接地原理課件

發(fā)電廠、變電站接地2.1概述發(fā)電廠、變電站接地的用途：防雷接地、工作接地、保護(hù)接地三合一發(fā)電廠、變電站接地的型式：外緣閉合中間敷設(shè)若干均壓導(dǎo)體為主的水準(zhǔn)接地網(wǎng)特點(diǎn)：地網(wǎng)面積大；入地故障電流或雷電流可能很大隨著電網(wǎng)的發(fā)展，特別是發(fā)電廠、變電所內(nèi)微機(jī)保護(hù)、綜合自動(dòng)化裝置的大量應(yīng)用，這些微電子元件對(duì)接地網(wǎng)的要求更高，地電位的干擾對(duì)監(jiān)控和自動(dòng)化裝置的影響不得不引起人們的重視發(fā)電廠和變電所的接地網(wǎng)必須著重解決的問題(1)接地網(wǎng)的接地電阻問題，因?yàn)樗苯雨P(guān)係到工頻接地短路和雷電流入地時(shí)地電位的升高。

(2)地網(wǎng)均壓?jiǎn)栴}，特別是接地網(wǎng)的局部容易向電纜溝內(nèi)的電纜產(chǎn)生反擊造成控制保護(hù)設(shè)備的損壞引發(fā)惡性事故，

(3)設(shè)備接地問題，特別嚴(yán)重的是有的防雷設(shè)備，如避雷線、避雷器的接地不好，會(huì)產(chǎn)生很高的殘壓和反擊過電壓

(4)接地線的熱穩(wěn)定問題，如果接地線的熱穩(wěn)定達(dá)不到要求，在接地短路電流流過時(shí)，就會(huì)把接地線燒斷，造成設(shè)備外殼帶電，還容易發(fā)生高壓向保護(hù)和控制線反擊。

(5)接地網(wǎng)的腐蝕問題，由於接地裝置在地下運(yùn)行，故運(yùn)行條件惡劣，特別是在一些潮濕和有害氣體存在的地方，或土壤呈酸性的地方最容易發(fā)生腐蝕。腐蝕接地網(wǎng)的電氣參數(shù)會(huì)發(fā)生變化，甚至?xí)斐呻姎庠O(shè)備的接地與地網(wǎng)之間，地網(wǎng)各部分之間形成電氣上的開路。2.2發(fā)電廠、變電所地網(wǎng)的設(shè)計(jì)總原則2.2.1對(duì)接地電阻的要求1．大接地短路電流系統(tǒng)（110kV以上有效接地系統(tǒng)和6-35kV低電阻接地系統(tǒng)）

(1)一般情況下，接地裝置的接地電阻應(yīng)符合下式要求式中R——考慮到季節(jié)變化的最大接地電阻，一般應(yīng)小於0.5ΩI——流經(jīng)接地裝置的入地短路電流，A：

(2)當(dāng)接地網(wǎng)的接地電阻由於受條件限制，比如土壤電阻率較高等，可適當(dāng)增大接地電阻，但不得大於5Ω2小接地短路電流系統(tǒng)（不接地、消弧線圈接地和高電阻接地系統(tǒng)）(1)高壓與發(fā)電廠、變電所電力生產(chǎn)用低壓電氣裝置共用的接地裝置

但不應(yīng)大於4Ω(2)高壓電氣裝置的接地裝置但不宜大於10Ω，在高土壤電阻率地區(qū)的接地電阻不應(yīng)大於30Ω2.2.2發(fā)電廠、變電所的接地網(wǎng)均壓要求(1)在110kV及以上有效接地系統(tǒng)和6—35kV低電阻接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地或異點(diǎn)兩相接地時(shí)，發(fā)電廠、變電所接地裝置的接觸電位差和跨步電位差不應(yīng)超過下列數(shù)值·（2）小接地短路電流系統(tǒng)(3)在條件特別惡劣的場(chǎng)所，例如水田中，接觸電位差和跨步電位差的允許值應(yīng)適當(dāng)降低。2.2.3地電位反擊在高土壤電阻率地區(qū)，R較大．例如：Ｒ為５Ω，當(dāng)Ｉ達(dá)到2000Ａ?xí)r，接地電位升可達(dá)到10000Ｖ.引起轉(zhuǎn)移電勢(shì)問題發(fā)電廠、變電所中高電位引出（三相四線制低壓線路）和低電位引入（通訊線路）。

主要防範(fàn)措施：隔離；加裝SPD1)為防止轉(zhuǎn)移電位引起的危害，對(duì)可能將接地網(wǎng)的高電位引向廠、所外或?qū)⒌碗娢幌驈S、所內(nèi)的設(shè)施，應(yīng)採(cǎi)取隔離措施。例如：對(duì)外的通信設(shè)備加隔離變壓器；向廠、所供電的低壓線路採(cǎi)用架空線，其電源中性點(diǎn)不在廠、所內(nèi)接地，改在廠、所外適當(dāng)?shù)牡亟拥兀和ㄏ驈S、所外的管道採(cǎi)用絕緣段、鐵路軌道分別在兩處加絕緣?mèng)~尾板等等。

2)考慮短路電流非週期分量的影響，當(dāng)接地網(wǎng)電位升高時(shí)，發(fā)電廠、變電所內(nèi)的3-10kv閥式避雷器不應(yīng)動(dòng)作或動(dòng)作後應(yīng)承受被賦予的能量。3)設(shè)計(jì)接地網(wǎng)時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算接觸電壓和跨步電壓2.3發(fā)電廠、變電所接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)步驟和方法一、資料收集

(1)廠、所的規(guī)模，即發(fā)電廠、變電所的規(guī)模大小，如發(fā)電廠的裝機(jī)臺(tái)數(shù)、容量、電壓等級(jí)。變電所的主變壓器臺(tái)數(shù)、容量、電壓等級(jí)，進(jìn)出線路回?cái)?shù)，發(fā)電廠、變電所占地面積大小等。

(2)發(fā)電廠、變電所所處位置的地形、地勢(shì)、土質(zhì)情況、土壤酸鹼度等。

(3)如為新建廠、所，應(yīng)首先測(cè)量不同深層土壤的土壤電阻率，如為山坡地形，還要在不同的方位、不同的方向進(jìn)行測(cè)量，從而找出沿橫向、縱向和不同深層的土壤電阻率。

(4)廠、所的最終建設(shè)規(guī)模、分幾期建成以及當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的5、10年規(guī)劃。

(5)氣象資料收集，主要是降雨情況、長(zhǎng)年土壤幹濕變化情況、雷電活動(dòng)情況日、落雷密度和雷電強(qiáng)度等。

(6)進(jìn)出線情況．有幾回進(jìn)出線，有無(wú)避雷線及線路所經(jīng)過的區(qū)域等。

(7)環(huán)境資料，主要是瞭解當(dāng)?shù)劁撹F的腐蝕情況。二、計(jì)算設(shè)計(jì)

1．計(jì)算應(yīng)達(dá)到的接地電阻

首先應(yīng)根據(jù)發(fā)電廠、變電所的規(guī)模、電壓等級(jí)、系統(tǒng)接地方式和電網(wǎng)5—10年發(fā)展後系統(tǒng)的接地短路電流值，利用式來(lái)計(jì)算應(yīng)達(dá)到的接地電阻值。

2．計(jì)算工頻接地電阻根據(jù)發(fā)電廠、變電所的規(guī)模，占地大?。淮卧O(shè)備和廠房的佈置情況來(lái)設(shè)計(jì)接地網(wǎng)的形狀和均壓帶的佈置方式，並根據(jù)自然接地體和人工接地網(wǎng)的大小，來(lái)計(jì)算工頻接地電阻值。3．確定地網(wǎng)形式如屬於發(fā)電廠和大中型地網(wǎng)應(yīng)採(cǎi)用方孔地網(wǎng)；35kv及以下小規(guī)模變電所的接地網(wǎng)可採(cǎi)用長(zhǎng)孔地網(wǎng)，水準(zhǔn)均壓帶的間距．可採(cǎi)用3—12m，可等間距佈置，也可不等間距佈置．還要看一次設(shè)備的分佈情況，以有利於設(shè)備接地為好。4。接地網(wǎng)的佈置電廠、變電所的接地裝置應(yīng)充分利用自然接地體對(duì)發(fā)電廠和變電所，不論採(cǎi)用何種形式的人工接地體，如井式接地、深鑽式接地、引外接地等，都應(yīng)敷設(shè)以水準(zhǔn)接地體為主的人工接地網(wǎng)。對(duì)面積較大的接地網(wǎng)，降低接地電阻主要靠大面積水準(zhǔn)接地體。它既有均壓、減小接觸電勢(shì)和跨步電勢(shì)的作用，又有散流的作用。防雷接地裝置可採(cǎi)用垂直接地體作為避雷針、避雷線和避雷器附近加強(qiáng)集中接地和散泄雷電流之用。人工接地網(wǎng)的外緣應(yīng)閉合，外緣各角應(yīng)做成圓弧形，圓弧的半徑不宜小於均壓帶間距的一半。接地網(wǎng)內(nèi)應(yīng)敷設(shè)水準(zhǔn)均壓帶。接地網(wǎng)的埋深一般採(cǎi)用0.6-1.0m。在凍土地區(qū)應(yīng)敷設(shè)在凍土層以下。接地網(wǎng)的邊緣經(jīng)常有人出入的走道處，應(yīng)鋪設(shè)礫石、瀝青路面或“帽檐式”均壓帶。5．接地體的選擇

人工接地體的規(guī)格：水準(zhǔn)敷設(shè)的接地體可用鍍鋅圓鋼、扁鋼．垂直接地體，用鍍鋅鋼管、角鋼等。接地體和接地引下線的截面應(yīng)符合熱穩(wěn)定要求。敷設(shè)在大氣和腐蝕條件場(chǎng)所的接地體和接地引下線，應(yīng)根據(jù)腐蝕的性質(zhì)經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較後採(cǎi)取合適的措施‘接地裝置的使用壽命應(yīng)和地面設(shè)備相一致．一般取25—30a．7．接地裝置的敷設(shè)(1)為了減少相鄰接地體的遮罩作用．垂色接地體的間距不宜小於其長(zhǎng)度的2倍．水準(zhǔn)接地體的間距不宜小於5m：

(2)接地體與建築物的距離不宜小於1．5m。

(3)圍繞屋內(nèi)外配電裝置、主控制樓、主廠房及其他需要裝設(shè)接地網(wǎng)的建築物，敷設(shè)環(huán)形接地網(wǎng)。這些接地網(wǎng)之間的相互連接不應(yīng)小於兩根幹線。為了確保接地的可靠性，接地幹線至少應(yīng)在兩點(diǎn)與接地網(wǎng)相連接。

(4)建築物的牆壁敷設(shè)水準(zhǔn)接地線時(shí)，離地面宜保持250—300mm的距離。建築物牆壁間應(yīng)有10—15mm的間隙。

(5)接地線應(yīng)防止發(fā)生機(jī)械損傷和化學(xué)腐蝕。在接地線引入建築物的入口處，應(yīng)設(shè)標(biāo)誌。8．設(shè)備的接地與地網(wǎng)的連接(1)對(duì)發(fā)電機(jī)、主變壓器、GIS開關(guān)設(shè)備、補(bǔ)償電容器等主要設(shè)備要進(jìn)行雙接地，並與地網(wǎng)的不同兩點(diǎn)相連接。

(2)對(duì)避雷針、避雷線和避雷器等防雷設(shè)備的接地處要設(shè)置3—5根水準(zhǔn)射線3—5根垂直接地極以加強(qiáng)集中接地

(3)對(duì)廠房、主控室、高壓配電室、主變壓器四周要設(shè)置環(huán)形水準(zhǔn)接地帶。

(4)對(duì)上下層設(shè)置的變電站、上層構(gòu)架上的設(shè)備每隔10-15m用明接地引線接地。

(5)對(duì)室內(nèi)分居佈置的樓上設(shè)備的接地要每隔5—10m用專門設(shè)置的接地引線接入地網(wǎng)，室內(nèi)還應(yīng)設(shè)置環(huán)形接地母線。

(6)電力設(shè)備每個(gè)接地部分應(yīng)以單獨(dú)的接地線與接地幹線相連。

(7)設(shè)備的接地都要以單獨(dú)的接地線接入埋在地中的地網(wǎng)，不能只接到電纜溝的接地帶。第三章輸電線路桿塔接地降低桿塔接地電阻是提高線路耐雷水準(zhǔn)，減少線路雷擊跳閘率的主要措施為減小具有高頻率，陡波頭的雷擊大電流的各種危害，必須設(shè)置衝擊接地裝置不能再用恒定電場(chǎng)的理論研究3.1衝擊接地特性3.1.1衝擊接地電阻的物理意義衝擊電流或雷電流通過接地體流向大地時(shí)，接地體呈現(xiàn)的電阻叫衝擊接地電阻。接地電阻與工頻接地電阻不同，其主要原因是衝擊電流的幅值可能很大，會(huì)引起土壤放電，而且衝擊電流的等效頻率又比工頻高得多。當(dāng)衝擊電流進(jìn)入接地體時(shí)，會(huì)引起一系列複雜的過渡過程，每一瞬間接地體呈現(xiàn)的等效電阻值都有可能有所不同，而且接地體上最大電壓出現(xiàn)的時(shí)刻不一定就是電流最大的時(shí)刻。衝擊接地物理過程衝擊電流通過接地體的最初瞬間，衝擊阻抗與接地體的穩(wěn)態(tài)或工頻接地電阻無(wú)關(guān)。這時(shí)接地體的波過程起主要作用，衝擊阻抗等於波阻。當(dāng)波往接地體深處運(yùn)動(dòng)時(shí)，在波電流上將附加著土壤的傳導(dǎo)電流，這時(shí)接地體的衝擊阻抗主要由接地體的電感和土壤的電導(dǎo)來(lái)決定的。這個(gè)過程稱為“電感一電導(dǎo)”泄流過程：最後，當(dāng)電流的變化率趨近於零，電感可以略去不計(jì)，衝擊阻抗才表現(xiàn)出電阻的性質(zhì)．趨近於穩(wěn)態(tài)或工頻接地電阻。

對(duì)於集中接地體，只考慮電阻過程；一般電阻率地區(qū)的水準(zhǔn)長(zhǎng)接地體，只考慮“電感一電導(dǎo)”泄流過程；特高電阻率地區(qū)的水準(zhǔn)接地體還應(yīng)考慮波過程、火化效應(yīng)強(qiáng)大的衝擊電流流入土壤後會(huì)形成很強(qiáng)的電場(chǎng)，使土壤發(fā)生強(qiáng)烈的局部放電現(xiàn)象。一般土壤由於是不均勻媒質(zhì)，所以其耐壓強(qiáng)度只有8．5kV／cm左右實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)單根水準(zhǔn)接地體的電位為1000kV時(shí)，火花放電區(qū)域的直徑可達(dá)70cm。實(shí)際常遇到雷電流總在10kA或數(shù)十千安以上，這時(shí)在土中形成的強(qiáng)烈放電可使土壤的等值電阻率大為減小，也可以認(rèn)為ρ不變但接地體的等值直徑已大為增加，所以此時(shí)接地體的衝擊接地電阻將比工頻接地電阻小衝擊係數(shù)α——衝擊接地電阻Rch與工頻接地電阻Rg的比值．稱為接地體的衝擊係數(shù)α。對(duì)集中接地體來(lái)說，α一般小於1，但對(duì)長(zhǎng)度很大的延長(zhǎng)接地體來(lái)說，由於其電感效應(yīng)，α也可能大於1。α值一般由實(shí)驗(yàn)方法求得在缺乏準(zhǔn)確數(shù)據(jù)時(shí)，集中的人工接地體或自然接地體的衝擊係數(shù)?？砂聪率接?jì)算I——衝擊電流幅值．kA；ρ——土壤電阻率，kΩ·ml——垂直或水準(zhǔn)接地體的長(zhǎng)度或環(huán)形閉合接地體的直徑．或方形閉合接地體的邊長(zhǎng)，m；β,m——與接地體形狀有關(guān)的係數(shù)，對(duì)垂直接地體有β＝0.9，m=0.8,對(duì)水準(zhǔn)及閉合接地體有β=2.2，m＝0.9。各種接地體的衝擊係數(shù)i3.1.2衝擊電流通過接地體散流的特性(1)由於衝擊電流相當(dāng)於高頻電流的情形，因此，除接地體的電阻外，接地體的電感和電容均對(duì)衝擊阻抗發(fā)生作用。其作用的大小，決定於接地體的形狀、衝擊電流的波形幅值以及地的電氣參數(shù)ρ和ε(2)當(dāng)接地體表面的電流密度達(dá)到某一數(shù)值時(shí)．會(huì)產(chǎn)生火花放電現(xiàn)象．其結(jié)果相當(dāng)於接地體的直徑加大。

(3)衝擊電流在地中流動(dòng)時(shí)，由於高頻電流的集膚效應(yīng)，不像直流電那樣可以穿透無(wú)限深處的地層，也不像工頻電流那樣可以穿透地的有限深度，而是在距地面不太深的範(fàn)圍內(nèi)流動(dòng)。（當(dāng)ρ為100-500Ω·m時(shí)，大約在距地面20-50m範(fàn)圍內(nèi)流動(dòng)）

(4)大地的兩個(gè)電性能參數(shù)ρ和ε

，特別是大地電阻率在高頻的情況下，並非像工頻那樣可以近似為常數(shù)，而是在很大程度的往減小的方向變化

(5)接地體周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，電壓和電流不再是線性關(guān)係，而是表現(xiàn)為非線性。3.1.3網(wǎng)格式地網(wǎng)的衝擊接地電阻

網(wǎng)格式地網(wǎng)在工頻時(shí)，接地電阻與地網(wǎng)面積的平方根呈正比，這是因?yàn)殡娢环謥丫鶆?，全部地網(wǎng)的導(dǎo)體都起散流作用，網(wǎng)格式地網(wǎng)在衝擊電流作用下，由於電感作用，電位分佈很不均勻，遠(yuǎn)處電位很低，只有電流注入附近小範(fàn)圍內(nèi)的導(dǎo)體起散流作用

經(jīng)理論和數(shù)學(xué)推導(dǎo)可以得出隨著方孔地網(wǎng)的增大(Ａ為地網(wǎng)面積)，衝擊接地電阻迅速下降到接近極限值，以為例，大約增大到時(shí)，已下降到接近極限最小值，即再要用擴(kuò)大地網(wǎng)面積的辦法來(lái)降低衝擊接地電阻，其收效將甚微．這也說明，不論地網(wǎng)面積有多大，它在衝擊下的有效是有限的，在此有效以外地網(wǎng)的衝擊電壓已接近於o，方孔地網(wǎng)的衝擊接地電阻3.1.4衝擊電位分佈

在獨(dú)立避雷針附近和一些高層建築物的進(jìn)出口處．為了驗(yàn)算衝擊跨步電勢(shì)對(duì)人體的電擊傷害，需要計(jì)算地面衝擊電位分佈。但由於受到接地體形狀、地層電阻率和介電係數(shù)的分佈以及雷電流波形和集膚效應(yīng)等複雜因素的影響，要用解析的方法直接計(jì)算地面衝擊電位的分佈是比較困難的。因此．常用試驗(yàn)的方法將測(cè)量的衝擊電位分佈和工頻電位分佈加以比較，以便得出衝擊跨步電勢(shì)的估算式。

試驗(yàn)證明：在接地體附近衝擊電位的梯度比工頻電位的梯度大．這是因?yàn)樾n擊電流通過接地體時(shí)，接地體附近的阻抗區(qū)除有與工頻電流相似的電阻分量外，由於磁場(chǎng)和集膚效應(yīng)的作用，還包括了較為顯著的與頻率有關(guān)的電阻和電感分量，故電位梯度較大；離開接地體愈遠(yuǎn)，由於電流通過的地層截面增大，這一分量所占的比例顯著減小，因而地面衝擊電位分佈和工頻電化分佈相似。這種相似性提供了用測(cè)量工頻接地電阻的方法來(lái)測(cè)量衝擊接地電阻的可能性。在距避雷針接地體3m的範(fàn)圍內(nèi)，由於衝擊電位梯度大，對(duì)人體有危險(xiǎn)的是由跨步電壓引起的電擊傷害。因此，獨(dú)立避雷針不應(yīng)設(shè)在人經(jīng)常通行的地方，避雷針及其接地裝置與道路或出入口等的距離不宜小於3m，否則應(yīng)採(cǎi)取均壓措施，或鋪設(shè)礫石或?yàn)r青地面。針對(duì)衝擊電流的衝擊電位分佈情況，對(duì)發(fā)電廠、變電所的接地網(wǎng)應(yīng)採(cǎi)取針對(duì)性的措施。如：①改善地網(wǎng)的均壓；⑦在防雷設(shè)備，如構(gòu)架避雷針、避雷線和避雷器的接地處，加強(qiáng)集中接地；②對(duì)電纜溝要另附均壓接地帶，並每隔5m與電纜溝內(nèi)的接地扁鋼相連一次，對(duì)二次電纜，特別是遮罩電纜的一點(diǎn)接地要正確。

試驗(yàn)證明：遮罩電纜的一點(diǎn)接地要選在低壓控制儀器處，而在被控制的一次設(shè)備處懸空；反之，就可能把接地網(wǎng)的局部電位升高產(chǎn)生的高電壓經(jīng)遮罩電纜的接地引到控制儀器，再經(jīng)電容的藕合作用而將控制儀器擊壞。3.2外引接地裝置

在高土壤電阻率地區(qū)．為了有效地解決接地電阻過高問題，往往採(cǎi)用外延接地的辦法來(lái)降阻，比如採(cǎi)用水準(zhǔn)外延放射線來(lái)降低桿塔或發(fā)、變電所的接地電阻，如附近有可以利用的低土壤電阻率的地方可以用外延地網(wǎng)來(lái)降阻，這對(duì)降低工頻接地電阻是行之有效的，但對(duì)衝擊電流來(lái)講，由於衝擊電流的頻率較高．就應(yīng)該考慮外延接地體的電感、電容效應(yīng)問題，而不能無(wú)限制的外延。從桿塔或發(fā)變電地網(wǎng)的中心(或主設(shè)備接地處起)到外延地網(wǎng)的中心距離稱為外延長(zhǎng)度。最大外延長(zhǎng)度GB50057-94中相應(yīng)的內(nèi)容第4．3．4條

第一款，IEC的81（Secretariat）13／1984年1月的檔（TC81第4工作組的進(jìn)展報(bào)告），在其附件（防雷接地體的有效長(zhǎng)度）中提及：“由於電脈衝在地中的速度是有限的，而且由於衝擊雷電流的陡度是高的，一接地裝置僅有一定的最大延伸長(zhǎng)度有效地將衝擊電流散流入地”。在該附件的附圖中畫出兩條線，其一是接地體延伸長(zhǎng)度最大值lmax，它對(duì)應(yīng)於長(zhǎng)波頭，即對(duì)應(yīng)於閃擊對(duì)大地的第一次雷擊；另一是最小值lmin，它對(duì)應(yīng)於短波頭，即對(duì)應(yīng)於閃擊對(duì)大地在第一次雷擊以後的雷擊。將lmax和lmin這兩條線以計(jì)算式表示，則可得出：lmax＝4

和lmin＝0.7

，取其平均值，得本款參考以上及其它資料，並考慮便於計(jì)算，故規(guī)定了“外引長(zhǎng)度不應(yīng)大於有效長(zhǎng)度”，即2

。當(dāng)水準(zhǔn)接地體敷設(shè)於不同土壤電阻率時(shí)，可分段計(jì)算。例如，一外引接地體先經(jīng)50m長(zhǎng)的2000Ω·m土壤電阻率，以後為1000Ω·m。先按2000Ω·m算出有效長(zhǎng)度為2

＝89.4m，減去50m餘39.4m，但它是敷設(shè)在1000Ω·m的而不是2000Ω·m的土壤中，故要按下式換算為1000Ω·m條件下的長(zhǎng)度，即。將以上數(shù)值代入，得m。因此，有效長(zhǎng)度為50＋27.9＝77.9m，而不是89m，其他情況類推。

水準(zhǔn)接地體上的波過程

當(dāng)大地電阻率ρ為10000Ω·m

，衝擊電流的波頭時(shí)間為2．6μS，地的相對(duì)介電係數(shù)ε為4—15時(shí)，傳導(dǎo)電流和位移電流之比K＝2．34—0.624?？梢?，位移電流已經(jīng)達(dá)到不能忽略的程度，大地既是導(dǎo)體又是電介質(zhì)。由於電感、電容的存在．水準(zhǔn)接地體的衝擊阻抗呈現(xiàn)出複雜的波動(dòng)過程。水準(zhǔn)接地體上的作用當(dāng)單位波投射到水準(zhǔn)接地體的首端，在t＝o瞬間的衝擊阻抗和接地體的電阻和電導(dǎo)無(wú)關(guān)，甚至在波走過不遠(yuǎn)的距離或在極短的時(shí)間內(nèi)．電阻和電導(dǎo)都還不能充分阻礙波動(dòng)過程。因此，這時(shí)的衝擊阻抗等於波阻Z。在經(jīng)過較長(zhǎng)的時(shí)間後，電阻和電導(dǎo)的作用已經(jīng)充分阻礙波動(dòng)過程，最後轉(zhuǎn)變?yōu)閭鲗?dǎo)電流在地中的流動(dòng)。衝擊阻抗趨近於穩(wěn)態(tài)或工頻接地電阻。在地電阻率ρ為10000Ω·m以上的地區(qū)，為了減小衝擊接地阻抗，可以利用波過程的有利條件，將波過程轉(zhuǎn)變到電阻過程的時(shí)間延長(zhǎng)，而採(cǎi)用連續(xù)水準(zhǔn)接地體。這段時(shí)間波阻小於穩(wěn)態(tài)電阻所謂連續(xù)水準(zhǔn)接體．是當(dāng)衝擊電流流過時(shí)的衝擊阻抗，主要是由電容或位移電流來(lái)決定的。連續(xù)水準(zhǔn)接地體的長(zhǎng)度，至少應(yīng)滿足在衝擊電流的波頭時(shí)間範(fàn)圍內(nèi)無(wú)終端反射接地的測(cè)量與檢驗(yàn)接地的測(cè)量是各級(jí)防雷檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)最主要的測(cè)試任務(wù)，工作量最大，情況最複雜。要求熟練掌握測(cè)試?yán)碚搧K能熟練操作儀器6.1土壤電阻率的測(cè)量

在接地技術(shù)中土壤電阻率是一主要技術(shù)參數(shù)。任何接地裝置的設(shè)計(jì)都需依此為依據(jù)。接地工程竣工後的檢驗(yàn)、投運(yùn)後安全性的評(píng)估也都需要這一原始數(shù)據(jù)。因此在設(shè)計(jì)初始階段，當(dāng)接地裝置的所在位置確定後，即需進(jìn)行土壤電阻率的物探工作，施工過程或投運(yùn)後作為設(shè)計(jì)的校核亦需測(cè)量土壤電阻率。

什麼是電阻率？

電阻率是形狀如1×1×1m立方體的接地材料的電阻，其中，測(cè)量電極可以放在該立方體的對(duì)面，參見下圖。

圖41.

電阻率的說明一些典型的接地材料的電阻率規(guī)定值

6.1.1文納四電極法作為大地電阻率的測(cè)量方法，最最廣泛被採(cǎi)用的是被稱作文納四電極法的方法接線如圖14，10所示。由外側(cè)電極C1、C2、通入電流I，若電極的埋深為L(zhǎng)，電極間的距離為a(a》L)．則c1、c2電極使P1、P2上出現(xiàn)的電壓分別為

而兩極間的電位差為

用四極法測(cè)量土壤電阻率時(shí)，電極可用四根直徑2cm左右，長(zhǎng)0.5-1.0m的圓鋼或鋼管作電極，考慮到接地裝置的實(shí)際散流效果，埋深應(yīng)小於極間距離的1/20。應(yīng)取3—4次以上不同方向的測(cè)量平均值作為測(cè)量值。

用以上方法測(cè)量的土壤電阻率，不一定是一年中的最大值，所以應(yīng)按下式進(jìn)行校正。ψ——考慮到土壤乾燥的季節(jié)係數(shù)．其值如表14—5所示幹燥，則取表中的較小位，比較潮濕時(shí)，則取較大值ρ——實(shí)測(cè)土壤電阻率，Ω·m。用四極法測(cè)量時(shí)有以下注意事項(xiàng)：(1)對(duì)於己遠(yuǎn)行的變電所測(cè)土壤電阻率時(shí)，因電流要受地中水準(zhǔn)按地體的影響，因而測(cè)量時(shí)要找土質(zhì)相同的遠(yuǎn)離接地網(wǎng)的地方進(jìn)行

(2)為了全面瞭解地電阻率的水準(zhǔn)方向的分佈情況，要在被測(cè)試的區(qū)域內(nèi)找不向的4—6點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。

(3)為了瞭解土壤的分層情況應(yīng)改變幾種不同的a值進(jìn)行測(cè)量，比如a=10、20、30、50m等（5）測(cè)量土壤電阻率時(shí)應(yīng)儘量避開地下的管道等，以免影響測(cè)試結(jié)果；（6）不要在雨後土壤較濕時(shí)測(cè)土壤電阻率：

電流滲透深度在大地電阻率的測(cè)量中，測(cè)量用的電流在地中滲透的大致深度是多少?這是個(gè)重要的問題。一般來(lái)說，大地成層狀結(jié)構(gòu)，各層的電阻率是不同的。由文納四電極法測(cè)量大地電阻率的場(chǎng)合，得出的是測(cè)量用電流滲透到達(dá)深度的電阻率的平均值。電流未到達(dá)的層的電阻率是不知道的。在圖1．69，設(shè)從電極系統(tǒng)的中央的點(diǎn)。向深度方向?yàn)閆軸。從電極1流入電流I，到達(dá)電極4?？紤]Z軸上的電流密度的變化，當(dāng)然O點(diǎn)的電流密度是最大的，隨深度變大電流密度變小。如取O的電流密度為i0，z軸的電流密度為i，i和i。之比服從下式的關(guān)係：D是電極1和O點(diǎn)的距離?；渡鲜?，繪出z／D和i／i。的關(guān)係成圖1。如z/D=2即如z=2D的深度，可看出電流密度己相當(dāng)?shù)汀?.1.2現(xiàn)場(chǎng)表土土壤電阻率的測(cè)量

對(duì)於既定的接地裝置現(xiàn)場(chǎng)，可選擇一設(shè)計(jì)高度相同的較為平整、土壤色澤和（顆）粒度都較均勻的場(chǎng)地上，取表土若干，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試方法如下：

將取回的土壤倒入一已知尺寸和具有標(biāo)準(zhǔn)電極的絕緣容器內(nèi)，電極的位置應(yīng)在容器的中央，即距容器各器壁距離都是相等的，一般以圓柱形較宜，以量規(guī)調(diào)整好電極間的距離，土壤應(yīng)掩沒電極，並將多餘的土壤自容器頂面刮去。

再將該容器的電極接入如圖1的回路中，按通電源就可測(cè)試。按電流錶和電壓表的讀數(shù)U和I就可計(jì)算電極間的土壤電阻：

R=U／I(Ω)因?yàn)镽=ρ（L/S），由此可求得：

ρ=(R·S)／L(Ω·m)（1）式中：S──標(biāo)準(zhǔn)電極的表面積，m2

L──電極之間的距離，m

這一方法較為簡(jiǎn)單，也可用來(lái)檢測(cè)降阻劑電阻率。

6.1.3三極法測(cè)量土壤電阻率

當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)土壤電阻較均勻時(shí)，可在土地平整開挖之前採(cǎi)用單極法測(cè)量土壤電阻率。事先加工一垂直接地極，一般可用直徑不小於15mm、長(zhǎng)度不小於1m的焊接鋼管或自來(lái)水管，將其一端加工成尖錐形或斜口形，便於在現(xiàn)場(chǎng)擊入地面。然後用接地電阻測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量。按圖2接線，電流極C離開接地極的測(cè)量距離S≥20m；電壓極P的位置應(yīng)置於(0.5～0.7)S處。測(cè)量時(shí)在電流極C的位置不變，移動(dòng)電壓極P的位置，在上述區(qū)間取3～5點(diǎn)，其讀數(shù)平均值作為測(cè)量值。

按靜電場(chǎng)原理已知該接地極的接地電阻：

Rg=ρ／(2πl(wèi))·ln(4l／d)（2）式中；l──接地極擊入土中的深度，m

d──接地極的管徑，m

由式（2）即可求得：ρ=(Rg×2πl(wèi))／ln(4l／d)(Ω·m)（3）6.1.4ρ-a曲線把電阻率沿深度方向的變化由地上推定的方法，那就是由ρ-a曲線推定法。

ρ-a曲線的縱軸ρ不是地中各深度的電阻率。它是對(duì)應(yīng)於電極間隔為a至一定深度(約3a)的電阻率的平均值。

因而，要從ρ-a曲線知道地中各深度的電阻牢，必須變換ρ-a曲線。ρ-a曲線變換，最廣泛採(cǎi)用的方法是把實(shí)測(cè)求出的ρ-a曲線與理論求出的基準(zhǔn)曲線作比較，推定地中ρ的分佈的方法。雙層結(jié)構(gòu)場(chǎng)合的基準(zhǔn)曲線如圖所示:定義反射率k

取k為十1和一1間的值。在第2層的電阻率非常高的極限的場(chǎng)合，即ρ２→∞的場(chǎng)合，A＝十1，第2層的電阻串在最低的０的場(chǎng)合，k＝一1．如把k式變換為如下的式子：

對(duì)雙層結(jié)構(gòu)，可以把對(duì)應(yīng)於各種k值的ρ-a曲線在理論上描出，把它示於圖1．73和圖1．74。在圖1．73中ρa(bǔ)是按文納四電極法從地表面測(cè)量得出的綜合的電阻率，ρl是上層的電阻率。

把實(shí)測(cè)得到的ρ-a曲線與這些基準(zhǔn)曲線比較，就可推定地中電阻率的分佈。６．２接地電阻的測(cè)量6.2.1測(cè)量接地電阻的基本原理設(shè)接地體為半球形．在距球心X處的球面上的電流密度為設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處的電位為零，所以距接地體球心為x處所具有的電位為

要使測(cè)量的接地電阻Rg，等於接地體的實(shí)際接地電阻R，就必須使上兩式相等，即：這表明．如果電流極不置於無(wú)窮遠(yuǎn)處，則電壓極必須放在電流極與被測(cè)接地體兩者中間，距接地體o．618d13處．即可測(cè)得接地體的真實(shí)接地電阻值，此方法稱為0.618法或補(bǔ)償法。測(cè)量結(jié)果的誤差隨極間距離d13的變化

上述結(jié)論的應(yīng)用是有範(fàn)圍的，與假設(shè)的前提有關(guān)．即僅在接地體為半球形，球形中心位置已知，土壤的電阻率一致，鏡像的影響忽略不計(jì)下適用．實(shí)際情況與此有出入．如接地體幾乎沒有半球形的，大多數(shù)為管狀、帶狀以及由管帶形成的接地網(wǎng)．測(cè)量結(jié)果的差別程度隨極間距離d13的減小而增大．但不論接地體的形狀如何，其等位面距其中心越遠(yuǎn)，其形狀就越接近半球形，並在論證一個(gè)電極作用時(shí)，忽略了另一個(gè)電極的存在，也只在極距d13足夠大的情況下才真實(shí)。

如果在測(cè)量工頻接地電阻時(shí)，d13取(4—5)D值有困難，那麼當(dāng)接地裝置周圍的土壤電阻率較均勻時(shí)，d13可以取2D值，d12取D值；當(dāng)接地裝置周圍的土壤電阻率不均勻時(shí)，d13可以取3D值．d12取1．7D值。D為圓盤直徑或地網(wǎng)最大尺寸6.2.2測(cè)量方法及接線測(cè)量接地電阻的方法最常用的有電壓、電流法，比率計(jì)法和電橋法。對(duì)大型接地裝置如110kV及以上變電所接地網(wǎng)，或地網(wǎng)對(duì)角線D>60m的地網(wǎng)不能採(cǎi)用比率計(jì)法和電橋法，而應(yīng)採(cǎi)用電壓、電流錶法，且施加的電流要達(dá)到一定值．測(cè)量導(dǎo)則要求不宜小於30A；

(一)電壓、電流法採(cǎi)用電壓、電流法測(cè)量接地網(wǎng)接地電阻的試驗(yàn)接線如圖14—2所示。這是一種常用的方法。施加電源後，同時(shí)讀取電流錶和電壓在位，並按下式計(jì)算接地電阻，即

圖14-2中．隔離變壓器T1可使用發(fā)電廠或變電所的廠·用變電所用變50—20kV，把二次側(cè)的中性點(diǎn)和接地解開，專作提供試驗(yàn)電源用；調(diào)壓器T2可使用50-200kVA的移圈式或其他型式的調(diào)壓器；電壓表PV要求準(zhǔn)確度等級(jí)不低於1.0級(jí)，電壓表的輸入阻抗不小於100kΩ，最好用解析度不大於1％的數(shù)字電壓表(滿量程約50V)；電流錶PA準(zhǔn)確度等級(jí)不低於1．0級(jí)。對(duì)測(cè)試電流的要求（專用測(cè)試儀）1。這個(gè)測(cè)試電流必須採(cǎi)用交流信號(hào)，因?yàn)榧佑弥绷麟娏鲿?huì)產(chǎn)生電化學(xué)（土壤的極化）作用，使得測(cè)量結(jié)果與通過交流電時(shí)不一樣。而作為電力系統(tǒng)的接地或作為防雷的接地，流過的是交流故障電流和頻率成分極為豐富的浪湧電流。2。對(duì)交流測(cè)試信號(hào)的頻率，為了容易與電力系統(tǒng)的感應(yīng)信號(hào)、雜散信號(hào)分離，應(yīng)採(cǎi)用工頻以外的頻率。有的接地電阻測(cè)試儀能自動(dòng)調(diào)整測(cè)試信號(hào)頻率，躲開電力系統(tǒng)的感應(yīng)信號(hào)和其他雜散信號(hào)的干擾。另外，如使用過高的交流頻率，測(cè)試導(dǎo)線的電感和電容會(huì)對(duì)測(cè)試產(chǎn)生不利的影響。一般採(cǎi)用1kHz以下較好。輔助電極的接地電阻電位降法重要的特徵是二個(gè)輔助電極的接地電阻不會(huì)影響測(cè)量值。這個(gè)特點(diǎn)極大地方便了測(cè)試工作。因輔助電極也是接地的，當(dāng)然有接地電阻。測(cè)量用的輔助電極長(zhǎng)度及直徑都較小，而且因接地測(cè)試是臨時(shí)的，輔助電極的接地電阻都較高。並且它的值因測(cè)量地點(diǎn)和時(shí)間而變動(dòng)。電流輔助電極c的接地電阻加入主回路中，會(huì)影響流入大地中電流的大小。但是，電流值變化時(shí)，因與它成比例的EP間的電位差亦變化，使測(cè)量結(jié)果V／I不變。電位輔助電極P的接地電阻加入電位差測(cè)量回路之中，因此作為電壓測(cè)量裝置，如能儘量不在此回路提取電流，就能除去P電極的接地電阻的影響。所以，電壓表的內(nèi)阻應(yīng)盡可能大。不過，輔助電極的接地電阻也不能太大，否則，測(cè)試電流太小，極易受地中雜散電流的影響，一般接地電阻測(cè)試儀會(huì)給出起碼需要滿足的輔助電極的接地電阻值。這個(gè)值很容易實(shí)現(xiàn)。電位分佈曲線電位分佈曲線的例子如圖33。這些曲線是如下作出的：首先，在離主電極E一定距離的地點(diǎn)把電流電極c打入大地中。其次把接在E、C連接線上的電位電極P移動(dòng)，測(cè)量EP間的電位差。然後，把橫軸取作EP間的距離，縱軸為電位差的測(cè)量值繪製出電位分佈曲線。圖33是兩極間的距離取作E至C1、C2兩種場(chǎng)合描繪出的電位分佈曲線P1、P2。分佈曲線P1的中央無(wú)水準(zhǔn)部分，電位分佈曲線P2有水準(zhǔn)部分。如把這倒過來(lái)說，當(dāng)電位分佈曲線的中央產(chǎn)生水準(zhǔn)部分，可判定電流輔助電極離主接地電極己充分遠(yuǎn)，雙方電極已幾乎無(wú)關(guān)。因此，如把電位分佈曲線水準(zhǔn)部測(cè)定的電位差Ex，被除以那時(shí)的電流值，就可求出E的接地電阻。

為什麼如果主接地電極和電流電極遠(yuǎn)離，電位分佈曲線發(fā)生水準(zhǔn)部分，就能判斷雙方電極無(wú)關(guān)系呢?要說明這個(gè)問題，引入稱為電阻區(qū)域的概念是必要的。

接地電阻是包含在接地電極周圍的大地之中的。所含接地電阻的量在接地電極的附近最多，離接地電極遠(yuǎn)的地方較少。那是因?yàn)樵诘刂须娏鹘?jīng)過路徑的斷面積急速擴(kuò)大。

如理論上嚴(yán)密地講，接地電阻包含在至無(wú)限遠(yuǎn)方的大地中。但是。作為實(shí)際問題，可考慮接地電阻的大部分是在以接地電極為中心的有限的範(fàn)圍內(nèi)。這樣，以接地電極為中心，把包含大部分接地電阻的範(fàn)圍稱為電阻區(qū)域。

對(duì)電位降法，在主接地電極有它的電阻區(qū)域，在電流電極也有它的電阻區(qū)域。為正確測(cè)量接地電阻，兩者的電阻區(qū)域必須互不交疊。一般的接地網(wǎng)測(cè)量時(shí)電極的佈置

1．電極為直線佈置（62%法）

被測(cè)接地系統(tǒng)（接地樁或接地帶電極）之間所需距離的計(jì)算：計(jì)算的依據(jù)是接地樁電極的深度或接地帶、接地網(wǎng)系統(tǒng)的對(duì)角線尺寸。從被測(cè)接地電極到電流測(cè)試探頭的距離C2=深度（接地樁電極）或?qū)蔷€（帶式電極）×5與電壓測(cè)試探頭的距離P2（62%）=距離C2×0.62與電壓測(cè)試探頭的距離P2（52%）=距離C2×0.52與電壓測(cè)試探頭的距離P2（72%）=距離C2×0.72舉例：接地帶系統(tǒng)，對(duì)角線=4mC2=4m×5=20mP2（62%）=20m×0.62=12.4mP2（52%）=20m×0.52=10.4mP2（72%）=20m×0.72=14.4m電極三角形佈置電極三角形佈置示意圖如圖14—5所示。此時(shí)，一般取d12=d13≈(4-5)D，夾角θ≈29o3)三角形法，電壓極附近的電位變化較緩、從29o到60o的電位變化相當(dāng)於直線法從0.618d13到0.5d13的電位變化。(二)電橋法(也稱電位法)

在如圖14—8(a)所示電橋型接地電阻測(cè)量?jī)x的橋路中，有兩個(gè)不變的電阻r1，和r2，一個(gè)具有兩個(gè)滑動(dòng)接點(diǎn)的電阻，可形成ra、和rb兩種電阻值。常用的zc—8、zc—29和E—1型等地阻儀，都屬於這類接線。6.3消除干擾的措施（大電流法測(cè)試）1。消除接地體上零序電流的干擾發(fā)電廠、變電所的高壓出線內(nèi)於負(fù)載不平衡，經(jīng)接地體總有一些零序電流流過，這些電流流過接地裝置時(shí)會(huì)在接地裝置上產(chǎn)生電壓降，給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)誤差，常用如下措施進(jìn)行消除。

(1)增加測(cè)量電流的數(shù)值，消除雜散電流對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。（為了減小工頻接地電阻實(shí)測(cè)值的誤差，通過接地裝置的測(cè)試電流不應(yīng)小於30A）(2)測(cè)出干擾電壓U’，估算干擾電流I’2．消除引線互感對(duì)測(cè)量的干擾當(dāng)採(cǎi)用電流電壓法測(cè)量接地電阻時(shí)，因電壓線和電流線要一起放很長(zhǎng)的距離互感就會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成影響，為了消除引線互感的影響，通常採(cǎi)用以下措施。

(1)採(cǎi)用三角形法佈置電極，因三角形佈置時(shí)，電壓線和電流線相距的較遠(yuǎn)

(2)當(dāng)採(cǎi)用停電的架空線路，直線佈置電極時(shí)，可用一根架空線作電流線．而電壓線則要沿著地面佈置，兩者應(yīng)相距5-10m。

(3)採(cǎi)用四極法可消除引線互感的影響，另外還可採(cǎi)用電壓、電流錶和功率表法測(cè)量專用測(cè)試儀（小電流）測(cè)量應(yīng)注意事項(xiàng)要意識(shí)到，在被測(cè)試的接地系統(tǒng)中經(jīng)常存在高電平干擾信號(hào)。這一點(diǎn)尤其涉及到工業(yè)中的接地系統(tǒng)和電源變壓器等，其中，強(qiáng)大的放電電流會(huì)流向大地。在特別靠近高壓配電線、鐵路等處的接地電極周圍區(qū)域常常存在較高的漏電電流。應(yīng)此，要注意測(cè)量干擾地電壓，看是否超過了儀器規(guī)定值。注意電壓輔助電極和電流輔助電極與接地極的距離。注意電壓輔助電極和電流輔助電極間分開一定距離，不要纏繞在一起，避免相互干擾。在建築物高處測(cè)試時(shí)若需要加接測(cè)試線，應(yīng)扣除這段加接線的阻抗值，此段加接線的阻抗值必須是用本儀器測(cè)試出來(lái)的值。有時(shí)，此段加接線的阻抗值比接地體的電阻還要大。（這種事情一般發(fā)生在測(cè)試信號(hào)頻率較高以及加接測(cè)試線打圈未能全部放開的場(chǎng)合）在開始測(cè)試之前要識(shí)別接地系統(tǒng)的類型。應(yīng)根據(jù)類型選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)試方法。無(wú)論選擇了何種方法，測(cè)試結(jié)果應(yīng)在與容許值對(duì)比之前接受校正。利用建築物基礎(chǔ)鋼筋作為接地極時(shí)，接地電阻的測(cè)量(參考）利用建築物基礎(chǔ)鋼筋作為接地極時(shí)，由於基礎(chǔ)面積相當(dāng)大，故接地極的流散電阻區(qū)延伸較遠(yuǎn)，為了正確測(cè)出接地電阻值，電流探棒離建築物的基礎(chǔ)邊取4～5倍建築物基礎(chǔ)的對(duì)角線長(zhǎng)。例市區(qū)內(nèi)有一大廈，基礎(chǔ)占地面積為10000m2，臨街一面建築物的長(zhǎng)度為100m，在500m處有一高聳建築物，該建築物設(shè)有避雷針，避雷針採(cǎi)用獨(dú)立接地極，和該建築的工作接地極是分開的。在避雷針接地極和被測(cè)基礎(chǔ)鋼筋間加上交流低壓電源，此電源產(chǎn)生電流從避雷針接地極注入大地後又從被測(cè)基礎(chǔ)鋼筋引出回到電源。在被測(cè)基礎(chǔ)鋼筋和另一建築物的避雷針之間約250m處打入電壓探棒，用交流電壓表測(cè)量電壓探棒與被測(cè)基礎(chǔ)鋼筋之間的電壓，再把電壓探棒沿基礎(chǔ)鋼筋和避雷針的接地極的連線前後移動(dòng)二次，每次移動(dòng)25m，如三次測(cè)量得到的電壓值接近，則表明測(cè)量未受到外來(lái)干擾，然後根據(jù)每次測(cè)得的電壓值除以交流電源的注入接地極的電流即為接地電阻值。

測(cè)量電阻的新方法──非接觸測(cè)量法測(cè)量的原理如圖3所示。圖3中，Ng為繞在儀器鉗口內(nèi)的發(fā)生器線圈，Nr為繞在鉗口內(nèi)的接收線圈。兩線圈之間具有良好的電磁遮罩。測(cè)量時(shí)鉗口閉合，測(cè)量?jī)x的發(fā)生器線圈在被測(cè)接地回路內(nèi)發(fā)生一個(gè)已知的恒定的交流電壓E。E

＝e／Ng（3）式中，e為發(fā)生器發(fā)生的內(nèi)部電壓。為提高抗干擾能力，交流電壓的頻率為不同於工頻的某一高頻。

E

在回路中產(chǎn)生電流

I

I＝E／R（4）它被置於表內(nèi)的接收線圈（CT的二次線圈）轉(zhuǎn)換為

I

＝I／Nr（5）測(cè)量部分測(cè)得電流i並計(jì)算下式即可求得回路電阻。

R

＝E／I

＝K（e／i）（6）對(duì)於多點(diǎn)接地且被測(cè)裝置只有一條引下線的線路，測(cè)試儀顯示的電阻值即為被測(cè)接地電阻值。

由圖3和上面介紹的工作原理知，這種測(cè)量?jī)x使用起來(lái)十分方便，只須將鉗口夾住被測(cè)接地電阻的引線就可立即測(cè)得被測(cè)電阻值，而且由於不必?cái)嚅_接地線即可測(cè)量，所以所測(cè)值準(zhǔn)確反應(yīng)了設(shè)備運(yùn)行情況下的接地狀況。4．測(cè)量注意事項(xiàng)

非接觸測(cè)量法是一種先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，具有諸多優(yōu)點(diǎn)。不過，測(cè)試儀測(cè)得的電阻值是包括被測(cè)接地電阻在內(nèi)的整個(gè)回路的電阻。使用中必須牢記這一點(diǎn)，以利對(duì)測(cè)量結(jié)果的分析。

對(duì)圖4所示的多點(diǎn)接地系統(tǒng)（如：每根電線桿都局部接地；而且每個(gè)電線桿之間都以架空地線連接的輸電線路），它的回路電阻由四部分組成：

（1）被測(cè)接地電阻Rx；

（2）大地電阻Rearth通常規(guī)為0Ω；

（3）架空地線電阻

Rgroud，通常運(yùn)小於1Ω；

（4）其餘各桿的並聯(lián)接地電阻Rparallet，Rparallet＝R1//R2//……//Rn。輸電線路的電線桿越多，並聯(lián)接地電阻越小。回路電阻為Rloop＝Rx＋Rearth＋R1//R2//……//Rn＝Rx＋Rz≈Rx（7）因?yàn)?/p>

Rz≤Rx，因此，被測(cè)接地電阻完全可以用測(cè)試儀的測(cè)得值表示。

另一方面，對(duì)沒有構(gòu)成接地回路的接地體，鉗形接地電阻測(cè)試儀無(wú)法直接測(cè)量它的接地電阻。

接地體內(nèi)通?？傆行孤╇娏鞔嬖冢Q形接地電阻測(cè)試儀還具有測(cè)量接地體內(nèi)泄漏電流的功能，其測(cè)量范圍從1mA到30A。如果洩漏電流太大，所測(cè)接地電阻值不準(zhǔn)確，此時(shí)須先將造成的故障排除後重新測(cè)量。GEOX接地電阻儀特性

1．儀錶功能

本儀錶為多功能接地電阻測(cè)試儀，其主要功能如下：測(cè)量干擾電壓（UST）接地線路在有洩漏電流有於擾源時(shí)會(huì)存在干擾電壓測(cè)量干擾頻率（FST）：干擾電壓＞1V可由週期導(dǎo)出頻率測(cè)量接地電阻（Re）：由3極法或4極法測(cè)量，測(cè)量電幅值48／20V，頻率94，105，111，128Hz方波電壓頻率可手動(dòng)或自動(dòng)選擇（AFC）鉗口法測(cè)量接地電阻：在多點(diǎn)接地系統(tǒng)中，可測(cè)量每一根接地線的接地電阻

2．主要參數(shù)測(cè)量電壓：20／48V測(cè)量頻率：94，105，111，128Hz或自動(dòng)選擇（AFC）干擾電壓測(cè)量：範(fàn)圍1～50V，誤差±（5％測(cè)量值＋5個(gè)字）干擾頻率測(cè)量：範(fàn)圍16～400Hz，誤差±（l％測(cè)量值＋2個(gè)字）接地電阻測(cè)量：範(fàn)圍0.02－3kΩ，誤差±（5％測(cè)量值＋5個(gè)字6.4測(cè)量接觸電壓、電位分佈和跨步電壓當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，若出現(xiàn)過高的接觸電壓或跨步電壓，可能發(fā)生危及人身安全的事故。所以對(duì)電壓在1000V以上的電氣設(shè)備．應(yīng)測(cè)量其接觸電壓和跨步電壓。在發(fā)電廠和變電所附近地區(qū)還應(yīng)測(cè)量地面的電位分佈在接地體周圍的電流密度大，致使電壓降也大。而電流密度的大小與距接地體距離的平方成反比，因此在一定範(fàn)圍之外，由於電流密度接近於零，該處即可作為大地的零電位測(cè)量電位分佈和跨步電壓，應(yīng)該選揮經(jīng)常有人出入的地區(qū)進(jìn)行。距接地體最近處，其測(cè)點(diǎn)間距約為0．8m，測(cè)量點(diǎn)數(shù)可選5—7點(diǎn)，以後的間距可增大到5—10m，一般測(cè)到25—50m遠(yuǎn)處即可。測(cè)量用的接地極，可用直徑8-10mm，長(zhǎng)約300mm的圓鋼，埋人地中50—80mm。若在混凝土或磚塊地面測(cè)量時(shí)，可用26cmx26cm的銅板或鋼板作接地體；為使銅板或鋼板與地面接觸良好，鋼板或鋼板上可壓重物．板下的地面可用水澆濕。用接地電阻測(cè)量?jī)x測(cè)量

用接地電阻測(cè)量?jī)x測(cè)量電位分佈和跨步電壓的接線地阻的方法，測(cè)得接地體的電阻Rg、然後將電壓極2‘移至1、2、3等各點(diǎn)由此得r1、r2、r3。。。Umax——流經(jīng)接地體的使際大電流為I時(shí)的對(duì)地電壓，其值等於大電流與接地體電阻Rg的乘積，

在大接地短路電流系統(tǒng)發(fā)生單相接地或同點(diǎn)兩相接地時(shí)．發(fā)電廠、變電所，電氣設(shè)備接地裝置的接觸電壓和跨步電壓不應(yīng)超過下列數(shù)值

t——接地短路(故障)電流的持續(xù)時(shí)間．s連通試驗(yàn)和開挖檢查一、設(shè)備接地與地網(wǎng)的連通試驗(yàn)就是在發(fā)電廠或變電所中先找出一設(shè)備的接地為基準(zhǔn)，也可以是測(cè)接地網(wǎng)接地電阻的連接處。使用一塊歐姆表，依次測(cè)量其他設(shè)備接地對(duì)該點(diǎn)的直流電阻，去掉引線電阻後兩個(gè)設(shè)備接地引下線之間的電阻不應(yīng)大於0.5Ω。如果大於0.5Ω

，則說明連接有問題，應(yīng)進(jìn)一步查找原因，如焊接頭，或螺絲連接處是否連接可靠等。二、開挖檢查

接地裝置長(zhǎng)期遠(yuǎn)行在地下，最容易發(fā)生腐蝕：內(nèi)於腐蝕會(huì)使接地體，或設(shè)備的接地引下線截面逐漸受小，直到不能滿足接地短路電流的熱穩(wěn)定，或造成電氣廣的開路，因此，每過一定的時(shí)期(一般3—5年)對(duì)接地裝置要進(jìn)行開挖檢察、主要檢查下列部位。

(1)設(shè)備的接地引下線。因設(shè)備的接地引下線，有一部分在土中，有一部分在空氣小，由於氧濃度不同，或者說是腐蝕電位不同，最容易發(fā)生吸氧腐蝕(屯化學(xué)腐蝕)。因此，每過一定的週期要進(jìn)行開控檢查，看是否受到了腐蝕，驗(yàn)算其截面是否還滿足熱穩(wěn)定的要求，並定期進(jìn)行防腐處理。

(2)檢查接地網(wǎng)的焊接頭，接地體的焊接處也是腐蝕最嚴(yán)重的地力，對(duì)這些部位要定期的開挖檢查其腐蝕情況，並採(cǎi)取相應(yīng)的防腐措施。接地裝置的腐蝕及防護(hù)接地裝置的腐蝕主要是屬於自然環(huán)境下的腐蝕；按腐蝕機(jī)理分主要屬於化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕7.1接地裝置的腐蝕機(jī)理分析

一、化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕是指金屬表面與非電解質(zhì)直接發(fā)生純化學(xué)作用而引起的破壞。其反應(yīng)過程的特點(diǎn)是金屬表面的原子與非電解質(zhì)中的氧化劑直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)，形成腐蝕產(chǎn)物。腐蝕過程中電子的傳遞是在金屬與氧化劑之間直接進(jìn)行的，因而沒有電流產(chǎn)生。純化學(xué)腐蝕的情況不多。主要為金屬在無(wú)水的有機(jī)液體和氣體中的腐蝕以及在乾燥氣體中的腐蝕，對(duì)接地裝置來(lái)說．主要是接地線在空氣中的腐蝕。

二、電化學(xué)腐蝕

電化學(xué)腐蝕是指金屬表面與離子導(dǎo)電的介質(zhì)(電解質(zhì))發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而引起的破壞。任何以電化學(xué)機(jī)理進(jìn)行的腐蝕反應(yīng)至少包含有一個(gè)陽(yáng)極反應(yīng)和一個(gè)陰極反應(yīng)．並以流過金屬內(nèi)部的電子流和介質(zhì)中的離子流形成回路。陽(yáng)極反應(yīng)是氫化過程，即金屬離子從金屬轉(zhuǎn)移到介質(zhì)中並放出電子；陰極反應(yīng)為還原過程，即介質(zhì)中的氧化劑組分吸收來(lái)自陽(yáng)極的電子過程。例如，碳鋼在酸性溶液中腐蝕時(shí)，在陽(yáng)極區(qū)鐵被氧化為Fe2’離子，所放出的電子由陽(yáng)極(Fe)流至鋼中的陰極()上被H’離子吸收而還原成氫氣，即由於在被腐蝕的金屬表面存在著在空間或時(shí)間上分開的陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)，腐蝕反應(yīng)過程中電子的傳遞可通過金屬?gòu)年?yáng)極區(qū)流向陰極區(qū)，其結(jié)果必有電流產(chǎn)生。由上述電化學(xué)腐蝕機(jī)理可知，金屬的電化學(xué)腐蝕實(shí)質(zhì)上是短路的電偶電池作用的結(jié)果，這種原電池稱為腐蝕電池。電化學(xué)腐蝕是最普遍、最常見的腐蝕。金屬在大氣、海水、土壤和各種電解質(zhì)溶液中的腐蝕都屬於此類。

三、腐蝕電池的電極過程

1，陽(yáng)極過程腐蝕電池中負(fù)極性的金屬為陽(yáng)極因此，陽(yáng)極過程就是陽(yáng)極金屬發(fā)生電化學(xué)溶解或陽(yáng)極化的過程。即金屬表面晶格中的金屬陽(yáng)離子，在極化水分子作用下進(jìn)入溶液，變成水化陽(yáng)離子，而電子在陰、陽(yáng)極間電位差的作用下移向陰極．將進(jìn)一步促進(jìn)上述陽(yáng)極反應(yīng)的進(jìn)行。2．陰極過程腐蝕電池的陰極過程指電解質(zhì)溶液中的氧化劑與金屬陽(yáng)極溶解後釋放出來(lái)，並轉(zhuǎn)移到陰極區(qū)的電子相結(jié)合的反應(yīng)過程。溶液中能在陰極區(qū)吸收電子而發(fā)生還原反應(yīng)的氧化物質(zhì)．在腐蝕學(xué)上稱為陰極去極化劑，如果溶液中沒有這些去極化劑存在，即使金屬表面上存在著眾多的微電池，也不可能發(fā)生電化學(xué)腐蝕。因此．發(fā)生電化學(xué)腐蝕的基本條件是腐蝕電池和去極化劑同時(shí)存在，或者說，陰極過程和陽(yáng)極過程必須同時(shí)進(jìn)行。

此反應(yīng)是負(fù)極的金屬在酸性介質(zhì)中腐蝕時(shí)常見的陰極去極化反應(yīng)。Zn、Al、Fe等金屬的電極電位低於氫的電極電位，因此．這些金屬在酸性介質(zhì)中的腐蝕將伴隨著氫氣的析出，叫做析氫腐蝕，腐蝕速度受陰極過程控制，且與析氫電位的大小有關(guān)。陰極過程為氧的還原反應(yīng)的腐蝕，叫氧還原腐蝕，也叫吸氧腐蝕。這是最普遍的一種電化學(xué)腐蝕。大多數(shù)金屬在大氣、土壤、海水和中性鹽溶液中的腐蝕主要靠氧的陰極還原反應(yīng)，其腐蝕速度通常受氧擴(kuò)散控制。在含氧的酸性介質(zhì)中腐蝕時(shí)有可能同時(shí)發(fā)生蔔述H’離子和o2的兩種還原反應(yīng)。

總之，要發(fā)生電化學(xué)腐蝕，不但需要有作為陽(yáng)極發(fā)生溶解的金屬，而且必須有腐蝕劑作為陰極去極化劑來(lái)維持陰極過程的不斷進(jìn)行。對(duì)於一個(gè)具體的腐蝕體系來(lái)說，究竟哪種物質(zhì)為陰極去極化劑，不但要看介質(zhì)中有哪些可發(fā)生陰極還原的物質(zhì)．而且還要看它們?cè)陉帢O的放電電位。還原反應(yīng)的電位越高，越優(yōu)先在陰極進(jìn)行。由於腐蝕過程中陽(yáng)極區(qū)釋放出的電子進(jìn)入鄰近的陰極區(qū)，如果陰極還原反應(yīng)不能及時(shí)把這些電子吸收，則電子在陰極積累，使陰極區(qū)的電位偏離丁平衡電位，向負(fù)方向變化，這就叫陰極極化。可見，陰極過程受到阻滯同樣可妨礙金屬的腐蝕。7.2接地裝置的腐蝕環(huán)境一、大氣腐蝕大氣腐蝕指的是暴露在空氣中金屬的腐蝕．它概括了範(fàn)圍很寬廣的一些條件大氣腐蝕基本上屬於電化學(xué)性腐蝕範(fàn)圍，它是一種液膜下的電化學(xué)腐蝕，和浸在電解質(zhì)溶液內(nèi)的腐蝕有所不同。由於金屬表面上存在著一層飽和了氧的電解液薄膜，使大氣腐蝕以優(yōu)先的氧去極化過程進(jìn)行腐蝕。另一方面在薄層電解液下很容易造成陽(yáng)極鈍化的適當(dāng)條件．固體腐蝕產(chǎn)物也常以層狀沉積在金屬表面，因而帶來(lái)一定的保護(hù)性。從腐蝕條件看，大氣的主要成分是水和氧，而大氣中的水氣是決定大氣腐蝕速度和歷程的主要因素。因此，根據(jù)腐蝕金屬表面的潮濕程度可把大氣腐蝕分為“幹的”、“潮的”和“濕的”三種類型。

二、土壤腐蝕土壤腐蝕是一種電化學(xué)腐蝕，土壤中含水分、鹽類和氧。大多數(shù)土壤是中性的，也有些土壤是鹼性的砂質(zhì)粘土和鹽鹼土，pH值在7．5—9．5。也有的土壤是酸性腐殖土和沼澤土，PH值在3—6。土壤中含有固體顆粒砂子、灰泥渣和植物腐爛後的腐殖土。土壤是無(wú)機(jī)和有機(jī)膠質(zhì)混合顆粒的集合，是由土粒、水、空氣所組成，是一複雜的多相結(jié)構(gòu)。土壤顆粒間形成大量毛細(xì)管微孔或孔隙，孔隙中充滿空氣和水，常形成膠體體系，是一種離子導(dǎo)體。溶解有鹽類和其他物質(zhì)的土壤水，則是電解質(zhì)溶液土壤的導(dǎo)電性與土壤的幹濕程度及含鹽量有關(guān)。土壤的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)是不均勻的、多變的，土壤的固體部分對(duì)埋設(shè)在土壤中的接地體的金屬表面來(lái)說，是固定不動(dòng)的，而土壤中的氣、液則可作相對(duì)有限運(yùn)動(dòng)。土壤的這些物理化學(xué)性質(zhì)，尤其是電化學(xué)特性直接影響著土壤的腐蝕過程的特點(diǎn)。土壤組成和性質(zhì)的複雜多變性使不同的土境腐蝕性相差很大1．土壤腐蝕的電極過程及控制因素

土壤腐蝕與在電解液中腐蝕一樣，是一種電化學(xué)腐蝕。大多數(shù)金屬在土壤中的腐蝕是屬於氧的去極化腐蝕，只有在強(qiáng)酸性土壤中．才發(fā)生氫去極化腐蝕。土壤腐蝕的條件極為複雜、使腐蝕過程的控制因素差別也較大，大致有如下幾種控制特徵：對(duì)於大多數(shù)土壤來(lái)說，當(dāng)腐蝕決定於腐蝕微電池或距離不太長(zhǎng)的宏觀腐蝕電池時(shí)，腐蝕主要為陰極過程控制。與全浸在靜止電解液中中的情況相似。在疏鬆、乾燥的土壤中．隨著氧滲透率的增加．腐蝕則轉(zhuǎn)變?yōu)殛?yáng)極控制*此時(shí)腐蝕過程的控制特徵近於潮的大氣腐蝕。對(duì)於由長(zhǎng)距離宏觀電池作用下的土壤腐蝕，如水準(zhǔn)接地體經(jīng)過透氣性不同的土壤形成氧濃度差腐蝕電池時(shí)，土壤的電阻成為主要的腐蝕控制因素，或陰極一電阻混合控制。2．土壤腐蝕的類型(1）微電池和宏觀電池引起的土壤腐蝕。對(duì)於比較短小的金屬構(gòu)件來(lái)說，可以認(rèn)為周圍土壤結(jié)構(gòu)、水分、鹽分、含氧量等是均勻的，這時(shí)發(fā)生和金屬組織不均勻性有關(guān)的微電池腐蝕。對(duì)於長(zhǎng)的金屬構(gòu)件，因各部分氧滲透率、粘土和砂土等結(jié)構(gòu)及埋設(shè)深度不同．引起氧濃差電池和鹽分濃差電池．這類宏觀電池造成局部腐蝕。在陽(yáng)極部位產(chǎn)生較深的腐蝕孔，使金屬接地體遭受嚴(yán)重破壞(2)雜散電流引起的土壤腐蝕所謂雜散電流，是指由原定的正常電路漏失而流入他處的電流。主要來(lái)源是應(yīng)用直流大功率電氣裝置，直流電氣列車、有軌電車、電焊機(jī)、電解和電鍍槽、電化學(xué)保護(hù)裝置等。地下埋沒的金屬構(gòu)築物、管道、接地體、電纜等都容易因這種雜散電流引起腐蝕。一部分電流從路軌漏到地下，進(jìn)人地下管道某處，再?gòu)墓艿赖牧硪惶幜鞒?，回到路軌。電流離開管線進(jìn)入大地處成為腐蝕電池的陽(yáng)極區(qū)，該區(qū)金屬遭到腐蝕破壞。腐蝕破壞程度與雜散電流的強(qiáng)度成正比，電流強(qiáng)度愈大，腐蝕就愈嚴(yán)重。工頻雜散電流、主要來(lái)源於交流電氣化鐵道和高壓輸電線路等；這種土壤雜散電流腐蝕破壞作用較?。珙l率為50Hz的交流電，其作用約為直流電的1％(3)土壤中微生物引起的腐蝕。在缺氧的土壤中，如密實(shí)、潮濕的粘土處，金屬腐蝕過程似乎難以進(jìn)行，但這種土壤條件卻有利於一些微生物的生長(zhǎng)。這些細(xì)菌有可能引起土壤物理化學(xué)性質(zhì)的不均勻件，從而造成氧濃差電池腐蝕，細(xì)菌在生命活動(dòng)中產(chǎn)生硫化氫、二氧化碳和酸腐蝕金屬。3．土壤腐蝕的影響因素及防止措施

影響土壤腐蝕的因素很多，有土壤的孔隙度(透氣性)、含水量、導(dǎo)電性、酸鹼度、含鹽量和微生物等，這些因素相互聯(lián)繫著n現(xiàn)分析幾種主要的影響因素。

(1）孔隙度孔隙度大有利於水分和氧的滲透。透氣件好的可加速腐蝕過程，但透氣性太大可阻礙金屬的陽(yáng)極溶解．易生成具有保護(hù)能力的腐蝕產(chǎn)物層。

(2)含水量土壤的水分可以多種方式存在，有些緊密粘附在固體顆粒的周圍，有些在微孔中流動(dòng)或與土壤組分結(jié)合在一起。當(dāng)土壤中可溶性鹽溶解在其中時(shí)，就組成了電解液。水分的多少對(duì)土壤腐蝕影響很大，含水量很低時(shí)腐蝕速度不大，隨著含水量的增加，土壤中鹽分的溶解量增大，因而加快腐蝕速度。當(dāng)可溶性鹽全部溶解時(shí)，腐蝕速度可達(dá)最大值。若水分過多時(shí)，因土壤膠粘膨脹堵塞了土壤的孔隙，氧的擴(kuò)散滲透受阻．腐蝕反而減小。(3)含鹽量。土壤中一般含有硫酸鹽、硝酸鹽和氯化鈉等無(wú)機(jī)鹽類。通常土壤中含鹽量約為80—1500ppm，這些鹽類大多是可溶性的，SO42ˉ

、NH3ˉ、Clˉ等陰離子對(duì)腐蝕影響較大。Clˉ離子對(duì)土壤腐蝕有促進(jìn)作用．海邊潮汐區(qū)或接近鹽場(chǎng)的土壤，腐蝕性更強(qiáng)。土壤中含鹽量大，土壤的導(dǎo)電率增高，腐蝕性也增強(qiáng)。富含鈣、鎂離子的石灰質(zhì)土壤(非酸性土壤)中，因在金屬表面形成難溶的氧化物或碳酸鹽保護(hù)層而使腐蝕減小。(4)土壤的導(dǎo)電性土壤的導(dǎo)電性受土質(zhì)、含水量及含鹽量等影響、孔隙度大的土壤(如砂土)，水分易滲透流失；而孔隙度小的土壤(如粘土)，水分不易流失。含水量大，可溶性鹽類溶解很多，導(dǎo)電性好，腐蝕性強(qiáng)。尤其是對(duì)長(zhǎng)距離宏觀電池腐蝕來(lái)說，影響更為顯著。一般的低窪地和鹽鹼地因?qū)щ娦院茫杂泻軓?qiáng)的腐蝕性。

(5)其他因素土壤的酸度、溫度、雜散電流和微物生等因素對(duì)土壤腐蝕都有影響防止土壤腐蝕可採(cǎi)用的措施：

(1)覆蓋層保護(hù)，較廣泛採(cǎi)用的是石油瀝青和煤焦油瀝青的覆蓋層，一般用填料加固等；這適應(yīng)於管道的保護(hù)，對(duì)接地體不宜採(cǎi)用，但可用於接地引下線的保護(hù)，對(duì)接地線刷瀝青漆進(jìn)行保護(hù)，可防止接地線入地處出腐蝕電位差而引起的腐蝕。

(2)耐蝕金屬材料和金屬鍍層，採(cǎi)用某些合金鋼和有色金屬，或採(cǎi)用鋅鍍層來(lái)防止土壤腐蝕。

(3)處理土壤，如用石灰處理酸性土壤，或在地下構(gòu)件周圍填充石灰石碎塊，移入浸蝕性小的土壤，加強(qiáng)排水，以改善土壤環(huán)境，降低腐蝕性。

(4)在接地體四周施加高效膨潤(rùn)土降阻防腐劑進(jìn)行保護(hù)，可有效地保護(hù)鋼接地體免遭腐蝕

(5)陰極保護(hù)，在上述保護(hù)方法的同時(shí)，可附加陰極保護(hù)措施，如適當(dāng)加覆蓋層和陰極保護(hù)的電能消耗。一般情況下當(dāng)把鋼鐵陰極的電位維持在—o．85v(相對(duì)於硫酸銅電極)可以達(dá)到完全保護(hù)。在有硫酸鹽還原菌存在時(shí)，電位要維持得更負(fù)些，如—o．95V(相對(duì)硫酸銅電極)，以抑制細(xì)菌生長(zhǎng)‘，陰極保護(hù)也適用於保護(hù)地下鐵皮電纜．其保護(hù)電位約為一0．7V7.3防止接地體腐蝕的主要措施一、接地裝置的選址和施工

(1）接地裝置的鋪設(shè)地點(diǎn)要遠(yuǎn)離強(qiáng)腐蝕性的場(chǎng)所和重污染的場(chǎng)所，還要儘量避開透氣性較強(qiáng)的風(fēng)化石和沙石地帶，因?yàn)樵谶@些場(chǎng)所不但降阻困難，而且還因?yàn)檠醯臐B透性強(qiáng)，而容易造成接地體的腐蝕。如果避不開應(yīng)想辦法改良焙地體四周的土壤，如換土．或施加降阻防腐劑。

(2)接地體在選擇其截面時(shí)不但要考慮其熱穩(wěn)定的要求，還要將壽命考慮在整個(gè)壽命週期內(nèi)，經(jīng)過腐蝕後還能滿足截面的要求，其材質(zhì)應(yīng)選用耐腐蝕的材料，如採(cǎi)用鍍鋅鋼材。

(3)接地體的深度要足夠，因?yàn)榘呀拥伢w埋設(shè)到一定的深度不但使接地電阻得到改善．而且下層土壤比上層土壤的含氧量小，從而減小腐蝕速度用細(xì)土回填並夯實(shí)是為了減少氧氣的滲透而減緩接地休的腐蝕，同時(shí)也可增加接地體與周圍土壤的接觸而降低接觸電阻二、選用緩蝕劑

緩蝕劑是一些少量加入腐蝕介質(zhì)中就能顯著減緩或阻止金屬腐蝕的物質(zhì)

緩蝕劑主要是加入在降阻劑中使用，因?yàn)榻底鑴┑慕橘|(zhì)足穩(wěn)定的，加入緩蝕劑後性能穩(wěn)定．而不能直接加入接地體所處的土壤中，因?yàn)槟菢訒?huì)隨水土流失而流失，不能起到穩(wěn)定的緩蝕作用．高效膨潤(rùn)土降阻防腐劑就是通過加入若干種緩蝕劑，有效的保護(hù)了鋼接地體，對(duì)腐蝕起到了很好的防護(hù)效果。三、電化學(xué)保護(hù)接地裝置所發(fā)生的腐蝕基本屬於電化學(xué)腐蝕，因而在防腐保護(hù)措施中可採(cǎi)用電化學(xué)保護(hù)電化學(xué)保護(hù)就是使金屬構(gòu)件極化到免蝕區(qū)或鈍化區(qū)而得到保護(hù)。電化學(xué)保護(hù)分為陰極保護(hù)和陽(yáng)極保護(hù)。1．陰極保護(hù)陰極保護(hù)是使金屬構(gòu)件作為陰極，通過陰極極化來(lái)消除該金屬表面的電化學(xué)不均勻性，達(dá)到保護(hù)目的。陰極保護(hù)是一種經(jīng)濟(jì)而有效的防護(hù)措施。一些要求在海水和土壤中使用的接地體，採(cǎi)用陰極保護(hù)，可有效提高其抗腐蝕能力。陰極保護(hù)可通過兩種方法實(shí)現(xiàn)：一是犧牲陽(yáng)極法；二是外加電流法犧牲陽(yáng)極法：

犧牲陽(yáng)極法是在被保護(hù)的金屬上連接電位更負(fù)的金屬或合金．作為犧牲陽(yáng)極，靠它不斷溶解所產(chǎn)生的電流對(duì)被保護(hù)的金屬進(jìn)行陰極極化，達(dá)到保護(hù)的目的。

（利用不同金屬間電位差或不同電解質(zhì)中的金屬自由電子和氧離子交換產(chǎn)生的直流電流來(lái)保護(hù)接地板或地下金屬物。即將被保護(hù)的接地極或地下金屬物作為陰極，利用鎂合金、鋁合金、鋅合金等金屬做陽(yáng)極，將陽(yáng)極與陰極連接起來(lái)。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。）

電池是由於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。在電解液中的陽(yáng)極和陰極之間，由於電池的電勢(shì)差影響，通過兩極的連接，產(chǎn)生直流電流。在陽(yáng)極範(fàn)圍內(nèi)，這電流離開電極表面流向電解液，分解陽(yáng)極的金屬，流進(jìn)陰極區(qū)域內(nèi)電極的金屬表面，而造成陽(yáng)極材料的腐蝕。電解電流消耗陰極電極的重量，其金屬消失的速度（腐蝕率），主要與電池的電壓及兩個(gè)電極的表面積有關(guān)。這種電池作用，對(duì)於接地極並不嚴(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)並定期更換就可以了。

犧牲陽(yáng)極材料必須能與被保護(hù)金屬之間形成足夠大的電位差(一般o．25V左右)，所以犧牲陽(yáng)極材料的主要要求是：①有足夠低的電位．②電容量要大，即消耗單位品質(zhì)金屬所提供的電量要多，單位面積輸出電流大；③自腐蝕很小，電流效率要高；④長(zhǎng)期使用時(shí)保持陽(yáng)極活性，不易鈍化，能維持穩(wěn)定的電位和輸出電流；⑤陽(yáng)極溶解均勻，腐蝕產(chǎn)物疏鬆易脫落，不粘附於陽(yáng)極表面或形成高電阻硬殼；⑥價(jià)格便宜，來(lái)源充分，製造工藝簡(jiǎn)單，無(wú)公害等。如鎂合金陽(yáng)極等外加電流法陰極保護(hù)系統(tǒng)

利用石墨等作陽(yáng)極，被保護(hù)的接地極或地下金屬物作陰極，兩者之間加以直流電源，電源的正極接在陽(yáng)極上，負(fù)極接在被保護(hù)的接地極或地下金屬物上。直流電源可採(cǎi)用降壓變壓器和整流器。

主要由三部分組成：直流電源、輔助陽(yáng)極和參比電極。外加電流法的輔助陽(yáng)極是用來(lái)把電流輸送到陰極(即被保護(hù)的金屬)．這與犧牲陽(yáng)極法所用的陽(yáng)極材料截然小同。外加電流法的輔助陽(yáng)極材料應(yīng)具有導(dǎo)電性好、耐蝕性好、壽命長(zhǎng)、排流量大，即一定電位下單位面積通過的電流大，而陽(yáng)極化小，有一定的機(jī)械強(qiáng)度、易加工、來(lái)源方使、價(jià)格便定等特點(diǎn)。常用的輔助陽(yáng)極材料有鋼、石墨、高矽鐵、磁性氧化鐵、鉛銀(2％)合金、鍍鉑的鈦等。犧牲陽(yáng)極不需外接電源，且無(wú)需維修，陽(yáng)極消耗也很小，由於電池作用產(chǎn)生的電流小，只用於對(duì)電流量需要不太大的地方。

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。一般只在沿海地區(qū)和土質(zhì)、土壤腐蝕性較強(qiáng)的規(guī)模大的工程才採(cǎi)用陰極保護(hù)法。第八章人工接地極的施工

工程中常用的人工接地極有：角鋼接地極、鋼管接地極、圓鋼接地極、帶形接地極、銅板接地極等。

1．角鋼接地極

用L50mm×5mm，長(zhǎng)2500mm的鍍鋅角鋼製作如圖16所示，頭部做成尖角的目的是使接地極容易打八地中。打接地極時(shí)，為了避免將接地極頂部打裂，可製作如圖17所示的保護(hù)帽，套在接地極頂部施工，施工完畢後將帽去掉。角鋼接地極和接地線的連接如圖18所示，有三種方式，接地極和接地線之間採(cǎi)用焊接，為了保證連接強(qiáng)度，應(yīng)四周焊。焊後應(yīng)除去焊渣並在焊接處塗上水柏油。

接地線在離接地極尾部大於50mm處和接地極連接。此距離不能過大，過大不利於接地板打入地中；也不能過短，過短會(huì)使打接地極時(shí)焊縫裂開損壞。

一組接地極中，若有數(shù)根接地極時(shí)，接地極之間的距離應(yīng)相距5m。其目的是為了減少相鄰接地級(jí)間的遮罩效應(yīng)而導(dǎo)致降低流散的作用。一般規(guī)定接地極之間的距離為接地極的長(zhǎng)度兩倍，即不少於5m，當(dāng)?shù)匚皇芟拗茣r(shí)，可適當(dāng)減少，但至少等於接地極的長(zhǎng)度1.5倍。

接地線埋在地下部分，應(yīng)呈“S”形，防止接地線受到地面上重物壓力時(shí)斷裂損傷。

2．鋼管接地極

一般用壁厚3.5mm、直徑為40mm的鍍鋅鋼管製作，鋼管長(zhǎng)2500mm，頭部120mm長(zhǎng)的一段，鋸成四塊鋸齒形，尖端向內(nèi)打合焊接成尖端，如圖19所示。

鋼管接地極和接地線的連接亦有三種方式，如圖20所示、鋼管接地極機(jī)械強(qiáng)度高，不必套保護(hù)帽，直接用鐵錘打入地下。3．圓鋼接地極

一般在圓鋼外面套上銅管，使接地極的流散電阻降低。與這種接地極配套的接地線是銅絞線。這種銅絞線表面經(jīng)過處理，抗氧化、抗腐蝕能力加強(qiáng)。銅絞線和外套銅管的圓鋼接地極之間的連接，應(yīng)採(cǎi)取爆炸法。通常把需連接點(diǎn)放入一鋼制模具內(nèi)，在連接點(diǎn)周圍放上銅末和火藥，點(diǎn)燃導(dǎo)火線，使火藥燃燒爆炸．把銅末熔解從而使接地極和接地線連成一體。

圓鋼接地極亦可用鍍鋅扁鋼或圓鋼連接後引出地面。圓鋼接地極和接地線的連接如圖21所示。4．帶形接地極

在工程中也常採(cǎi)用帶形接地極。接地極用Φ10mm圓鋼或25mm×4mm扁鋼沿建築物一周埋設(shè)成環(huán)狀。這類接地極和接地線的連接要求見圖22。搭接倍數(shù)：圓鋼為6倍直徑，扁鋼為2倍寬度。

帶形接地極的使用場(chǎng)合有兩種：一是表層土壤電阻率很低，不用打垂直接地極，只要將鍍鋅扁鋼埋設(shè)在土壤中就可；另一種是土質(zhì)很差，土壤電阻率很高，如雜質(zhì)土、卵石及巖石地帶，垂直接地極很難打入，只能在這地帶開槽、挖坑和換土，鋪上水平接地極，這時(shí)接地極的電阻時(shí)帶型接地極的長(zhǎng)短和換土情況而定。

帶形接地極沿建築物一周埋設(shè)成環(huán)狀，還能起到平衡電位和減少跨步電壓的作用。對(duì)地下管網(wǎng)較長(zhǎng)的建築物採(cǎi)用這種方式更為有利。因此有的工程，雖然採(cǎi)取垂直接地極，但PE線不隨相線路徑敷設(shè)，而採(cǎi)取地下敷設(shè)，使PE線同時(shí)起到帶形接地極的作用，此時(shí)PE線應(yīng)採(cǎi)用裸銅絞線或鍍鋅扁鋼。採(cǎi)用這種敷設(shè)方式時(shí)，應(yīng)考慮到增加單相接地環(huán)路阻抗的影響。

帶形接地極的覆土，必須採(cǎi)取好土，分層夯實(shí)，嚴(yán)禁回填雜土，如碎石塊、鋼渣、有腐蝕性的土壤等。

5．接地極施工應(yīng)注意的問題接地極和接地線的連接若用電焊方式，則電焊後應(yīng)把焊渣掉。

在有腐蝕性較強(qiáng)的場(chǎng)所，接地極和接地線若採(cǎi)用鋼材則鋼材應(yīng)進(jìn)行熱鍍鋅處理，施工中焊接後，因?yàn)殄冧\層遭到破壞，故應(yīng)在焊接部位塗水柏油。

角鋼、銅管和圓鋼接地極，施工時(shí)必須采取用鐵錘（一般用5.5kg重鐵榔頭）打入的方法，不要採(cǎi)取挖坑埋入的方法，因?yàn)橥寥琅c接地極接觸得越緊，流散電阻就越小，用打入的方法，可使接地極附近的土壤壓實(shí)，並使接地極與土壤緊密接觸，從而達(dá)到減少土壤電阻率的效果。對(duì)帶形接地極和銅板接地極，無(wú)法採(cǎi)取打入的辦法，只能採(cǎi)取挖溝和挖坑埋入的方式。當(dāng)接地極埋入後，應(yīng)敷粘土等細(xì)土壓實(shí)接地極的埋設(shè)深度應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，當(dāng)無(wú)規(guī)定時(shí)，接地極頂面埋設(shè)深度不宜小於0.6m，因?yàn)樵诘乇硐?.15～0.5m處是處?kù)锻寥缼譂窠唤绲牡胤剑拥貙?dǎo)體易腐蝕。接地極的引出線在通過地表下0.6m引至地面外的一段需作防腐處理，以延長(zhǎng)使用壽命，防腐方法是採(cǎi)用熱鍍鋅鋼材。

當(dāng)接地極埋設(shè)在可能有化學(xué)腐蝕性的土壤中時(shí)，應(yīng)加大接地極與連接扁鋼連接面，各焊接頭必須用玻璃布加塗瀝青油二度纏包，以加強(qiáng)防腐能力

七、人工接地線的施工接地線施工分為地下部分、戶外部分和室內(nèi)部分三種，有不同的施工要求。

１．地下接地線

地下接地線的導(dǎo)體界面應(yīng)符合熱穩(wěn)定和機(jī)械強(qiáng)度的要求，一般采用鋼材做接地線。

通常地下接地線用40mm×4mm鍍鋅扁鋼。當(dāng)接地極採(cǎi)用鋼材時(shí)，接地線亦應(yīng)採(cǎi)用鋼材，一般用銅絞線。

接地線和接地極的連接，在圖18、20、21、22中已作了表達(dá)，必須採(cǎi)取四周焊，焊後去除焊渣，並在焊接處塗上水柏油。

位於地下的接地線，不管是與接地極連接，還是接地線之間的連接，都必須採(cǎi)取焊接的方法，不準(zhǔn)用螺栓連接。焊接時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定：

扁鋼與扁鋼之間的連接不準(zhǔn)如圖28採(cǎi)用對(duì)接焊；應(yīng)採(cǎi)取搭接焊，如圖29所示，搭接倍數(shù)為扁鋼寬度的2倍。其中Ⅲ型通常用於接地幹線分支處，為保證搭接倍數(shù)為扁鋼寬度的2倍，其中一根接地線彎成90°，隨後再搭接。

扁鋼接地線在地中應(yīng)側(cè)放而不宜平放，因側(cè)放時(shí)散流電阻較小，埋地鋼管的跨接線，若用圓鋼，對(duì)於交流電流回路，跨接圓鋼的直徑應(yīng)不小於10mm，直流電流回路的直徑應(yīng)不小於12mm。

圓鋼與圓鋼搭接時(shí)，雙面焊時(shí)其搭接長(zhǎng)度應(yīng)不小于圓鋼直徑的6倍，單面焊則搭接長(zhǎng)度應(yīng)不小於圓鋼直徑的12倍。如圖32（a）所示；圓鋼與扁鋼連接時(shí)，搭接長(zhǎng)度亦為圓鋼直徑的6倍，如圖32（b）所示。

2．室外接地線室外接地線通常敷設(shè)在電纜溝內(nèi)，一般採(cǎi)用25mm×4mm鍍鋅扁鋼做接地線。鍍鋅扁鋼的連接，亦採(cǎi)取搭接方法，搭接長(zhǎng)度為扁鋼寬度的2倍，焊接面不少於3個(gè)棱邊（一般取二個(gè)長(zhǎng)邊、一個(gè)短邊）。

工作接地極、保護(hù)接地極、重複接地極上引出地面的接地線，為防止發(fā)生機(jī)械損傷，應(yīng)加保護(hù)管，在穿越建築物的外牆時(shí)亦應(yīng)加保護(hù)管，並要注意防水，穿越建築物的內(nèi)牆時(shí)不考慮防水問題。穿越外牆的保護(hù)管做法如圖33所示，保護(hù)管應(yīng)向室外傾斜，保護(hù)管管口須用瀝青麻絲或建築密封膏堵死。保護(hù)管可用Φ50mm塑膠管製作。

3．室內(nèi)接地線

室內(nèi)接地線施工時(shí)，除了要保證連接可靠外，還要注意美觀。

室內(nèi)接地線沿牆敷設(shè)時(shí)，通常採(cǎi)取圖34的做法，接地線和牆保持10～15mm距離。這是因?yàn)楫?dāng)設(shè)備需接地時(shí)，接地夾子可方便地夾住接地線。

接地線沿混凝土牆敷設(shè)時(shí)，也可用射釘固定，如圖35所示。

4．接地檢測(cè)點(diǎn)做法

當(dāng)接地裝置只有一組接地極時(shí)，接地線檢測(cè)孔可不設(shè)斷接卡，但需有檢測(cè)點(diǎn)。如有多根引下線，每根引下線距地面1.5～1.8