人工接地体接地电阻的计算
接地体要求
接地体的安装方法与要求作者：不详来源：转载发布时间：2008-3-24 11:21:27减小字体增大字体轻轻一点，立刻拥有一本安全工具书！收藏本篇文章，方便以后查看电气设备的金属外壳接地，不是随便处理就行的，它是将接地体或称接地装置，按一定要求埋入地中。
接地装置包括接地极与接地线两部分。
接地极一般多用钢管、钢筋、角铁之类金属制成；接地线为接地极与电气设备外壳的连接线。
1.接地极：如用钢管，其直径一般为20～50mm；钢筋的直径为10～12mm；角铁为20×20×3或者50×50×5mm规格。
长度约2.5～3m左右。
垂直埋入地下。
2.接地线：裸铜线、铝线、钢线都可作为接地线，铝线易断最好不用。
铜线截面不应小于4 mm2,铝线截面不小于6mm2。
接地线与接地极最好采用焊接方法连接。
与设备相接时需用螺栓拧紧固牢。
为了使接地装置发挥作用，关键是接地电阻Rd要小，一般要求保证接地电阻Rd不大于1 0欧。
有时遇到土壤地下水位等因数的影响，往往接地电阻太大保证不了要求的数值。
因此可适当增加地极根数（地极间距离不小于2.5m），土壤可埋些粘土，适当加食盐和木炭等混合物接地电阻就是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻，它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地的电阻之间的接触电阻以及两接地体之间大地的电阻或接地体到无限大远处的大地电阻。
正确计算和测量接地电阻，是路灯设施接地保护的首要环节。
理论上，接地电阻越小，接触电压和跨步电压就越低，对人身越安全。
但要求接地电阻越小，则人工接地装置的投资也就越大，而且在土壤电阻率较高的地区不易做到。
在实践中，可利用埋设在地下的各种金属管道(易燃体管道除外)和电缆金属外皮以及建筑物的地下金属结构等作为自然接地体。
由于人工接地装置与自然接地体是并联关系，从而可减小人工接地装置的接地电阻，减少工程投资。
一、接地电阻值的规定在1000v以下中性点直接接地系统中，接地电阻Rd小于或等于4欧，重复接地电阻小于或等于10欧。
人工接地极工频接地电阻的计算
人工接地极工频接地电阻的计算（约40个公式）一、单根人工垂直接地极工频接地电阻Rg 的通用计算公式简化后的公式：(单根人工垂直接地极简化计算公式来自顾慈祥、冯宝忆编著的<电器设备的防雷技术>1965年2月第一版) [此计算公式来自前苏联接地标准]。
主用公式：R ：垂直接地极的接地电阻（Ω）；ρ：土壤电阻率（Ω·m ）；L ：垂直接地体深度（m ）；d: 接地体直径（圆钢、钢管为外直径；角钢为边宽,扁钢为宽度的 1/2（m ）； r ：接地体半径（圆钢、钢管为外半径；角钢为边宽,扁钢为宽度的 1/2（m ）；二、单根人工水平接地极的工频接地电阻Rg 的数值可按下列简化公式计算： (单根人工水平接地极简化计算公式来自顾慈祥、冯宝忆编著的<电器设备的防雷技术>1965年2月第一版)。
[此计算公式来自前苏联接地标准]。
Rg ：水平接地极的工频接地电阻（Ω）；ρ：土壤电阻率（Ω.m ）;L ：水平接地体总长度（m ）；d ：水平接地体的直径或等效直径 （m ）； h ：水平接地体的埋设深度（m ）k ：与接地装置型式有关的系数 （见表1）表1、 系数k 与接地体型式的关系rLLn L R 22πρ=dLLn L R 42πρ=dtkl L R ng 22πιρ=三、单根人工垂直接地极工频接地电阻Rv 的通用计算公式。
{公式来自DL/621-1997《交流电器装置的接地》附录A ：“人工接地极工频接地电阻的计算”公式：（单根人工垂直接地极）}，Rv ：垂直接地极的接地电阻（Ω）； ρ：土壤电阻率（Ω·m ）； L ：垂直接地极长度（m ）； d ：接地极形体直径（m ）；（圆钢、钢管为外直径；扁钢为宽度的 1/2；等边角钢为0.84边宽；不等边角钢为 ；四、单根人工水平接地极的工频接地电阻Rg 的数值可按下列通用公式计算（公式来自DL/621-1997《交流电器装置的接地》附录A ）：R ：水平接地极的工频接地电阻（Ω）；ρ：土壤电阻率（Ω.m ）;L ：水平接地体总长度（m ）；d ：水平接地体的直径或等效直径 （m ）； h ：水平接地体的埋设深度（m ）A ：与接地装置型式有关的系数 （见表1） 表1 水平接地极的形状系数表五、DL/621-1997《交流电器装置的接地》附录A ： 复合接地网主边缘水平接地极为闭合的复合接地极(接地网)的接地电阻可利用下式计算；8式中：Rn ——任意形状边缘闭合接地网的接地电阻，Ω； Re ——等值方形接地网的接地电阻，Ω；S ——接地网的总面积，m 2；d ——水平接地极的直径或等效直径，m ；Rv = ρ 2πL （Ln8Ld — 1） b 1 b 2(b 12 +b 2 2) √ 0.71 0012.0l n 3LSS L a ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=()R SB L S hdB e =++-⎛⎝ ⎫⎭⎪02131295.lnρρπB hS=+1146.eR a Rn 1=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=A hd l Ln L R 22πρh ——水平接地极的埋设深度，m ； L 0——接地网的外缘边线总长度，m ； L ——水平接地极的总长度，m 。
接地电阻规范
第一章总则第1.0.1条电力装置接地设计必须认真执行国家的技术经济政策，并应做到：保障人身与设备安全、供电可靠、技术先进和经济合理。
第1.0.2条电力装置接地设计应根据工程特点、规模、发展规划和地质特点，合理地确定设计方案。
第1.0.3条电力装置接地设计应节约有色金属，节约用铜。
第1.0.4条本规范适用于工业、交通、电力、邮电、财贸、文教等各行业交流、直流电力设备接地设计。
第1.0.5条电力装置接地设计尚应符合现行的有关国家标准和规范的规定。
第二章一般规定第2.0.1条为保证人身和设备的安全，电力装置宜接地或接零。
交流电力设备应充分利用自然接地体接地，但应校验自然接地体的热稳定。
能对地构成电流闭合回路的直流电力回路中，不得利用自然接地体作为电流回路的零线、接地线、接地体。
直流电力回路专用的中性线、接地体以及接地线不得与自然接地体有金属连接；如无绝缘隔离装置，相互间的距离不应小于１米。
三线制直流回路的中性线，宜直接接地。
第2.0.2条变电所内，不同用途和不同电压的电气设备，除另有规定者外，应使用一个总的接地体，接地电阻应符合其中最小值的要求。
注：本规范中接地电阻系指工频接地电阻。
第2.0.3条如因条件限制，按本规范的要求接地有困难时，允许设置操作和维护电力设备用的绝缘台。
绝缘台的周围，应尽量使操作人员不致偶然触及外物。
第2.0.4条中性点直接接地的电力网，应装设能迅速自动切除接地短路故障的保护装置。
中性点非直接接地的电力网，应装设能迅速反应接地故障的信号装置，必要时，也可装设延时自动切除故障的装置。
第2.0.5条低压电力网的中性点可直接接地或不接地。
当安全条件要求较高，且装有能迅速而可靠地自动切除接地故障的装置时，电力网宜采用中性点不接地的方式。
第2.0.6条在中性点直接接地的低压电力网中，电力设备的外壳宜采用低压接零保护，即接零。
如用电设备较少、分散，采用接零保护确有困难，且土壤电阻率较低，可采用低压接地保护。
接地电阻常用计算公式
造———水平接地极的总长度（ 皂）；
澡———水平接地极的埋设深度（ 皂）；
凿———水平接地极的直径或等效直径（ 皂）；
粤———水平接地极的形状系数。
水平接地极的形状系数可采用表 猿鄄 员 所列数值。
（猿鄄 源）
·圆愿·
接地设计与工程实践
表 猿鄄员摇 水平接地极的形状系数 粤
水平接地
极形状
形状系数 粤 原 园郾 远 原 园郾 员愿 园
图 猿鄄苑摇 在垂直方向上具有两层结构的土壤
图 猿鄄 愿摇 地网面积、视在电阻率、网孔个数、接地体半径、接地网长宽比与系数 运 的关系
·猿源·
接地设计与工程实践
猿郾 远郾 圆摇 垂直接地极
垂直接地极穿过两层土壤时（ 见图 猿鄄 怨 ），通
过下式计算接地电阻值：
砸
越 圆ρπα（造 造灶
源造 凿
垣 悦）
园郾 源愿 园郾 愿怨
员
圆郾 员怨 猿郾 园猿 源郾 苑员 缘郾 远缘
猿郾 猿摇 架空线路杆塔接地电阻的计算
杆塔水平接地装置的工频接地电阻可利用下式计算：
砸
越
ρ 圆π蕴
造灶
蕴圆 澡凿
垣
粤贼
式中，粤贼和 蕴 按表 猿鄄 圆 取值。
表 猿鄄圆摇 式（猿鄄缘）中的参数
接地装置种类
形摇 摇 状
（猿鄄 缘）
怨员源 园郾 怨员 园郾 圆员
第 猿 章摇 接地电阻常用计算公式
·猿员·
式（猿鄄 员园） 中，经常用所有测量的电阻率的一个平均值来代替均匀土壤电阻 率。如果在式（猿鄄 员园） 中采用这个平均电阻率，则通常由式（猿鄄 员园） 计算的电阻 要比直接从实际中测量的电阻要大。表 猿鄄 猿 中所显示的这些计算的和测量的电阻值 并没有反映这种倾向，因为计算是建立在“ 在现场所测的电阻率的最低平均值” 的基础上的。
接地体接地电阻的计算
一、人工接地体接地电阻值的计算
1、垂直接地体的接地电阻计算
当L>>d时
表一
土壤电阻率-ρ（Ω·m）ρ =100接地体的长度-L（m）L = 2.5接地体的直径或等效直径-d（m） d =0.05接地电阻-R（Ω）R =33.75
2、水平接地体的接地电阻计算
表二
土壤电阻率-ρ（Ω·m）ρ =150接地体的长度-L（m）L =25接地体的直径或等效直径-d（m） d =0.02水平接地体埋深-h h =0.8水平接地体的形状系数-A A =0.378接地电阻-R（Ω）R =10.46
3、复合接地体的接地电阻计算
以水平接地体为主，且边缘闭合的复合接地体接地电阻
表三
土壤电阻率-ρ（Ω·m）ρ =3000接地网总面积-S（㎡）S =10000接地体的长度（含垂直接地体）-L（m）L =1000水平接地体直径或等效直径-d（m） d =0.15水平接地体埋深-h h =3接地电阻-R（Ω）R =15.65
4、工频接地电阻与冲击接地电阻的换算
表四
工频接地电阻-R~（Ω）R~ =10
换算系数-A A =3
冲击接地电阻-R i（Ω）R i = 3.33
表五
形状——L
A00.378
5、接地体有效长度的计算
表六
敷设接地体处的土壤电阻率-ρ（Ω·m）ρ =1500
接地体有效长度-Le Le=77.46
Y+＊*□○0.867 2.14 5.278.81 1.690.48。
接地电阻的计算与影响接地电阻的因素
接地电阻的计算与影响接地电阻的因素接地电阻的大小影响着用电设备操作人员的安全以及设备的正常运行。
本文通过接地电阻计算公式分析影响接地电阻的几个主要因素，并结合工程实际讨论降低接地电阻的若干措施，并比较这些措施对接地电阻阻值的影响。
标签：接地电阻;影响;电阻率1、前言接地是维护电力系统安全可靠运行，保障设备和运行人员安全的重要措施之一。
接地电阻值是确认接地装置的有效性以及判断接地系统是否符合设计要求的重要参数。
在项目设计前期，就要对接地系统的接地电阻阻值进行计算，以判断照此方案设计接地装置能否满足规范及业主要求。
本文以化工厂的接地系统为背景，介绍了几种国内外常用的接地电阻计算方法，并以伊朗甲醇项目为实例进行计算和比较，分析影响接地电阻的因素，并提出了一些自己的看法。
2、接地电阻的计算2.1、国内计算方法GB 50065-2011 《交流电气装置的接地设计规范》附录A中给出了人工接地极工频接地电阻的计算公式。
对于以水平接地极为主边缘闭合的复合接地网的接地电阻可利用下式计算：2.2、IEEE计算方法IEEE Std 80-2000 IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding 第14章中给出了两种接地电阻的算法：Sverak算法和Schwarz公式。
2.2.1、Sverak算法：3、案例分析下面就以MEKPCO伊朗甲醇项目为例，按照不同设计方案，采用上述几种算法对接地电阻进行计算。
图3.1给出了该项目全场接地网总图：厂区位置土壤电阻率。
厂区接地网为沿着厂区围墙和栅栏敷设的边缘闭合接地网，长280m，宽230m，，水平接地体总长度，埋设深度，接地极采用铜包钢，共打120根。
下面分别以水平接地体选择95㎡裸铜线（直径）和95㎡PVC黄绿线两种方案计算全厂接地电阻。
3.1、方案一：水平接地体采用95㎡裸铜线采用裸导体作为水平接地体是国内外普遍做法，因为裸导体直接与土壤接触可以起到散流的作用，此时接地网为既有水平接地体又有垂直接地体的边缘闭合型复合接地网。
接地电阻的计算、应用、降低和设计
1) 一般情况下，接地装置的接地电阻应符合下 式 R<=2000/I 式中：R——考虑到季节变化的最大接地电阻单位 （Ω）； I——计算用的流经接地装置的入地短路电流单位 （A）。采用在接地装置内、外短路时，经接地装置流 入地中的最大短路电流对称分量最大值，该电流应按 5～10年发展后的系统最大运行方式确定，并应考虑系 统中各接地中性点间的短路电流分配，以及避雷线中分 走的接地短路电流。 2) 当接地装置的接地电阻不符合式(5)要求时，可通过技 术经济比较增大接地电阻，但不得大于5Ω，且应符合 本标准6.2.2的要求。
充分利用水工建筑物(水井、水池等)以及其它与水接触 的混凝土内的金属体作为自然接地体，可在水下钢筋混 凝土结构物内梆扎成的许多钢筋网中，选择一些纵横交 叉点加以焊接，与接地网连接起来。
当利用水工建筑物做为自然接地体仍不能满足要求， 或者利用水工建筑物作为自然接地体有困难时，应优先 在就近的水中(河水、池水等)敷设外引(人工)接地装置( 水下接地网)，接地装置应敷设在水的流速不大之处或 静水中，并要回填一些大石块加以固定。 7 采取伸长水平接地体 结合工程实际运用，经过分析，结果表明，当水平接 地体长度增大时，电感的影响随之增大，从而使冲击系 数增大，当接地体达到一定长度后，再增加其长度，冲 击接地电阻也不再下降。一般说来，水平接地体的有效 接地电阻的具体 措施时，应根据当地原有运行经验、气候状况、地形地 貌的特点和土壤电阻率的高低等条件进行全面、综合分 析，通过技术经济比较来确定，因地制宜地选择合理的 方法。这样，既可保障线路、设备的正常运行，又可避 免接地装置工程投资过高情况的发生。
模块三、接地电阻的计算 单根垂直接地体（棒形）：RE1≈σ/l 单根水平接地体：RE1≈2σ/l 多根放射形水平接地带(n≤12,每根长 l≈60m): RE≈0.062σ/n+1.2 环形接地带:RE≈0.6σ/√A
接地电阻常用计算公式
· 猿员·
率。如果在式（ 猿鄄 员园 ） 中采用这个平均电阻率，则通常由式（ 猿鄄 员园 ） 计算的电阻 并没有反映这种倾向，因为计算是建立在“ 在现场所测的电阻率的最低平均值” 的基础上的。 猿郾 缘郾 圆摇 复合地网接地电阻值的计算 水平地网（ 网状水平接地极） 的接地电阻 砸员 ，垂直接地极接地电阻为 砸圆 ，水 砸早 越 砸 员 砸圆 原 砸圆 皂 砸员 垣 砸圆 原 圆 砸 皂 （ 猿鄄 员员 ） 要比直接从实际中测量的电阻要大。表 猿鄄 猿 中所显示的这些计算的和测量的电阻值
猿郾 源摇 网状接地极接地电阻计算式
地电阻值。 下面根据标准 阅蕴 辕 栽 远圆员 —员怨怨苑 《 交流电气装置的接地》 中推荐的方法计算接
猿郾 源郾 员摇 水平接地极为主边缘闭合的复合接地极 （ 接地网） 的接地电阻— — —精确 计算 摇 摇 可利用下式计算： 砸 灶 越 葬员 砸 藻 蕴园 （ 猿鄄 远 ）
接地电阻值偏高，但误差显然低于 员圆郾 愿豫 。 员园园皂圆 的闭合接地网接地电阻。
简化式（ 猿鄄 苑 ） 计算结果比圆盘公式计算结果高 员圆郾 愿豫 ，一般较实际水平地网
ρ 杂 槡
根据 阅蕴 辕 栽 远圆员 —员怨怨苑 《 交流电气装置的接地》 ，可用式（ 猿鄄 苑 ） 近似计算 杂 跃
两点：
的公式。尽管式（ 猿鄄 远 ） 相对精确、误差较小，但却鲜有人用。究其原因主要有 员 ） 目前设计单位普遍不精确分析大型站址土壤分层状况，对土壤电阻率的估 圆 ） 简化式（ 猿鄄 苑 ） 计算值较实际值偏大，所设计出的方案更加保守，更容易
砸圆 — — —所有垂直接地极的接地电阻（ Ω） ；
— —土壤电阻率（ Ω·皂） ； 式中摇 ρ— 蕴糟 — — —所有连接的水平接地极的总长度（ 皂） ； 葬— — —导体的半径（ 皂） ； 杂— — —导体覆盖的面积（ 皂圆 ） ；
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电力工程技术（china-dianli）η 接地装置简图
圆钢 Ф 10 25.6 15.0
10.6
8.6
7.16 6.16 5.44 4.85 4.02 3.45 2.70 2.23
Ф 12 25.0 14.7 10.7 8.46 7.04 6.08 5.34 4.78 3.96 3.40 2.66 2.20
Ф 15 24.3 14.4 10.4 8.28 6.91 5.95 5.24 4.69 3.89 3.34 2.62 2.17
0.34 0.32 0.31 0.30 0.30
圆钢
Ø20
Ø15
0.02
0.37
0.015
0.39
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式ρ中hA附����表土水水�壤平平单电R接接根电阻地�地直率力体体线2工的�埋�水程形l深l平�技(状接l接n术系d地地�（数hl体体d直2c的长h径i�接n度或a地-A等d电)i效a阻n直l值i）径
电力工程技术（china-dianli）
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� 当l
式中�
�ρld�-------d------电时-土R-接接力壤�地地工电体体2阻程�的�的率技l长直l术度nΏ径（·或4dMcMl者hin等a效-d直ia径nli）M
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4321�、、、角扁钢圆12〉〉钢钢管钢等不����边等外材电就�边力料径是�工的的材程宽1d料d.技2度�本分�术0的身0之（.7.一1的8c一4h半直i就b(nb就a径1是-b是d2等i(ab等n效12li效）�直半b径22径))
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式以接中水地�平电S接l 接接阻地电地地为体R力体�网�为工的的主4�程长总��技度面且术�S�积边（�包c缘2�h�括il闭nlan垂合-1.d直6的ihad接nl复2l�i）地1合0体4接地体的
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接型地式体人工简接易地计 算体式接地电chi阻na-简备di易a注nl计i）算式
垂直式
R � 0.2 �
术（ 长度3米左右的接地体
单根水 平式
复合式 �接地
网�
技 R � 0.3�
程 R � 0.5 � � 0.28 �
力工S
r
或者
电 �� � � �
R�
�� �
长度60米左右的接地体
1、S大于100 的m闭2 合接地
网� 2、r为与接地网面积等值的半
径�即等效半径
4 S l 4r l
同2根�每个垂直相 隔5米
15.0
15.0
25 25
20.0
20.0
35 35
25
25
45 45
土壤电阻率Ώ·M
100
250
500
工频接地电阻/Ώ
4.18
10.5
20.9
4.35
10.9
21.8
3.58
8.95
17.9
3.73
9.32
18.6
2.81
7.03
14.1
2.93
7.32
14.6
2.35
5.87
81.1
163
2根 3根
5.0
程 同2根�每个垂直相 力工 隔5米
7.5
5.0 7.5
5
10.0
25.1
50.2
5
10.5
26.2
52.5
10
6.65
16.6
33.2
6.92
17.3
34.6
4根
电 同2根�每个垂直相 隔5米
10.0
10.0
15
5.08
12.7
25.4
5.29
13.2
26.5
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电力 2、水平接地体埋深0.6到0.8米
3、垂直接地体长2.5米
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材料 钢管
规格
Ø50 Ø40
术（c直h径in或00.等a0.046-效8 直d径ianli）
K值
0.30 0.32
角钢
40*40*4
技 50*50*5 程 63*63*5
70*70*5
电力工 75*75*5
0.0336 0.042 0.053 0.053 0.063
人工接地装置工频接地h电ina阻-d值ian�li）二� 型式
简图
材料尺寸/mm及用料/m
圆钢 Ф 20
钢管 Ф 50
角钢 50*50*5
扁钢 40*4
（c 5根
同2根�每个垂直相 隔5米
12.5
12.5
20 20
技术 6根
同2根�每个垂直相 隔5米
程 8根 电力工 10根
同2根�每个垂直相 隔5米
10.1
8.1
6.74 5.8 5.1 4.58 3.8 3.26
工程 25*4 24.9 14.6 10.6 8.42 7.02 6.04 5.33 4.76 3.95 3.39
802.5ຫໍສະໝຸດ 2.651002.12 2.20
Ф8
电力 26.3 15.3
11.1
8.78
7.3 6.28 5.52 4.94 4.10 3.47 2.74 2.27
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型式 单根
人工接地装置技工术频（接ch地ina电-阻dia值nli�）一� 简 图
材料尺寸/mm及用料/m
圆钢 Ф 20
钢管 Ф 50
角钢 50*50*5
扁钢 40*4
2.5
2.5
2.5
土壤电阻率Ώ·M
100
250
500
工频接地电阻/Ώ
30.2
75.4
151
37.2
92.9
186
32.4
11.7
2.45
6.12
12.2
15根
同2根�每个垂直相 隔5米
37.5
37.5
70
1.75
4.36
8.73
70
1.82
4.56
9.11
20根
同2根�每个垂直相 隔5米
50.0
50.0
95.0 95.0
1.45
3.62
7.42
1.52
3.79
7.58
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地起阻蔽然电电到总系受流接作这阻相是数散到地为个值互小妨η逸电散减体的得屏于碍力流小时蔽�n1的工倍个作的候的所屏程�同用系�作以技蔽显样的数各用n术作然尺个多叫个�（散寸同用个做c散因h流和样金利i流此n作同的a属用的它-用样接d体系导们ia减方地埋数n体散l小法体i）在 或形流了安的地 者成的。装接下 叫的作的地� 做电用接电当 屏场显�
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ina-dianli） 在实际工程应用中�垂直接地体一般长为2.5M�顶端埋于地 h 面之下0.6~0.8米之间�此时单根垂直接地体接地电阻的计算公 c 式可简化为�
R 技�术K（� 式中 K 为简化计算系数
程 �简化计算系数表� 工 注�1、如无特殊注明�一般接地土壤电阻率为100 Ώ·M
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china-dianli）
5.27
0.378
术（
3.81
技
力工程 0.867
1.69
电 2.14
0.48
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单根直线水平接接地地体的体ina接-长d地ian电度li）阻/m值 接地体材料 ch 及尺寸/mm
5
10 15 20 25 30 35 40 50 60
技术（ 扁钢 40*4 23.4 13.9