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路燈設(shè)施的接地保護事關(guān)國家財產(chǎn)和人民生命安全的大事。為做好接地保護
并有效地設(shè)置接地電阻,必須正確計算和測量接地電阻。
理論上,接地電阻越小,接觸電壓和跨步電壓就越低,對人身越安全。但要
求接地電阻越小,則人工接地裝置的投資也就越大,而且在土壤電阻率較高的地
區(qū)不易做到。在實踐中,可利用埋設(shè)在地下的各種金屬管道(易燃體管道除外)
和電纜金屬外皮以及建筑物的地下金屬結(jié)構(gòu)等作為自然接地體。由于人工接地裝
置與自然接地體是并聯(lián)關(guān)系,從而可減小人工接地裝置的接地電阻,減少工程投
資。
一、接地電阻值的規(guī)定在1000V以下中性點直接接地系統(tǒng)中,接地電阻
Rd 應小于或等于4Ω,重復接地電阻應小于或等于10Ω。而電壓1000V
以下的中性點不接地系統(tǒng)中,一般規(guī)定接地電阻R為4Ω。因此,根據(jù)實際安裝
經(jīng)驗,在路燈照明系統(tǒng)中接地電阻Rd 應小于或等于4Ω。
二、人工接地裝置接地電阻的計算人工接地裝置常用的有垂直埋設(shè)的接地體、
水平埋設(shè)的接地體以及復合接地體等。此外,接地電阻大小還與接地體形狀有關(guān),
在路燈施工應用中,通常使用垂直、水平接地體,這里只簡要介紹上述兩種接地
電阻的計算。
?。薄⒋怪甭裨O(shè)接地體的散流電阻垂直埋設(shè)的接地體多用直徑為50mm,長
度2-2。5m的鐵管或圓鋼,其每根接地電阻可按下式求得:Rgo=[ ρLn
(4L/d)]/2 πL 式中:ρ—土壤電阻率(Ω/cm)
?。?mdash;接地體長度(cm)
d—接地鐵管或圓鋼的直徑(cm)
為防止氣候?qū)拥仉娮柚档挠绊?,一般將鐵管頂端埋設(shè)在地下0。5-0。
8m深處。若垂直接地體采用角鋼或扁鋼(見圖1),其等效直徑為:
等邊角鋼d=0。84b扁鋼d=0。5b為達到所要求的接地電阻值,往
往需埋設(shè)多根垂直接體,排列成行或成環(huán)形,而且相鄰接地體之間距離一般取接
地體長度的1-3倍,以便平坦分布接地體的電位和有利施工。這樣,電流流入
每根接地體時,由于相鄰接地體之間的磁場作用而阻止電流擴散,即等效增加了
每根接地體的電阻值,因而接地體的合成電阻值并不等于各個單根接地體流散電
阻的并聯(lián)值,而相差一個利用系數(shù),于是接地體合成電阻為Rg =Rgo/ (ηL*n)
式中,Rgo—單根垂直接地體的接地電阻(Ω);ηL —接地體的利用系數(shù)
;n—垂直接地體的并聯(lián)根數(shù)。
接地體的利用系數(shù)與相鄰接地體之間的距離a和接地體的長度L的比值有關(guān),
a/L值越小,利用系數(shù)就越小,則散流電阻就越大。在實際施工中,接地體數(shù)
量不超過10根,取a/L=3,那么接地體排列成行時,ηL 在0。9-0。
95之間;接地體排列成環(huán)形時,ηL 約為0。8。
?。?、水平埋設(shè)接地體的散流電阻一般水平埋設(shè)接地體采用扁鋼、角鋼或圓鋼
等制成,其人工接地電阻按下式求得:Rsp=(ρ/2πL )*[Ln(L2/dh)+
A] 式中,L—水平接地體總長度(cm);h—接地體埋沒深度(cm);
A—水平接地體結(jié)構(gòu)型式的修正系數(shù)三、接地電阻的測定接地電阻的測定有多種
方法,如利用接地電阻測量儀、電流-電壓表法等,其基本方法是測出被接地體
至“地”電位之間的電壓和流過被測接地體的電流,而后算出電阻值。
圖2為電流-電壓表法的原理圖。其中A、B為長約1m、直徑為50mm
的臨時檢測用的輔助鋼管,打入地中位置必須距被測接地裝置在20m以上,A、
B間距也應保持在20m以上。一般采用一根鋼管作為輔助極即可達到準確測量
的目的。
將電壓表和電流表的讀數(shù)分別記下,并列出下式
?。襠A=Rd +Rn =U1 /I1 RdB=Rd +RB =U2 /I2 RAB=RA
+RB =U3 /I3 因為RdA+RdB-RAB=2Rd 所以Rd =(RdA+RdB-
RAB)/2Ω用該方法測電阻不受測量范圍的限制,但需要有獨立的交流電源,
在沒有電源的地方,可利用電阻測量儀進行實測。值得一提的是,在測量接地電
阻時,應考慮季節(jié)性的影響,即在zui不利的條件下所測得的結(jié)果更符合檢測要求。