表 2 采取近似數(shù)值?；炷恋膶?dǎo)電性由混凝土本身及從土壤吸取水分中有許多溶解混合物形成電解液所決定的。含有一般硅酸鈣成分的混凝土摻入不同成份沙子后的電阻率平均值如表 6 所示。在永久凍土帶內(nèi)對(duì)混凝土的導(dǎo)電性進(jìn)行測(cè)定，其結(jié) 果是：在這種情況下，電阻率增高，但仍能導(dǎo)電。當(dāng)鋼筋迅速加熱到高的溫度時(shí)，混凝土保護(hù)層順著主筋軸線或垂直于主筋軸線產(chǎn)生裂縫。當(dāng)在混凝土內(nèi)設(shè)置導(dǎo)體作接地極時(shí)，一般兼作等電位聯(lián)結(jié)之用。 （ 2）根據(jù)奧地利標(biāo)準(zhǔn) ONORM E2790（ 1975 年）： ① 全鍍鋅或不鍍鋅鋼帶截面 90mm2，且最小厚度為 3mm。從基礎(chǔ)接地極引出接 地線如圖 2 所示。為擴(kuò)充接地，按需要多留些端頭更好，而且至少有一處作為例 8 主要接地干線或等電位聯(lián)結(jié)之用。對(duì)于磚基礎(chǔ)，先制作 100mm 厚的混凝土條形基礎(chǔ)，如前法埋以接地極， 然后在其上建造磚基礎(chǔ)。 四、接地極的選用 接地時(shí)的選用是接地設(shè)計(jì)的主要環(huán)節(jié)之一。 （ 3）接地系統(tǒng)所用材料應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的質(zhì)量要求，并定期加以維護(hù)，使其能承受周?chē)h(huán)境以及腐蝕的影響。為安全計(jì)，不應(yīng)把可燃液體、煤氣和熱力金屬管道系統(tǒng)作為接地極，僅在設(shè)備功能需要的一些特例中才有可能用作接地極。 ② 人工接地極：扁鋼、棒、管道、埋入基礎(chǔ)的接地極。 電池是由 于不同金屬材料做的接地極在潮濕土壤這一電解質(zhì)成分中所形成。這種電池作用，對(duì)于接地極并不嚴(yán)重，因?yàn)榻拥貥O的壽命也有 30～ 40 年，只要選用適當(dāng)?shù)牟馁|(zhì)并定期更換就可以了。 常用作接地極的幾種金屬在電解液中由于電池作用產(chǎn)生的電勢(shì)差由K 2．防止電池作用的方法 為防止這種電解電流對(duì)地下接地極、金屬結(jié)構(gòu)及管道等的侵蝕，可采用涂保護(hù)層，就是采用絕緣（隔離）的方法，避免產(chǎn)生侵蝕；也可采用陰極保護(hù)法，即向被保護(hù)的接地極或地下金屬結(jié)構(gòu)通入一定量的直流電，使其免受電化學(xué)侵蝕。如上所述，作為陽(yáng)極的保護(hù)物將不斷消蝕，因此也稱為犧牲陽(yáng)極法。 如果電源容易解決，而且工程規(guī)模較大，則以采用外加電源法為宜。m 的地區(qū)，鋁合金陽(yáng)極性能又不夠穩(wěn)定，所以大多用鎂合金陽(yáng)極。 （ 1）防 蝕電流的計(jì)算 當(dāng)已知被保護(hù)鋼質(zhì)物質(zhì)的防蝕表面 S(m2)及其涂層的材料時(shí) ,可根據(jù)表 12 查得其所需的防蝕電流密度 δ（ mA/m2） ,由下式計(jì)算得防蝕電流 I。 A土壤電阻率以50～ 60Ω （ 3）為了減少屏蔽作用，陽(yáng)極間距以 3m 為宜，陽(yáng)極與被保護(hù)物的間距也以 3m 為宜。 （ 4）穿越河流等的地下鋼質(zhì)物體，如水下管道，不宜采用犧牲陽(yáng)極保護(hù)。等頻率時(shí)，如電流符合標(biāo)準(zhǔn)，而且接地極選用得當(dāng)?shù)脑挘瑒t不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)。而且自然接地極在地下縱橫交叉，如將其連接起來(lái)作為 接地極，又可 以作等電位聯(lián)結(jié)，降低接觸電壓及跨步電壓。當(dāng)采用電纜外皮作為唯一的接地極時(shí)。但要考慮土壤有無(wú)腐蝕情況，以免自然接地極腐蝕。m RP──沿電纜直線方向的電纜外皮電阻 Ω 鋁包電纜的外皮因?yàn)槿菀赘g，一般 不作為接地極。當(dāng)土壤電阻 率為 100Ω鉆井的加固管道的流散電阻通常不超過(guò) 2Ω。一般說(shuō)來(lái)，如每個(gè)接地極的接地電阻不超過(guò) 300Ω 時(shí)，可以得到良好的效果；如超過(guò) 300Ω 時(shí)，效果就不顯著。建筑物或構(gòu) 筑物基礎(chǔ)中的鋼筋雖然在混凝土中，但在很多地區(qū)，鋼筋混凝土基礎(chǔ)經(jīng)常在地下水位以下，由 于毛細(xì)管作 用，混凝土經(jīng)常保持潮濕狀態(tài)。即使在土壤電阻率非常高的地區(qū)，也可以利用建筑物基礎(chǔ)中的鋼筋作為主要接地極，另外 再埋設(shè)輔助極地極，這樣可以節(jié)約大量鋼材。m 范圍內(nèi)；在中等潮濕的土壤中， ρ2 的值在 100～ 15 200Ω˙m 范圍 之間；在較干燥的土壤中， ρ2 的值在 200～ 400Ω經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)定證明，利用一般扎結(jié)的鋼筋基礎(chǔ)作為接地極，也能達(dá)到較好的效果。m K──系數(shù)，由表 24 查得 對(duì)于一個(gè)廠區(qū)或一個(gè)建筑群，如所有基礎(chǔ)用 40mm4mm 扁鋼在地下相連，則總的接地電阻： Rs =βR (21) 式中； R──按式（ 20）計(jì)算而得，但 a 和 b 為全廠或整個(gè)建筑物群的長(zhǎng)度和寬度，均以 m 計(jì) β──系數(shù)，由表 25 查得 表中 λ 為建筑密度，由下式求得： S SS l = (22) 式中 :ΣS──廠區(qū)內(nèi)或建筑物內(nèi)具有鋼筋混凝土基礎(chǔ)且采取焊接或綁扎成網(wǎng)的建筑物占地面 S──廠區(qū)或建筑物總平面面積，即 ab， m2 如該建筑為鋼筋混凝土襯砌的地下式廠房，則其接地電阻 p p r A d h d d R 6 )( ) 4 1 ( 2 = = + W (23) 式中； ρ──地下廠房四周土壤或巖石電阻率， Ω 249。 234。 249。 234。此時(shí)人 工接地極的電阻值 d ds d ds dx R R R R R = (26) 對(duì)于人工接地極接地電阻的要求，除了按式（ 26）計(jì)算外，對(duì)于有些必須設(shè)置人工接地極的系統(tǒng)或設(shè) 備，如大接地電流系統(tǒng)及部分直流設(shè)備等，還必須根據(jù)其對(duì)接地電阻的要求設(shè)置入工接地極。管形接地極可以放在電阻率較低的深處； （ 3）管形接地極容易埋入地下較深的地方 ,由于在管形接地極附近的土壤冬季不會(huì)結(jié)凍，夏季不會(huì)曬 干，因此土壤電阻率變化較小； （ 4）管形接地極的機(jī)械弧度較高，可以采用機(jī)械方法打入土壤中，尤其在水泥路面下埋設(shè)時(shí)，可利 用特種工具不需大面積破壞道路即可施工； （ 5）管形接地極與接地線連接簡(jiǎn)單，而且易于觀察； （ 6）當(dāng)采用人工處理土壤時(shí)，加入鹽類(lèi)溶液比較容易。比 50mm 直徑更小的鋼管機(jī)械強(qiáng)度較小，容易發(fā)生彎曲，不適宜采用機(jī)械方法打入土中。 根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，在施工工地中往往有零碎的角鋼余料，如利用作為接地極，既經(jīng)濟(jì)。 在有些地區(qū)埋管有困難時(shí)，可采用扁鋼作為接地極?？稍黾?到 25 或 40mm。 在有些施工情況下，當(dāng)已經(jīng)挖掘好地坑，并有方形或矩形鋼板廢料或零料時(shí)，也有采用鋼板作為接地 極的。 為了簡(jiǎn)化計(jì)算，人工接地極的接地電阻可采用表 27 中所示的公式。從流散 電阻的原理來(lái)看，只有在距離接地極 20m 遠(yuǎn)的地方電位才等于零，也就是接地極之間 的距離要相距 40m 時(shí) 才能彼此不受影響。 在這種情況下。此時(shí)由于屏蔽作用，其總接地電阻 Rdn 一定比其并聯(lián)的電阻大，如以 η 表示利用系，則 nh R R dm dn = （ Ω） （ 27） 如已知每根接地極的接地電阻為 Rdm，要求該組接地極所達(dá)到的接地電阻為 Rdn，則所需的接地極數(shù)目 n 為 h dn dm R R n = （ 28） 利用系數(shù) η 根據(jù)接地極布置情況、報(bào)數(shù)及其間距所決定。一般考慮到接地扁鋼作用時(shí)，接地極可減少 10％左右。其值為 1；當(dāng)扁鋼的根數(shù)為 2 及以上時(shí)，則可由表 32 查得 （ 2）不同幾何形狀的水平組合接地極 常用的水平組合接地極的接地電阻 (ln ) 2 2 D hd L L R = + p r （ Ω） (32) 式中： ρ──土壤電阻率， Ω由于接地網(wǎng)往往要流經(jīng)大電流，因此必須對(duì)接觸電壓和跨步電壓進(jìn)行校驗(yàn)。 ② 接地網(wǎng)的面積一定時(shí)，長(zhǎng)寬比對(duì)接地電阻影響不大，以埋深為零、兩個(gè)網(wǎng)孔的接地網(wǎng)為例，長(zhǎng)寬比 1: :1 及 2： 1 的接地網(wǎng)的接地電阻之比為 1::。如為均壓要求，則按接觸電壓和跨 步電壓決定。 ( )(1 ) 1 (1) max Z f I = I 162。式中的符號(hào)意義與式（ 32）相同。K 3 (53) 24 當(dāng)接地網(wǎng)面積 S≤80m80m 時(shí)， K K K3 值按表 36 選取。 （ 5）最大跨步電壓的計(jì)算 發(fā)生接地短路時(shí) ,接地網(wǎng)外的地表面最大 跨步電位差 Ukm = KkmUc0 (55) 式中： Uc0──接地網(wǎng)最大接觸電位差 Kkm──最大跨步系數(shù) 當(dāng)埋深為 時(shí)， 247。 248。 231。 + = 180。 247。 231。 230。 247。 231。 233。 ② 同孔型式 當(dāng)包括接地網(wǎng)外圍 4 根在內(nèi)的均壓帶總根數(shù)在 18 及以下時(shí)，宜采用長(zhǎng)孔接地網(wǎng)。如在強(qiáng)腐蝕土壤內(nèi)，尚應(yīng)按腐蝕情況加 大截面 積。 ⑤ 不同圍墻結(jié)構(gòu)的連接要求 當(dāng)圍墻為磚石結(jié)構(gòu)時(shí)，圍墻與接地網(wǎng)的水平距離宜等于接地網(wǎng)的埋深。由圖 9 可見(jiàn)，出入口交通道路從接地同外緣算起，長(zhǎng)度為 5～ 10 倍接地網(wǎng)埋深，寬度為 2 倍門(mén)寬，但 不小于路面寬度的地面應(yīng)采用高電阻率的地面結(jié)構(gòu)或加帽檐式均壓帶。 ② 固定方法 靜水中用大石壓牢，動(dòng)水中則需打人少量插筋固錨住。 （ 2）接地電阻的計(jì)算 26 40 s R KS r = (59) 式中： ρs──水的電阻率， ；參見(jiàn)表 7 Ks──計(jì)算系數(shù)，見(jiàn)表 37 五、不同土壤電阻率時(shí)接地極的接地電阻計(jì)算 土壤電阻率由于受土壤的成份、含水量等 的影 響，有時(shí)上、下幾層數(shù)值不同 ,或左、右兩側(cè)數(shù)值 不同。 （ 1）垂直接地極僅埋設(shè)在上層土壤中，如圖 10。 27 （ 2）垂直接地極埋設(shè)在兩層土壤中，上層土壤電阻率為 ρ1，土層厚度為 h，下層土壤電阻率為，垂 直接地極的 埋設(shè)深度為 l，如圖 11 所示。垂直接地極埋設(shè)在土壤電阻率 ρ1 的土層 中，其埋設(shè)深度為 h，垂直接地極埋設(shè)的地點(diǎn)距離 土壤縱斷面的距離為 d，縱斷面右側(cè)的土壤電阻率 為 ρ2，由此增加的接地電阻為 Rs。表中系 K 為正數(shù)時(shí)的值，如 K 為 負(fù)數(shù)，則 Rs 的絕對(duì)值相同，僅為負(fù)值而已。 K 為正值時(shí)，Rs 也是正值，表示為增加 的電阻值， K 為負(fù)值時(shí)， Rs 也是負(fù)值，表示為減少的電阻值。 249。 + = 4ln( 1) 2 2 1 2 1 22 h L l R r r r r p r (64) R22 =ρ1/2πl(wèi) 239。 239。 239。 233。 加權(quán)平均值 ρA，可按圖 14 計(jì)算。 1．接地極的沖擊系數(shù)和利用系數(shù) 接地極的沖擊系數(shù)阿 a 與接地極的形狀、尺寸及沖擊電流和土壤電阻率有關(guān)。m；該值等于 kRρ， ρ 為土壤電阻率，詳見(jiàn)表 2 或 3， kR 為季節(jié)系數(shù)，見(jiàn)表 43 Lk──垂直接地極長(zhǎng)度、水平接地極長(zhǎng)度、環(huán)式接地極直徑或水平接地網(wǎng)的等效直徑， m a、 b、 m、 p、 ──系數(shù)，見(jiàn)表 44 在 ρ≤300 地區(qū)，對(duì)于桿塔，考慮其基礎(chǔ)作為自然接地極的效果，則可簡(jiǎn)化為 31 1 C a bI a + = (71) 當(dāng)接地裝置由多個(gè)水 平接地極和（或）垂直接地極組成，對(duì)于沖擊電流來(lái)說(shuō)，同樣也存在屏蔽作用。 2．水平放射形接地極 按不同型式的水平放射形接地極，采用式（ 32）計(jì)算或按表 46 中的公式計(jì)算出工頻電阻 R，再計(jì)算沖 擊接地電阻。m，沖擊電源波頭為 3μs 時(shí)，接地網(wǎng)的沖擊性地電阻 32 1 / r 4 C r e R = (74) 式中； r──接地網(wǎng)等效半徑 ,即 √S/π S──接地網(wǎng)面積， m2 5．獨(dú)立避雷針 當(dāng)獨(dú)立避雷針外引水平接地極的工頻接地電阻為 R、電感為 LP（ μH）時(shí)，末端有集中接地級(jí)，其接地 電阻 為 R0（ Ω），對(duì)于雷電流為斜電流波、波頭 的首端沖擊電阻為 2 0 0 2 0 0 2 (2 ) 4 4 (2 ) 4 L R R RR R L R RR R R p p C + + + + + = (75) 6．接地極的有效長(zhǎng)度 雷電流在土壤中流經(jīng)一定長(zhǎng)度后，不起流散作用；也就是如接地網(wǎng)超過(guò)其有效長(zhǎng)度（即超過(guò)其沖擊接 地電阻等效半徑范圍）或避雷針外引