工频接地电阻与冲击接地电阻分析
摘要工频、冲击接地电阻有着一定的关系，同时也存在明显的区别，随着接地装置敷设地点的土质、接地环境的改变，它们之间的关系也在不断的发生改变，部分各类工程技术人员不能深入了解两者之间的联系，使得部分防雷工程的接地装置接地电阻已达到设计的要求，仍然盲目的采取讲足措施，增加了防雷工程的造价。
关键词工频；冲击接地电阻；区别；关系
1接地电阻的分类及定义
接地电阻分为工频、冲击接地电阻。日常用接地电阻测试仪测量出的接地电阻为工频接地电阻，指工频电流流入接地体中所呈现的电阻值，可以认为是接地体20m以内土壤的散流电阻，距离接地体20m以外的大地是电气上的零电位点；冲击接地电阻是在冲击电流或者雷电流沿着接地体入地时呈现的电阻。
2 工频、冲击接地电阻的区别与关系
工频、冲击接地电阻有着一定的区别，即工频接地电阻是针对工频电流流过接地装置时呈现的电阻，冲击接地电阻是冲击电流或者雷电流流过接地装置时呈现的电阻。同时两者之间又存在着必然的关系，依据《建筑物防雷设计规范》2010版附录C，接地装置冲击接地电阻与工频接地电阻有着一定的换算关系，即R～=A×Ri式中R～指接地装置各支线的长度取值小于或等于接地体的有效长度le，或者有支线大于le而取其等于le时的工频接地电阻；A指换算系数，其数值按下图确定；Ri指所要求的接地装置冲击接地电阻。
地体敷设与陶粘土、砂质粘土等土壤电阻率ρ≤100Ω的土壤内时，其工频、冲击接地电阻在数值上是相等的。但当接地体敷设于砂砾、砾石、碎石等高土壤电阻率的环境时，其工频接地电阻可能达到冲击接地电阻的2～3倍。因此，在高土壤电阻率的环境下敷设接地体，用接地电阻测试仪测出的工频接地电阻只要不超过设计要求的冲击接地电阻值2～3倍，就应该是符合设计要求的，不需要再采取降阻措施。
3 高山通信基站接地体冲击接地电阻检测
高山通信基站一般情况位于山顶，很容易成为雷电接闪的对象，近些年，随着通信行业的迅速发展，高山通信基站遍布各地。笔者亲身参加过一些高山通信基站防雷地网的验收过程，大部分情况，通信基站防雷地网所处的敷设环境都是土壤电阻率较高的砾石、碎石等。当时通信基站防雷地网冲击接地电阻值要求还是小于等于10Ω，验收人员按照正常的检测方法，利用接地电阻测试仪（摇表）测量出接地体的接地电阻值为12.5Ω，随即给出的结论就是接地电阻值偏大，不符合设计要求，需增设人工接地体将接地电阻值降至10Ω以下。在随即的验收
避雷线分流对杆塔接地电阻测量的影响 发表时间：2019-07-16T16:24:17.150Z 来源：《基层建设》2019年第12期作者：张全升陈惠敏韩雪 [导读] 摘要：采用电流-电压三极法测量架空线路杆塔的工频接地电阻时,架空避雷线对注入杆塔地网的测量电流具有分流作用,从而影响接地电阻的测量精度。 河南送变电建设有限公司河南郑州 450007 摘要：采用电流-电压三极法测量架空线路杆塔的工频接地电阻时,架空避雷线对注入杆塔地网的测量电流具有分流作用,从而影响接地电阻的测量精度。建立了架空避雷线对注入杆塔地网的测量电流的分流模型,分析了避雷线分流的程度和影响分流效果的因素及其影响规律。 关键词：杆塔;接地电阻;架空避雷线;分流;相角差 1 前言 目前杆塔工频接地电阻的测量方法主要是电流压三极法和钳表法。由于钳表法在原理上具有很大的局限性，杆塔工频接地电阻的测量宜采用电流-电压三极法。 2 杆塔接地电阻阻抗试验 各个接入地电流以及接地网中分散的电流在空间任一点产生的点位总量就是此点的电位，这就是电场叠加原理。接地网中的主接地网、电缆线路以及架空点设置组成了接地网的拓扑结构。电流经过接地网时，其拓扑系统中的架空地线能够对经过的电流形成分流作用，我们通过节点电流的规律可以得出，在接地线路中同一时间、同一节点的电流流入量和电流流出量的值是相等的。 2.1 使用接地电阻测试仪等仪器 这种测试方案不能直接进行测试。因所有杆塔接地装置都是并联在一起，使用这种注入电流的测试方案，会因接地装置的分流，而导致测试结果偏小，造成很大的数据误差，所以使用注入电流的方案测试，需要将杆塔接地装置与避雷线断开，同时设置辅助电极进行测试。 2.2 使用钳形接地电阻表进行测试 这种方案不需要外接设备电源，不需要断开接地导体，不需要设置辅助电极，测试时只需要用钳表卡在接地导体上，即可测试此杆塔的接地电阻。如果忽略分流部分，直接用测量电流进行接地电阻计算，会使得测量电阻值小于真实接地电阻值;而忽略分流电流与测量电流的相角差，通过用分流系数修正接地电阻测量值，来消除分流影响的做法并不准确，同样会造成较大的测量误差。用钳型接地电阻测试仪测量电力线路杆塔接地电阻方法简单，测量结果可信度高，但只能用于有架空地线的高压线路上，测量时待测杆塔只允许存在一条接地引下线，如各塔脚的地网是不连通的，应将其余各脚的接地引下线拆开后用临时线与测量脚的引下线连通(连通点在钳表之下)。通过对测量结果的分析，可以判断出各塔脚的地网是否连通，接地引下线是否存在接触不良的隐患。 本文在分析避雷线分流原理的基础上，建立架空避雷线对注入杆塔地网的测量电流的分流模型；在此基础上通过对模型的仿真分析，指出避雷线分流大小的主要影响因素及其影响规律。此外，对测量计算接地电阻时是否考虑分流作用以及是否考虑分流电流的相位进行对比分析，指出用分流系数修正接地电阻值而忽略分流电流与测量电流之间的相角差的弊端。 避雷线又称架空地线，架设在杆塔顶部，一根或二根，用于防雷，110-500kV线路一般沿全线架设。在测量时应断开避雷线或地下金属管网的连接，这样才能测量出实际的接地网的接地阻抗。运行中的接地网均与输变线的避雷线，地下金属管网相联，这些均影响测量的实测值，会使接地电阻值变小，不能得到接地网的真实接地电阻值。因此国标DL475-92《接地装置工频特性参数的测量导则》;GB/T17949.1-2000《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则》规定在测量接地网接地电阻时，应将其联结断开，但在实际工作中往往无法实现。为了能较准确的测量发电厂、变电站接地网接地电阻的实际值，并能与设计值进行比较，做出安全性评估的结论，应排除避雷线对其测量值的影响。 3 测量杆塔工频接地电阻的方法 3.1 钳表法测量杆塔接地电阻 目前110kV及以下输电线路巡检工作通常采用钳表法测量杆塔工频接地电阻。钳表法由于其具有快速测试、操作简单等优点因此被普遍使用，但是使用钳表测量时必须满足所测线路杆塔具有避雷线，且多基杆塔的避雷线直接接地的要求，且该种测量方法在着精度不高特，而且钳口法测量采用电磁感应原理，易受干扰，测量误差比较大，不能满足高精度测量要求。 其中Rx为被测杆塔的接地电阻，R1，R2...Rn分别为通过避雷线连接的各基杆塔的接地电阻；E为接地装置的对地电压，即接地体与大地零电位参考点之间的电位差；I为通过接地装置泄放人大地的电流。 不过接地引下线并不是不能拆除，而是拆除工作比较繁琐，10m一下防松防盗，同时反复拆卸会对杆塔的主材造成有形磨损，容易造成主材生锈等不利影响，同时指出三极法并非是真正意义的“工频杆塔接地电阻测试”，而钳表法受方法影响，地线的感应电压造成测试的误差不准确的特点。 钳表法虽然使用起来简单方便，工作量小，但对于钳形接地电阻测试仪最理想的应用是用在分布式多点接地系统中。架空输电线路在满足以下条件时可以使用钳表法测量工频接地电阻： （1）杆塔所在输电线路具有避雷线，且多基杆塔的避雷线直接接地。 （2）测量所在线路区段中直接接地的避雷线上并联的杆塔数量满足表规定。 3.2 测量杆塔接地电阻的方法 （1）如果在雷雨天气，输电线路受到雷电的袭击导致线路出现跳闸的现象，在测量时必须要按照DL/T621-1997《交流电气装置的基地电阻测试导则》中对杆塔接地电阻测量的要求故障杆塔的电流辅助射线是人工敷设接地线长的4倍，而电压测量的辅助射线长度是人工敷设接地线长度的2.5倍。只有按照这个要求进行测量，才能为技术部门提供准确的数据，使防雷设施能够更有效，从而真正保证输电线路的正常运行。 （2）如果对正常使用的杆塔的接地电阻进行两年或者是五年的周期检测时，可以按照DL/T741《架空送电线路运行规程》中的规定进行，在检测过程中最好是使用法国生产的C?A6411钳型接地电阻检测仪。如果采用这种仪器进行检测可以不用铺设接地辅助射线，在检测过
建筑物接地电阻的要求 依据GB50057-94（2000版）《建筑物防雷设计规范》第三章、建筑物的防雷措施；第二节、第一类防雷建筑物的防雷措施要求，第3.2.1条：防雷电感应的接地装置应和电气设备接地装置共用，其工频接地电阻不应大于10Ω。第三节、第二类防雷建筑物的防雷措施要求，第3.3.4条：每根引下线的接地电阻不小于10Ω，防直击雷接地装置宜和防雷电感应、电气设备、信息系统等共用接地装置。第3.3.9条：避雷器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不应大于10Ω。架空和直接埋地的金属管道在进出建筑物处应就近与防雷的接地装置相连；当不相连时，架空管道应接地，其冲击接地电阻不应大于10Ω。本规范第.2.0.3条四、五、六款所规定的建筑物，引人、引出该建筑物的金属管道在进出处应与防雷的接地装置相连；对架空金属管道尚应在距建筑物约25m处接地一次，其冲击接地电阻不应大于10Ω。第四节、第三类防雷建筑物的防雷措施要求，第3.4.2条：每根引下线的冲击接地电阻不宜大于30Ω。第3.4.9条：避雷器、电缆金属外皮和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不宜大于30Ω。 电源系统接地电阻的要求 依据JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》第14章接地与安全：第14.7.5.3条要求，当机房接地与防雷接地系统共用时，接地电阻要求小于1Ω。因此对于监控机房和通讯机房接地均应与建筑物防雷地等共用同一接地装置，接地电阻要求小于1Ω。 依据GB50089-98《民用爆破器材工厂设计安全规范》第12章：电气；第12.6.4条：在电缆与架空线连接处，应装设避雷器。避雷器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不宜大于10Ω。第12.7.2条：输送危险物质的各种室外架空管，应每隔20～25米接地一次，每处冲击接地电阻不应大于10Ω。第12.7.3条：危险区域应采取相应的防静电措施。凡生产、加工或储存危险品的过程中，有可能积聚静电电荷的金属设备、金属管道和导电物体，均应直接接地，接地电阻不应大于100Ω。第
杆塔接地装置改造方法探讨 张文彬 四川省电力公司超特高压运行检修公司 乐山市市中区 关键词：输电线路雷害电阻改造方法
目录1、概述
杆塔接地装置改造方法探讨 [摘要]：架空输电线路杆塔接地电阻直接影响电力系统的安全稳定运行，降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平的重要措施；本文从分析雷击跳闸的方式入手，详细分析了乐山电业局线路工程处线路二班2009年以前管辖线路的杆塔接地装置、杆塔接地电阻的状况以及杆塔接地电阻不合格的原因，对2003-2008年杆塔接地装置改造过程中使用的一些有效方法进行了探讨；如有不正之处请各位专家斧正。[正文]： 1.概述 1.1乐山电业局线路工程处线路运行二班主要管辖乐山电网内220kV六条、500kV线路1条，所管线路主要经过乐山市的峨边、金口河、峨眉地区，该地区处于小凉山和金口大峡谷边缘，山峦起伏、地形剧变、峰高谷深，线路长度达600余km, 杆塔800多基。线路所过的峨边、金口河、峨眉地区年均雷暴日达40，为重雷区。以500kV 普天线2006-2008年线路跳闸分析情况为例（见表1），雷击跳闸约占28.5％，可见雷击跳闸的事故率是相当高的。 表1：500kV普天线2006-2008年线路跳闸分析
1.2．雷击跳闸的类型及与杆塔接地电阻的关系 1.2.1 以DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中500kV典型的酒杯塔尺寸和绝缘子串的50%雷电冲击绝缘水平为例，500kV线路耐雷水平与杆塔接地电阻的关系为（见表2） 由表2可见，杆塔接地电阻的大小直接关系着线路的耐雷水平 1.2.2 有关资料显示,对于110kV及以上电压等级的输电线路，危害线路的主要是直击雷。直击雷主要分为反击和绕击两种形式。根据输电线路的运行经验，区别绕击和反击有几点方法可供参考（见表3）表3：区分绕击与反击的一般方法 1.2.3 从表2、表3不难看出，杆塔接地电阻过大是雷击跳闸故
接地电阻计算书 一、垂直接地体接地电阻计算： 1.单根接地体接地电阻计算： 计算公式：（） (1) 式中：R v ——垂直接地极的接地电阻（Ω）； ——土壤电阻率（1000Ω?m）； ——垂直接地极的长度（1.5m）； d ——接地极的直径（0.03m）。 数值代入公式计算得：R v=529.88（Ω） 2.间距为s的多根垂直接地极并联后的接地电阻计算： 计算公式： (2) 式中：R N——n根垂直接地极的并联接地电阻（Ω）； ρ ——土壤电阻率（1000Ω?m）； ι——垂直接地极的长度（1.5m）； s ——接地极的间距（5m）； n ——接地极的总根数（920）； d ——接地极的直径（0.03m）； 数值代入公式计算得：R N=97.82（Ω） 二、水平接地体接地电阻计算： 计算公式：（） 式中：R h——水平接地极的接地电阻（Ω）； ρ ——土壤电阻率（1000Ω?m）；
L ——水平接地极的总长度（4600m）； h ——水平接地极的埋设深度（0.2m）； d ——水平接地极的等效直径（0.02m）； A——水平接地极的形状系数（1）。 数值代入公式计算得：R h=0.81（Ω） 三、综合接地电阻计算： 计算公式： (3) 式中：——综合接地电阻（Ω）； R N——垂直接地极的并联接地电阻（Ω）； R h——水平接地极的接地电阻（Ω）； R Nh——垂直接地极和水平接地极之间的互阻（Ω），可根据公式（4）计算； (4) 式中：ρ ——土壤电阻率（1000Ω?m）； ——垂直接地极的长度（1.5m）； ——水平接地极的总长度（4600m）； 数值代入公式计算得： R Nh=0.60（Ω） Rz=0.81（Ω） 石墨基柔性接地体的接地电阻可用降阻效果系数带入进行计算：最终接地电阻为： =0.7×0.81=0.567（Ω）。
依据GB50057-94（2000版）《建筑物防雷设计规范》第三章、建筑物的防雷措施；第二节、第一类防雷建筑物的防雷措施要求，第3.2.1条：防雷电感应的接地装置应和电气设备接地装置共用，其工频接地电阻不应大于10Ω。第三节、第二类防雷建筑物的防雷措施要求，第3.3.4条：每根引下线的接地电阻不小于10Ω，防直击雷接地装置宜和防雷电感应、电气设备、信息系统等共用接地装置。第3.3.9条：避雷器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不应大于10Ω。架空和直接埋地的金属管道在进出建筑物处应就近与防雷的接地装置相连；当不相连时，架空管道应接地，其冲击接地电阻不应大于10Ω。本规范第.2.0.3条四、五、六款所规定的建筑物，引人、引出该建筑物的金属管道在进出处应与防雷的接地装置相连；对架空金属管道尚应在距建筑物约25m处接地一次，其冲击接地电阻不应大于10Ω。第四节、第三类防雷建筑物的防雷措施要求，第3.4.2条：每根引下线的冲击接地电阻不宜大于30Ω。第3.4.9条：避雷器、电缆金属外皮和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不宜大于30Ω。 电源系统接地电阻的要求 依据JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》第14章接地与安全：第14.7.5.3条要求，当机房接地与防雷接地系统共用时，接地电阻要求小于1Ω。因此对于
监控机房和通讯机房接地均应与建筑物防雷地等共用同一接地装置，接地电阻要求小于1Ω。 依据GB50089-98《民用爆破器材工厂设计安全规范》第12章：电气；第12.6.4条：在电缆与架空线连接处，应装设避雷器。避雷器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不宜大于10Ω。第12.7.2条：输送危险物质的各种室外架空管，应每隔20～25米接地一次，每处冲击接地电阻不应大于10Ω。第12.7.3条：危险区域应采取相应的防静电措施。凡生产、加工或储存危险品的过程中，有可能积聚静电电荷的金属设备、金属管道和导电物体，均应直接接地，接地电阻不应大于100Ω。第12.7.4条：低压配电线路的接地应采用TN-S或TN-C-S系统，引入建筑物的电源线路，中性点应重复接地，接地电阻不应大于10Ω。 石化接地电阻的要求 依据GB50074-2002《石油库设计规范》第14章：电气装置；第14.2.2条：钢油罐接地点沿油罐周长的间距，不宜大于30m，接地电阻不宜大于10Ω。第14.2.3条：覆土油罐的罐体及罐宝的金属构件以及呼吸阀、量油孔等金属附件，应做电气连接并接地，接地电阻不宜大于10Ω。第14.2.10条：进出洞内的金属管道接地电阻不宜大于20Ω。电力和信息线路应采用铠装电缆埋地引入洞内。接地电阻不宜大于20Ω。电缆与架空线路的连接处，应装设过电压保护器。过电压保护器、电缆外皮和瓷瓶铁脚，应做电气连接并接地，接地电阻不宜大于
接地电阻的要求（常用标准的规定） 接地电阻的要求（常用标准的规定） 建筑物接地电阻的要求 依据GB 50057-94（2000版）《建筑物防雷设计规范》第三章、建筑物的防雷措施；第二节、第一类防雷建筑物的防雷措施要求，第3.2.1条：防雷电感应的接地装置应和电气设备接地装置共用，其工频接地电阻不应大于10Ω。第三节、第二类防雷建筑物的防雷措施要求，第3.3.4条：每根引下线的接地电阻不小于10Ω，防直击雷接地装置宜和防雷电感应、电气设备、信息系统等共用接地装置。第3.3.9条：避雷器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不应大于10Ω。架空和直接埋地的金属管道在进出建筑物处应就近与防雷的接地装置相连；当不相连时，架空管道应接地，其冲击接地电阻不应大于10Ω。本规范第.2.0.3条四、五、六款所规定的建筑物，引人、引出该建筑物的金属管道在进出处应与防雷的接地装置相连；对架空金属管道尚应在距建筑物约25m处接地一次，其冲击接地电阻不应大于10Ω。第四节、第三类防雷建筑物的防雷措施要求，第3.4.2条：每根引下线的冲击接地电阻不宜大于30Ω。第3.4.9条：避雷器、电缆金属外皮和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接 地，其冲击接地电阻不宜大于30Ω。 电源系统接地电阻的要求 依据JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》第14章接地与安全：第14.7.5.3条要求，当机房接地与防雷接地系统共用时，接地电阻要求小于1Ω。因此对于监控机房和通讯机房接地均应与建筑物防雷地等共用同一接地装置，接地电阻要 求小于1Ω。
依据GB50089-98《民用爆破器材工厂设计安全规范》第12章：电气；第12.6.4条：在电缆与架空线连接处，应装设避雷器。避雷器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不宜大于10Ω。第12.7.2条：输送危险物质的各种室外架空管，应每隔20～25米接地一次，每处冲击接地电阻不应大于10Ω。第12.7.3条：危险区域应采取相应的防静电措施。凡生产、加工或储存危险品的过程中，有可能积聚静电电荷的金属设备、金属管道和导电物体，均应直接接地，接地电阻不应大于100Ω。第12.7.4条：低压配电线路的接地应采用TN-S或TN-C-S系统，引入建筑物的电源线路，中性点应重 复接地，接地电阻不应大于10Ω。 石化接地电阻的要求 依据GB50074-2002《石油库设计规范》第14章：电气装置；第14.2.2条：钢油罐接地点沿油罐周长的间距，不宜大于30m，接地电阻不宜大于10Ω。第14.2.3条：覆土油罐的罐体及罐宝的金属构件以及呼吸阀、量油孔等金属附件，应做电气连接并接地，接地电阻不宜大于10Ω。第14.2.10条：进出洞内的金属管道接地电阻不宜大于20Ω。电力和信息线路应采用铠装电缆埋地引入洞内。接地电阻不宜大于20Ω。电缆与架空线路的连接处，应装设过电压保护器。过电压保护器、电缆外皮和瓷瓶铁脚，应做电气连接并接地，接地电阻不宜大于10Ω。第14.2.13条：进入油品装卸区的输油（油气）管道在进入点应接地，接地电阻不应大于20Ω。第14.2.16条：避雷针（网、带）的接地电阻，不宜大于10Ω。第14.3.5条：每组绝缘轨缝的电气化铁路侧，应设一组向电气化铁路所在方向
接地网电阻计算公式 三维方法设计变电站的接地电阻 陈光辉1 江建武2 （1 深圳市长科防雷技术有限公司，深圳） （2 深圳供电局变电部，深圳） 【摘要】用三维方法设计变电站的接地电阻，可使接地电阻比传统设计更加准确,结合现有国内外接地新材料.新技术,新 工艺,可使变电站接地网接地电阻达到最佳效果 【关键词】三维地网设计、新材料,新工艺施工。 前言 目前，由于征地等原因，变电所的占地面积越来越小，有的GIS 室内型110kV 变电站占地面积仅有1500m2， 且大部分建在山上，这些地方往往电阻率很高，欲在这样的地方不扩网、不外引，在原地使其工频接地电阻达到 规程要求标准，用常规方法很难实现。我公司在实践过程中，采用三维方法设计，即A-T-N 方案，成功解决了 土壤电阻率300Ωm，占地面积为5000m2 情况下的接地电阻R≤0.5Ω的国家规定标准。 1 A 方案 用常规的方法实现工频接接地电阻RA，主要是用于解决地网的电位分布均匀,均衡最大值下的冲击电压，以 及降低水平网的工频接地电阻，它可以利用工地的自然接地体，如建筑物、自来水管等来完成网格式接地网的接 地电阻,它是在不扩网、不外引、不使用任何降阻剂的情况下计算出的工频接地阻抗值,计算公式采用部颁《交流 电气装置的接地》[1]有关规定的公式进行。 a e R a R 1 = （1） 1 3ln 0 0.2 L S S L a ? ?? ? ? ?? ? = ?（2） ?? ? ??= + + ? ? B
hd S L B S Re 5 9 ln 2 0.213 (1 ) π ρρ （3） S h B 1 4.6 1 + = （4） 式中：Ra—任意形状边缘闭合接地网的接地电阻（Ω）； Re—等值（即等面积、等水平接地极总长度）方形接地网的接地电阻（Ω）； S—接地网的总面积（m2）； d—水平接地极的直径或等效直径（m）； h—水平接地极的埋设深度（m）； LO—-接地网的外缘边线总长度（m）； L—水平接地极的总长度（m）。 简化后的计算方法： S R a ′ = 0.5ρ（5） 式中：ρ—土壤电阻率（Ωm）； S—地网面积（m2）。 上式公式中， a R 和土壤电阻率ρ成正比，和地网占地面积S 成反比。如果取p=300Ωm，欲达到R=0.5Ω面 积S 则必须达到90000m2。 在正方型接地网中,当网格数超过16 个时，基本（1）式=（5）式；当网格数少于16 个时，a R ＞ R′a 。 日本川漱太朗公式为： ?? ? ?? ? + ? ′
收稿日期：2014-10-29 作者简介：刘杰（1988—），男，硕士，助理工程师，现从事电力系统过电压防护工作。 冲击接地电阻模型对输电线路耐雷水平的比较研究 刘 杰1，刘 春2，周国伟1，刘 德1，顾用地1 （1.国网浙江省电力公司检修分公司，杭州310018；2.华中科技大学电气与电子工程学院，武汉430074） 摘要：对规程法冲击接地电阻模型、火花效应接地电阻模型以及暂态接地电阻模型等三种 不同的接地模型进行了分析。结合220kV 双回输电线路，在ATP/EMTP 中建立了相应的输电线路耐雷水平模型。在该耐雷模型中，使用无损多波阻抗模拟输电线路杆塔，同时考虑了工频电压对耐雷水平的影响。分别在工频电压初相角为0°、60°、120°、180°、240°以及300°等6种情况下计算了模型的反击和绕击耐雷水平。仿真结果表明：在相同的条件下，反击耐雷水平从高到低依次为火花效应模型、规程法模型、暂态电阻特性模型，而这三种接地模型下的线路绕击耐雷水平一样。随着电源初相角的改变，输电线路耐雷水平也随之发生相应改变。 关键词：冲击接地电阻；输电线路杆塔；耐雷水平；火花放电模型；暂态电阻模型 Study on Impulse Grounding Resistance Model to Lightning Withstand Level of Transmission Line LIU Jie 1,LIU Chun 2,ZHOU Guowei 1,LIU De 1,GU Yongdi 1 （1.Maintenance Company of State Grid Zhejiang Electric Power Company,Hangzhou 310018，China ；2.School of Electric and Electronic Engineering,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074，China ） Abstract :Impulse grounding resistance has a big impact on transmission line lightning withstand level.Three models of the impulse grounding resistance such as procedure method model,spark discharge model and transient resistance model are https://www.doczj.com/doc/c1543387.html,bined 220kV double transmission lines,a model of transmission line lightning withstand level in ATP/EMTP is made,in which lossless multi-wave impedance is used to simulate transmission line tower,and the effect of power voltage is also considered.Respectively,the initial phase of 0°,60°,120°,180°,240°and 300°,etc.,is considered to calculate the lightning withstand levels of counterattack and shielding failure.It is shown that under the same conditions,the counterattack withstand level from high to low in turn,the order is spark discharge model,procedure method model,transient resistance model.The shielding failure lightning level of these three models is almost the same.With the change of the initial phase of power voltage,the withstand level also change accordingly. Keywords:Impulse grounding resistance ；transmission line tower ；lightning withstand level ；spark discharge model ；transient resistance model 引言 架空线路杆塔接地对电力系统的安全稳定运行 至关重要，降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平，减少线路雷击跳闸率的主要措施[1]。现行的研究中 有对变电站接地网冲击接地电阻的研究[2-6]，也有对输电线路杆塔冲击接地电阻的研究[7-13]。输电线路杆塔冲击接地电阻的大小直接影响线路的耐雷水平，而以往的研究中多以固定的冲击接地电阻进行研究，这样势必降低了冲击接地电阻对耐雷水平的影 2015年第6期（总第268期） 2015年12月电瓷避雷器 Insulators and Surge Arresters No6.2015（Ser.№.268） Dec.2015 DOI ：10.16188/j.isa.1003-8337.2015.06.023
接地电阻降阻方法(总8页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
1 引言 变电站接地网对于电力系统的可靠运行和变电站工作人员的人身安全起着重要作用，其接地电阻、跨步电压与接触电压是变电站接地系统的重要技术指标，是衡量接地系统的有效性、安全性以及鉴定接地系统是否符合要求的重要参数。然而，有些变电站由于受地理条件的限制，不得不建在高土壤电阻率地区，导致这些变电站的接地电阻、跨步电压与接触电压的设计计算值偏高，无法满足现行标准的要求。近年来，随着电力系统短路容量的增加，由于接地不良引起的事故扩大问题屡有发生，因此接地问题越来越受到重视。在设计施工过程中如何合理确定接地装置的设计方案，降低接地电阻，这是变电站电气设计施工的重点之一。 2 变电站接地网电阻偏高的原因 变电站接地网电阻偏高的原因有多方面的，归纳起来有以下几个方面的原因。 2.1客观条件方面 一是土壤电阻率偏高。特别是山区，由于土壤电阻率偏高，对系统接地电阻影响较大；二是土壤干燥。干旱地区、沙卵石土层等相当干燥，而大地导电基本是靠离子导电，干燥的土壤电阻率偏高。 2.2勘探设计方面 在地处山区复杂地形地段的变电站，由于士壤不均匀，土壤电阻率变化较大，这就需要对每处地网进行认真的勘探、测量。根据地形、地势、地质情况，设计出切合实际的接地装置。如果不根据每处地网的地形、地势情况合理设计接地装置并计算其接地电阻，而是套用一些现成的图纸或典型设计，那么就从设计上就留下了先天性不足，造成地网接地电阻偏高。 2.3施工方面
对于不同地区变电站的接地来说，精心设计重要，但严格施工更重要。因为对于地形复杂，特别是位于山岩区的变电站，接地地网水平接地沟槽的开挖和垂直接地极的打入都十分困难，而接地工程又属于隐蔽工程，如施工过程中不能实行全过程的技术监督和必要的监理，就可能出现如下一些问题：一是不按图施工。尤其是在施工困难的山区，屡有发生水平接地体敷设长度不够，少打垂直接地极等；二是接地体埋深不够。山区、岩石地区，由于开挖困难，接地体的埋深往往不够，由于埋深不够会直接影响接地电阻值；三是回填土的问题，有关规范要求用细土回填，并分层夯实，在实际施工时往往很难做到，尤其是在岩石地段施工时，由于取土不便，往往采用开挖出的碎石及建筑垃圾回填，这样还会加快接地体的腐蚀速度；四是采用木炭或食盐降阻，这是最普遍的做法。采用木炭或食盐降阻，会在短期内收到降阻效果，但这是不稳定的。因为这些降阻剂会随雨水而流失，并加速接地体的腐蚀，缩短接地装置的使用寿命。 2.4运行方面 有些接地装置在建成初期是合格的，但经一定的运行周期后，接地电阻就会变大，除了前面介绍的由于施工时留下的隐患外，以下一些问题也值得注意：一是由于接地体的腐蚀，使接地体与周围土壤的接触电阻变大，特别足在山区酸性土壤中，接地体的腐蚀速度相当快，会造成一部分接地体脱离接地装置；二是在接地引下线与接地装置的连接部分因锈蚀而使电阻变大或形成开路：三是接地引下线接地极受外力破坏时误损坏等。 3 接地电阻降阻方法 为了达到降低接地网接地电阻之目的，首先需要从理论上研究降低接地电阻的方法。由公式（1）可以看出，降低接地电阻有以下两种途径，一是增大接地体几何尺寸，以增大接地体的电容；二是改善地质电学性质，减小地的电阻率和介电系数。 接地网是在接地系统的基础，由接地环（网）、接地极（体）和引下线组成，以往常有种误解，把接地环作为接地的主体，很少使用接地体，在接地要求不高或地质条件相当优越的情况下，接地环也能够起到接地的作用，但是通常的情况下，这是不可行的，接
输电线路杆塔接地电阻测量方法 文章介绍了输电线路杆塔工频接地电阻的测量方法：三极法和钳表法。分别介绍了这两种方法的工作原理及测量方法，并将测量结果进行比较，比较发现，三极法测量繁琐，工作量大，但测量准确；钳表法测量方法简单，仪器携带方便，但测量结果偏差较大。最后得出结论：将三极法和钳表法配合使用的方法效率最高、测量结果最可靠。 标签：杆塔；接地电阻；测量方法；三极法；钳表法 1 概述 接地电阻就是电流由接地装置流入大地再经大地向远处扩散所遇到的电阻[1]。输电线路杆塔接地电阻的大小，直接关系到线路的耐雷水平，影响输电线路遭受雷击时的安全运行。线路的接地电阻越小，线路耐雷水平越高，线路雷击跳闸率越小[2]。因此，输电线路杆塔工频接地电阻的测量非常重要，准确地测量可以及时对接地电阻较高的输电线路杆塔进行改造，降低线路雷电事故，保证高压输电线路安全稳定运行，防止输电线路雷击跳闸事故的发生，提高供电系统的可靠性[3]。 2 接地电阻测量方法 输电线路杆塔接地电阻测量的方法主要有三种：伏安法、三极法和钳表法。伏安法比较繁琐、工作量大，且受外界干扰极大，已经基本淘汰。目前，常用的方法主要是三极法和钳表法，这两种方法各有优缺点，采用三极法测量接地电阻准确，而且测量方法简单，性能稳定，但测量时需要的人力物力较多，效率低；采用钳表法测量接地电阻比三极法方便、快捷省力，只要用钳表钳住接地线引下线就能测出接地电阻，效率高，但有时会有比较大的测量误差。所以工作人员必须十分熟悉这两种测量方法的工作原理、测量方法及相关要求，结合被测杆塔的实际情况选择适当的测量方法。 2.1 三极法测量接地电阻 三极法是由接地装置、电流极和电压极组成三个电极测量接地电阻的方法[4]。在输电线路杆塔附近分别布置电流极和电压极，用电压表测量接地装置G 与电压极P之间的电位差Ug，电流表测量通过接地装置流入地中的电流Ig，得到了Ug和Ig，就可以求出接地装置的工频接地电阻Rg，即Rg=Ug/Ig，如图1所示。在使用三极法测量时要合理布置电流极和电压极的位置，其布置方式主要有两种：直线法和夹角法。 2.1.1 直线三极法 电压极与电流极测量线在同一水平线上，如图1。电流极C到被测杆塔距离
[防雷接地电阻规范]防雷接地电阻规定是多少建筑物接地电阻的要求 第一类防雷建筑物：防雷电感应的接地装置应和电气设备接地装置共用，其工频接地电阻不应大于10Ω。 工频接地电阻 英文名称：power frequency earthing resistance 定义：工频电流流过接地装置时，接地装置与远方大地之间的电阻。其数值假定等于接地装置对地电位最大值与通过接地装置流入地电流最大值的比值。 工频就是一般的市电(工业用电)频率，在我们国家是50赫兹。工频是很低的频率。我国通常叫的工频，就是指50HZ的交流电。 第二类防雷建筑物：每根引下线的接地电阻不小于10Ω，防直击雷接地装置宜和防雷电感应、电气设备、系统等共用接地装置。 避雷器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不应大于10Ω。
架空和直接埋地的金属管道在进出建筑物处应就近与防雷的接地装置相连；当不相连时，架空管道应接地，其冲击接地电阻不应大于10Ω。 建筑物，引人、引出该建筑物的金属管道在进出处应与防雷的接地装置相连；对架空金属管道尚应在距建筑物约25m处接地一次，其冲击接地电阻不应大于10Ω。 第三类防雷建筑物：每根引下线的冲击接地电阻不宜大于30Ω。 避雷器、电缆金属外皮和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不宜大于30Ω。（防雷检测报告第19条——防雷接地电阻≤10） 电源系统接地电阻的要求 机房接地与防雷接地系统共用时，接地电阻要求小于1Ω。 （因此对于监控机房和通讯机房接地均应与建筑物防雷地等共用同一接地装置，接地电阻要求小于1Ω。）
在电缆与架空线连接处，应装设避雷器。避雷器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不宜大于10Ω。 输送危险物质的各种室外架空管，应每隔20～25米接地一次，每处冲击接地电阻不应大于10Ω。凡生产、加工或储存危险品的过程中，有可能积聚静电电荷的金属设备、金属管道和导电物体，均应直接接地，接地电阻不应大于100Ω。 低压配电线路的接地应采用TN-S或TN-C-S系统，引入建筑物的电源线路，中性点应重复接地，接地电阻不应大于10Ω。 TN-S系统 英文名称：TN-S system 定义：整个系统的中性线与保护线分开的TN系统。 字母标识： 第一字母表示电力系统的对地关系
各类接地装置的允许接地电阻值 防雷接地装置的工频接地电阻，通常应根据落雷时的反击条件来确定。当与其他接地共用 一个接地装置时，接地电阻应取其中所要求的最小值。各种防雷接地装置的工频接地电阻值规定如下： （1）变电所室外单独装设的避雷针，其工频接地电阻一般不大于10欧。在高土壤电阻率地区，若能满足不反击的条件，该值可适当增大，或者将防雷接地与主接地网连接。 （2）变电所构架上装设的避雷针，其工频接地电阻不宜超过10欧。满足这一要求有困难时，该接地装置可与主接地网连接。 （3）电力线路架空避雷线的工频接地电阻，可为10～30欧，随土壤电阻率而定。 （4）单独装设的防雷装置，其工频接地电阻不大于10欧。 （5）烟囱、水塔等的避雷针，其工频接地电阻不大于30欧。 （6）架空引入线瓷瓶铁脚的工频接地电阻不大于20欧。 对于上述（1）、（2）两项，当将防雷接地与主接地网连接时，其地下连接点至35千伏及以下 设备与主接地网地下连接点的距离，沿接地体的长度不得小于15米。 置在运行中能发挥应有的作用，其接地电阻均应符合规程要求。对于各类常用的接地装置，其允许接地电阻值（Ω）分别为： （1）电源容量100kVA以上的变压器或发电机的工作接地，R[=4Ω。 （2）电源容量小于等于100kVA的变压器或发电机的工作接地，R[=10Ω。 （3）100kVA以及以下低压配电系统的零线重复接地，R[=10Ω；当重复接地有3处以上时，R[30Ω。 （4）电气设备不带电金属部分的保护接地，R[=4Ω；引入线装有25A以下熔断器的设备保护接地，R[=10Ω。 （5）低压线路杆塔的接地或低压进户线绝缘子脚的接地，R[=30Ω。 （6）变配电所母线上FZ型阀型避雷器的接地，R[=4Ω。 （7）线路出线端FS型阀型避雷器的接地；管型避雷器的接地；独立避雷针接地（个别可取R[=30Ω），工业电子设备（包括X光机）的保护接地，均为R[=10Ω。 （8）烟囱的防雷保护接地，R[=30Ω（包括水塔或料仓的防雷接地均同此项要求）等。
杆塔接地电阻测量
1 适用范围 1.1 本作业指导书适用于10kV-35kV架空送电线路测量杆塔接地电阻标准化作业。 1.2 本作业指导书规定了测量接地电阻所需的人员配置、工器具要求、天气及作业现场的要求、检修作业工序、工艺质量记录卡等内容。 1.3 本作业指导书适用于四川省电力公司所属的各供电企业（公司）。 2 引用文件 2.1 DL/T 887－2004《杆塔工频接地电阻测量》 2.2GBJ 233 《110～500kV架空电力线路施工及验收规范》 2.3 《国家电网公司电力安全工作规程》（电力线路部分）（试行） 2.4 DL/T 5092—1999 《110kV-500kV架空送电线路设计技术规程》 2.5 DL/T 741—2001 《架空送电线路运行规程》 2.7 《电力建设安全工作规程》（架空电力线路部分） 2.9 国电发[2002]659号《输电网安全性评价（试行）》 2.10 国电发[2002]777号《电力安全工器具预防性试验规程》(试行) 2.11 国电发[2003]481号《架空输电线路管理规范》
6.2.1一般性规定 a）采用三极法测量前，应将杆塔塔身与接地极之间的电气连接全部断开。 b）测量前应核对被测杆塔的接地极布置型式和最大射线长度，记录杆塔编号、接地极编号、接地极型式、土壤状况和当地气温。c）布置电流极和电压极时，宜避免将电流极和电压极布置在接地装置的射线方面上。 d）在工业区或居民区，地下可能具有部件或完全埋地的金属物件时，电极应布置在与金属物体垂直的方向上，并且要求最近的测量电极与地下管道之间距离不小于电极之间的距离。 e）电压极和电流极的辅助接地电阻不应超过测量仪表规定的范围。在测量时，测量电极插入土壤深度不低于0.6米，并与土壤接触良好。 f）测量时应注意保持接地电阻测试仪各接线端子、电极和接地装置等电气连接的接触良好。g）测量接线时，应尽量缩短接地电阻测试仪的接地端子与接地装置之间的引线长度。 h）当杆塔是单点接地时，只测试一个电阻值，当杆塔是两点或四点接地时，必须每个接地点都应进行测量，且每个电阻值都应进行记录。 i）所测得的接地电阻值应根据土壤干燥及潮湿情况乘以季节系数后才是最终的接地电阻值。 杆塔防雷接地装置的季节系数为：
防雷接地装置的工频接地电阻最大允许值参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
防雷接地装置的工频接地电阻最大允许 值参考文本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 防雷接地装置的工频接地电阻，通常应根据落雷时的 反击条件来确定。当与其他接地共用一个接地装置时，接 地电阻应取其中所要求的最小值。各种防雷接地装置的工 频接地电阻值规定如下： （1）变电所室外单独装设的避雷针，其工频接地电阻 一般不大于10欧。在高土壤电阻率地区，若能满足不反击 的条件，该值可适当增大，或者将防雷接地与主接地网连 接。 （2）变电所构架上装设的避雷针，其工频接地电阻不 宜超过10欧。满足这一要求有困难时，该接地装置可与主 接地网连接。
（3）电力线路架空避雷线的工频接地电阻，可为10～30欧，随土壤电阻率而定。 （4）单独装设的防雷装置，其工频接地电阻不大于10欧。 （5）烟囱、水塔等的避雷针，其工频接地电阻不大于30欧。 （6）架空引入线瓷瓶铁脚的工频接地电阻不大于20欧。 对于上述（1）、（2）两项，当将防雷接地与主接地网连接时，其地下连接点至35千伏及以下设备与主接地网地下连接点的距离，沿接地体的长度不得小于15米。 请在此位置输入品牌名/标语/slogan Please Enter The Brand Name / Slogan / Slogan In This Position, Such As Foonsion
降低杆塔冲击接地电阻的有效方法 江西省电力科学研究院 章叔昌 [摘要] 输电线路的跳闸原因大多由雷击引起，降低输电线路雷击跳闸率的主要措施之一是降低线路杆塔接地装置的冲击接地电阻。本文对杆塔接地装置的基本冲击特性进行了论述，提出了降低杆塔接地装置冲击接地电阻的基本原则。介绍了采用接地模块环形集中接地方式对线路杆塔接地装置进行防雷接地改造的基本方法，总结了采用该方式对一条输电线路杆塔进行接地改造后的效果。 [关键词] 高压输电线路；防雷接地；冲击接地电阻；接地模块 1 概述 高压输电线路的跳闸原因大多由雷击引起，直接影响供电的可靠性。输电线路杆塔接地装置的主要作用是泄放雷电流，当雷电直击输电线路塔顶或避雷线时，雷电流将经过杆塔及其接地装置向大地流散。在此过程中，雷电流在杆塔的电感及其接地装置的接地阻抗（通常称其为接地电阻）上产生的压降将会使塔顶电位升高，当这一电位升高达到一定值时会使线路的绝缘子串击穿，从而可能引起输电线路因雷电过电压造成的反击而跳闸。对于一般高度的杆塔，引起塔顶电位升高的主要因素是线路杆塔的接地电阻。因此，杆塔的接地电阻是影响输电线路反击耐雷水平的重要参数。由于雷电流高频高幅值的特点，使接地装置的冲击接地电阻与工频接地电阻之间存在显著差异。当雷电流通过杆塔及其接地装置向大地散流时，使塔顶电位升高起主要作用的是冲击接地电阻而不是工频接地电阻。因此要降低线路的雷击跳闸率，主要措施之一是降低线路杆塔的冲击接地电阻。 2 杆塔接地装置的基本冲击特性 冲击接地电阻与工频接地电阻之所以存在较大区别，其主要原因之一是由于高幅值的雷电冲击电流流过接地装置时，会引起接地体周围的土壤发生电离（火花效应），土壤电离后的作用相当于增大了接地体的截面积，因此会使冲击接地电阻降低。但是当接地体的截面积足够大时，这种火花效应将不明显。传统的杆塔接地装置主要是放射型接地体，当放射型接地体通过雷电流时，沿接地体长度方向各点上的电位差别很大，因此引起周围土壤电离的长度很有限，而当放射型接地体的长度超过一定值后，对雷电流的泄放所起的作用将非常小；另外，雷电流在通过接地装置向大地流散过程中会发生一系列复杂的过渡过程，在该过程中的每一时刻接地装置所呈现的冲击接地电阻都存在差异，而且呈现的最大冲击接地电阻有可能并不是雷电流到达幅值的时刻。同时由于雷电流的陡度，即di/dt 很大，因此当雷电流经接地装置向大地散流时，在接地装置接地阻抗中感性分量上的压降不容忽视。对于射线式接地装置其本身的电感与其长度成正比，长度越长则其呈现的电感则越大，因此射线式接地装置的冲击系数将随其长度的增加而增大。 有关的研究结果表明，接地装置的冲击特性主要与土壤电阻率、接地装置的几何形状及尺寸、雷电流的波形及幅值密切相关。 3 降低杆塔冲击接地电阻的基本原则 根据波过程理论，接地装置的冲击接地电阻ch R 是雷电波通过接地装置向大地流散时所遇到的 波阻抗，即C L R ch ，因此要降低接地装置的冲击接地电阻，应该设法增加散流路径中的电容和 减小散流路径中的电感。