長輸管道接地電阻解析

袁平

摘 要：長輸管道站場中接地系統(tǒng)對保證設備正常運行和設備站場安全具有重要的意義，接地系統(tǒng)根據(jù)接地裝置的大小、類型、材料、位置、施工方法等的不同而不同，同時測量方法和測量濕度溫度等也是接地電阻大小影響的重要因素。

關鍵詞：接地系統(tǒng)；電阻值；長輸管道

中圖分類號： TU995 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）34-184-2

0 引言

在各種長輸站場中通常防雷、防靜電、保護接地系統(tǒng)除單獨避雷針系統(tǒng)等通常采用聯(lián)合接地方式進行接地，共用接地網(wǎng)工程中，接地電阻值越小，電流的泄放效果越好，特別是針對瞬時大電流的雷電的泄放越明顯。儀表系統(tǒng)為保證設備的正常運行，要求接地電阻小于1歐，因此聯(lián)合接地一般設計要求不大于1歐姆。

長輸管道站場涉及多種多樣的設備，安全要求性高，因此在工程施工過程中，分析當?shù)氐耐临|(zhì)、氣候狀況，有針對性的對接地裝置的類型、位置、材料、埋深、連接形式和降阻措施進行優(yōu)化設計，可以有效的保證接地效果，確保設備安全，取得良好的經(jīng)濟和社會效益。

1 什么是接地電阻

接地電阻是各類帶電導體的電流經(jīng)接地系統(tǒng)通過各種類型的接地極導入大地后，再通過大地向遠方擴散所遇到的電阻，接地系統(tǒng)的電阻包括各種接地體以及接地極本身的電阻、接地極與地的電阻之間的接觸電阻或以及兩接地體之間大地的電阻或接地體到無限遠處的大地電阻。接地電阻的大小能夠直接體現(xiàn)各類型的電氣裝置與“地”的接觸是否程度，能夠有效的反映接地網(wǎng)的大小。在現(xiàn)場工程測量中，對接地電阻的測量，測量方法和測量設備插入地下的探針位置和探針角度等不同，會導致接地電阻值有一定的隨機數(shù)值誤差。

2 接地系統(tǒng)

在日常接地系統(tǒng)工程的設計、施工、竣工驗收過程中，接地電阻值的大小作為接地系統(tǒng)工程質(zhì)量的主要指標，接地電阻值越小，接地系統(tǒng)的散流能力越好，整個系統(tǒng)的雜散電流越小，設備和金屬導體的較高電位保持時間就越短，對雷電的泄放和精密設備的穩(wěn)定運行越有利。根據(jù)工程實際，長輸管道站場中往往存在許多不同性質(zhì)的電氣設備、通信設備、儀表設備和陰保設備，設備對接地電阻的要求有不同需求，需要針對這些設備、材料和保護要求的不同，而安排多個功能的接地系統(tǒng)（如：防雷接地、保護接地、工作接地、防靜電接地、中性點接地等），因此鑒于各系統(tǒng)的聯(lián)系和相關性，一般在長輸站場設計采用共用接地系統(tǒng)。

3 接地電阻值的確定

接地電阻值的確定要根據(jù)土壤地質(zhì)、環(huán)境、保護要求、設備性能以及經(jīng)濟等要求綜合確定，其數(shù)值根據(jù)相關理論公式、標準規(guī)范為依據(jù)。接地系統(tǒng)的電阻值和接地體的電流大小有著密切的關系，阻抗與接地電流大小和頻率息息相關，接地系統(tǒng)在電流頻率較低時的電阻為阻抗的主要部分。

3.1 防雷接地系統(tǒng)電阻

我們在工程項目中建設防雷接地系統(tǒng)的目的是使導體所產(chǎn)生的感應以及直擊雷的雷電電流順利擴散。長輸站場中，一般以避雷針單獨設立防雷系統(tǒng)，為了使雷電流能夠迅速的擴散，防雷接地裝置接地電阻應根據(jù)相關規(guī)范要求和設計要求，不宜大于10Ω（IEC62305—3），單獨接地系統(tǒng)應與聯(lián)合接地系統(tǒng)間隔3m以上。接地裝置的形狀、位置和尺寸也非常重要，應根據(jù)當?shù)厍闆r進行設計，確保電阻值符合要求。

3.2 設備工作接地電阻

精密儀表系統(tǒng)的“地”是都通過接地體與自然大地連接，可以通過與接地體連接，利用接地系統(tǒng)來排泄外界電磁干擾所引起的干擾電信號和消除設備、操作人員所帶來的靜電危害，使得精密的電子設備可以獲得穩(wěn)定的“地”。防靜電的接地電阻一般在百歐姆以上，電流中低頻率分量應控制在一定數(shù)值內(nèi)，以免引起電子電路誤動作閾值。

3.3 電源系統(tǒng)接地電阻

低壓供配電系統(tǒng)接地電阻取決于電源接地電流，它應限制接地電流在設備外露導電部分產(chǎn)生的接觸電壓小于50V的（一般情況下）。TN系統(tǒng)忽略感抗時應滿足R≤50/Ia（Ia為保護器件動作的接地故障電流A）；TT、IT系統(tǒng)為R×Id≤50V（Id為接地電流A）。10kV小電阻接地系統(tǒng)為R≤（1500—250）/ Id（Id為10V的接地電流A）。 高壓變電場所（35kV以上的）還存在跨步電壓的問題，是通過計算高壓線路在接地時產(chǎn)生的跨步電壓，從而針對這個跨步電壓提出接地電阻的要求。

3.4 聯(lián)合接地系統(tǒng)

聯(lián)合接地系統(tǒng)是以站場中設備防雷、防靜電、保護接地等接地要求，綜合了設備類型、經(jīng)濟性等相關因素，設立統(tǒng)一接地網(wǎng)，各需接地設備和構(gòu)筑物通過接地支線與接地網(wǎng)連接，根據(jù)各種接地系統(tǒng)的阻值要求，一般共用接地以儀表設備相關要求確定，一般接地電阻要求不大于1歐姆。

4 接地系統(tǒng)施工要點

接地系統(tǒng)的接地體施工時，涉及隱蔽工程的相關檢查，施工完成后應及時通知相關監(jiān)督管理部門進行檢查，施工過程中應嚴格按照圖紙設計要求的位置、埋深和類型等進行施工，接地體的位置、接地體之間間距和是否埋于穩(wěn)定土層等都對接地體的效果產(chǎn)生影響，因此在施工中應嚴格把握好質(zhì)量關和材料關。接地體施工完成后，必須及時進行測量和檢查，若接地電阻值不符合要求，應采用增加接地體，敷設降阻劑等方法降低接地電阻，必須確保接地阻值符合要求。

4.1 改善土壤的電阻系數(shù)

土壤電阻率受多種因素影響，例如：土質(zhì)成份、濕度、溫度、埋深等的影響。因此為改善土壤電阻率導致的接地電阻值上升，在接地體埋設地點應注意選擇，主要措施有：

①水的電阻率因溫度的變化而導致快速的變化，例如：當溫度由20～-15℃變化導致同一土地中電阻率隨溫度快速增加459倍，因此接地點在接地施工過程中應選擇土壤濕度較大的地方，例如：構(gòu)筑物的背陰面、地下水豐富地點等。

②在砂質(zhì)、巖石、凍土中，土壤的電阻系數(shù)較高，難以通過傳統(tǒng)的方法來降低土壤的電阻率，因此通?？梢圆捎脫Q土、增加埋深、土壤中參雜導電性能好的物質(zhì)、增加接地體、選用等離子接地體、采用接地模塊等方法來改善土壤接地電阻。例如：若假設3m深土壤電阻系數(shù)為100%；則4m處土壤電阻系數(shù)應為75%；在6.5m時為3m處土壤電阻系數(shù)的50%；在9m處土壤電阻系數(shù)則為20%，因此可以采用深井接地體來降低接地電阻。

4.2 通常接地極埋設深度不應小于0.6m

因為在0.15～0.5m處是屬于土壤干濕交替的區(qū)域，接地導體極易受到各種不利條件的腐蝕。一般，工程標準要求垂直接地極之間的間距不應小于接地極長度的2倍。通常接地極長度為2.5m左右，因此垂直接地極的間距一般要求應該大于5m小于10m。因為如果接地極之間的間距太小，在相鄰接地極之間的接地電流的會產(chǎn)生同向散流將相互排斥的問題，使得接地極的散流的通道變得狹小，致使接地裝置的利用率不高，這種現(xiàn)象被稱作屏蔽作用。因此，在設計接地系統(tǒng)的過程中為了減小接地極之間的屏蔽作用對散流的影響，設計應要求垂直接地極的間距應大于其長度的2倍。同時，要求接地線的焊接牢靠，三面施焊，防止假焊；不同類型的金屬不能直接焊接，采用過渡處理，以免在土中發(fā)生電化學反應，加劇接地極的銹蝕。

4.3 接地線要求

電氣設備的金屬外殼接地，必須嚴格按照規(guī)定進行。裸銅線、PE線、鋼線都可作為接地線。接地線截面積以及接地線長度應符合相關規(guī)范的要求，確保接地設備的安全。接地線與設備以及接地體之間宜采用螺栓連接，方便拆卸和設備的移動。

4.4 斷接卡設置

采用多根引下線時，宜在各引下線上于距地面0.3m至1.8m之間裝設斷接卡。當利用混凝土柱內(nèi)主鋼筋和底板鋼筋作為構(gòu)筑物的自然引下線并同時采用基礎接地體時，宜在引下線距地面1.5m處設置斷接卡子，一個設備應同時至少不少于2處焊接連接，并設置斷接卡子，以保證設備連接的可靠性。

5 結(jié)束語

合格的接地系統(tǒng)工程的接地電阻必須符合規(guī)范要求，在測量時應該采用正確的接地測量方法，但僅僅接地電阻值符合規(guī)范要求并不等于防雷設施是合格的。 其實防雷接地裝置的結(jié)構(gòu)形式和布置形式比接地系統(tǒng)電阻值更重要。為了保證站場運行安全和設備安全，必須嚴格執(zhí)行相關接地規(guī)定，做好接地施工管理工作。

參 考 文 獻

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