供電系統(tǒng)中降低接地電阻的常用方法

張建杰

在電氣、電子裝備工程中，相當多的場合要用接地措施來保障設(shè)備的正常運行，以及維護人員和設(shè)備的安全。所有接地體以及由接地體引到電氣及電子設(shè)備上的連接導(dǎo)線統(tǒng)稱為接地裝置。接地電阻是接地裝置技術(shù)要求中最基本的技術(shù)指標，原則上要求接地裝置的接地電阻越小越好。接地裝置的電阻是以下幾部分電阻之和：土壤電阻、土壤和接地體之間的接觸電阻、接地體本身的電阻、接地體引線的電阻等。接地電阻主要由土壤電阻率及接地裝置的結(jié)構(gòu)來決定。

在大地電阻率較大的砂質(zhì)、巖盤等土壤中，為了滿足低接地電阻的要求，常采用由多個接地體并聯(lián)組成的接地網(wǎng)。但有時需要用的鋼鐵材料很多，而且接地面積甚大，欲達到所要求的接地電阻往往會有一定的困難。此時可設(shè)法降低接地體附近土壤的大地電阻率，也能夠達到降低接地電阻的目的。

1 利用低電阻系數(shù)的土壤（即換土法）

利用粘土、泥炭、黑土及砂質(zhì)粘土等代替原有較高電阻系數(shù)的土壤，必要時也可使用焦碳、木炭等。置換的范圍是在接地體周圍1米～2米的范圍內(nèi)和近地面?zhèn)却笥诘扔诮拥貥O長的1/3區(qū)域內(nèi)。這樣處理后，接地電阻可減小為原來的3/5左右。

2 采用外引式接地

尤其在山丘地區(qū)，當接地電阻值要求較小而原地又難以達到時，若附近不遠處有水源或者電阻系數(shù)低的土壤，則可利用該處制作接地極或敷設(shè)水下接地網(wǎng)，然后再利用接地線（如扁鋼帶）引接過來作為外引式接地。但應(yīng)注意，外引接地裝置要避開人行通道，以防跨步電壓觸電；穿過公路時，外引線的埋深應(yīng)大于等于0.8米。

3 采用加食鹽等人工處理法

在接地體周圍土壤中加入食鹽、煤渣、炭末、爐灰、焦灰等，以提高土壤的導(dǎo)電率。其中最常用的是食鹽，因食鹽對于改善土壤電阻系數(shù)的效果較好，受季節(jié)性變動較小，且價格低廉。但是對巖石及含石較多的土壤效果不大，會降低接地體的穩(wěn)定性，加速接地體的銹蝕；而且因為鹽的逐漸溶化流失而使接地電阻慢慢變大，所以在人工處理后2年左右即需進行一次處理。

4 采用導(dǎo)電性混凝土

在水泥中摻入碳質(zhì)纖維來作為接地極使用。如在1立方米水泥中摻入約100千克的碳質(zhì)纖維，制成半球狀（直徑為1米）的接地極。經(jīng)測定，其工頻接地電阻（與普通混凝土相比）通?？山档?0%左右。此法常用于防雷接地裝置。為了能夠進一步降低沖擊接地電阻值，還可以同時在導(dǎo)電性混凝土中埋入針狀接地極，使放電電暈?zāi)軌驈尼樇膺B續(xù)地波及碳質(zhì)纖維，這對降低沖擊接地電阻值有明顯的作用。

5 采用降阻劑的化學(xué)處理法

用碳粉和生石灰等作為主要原料的降阻劑，因不含電介質(zhì)，故能在土壤中長期使用，也不會因地下水而流失，所以能得到長期既無公害又穩(wěn)定的低接地電阻（約可比采用減阻劑處理土壤前降低1/2）。對于堅硬巖盤地帶，采用埋設(shè)接地線和降阻劑并用的方法相當有效，其接地電阻比只埋接地線時約能降低40%。且此法只要在挖掘好并敷上接地線的溝內(nèi)撒上粉狀降阻劑或長效降阻劑，再將舊土壤回填，就可取得良好的效果。

BBXXA液體長效降阻劑屬于高新技術(shù)產(chǎn)品，它由高分子材料、電介質(zhì)和適量的水合成，粘度低，流動性大，滲透力強，凝固后與接地極成為一體并與土壤緊密連接，在地中形成樹枝狀導(dǎo)電膠體而產(chǎn)生“樹枝效應(yīng)”。經(jīng)全國多處實際應(yīng)用表明，它具有現(xiàn)場動土少、施工簡單、占地小、省鋼材、投資低、見效快、效果顯著（可降阻40%～60%）等優(yōu)點；運行中還耐沖擊、耐腐蝕、性能穩(wěn)定、壽命長（可達20年），既無毒無害，又不污染環(huán)境。實際使用情況表明，降阻效果理想。

6 灌注法

在管形接地體的管壁上每隔10厘米～15厘米左右鉆幾個孔，孔徑約1厘米左右，然后將各管打入地中，再把食鹽或硫酸銅等物品的飽和溶液灌入管內(nèi)，讓液體自動地通過管壁的小孔流入地中，從而達到降低接地電阻的目的。

7 鉆孔深埋法

此法所采用的垂直接地體長度，視地質(zhì)條件一般為5米～10米，再長時則效果不明顯且給施工也帶來困難。接地體通常采用Φ20毫米～75毫米的圓鋼。不同直徑的圓鋼對接地電阻值的影響很小。該法適用于建筑物擁擠或敷設(shè)接地網(wǎng)的區(qū)域狹窄等場合。這些場合采用傳統(tǒng)方法很難找到埋設(shè)接地極的適當位置，且安全距離無法保證。雖可通過在接地體上覆蓋瀝青絕緣層等措施來保證安全，但增加了施工工作量和裝設(shè)成本。深埋法對含砂土壤最為有效，因其含砂層大都處在3米以內(nèi)的表面層，而地層深處的土壤電阻系數(shù)較低。此外，該法也適用于多石的巖盤地區(qū)。

在施工時，可采用Φ50毫米及以上的小型人工螺旋鉆或鉆機打孔。在打出的孔穴中埋設(shè)Φ20毫米～75毫米圓鋼接地體，再灌入碳粉漿（用碳纖維拌水漿）或泥漿。最后將同樣處理的數(shù)個接地體并聯(lián)，就成了完整的接地體。采用本法施工的接地體，受季節(jié)影響小，可獲穩(wěn)定的接地電阻值。同時由于深埋，也可使跨步電壓顯著減小，這對保障人身安全很有利。該法施工方便，成本不高，效果顯著，勢將獲得推廣和運用。

總之，以上幾種方法各有優(yōu)缺點，換土法簡單易行，但降低接地電阻效果較低，為達到預(yù)定的要求，往往要花費很多人力；用填加焦碳、木炭的方法也是可行的，但它的電阻率也要隨含水量變化而變化，影響其穩(wěn)定性；用填加化學(xué)物品（如食鹽、硫酸銅等）的辦法，對于降低接地電阻來講效果較好，但由于這些物品逐年損耗，因而需要定期檢查，及時補充或更換接地體，此外填加化學(xué)物品還會對金屬接地體帶來腐蝕。