接地电阻计算方法
接地电阻的计算
接地电阻的计算一.变电站接地网接地电阻的计算1.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：R n=α1R eα1=[3ln(L0/√S￣￣）-0.2]√S￣￣/ L0R e=0.213ρ/√S￣￣*（1+B）+ρ/2πL*[ ln(S/9hd)-5B]B=1/(1+4.6h/√S￣￣）----任意形状边缘闭合接地网的接地电阻,Ω;式中: RnR e----等值方形接地网的接地电阻,Ω;S-----接地网的总面积,m2;ρ----土壤电阻率,Ω·m;d-----水平接地极的直径或等效直径,m2;h-----水平接地极的埋设深度,m;L0----接地网的外边缘线总长度, m;L----水平接地极的总长度, m。
由于新建变电站中:ρ=1000～2000Ω·m, S=2943m2, h=0.8m, d=b/2=0.02m, L0=292m, L=1124m 故可计算出: B=0.936R e=0.00760ρ+0.000743ρ=0.008343ρα1=0.90096R n=0.0075167ρ=7.5167～15.0334Ω≤0.5Ω的要求。
不能满足接地电阻Rn2.采用接地沟置换土壤的办法后,土壤的电阻率ρ=100Ω·m,R n=0.75167Ω可见仍不能满足接地电阻R≤0.5Ω的要求。
要使站区电阻不大于0.5Ω,就要求:0.0075167ρ≤0.5Ω,即要求置换的土壤电阻率不大于66.5Ω.m 。
3.现采取将新建变电站的接地网与原站址接地网相连接的办法，来增大接地网的总面积S。
与原站址接地网连接后: S=8478m2, L0=451m, L=1358m可求得: B=0.96157R e=0.00526ρα1=0.932故: R n=0.00490232ρ按置换土壤后,土壤的电阻率ρ=100Ω·m计算: R n=0.490232Ω满足接地电阻Rn≤0.5Ω的要求。
接地电阻的计算与测量
接地电阻的计算与测量理论上，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应小于或等于４Ω，重复接地电阻应小于或等于１０Ω。
而电压１０００Ｖ以下的中性点不接地系统中，一般规定接地电阻Ｒ为４Ω。
因此，根据实际安装经验，在路灯照明系统中接地电阻Ｒd应小于或等于４Ω。
二、人工接地装置接地电阻的计算人工接地装置常用的有垂直埋设的接地体、水平埋设的接地体以及复合接地体等。
此外，接地电阻大小还与接地体形状有关，在路灯施工应用中，通常使用垂直、水平接地体，这里只简要介绍上述两种接地电阻的计算。
１、垂直埋设接地体的散流电阻垂直埋设的接地体多用直径为５０ｍｍ，长度２－２．５ｍ的铁管或圆钢，其每根接地电阻可按下式求得：Ｒgo＝[ρＬn(4L/d)]/2πL式中：ρ—土壤电阻率（Ω／ｃｍ）Ｌ—接地体长度（ｃｍ）ｄ—接地铁管或圆钢的直径（ｃｍ）为防止气候对接地电阻值的影响，一般将铁管顶端埋设在地下０．５－０．８ｍ深处。
若垂直接地体采用角钢或扁钢（见图１），其等效直径为：等边角钢ｄ＝０．８４ｂ扁钢ｄ＝０．５ｂ为达到所要求的接地电阻值，往往需埋设多根垂直接体，排列成行或成环形，而且相邻接地体之间距离一般取接地体长度的１－３倍，以便平坦分布接地体的电位和有利施工。
这样，电流流入每根接地体时，由于相邻接地体之间的磁场作用而阻止电流扩散，即等效增加了每根接地体的电阻值，因而接地体的合成电阻值并不等于各个单根接地体流散电阻的并联值，而相差一个利用系数，于是接地体合成电阻为Ｒg＝Ｒgo/(ηL*n)式中，Ｒgo—单根垂直接地体的接地电阻（Ω）;ηL—接地体的利用系数；ｎ—垂直接地体的并联根数。
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
1.1.1、当角钢为0.05×0.05×1 m长和0.05×0.05×2 m长时的电阻率ρ ： k角=2π L/(ln(4L/d)-0.31) ρ =k角× R
R 10 10 L 1 2 b1 0.05 0.05 b2 0.05 0.05 d 0.0422169 0.0422169 K 1.48070248 2.545407285 ρ 14.8070248 25.45407285
A 5.65 R 1.668213011
形状 A 5.65 3.03 1 0.89 0.48 0 —0.18 —0.6
3、以水平接地体为主，且边缘闭合的复合接地体，其接地电阻的计算：
R=(0.22-0.007L1/L2)× ρ /(√(L1× L2))× (1+B)+ρ /(2π L)× (LN((L1× L2)/(9hd))-5B) ρ 1000 L1 400 L2 200 d 3 L 700000 h 20 B=1/(1+4.6h/( √L1× L2)) R 1.278162575
对于角钢 对于角钢
当角钢为0.05× 0.05× 1m长时的电阻率ρ 为： 14.807025 当角钢为0.05× 0.05× 2m长时的电阻率ρ 为： 25.454073
1.1.2、当圆钢为d=0.08×1 m长和d=0.08×2 m长时的电阻率ρ ： k圆=2π L/(ln(4L/d)-0.31) ρ =k圆× R
对于扁钢 对于角钢 圆钢（管）
பைடு நூலகம்
1.1、土壤电阻率ρ 的计算
R 30 10 10 L 1 2 1 b 0.16 3 0.05 b1 0.05 b2 0.05 d 0.05 0.042216853 0.05 ρ 46.26688794 25.45407285 15.42229598
接地电阻常用计算公式
接地设计与工程实践
员愿园园 Ω·皂） 曲线，曲线与表 圆鄄 猿 中的实际视在电阻率值几乎保持一致，仅在 圆园皂 析得到的。在实际中，电阻率往往都是不均匀的，存在着一定的波动，如果曲线 跟实测值之间的误差能像图 圆鄄 愿 所示的这么小，则认为电阻率的分层解析已经比较 精确了。
极间距处，曲线跟实际值之间表现出微小的误差。但这是在完全理想的情况下解
阻率曲线我们可以发现，当最大极间距离 葬 皂葬曾 值小于 圆园皂 时，几乎不可能将 源 根 视在电阻率曲线区别开来，此时很难准确解析实际分层土壤视在电阻率。当最大 极间距离 葬 皂葬曾 小于 远园皂 时，源 根视在电阻率曲线仍保持了较大的一致性，如果土壤 水平分层相对均匀，土壤分层状况大致可以解析出来，如果土壤电阻率在水平方 向存在着一定的分层状况或者比较不均匀，那么实测值的波动很容易导致解析值 线已经明显分叉开来，此时土壤的分层解析工作就容易得多，也准确得多。 跟实际分层状况产生较大误差。当最大极间距离 葬 皂葬曾 达到 圆园园皂 时，源 条电阻率曲
其实，除非借助电脑软件，否则，很难估准电阻率状况。
圆园皂 以上电阻率为 愿园 Ω·皂，圆园皂 以下为 员圆园园 Ω·皂。
模拟反演出表 圆鄄 猿 中的数据为一种典型的理想的两层电阻率的系列视在电阻率值， 图 圆鄄 苑 所示为实测视在电阻率与分析土壤电阻率分层情况（ 愿园 Ω · 皂 原 圆园皂 原
接地电阻计算方法
1000~2500
最小尺寸 直径10mm 厚度4mm 壁厚3.5mm
截面 48mm2 厚度4mm
接
圆钢
室内 室外
直径6mm 直径8mm
地 线
扁钢
室内 截面48mm2 厚度3mm
室外 截面48mm2 厚度4mm
垂直接地体根 数确定：
n≥RE1/η
RE 垂直接地体的 利用系数η值 （环形敷设）
根数
垂直接地体的
1
间距与其长度
2
比
3
10 0.52~0.58 0.66~0.71 0.74~0.78
20 0.44~0.50 0.61~0.66 0.68~0.73
30 0.41~0.47 0.58~0.63 0.66~0.71
满足热稳定的 最小截面：
Smin=4.52I
(1) k
多石土壤
砂、砂砾
Ω.m 50 60
100 200
300 400 100
类别
接 地 体
接地体及 接地线的 最小尺寸 规格
材料及使用场所 圆钢 角钢 钢管
扁钢
较湿时 30~100 30~100
30~300 100~200
100~100
250~1000
较干时 50~300 50~300
80~1000 250
接地电 阻计算
方法
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):
环形接地带:
RE≈0.062 σ/n+1.2
σ值(参考):
RE≈0.6σ /√A
土壤类别
人工接地装置接地电阻的计算
人工接地装置接地电阻的计算
人工接地装置常用的有垂直埋设的接地体、水平埋设的接地体以及复合接地体等。
此外，接地电阻大小还与接地体形状有关，在路灯施工应用中，通常使用垂直、水平接地体，这里只简要介绍上述两种接地电阻的计算。
1
垂直埋设的接地体多用直径为50mm,长度2-2.5m的铁管或圆钢,
可按下式求得Rgo=[ρLn(4L/d)]/2πL
ρ—(Ω/cm)
L—(cm)
d—接地铁管或圆钢的直径(cm)
0.5-0.8m(见图1),其等效直径为:等边角钢d=0.84b扁钢 d=0.5b
为达到所要求的接地电阻值,往往需埋设多根垂直接体,
而且相邻接地体之间距离一般取接地体长度的1-3倍,以便平坦分布接地体的电位和有利施工。
这样,电流流入每根接地体时,由于相邻接地体之间的磁场作用而阻止电流扩散,即等效增加了每根接地体的电阻值,因而接地体的合成电阻值并不等于各个单根接地体流散电阻的并联值,
于是接地体合成电阻为Rg=Rgo/(ηL*n)
go—单根垂直接地体的接地电阻(Ω);
ηL—接地体的利用系数;
n—垂直接地体的并联根数。
接地体的利用系数与相邻接地体之间的距离a和接地体的长度L的比值有关a/L值越小,利用系数就越小,则散流电阻就越大。
在实际施工中,接地体数量不超过10a/L=3那么接地体排列成行时,ηL在0.9-0.95之间,接地体排列成环形时,ηL约为0.8。
2、水平埋设接地体的散流电阻
一般水平埋设接地体采用扁钢、角钢或圆钢等制成,其人工接地电阻按下式求得Rsp=(ρ/2πL)*[Ln(L2/dh）+A]。
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接地电阻计算方法：
首先要用仪器测试土壤电阻率是多少，然后要知道水平接地体的电阻，采用垂直接地体的电阻是多少，最后才能计算。
比如：普通压制非金属接地模块，成本低但不容易降低电阻，铜包钢、热镀锌材料寿命短。
腾辉烧制接地模块是理想的垂直接地体，寿命长、无污染、不容易碎并且运输方便。
烧制模块相当于一个金属导体。
国内烧制模块推荐品牌：万佳防雷、扬博防雷、腾辉智能防雷、捷力通防雷等
根据地网土层的土壤电阻率，采用下式计算接地模块用量：水平埋置，单个模块接地电阻：
Rj =0.068×[ρ÷（a×b）-2]
并联后总接地电阻：Rnj = Rj /nη
式中：ρ―土壤电阻率（Ω/m）
a、b―接地模块的长、宽（m）；
Rj―单个模块接地电阻（Ω）；
Rnj―总接地电阻（Ω）；
n―接地模块个数；
η―模块调整系数，一般取0.6―0.9。
接地电阻：50欧姆、30欧姆、20欧姆、10欧姆、4欧姆、1欧姆、0.5欧姆、0.2欧姆、0.1欧姆。
编辑：
河南扬博防雷科技有限公司宋利源
山西捷力通防雷科技有限公司杨利涛徐启贵。