接地电阻计算方法

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。

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。

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]。

第猿章摇接地电阻常用计算公式本章计算式基本被编入作者提供下载的耘曾糟程藻序造中，读者可直接采用。

猿郾员摇半球、圆盘工频接地电阻公式猿郾员郾员摇半球如图猿鄄员所示，与地表齐平的均匀土壤中半球接地电阻公式为砸越ρ（猿鄄员）圆则式中摇ρ———土壤电阻率（Ω·皂）；图猿鄄员半摇球模型则———半球半径（皂）。

半球接地最不经济，其公式几无实际意义，但可以用来更好地帮助理解接地，后面会有详述。

猿郾员郾圆摇圆盘与地面齐平的置于均匀土壤中的圆盘接地电阻公式为π ρ槡摇砸越源槡杂（猿鄄圆）ρ越源则式中摇ρ———土壤电阻率（Ω·皂）；杂———圆盘面积（皂圆）；则———圆盘半径或者与接地网面积杂等值的圆半径（皂）。

圆盘（或平板）接地极不经济，其公式也无实际意义，但有助更好地理解接地，另外，在此基础上衍生出来的网状接地电阻公式被广为采纳（参见后面的式（猿鄄远）、式（猿鄄苑））。

猿郾圆摇常用人工接地极工频接地电阻公式猿郾圆郾员摇垂直接地极的接地电阻计算当造跃跃凿时，有第猿章摇接地电阻常用计算公式· 圆苑·砸越ρ（造灶愿造（猿鄄猿）圆π造凿原员）式中摇砸———垂直接地极的接地电阻（Ω）；———土壤电阻率（· 皂）；ρΩ造———垂直接地极的长度（皂）；凿———接地极用圆钢时，圆钢的直径（皂）。

当用其他形式钢材时，凿等效直径应按下式计算（见图猿鄄猿）：钢管摇摇摇摇摇摇摇凿越凿员扁钢凿越遭圆等边角钢凿越园郾愿源遭不等边角钢源）槡员圆员垣遭圆图猿鄄圆垂摇直接地图猿鄄猿几摇种形式钢材极的示意图的计算用尺寸猿郾圆郾圆摇不同形状水平接地极的接地电阻计算计算式如下：ρ造砸越圆（造灶澡凿（猿鄄源）圆π造垣粤）式中摇砸———水平接地极的接地电阻（Ω）；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。

接地电阻计算接地电阻计算是现代电力系统中非常重要的一项技术。

在电力系统设计、运行和维护中，接地电阻的正确计算和控制都是非常关键的。

本文将从接地电阻计算的原理、方法、应用以及电力系统保护方面进行详细阐述。

一、接地电阻计算的原理接地电阻计算的原理是通过测量接地回路的电阻值，来确定接地电位的大小和电流的流动情况。

在电力系统中，接地回路是将发电机、变压器、母线、电缆和设备等有导电部件与地直接连接起来的回路。

接地电阻的大小直接影响着接地系统的安全和稳定性，因此在设计和运行过程中，需要对接地回路进行精细的计算和调整。

二、接地电阻计算的方法接地电阻的计算方法有多种，根据具体情况而定。

以下列举几种常见的接地电阻计算方法：1. 直接测量法：利用接地电阻测量仪直接测量接地电路的电阻值，这种方法比较精确，但需要断电进行。

2. 电势降法：利用两个接地点之间的电势差和接地电流来计算接地电阻值，这种方法实现较简单，但影响因素较多。

3. 测量全线电流法：利用接地故障时的全线电流值和总电压来计算接地电阻，此法适用于高压电力系统。

4. 等效电路法：将接地回路转化为等效电路进行分析，利用网孔分析、环分析等方法计算接地电阻值。

以上几种方法可以根据具体情况选择，但需要注意的是，在计算接地电阻时需要考虑地质条件、环境因素、设备参数等因素的影响。

三、接地电阻计算的应用接地电阻计算在电力系统中有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 设计阶段：在电力系统设计阶段，需要对接地电阻进行计算和优化，以确保系统的安全稳定运行，减少故障发生的可能。

2. 运行阶段：在电力系统实际运行中，需要对接地电阻进行定期巡检和测试，保证电力系统的安全性和稳定性。

3. 故障处理：在电力系统发生接地故障时，需要通过接地电阻计算确定故障位置和范围，以及快速定位故障点，缩短故障处理时间。

4. 地电瓶效应控制：在接地系统中，会出现因履带、管线等金属构筑物的接地电位差导致的附加电位，影响系统的稳定性。