人工接地体

人工接地操作方法人工接地操作是指将设备、设施或人体与大地之间建立电气连接的过程，以确保系统或设备正常运行，并保护人身安全。

在工业生产、电力系统、通信系统等领域中，人工接地操作是非常重要的一项工作。

本文将详细介绍人工接地操作的方法和注意事项。

1.接地装置的选择：接地装置是实施人工接地操作的关键设备，通常包括接地线、接地极、接地网等。

在选择接地装置时，需要考虑以下几个因素：接地装置的材质、尺寸和形状是否符合要求；接地装置的接地电阻是否满足安全标准；接地装置的可靠性和耐久性是否高；接地装置的安装和维护是否方便等。

2.接地线的敷设：接地线是将接地装置连接到设备或电气系统的导线，也是人工接地操作中不可或缺的一部分。

接地线的敷设需要满足以下几个原则：接地线应尽量短、直，并避免与其他电缆或导线共同敷设；接地线应使用导电性能良好的铜或铝材料，并采取足够的截面积以确保电流的通畅；接地线的连接应牢固可靠，接地线与接地装置的接触面应光洁无氧化物。

3.接地极的安装：接地极是将接地线与大地之间建立起电气连接的设备。

在接地极的安装过程中，需要注意以下几点：接地极应选择合适的位置，通常应位于设备或设施附近，避免与其他金属物体过近；接地极应埋入地下足够的深度，一般要求不少于1.2米，以确保接地电阻符合标准；接地极与大地之间应使用导电性能良好的接地材料填充，如电石、煤炭焦等。

4.接地网的布置：接地网是将多个接地极通过导线连接起来，形成一个大范围的接地系统，用于提供更好的接地效果。

在接地网的布置过程中，需要注意以下几个方面：接地网的形状应与被保护设备或系统的形状相适应，一般可采用环形、网格状等形式；接地网的导线应选择足够粗的材料，并保持良好的导电性能；接地网的布置应避免过长过细的导线，以减小接地电阻。

5.接地系统的测试：完成接地装置的安装和布置后，需要对接地系统进行测试，以确保其符合安全标准。

接地系统的测试一般包括接地电阻测试、绝缘测试和接地电流测试等。

一、接地体的分类按接地体的结构可分为自然接地体和人工接地体两类；按其布置方式可分为外引式接地体和回路式接地体两种；相应的接地线亦有自然接地线和人工接地线两种。

1.自然接地体交流电力设备的接地装置应充分利用自然接地体，一般可利用：①埋设在地下的金属管道（易燃、易爆性气体、液体管道除外）、金属构件等；②敷于地下的而其数量不少于两根的电缆金属护套；③与大地有良好接触的金属桩、柱等；④混凝土构件中的钢筋基础。

交流电力设备的自然接地线、一般可利用：①建筑物的金属结构，例如桁架、柱子、梁及斜撑等；②生产用的金属结构，例如起重机轨道、配电装置的外壳、走廊、平台、电梯竖井、起重机与升降机的构架、运输皮带的钢梁、电除尘器的构架等；③敷设导线用的钢管，封闭式母线的钢外壳，钢索配线的钢索；④电缆的金属构架，铅构架、铅护套（通信电缆除外）；⑤不流经可燃液体或气体的金属管道可用作低压设备接地线。

敷设接地体时，应首先选用自然接地体，因为它具有以下优点。

①自然接地体一般较长，与地的接触面积较大，流散电阻小，有时能达到采用专门接地体所不能达到的效果。

②用电设备大多数情况下与自然接地体相连，事故电流从自然接地体流散，所以比较安全。

③自然接地体在地下纵横交错，作为接地体可以等化电位。

金属电缆护套流散电阻和金属水管流散电阻见表3-6～表3-8。

表3-6 金属电缆护套流散电阻（当ρ =1 ×104Ω·cm 时）单位：Ω电压/kV注：1.表中流散电阻为土壤电阻率ρ =1 ×104Ω·cm 时的数值，如ρ 为其他数值时，应乘以表3-8中的修正系数Kρ。

2.当若干根截面接近的电缆敷设在同一壕沟中时，总流散电阻可按下式决定R′=R / n-0.5式中R———本表查出的数值；n———敷设根数。

3.在不同壕沟敷设时，可以根据上述R ′1、R ′2、……、R ′n进行并联。

表3-7 金属水管流散电阻（当ρ =1 ×104Ω·cm 时）单位：Ω /km注：表中流散电阻为土壤电阻率ρ =1 ×10Ω·cm 时的数值，如ρ 为其他数值时，应乘以表3-8中的修正系数Kρ。

防雷装置人工接地体安装方法
①接地体加工：根据设计要求的数量、材料、规格进行加工,材料一般采用钢管和角钢切割,长度不应小于2.5m。

如采用钢管打入地下应根据土质加工成一定的形状,遇松软土壤时,可切成斜面形,为了避兔打入时受力不均使管子歪斜,也可以加工成扁尖形；遇±质很硬时,可将尖端加工成圆锥形。

如选用角钢时,应采用不小于40mm×40mm ×4mm的角钢,切割长度不应小于2.5m,角钢的一端应加工成尖头形状。

②沟槽开挖：根据设计图要求,对接地体（网）的线路进行测量弹线,在此线路上挖掘深为0.8～1m,宽为0.5m的沟槽,沟顶部稍宽,底部渐窄,沟底如有石子应清除。

③安装接地体（极）：沟槽开挖后应立即安装接地体和敷设接地扁钢,防止土方倒塌。

先将接地体放在沟槽的中心线上,打入地下。

一般采用大锤打入,一人扶着接地体,一人用大锤敲打接地体顶部。

使用大锤敲打接地体时要平稳,锤击接地体正中,不得打偏,应与地面保持垂直、当接地体顶端距离地面600mm时停止打入。

⑤接地体间扁钢敷设：扁钢敷设前应调直,然后将扁钢放置于沟内,依次将扁钢与接地体用电（气）焊焊接。

扁钢应侧放而不可放平,侧放时散流电阻较小。

扁钢与钢管连接的位置距按地体最高点约100mm。

焊接时应将扁钢拉直,焊后清除药皮,刷沥青做防腐处理,并将接地线引出至需要的位置,留有足够的连接长度,以待使用。

接地装置的安装及定额套用技巧所谓接地装置：是指由接地体，接地引下线组成的总称。

它有“自然接地体”和“人工接地体”之分。

1)自然接地体——该种接地体是利用和大地相接触的各种金属构件，金属管井，钢筋混凝土建筑物的基础，金属管道(燃气，煤气，蒸汽和各种易燃易爆管道严禁采用)和设备等，作为接地体。

2)人工接地体——该种接地体是人为直接埋入地下的。

是专供接地用的，经过加工的各种型钢和钢管等，作为接地体。

一、接地装置的制作，安装的定额套用：(具体做法见XXO2D12)1 .接地极(板)制作，安装的定额套用垂直接地体一般采用角钢(镀锌L50×50×5)，钢管(镀锌SC50)，圆钢(镀锌Φ20以上)，接地钢板(铜板)(根据设计而定)等材料制成。

(具体做法见XXO2D12)钢管和角钢，圆钢的长度在无设计规定时(有设计有规定时，按设计规定计算)，一般每根长为2.5m，水平间距一般为5m。

为方便垂直打入地下，其接地体的下部应做成尖形;为防止将钢管或角钢打劈，可用圆钢管加工一个护管帽，套入钢管后再打入。

1)钢管接地极，角钢接地极，圆钢接地极的制作，安装应分土质，(普通土，坚土)套用(2-690—2-695)定额号。

以“根”为计量单位计算，主材费另计。

2)若接地极为镀锌钢管，且设计有管帽时，其管帽可另按加工工件，套用(2-362)定额号。

其主材费另计。

3)接地钢板，接地铜板的制作，安装不分土质，套用(2-696—2-697)定额号。

其主材费另计。

2 接地母线的敷设定额的套用接地母线敷设应区分“户内接地母线”，“户外接地母线”，“铜接地绞线”(包括铜芯电缆，铜芯塑料导线，铜芯裸绞线等)敷设，1)“户内接地母线”敷设，不分截面积大小(但不得小于80—100㎜2)，以“10m”为计量单位，按施工图纸设计长度另加3.9%的附加长度(包括转弯，避绕障碍物，搭接焊接等所占长度)，套用(2-698)定额号。

其主材费另计。

人工接地体最小尺寸表人工接地体最小尺寸表接地体（极）的类别最小尺寸（mm）圆钢接地体（直径）16角钢接地体40×40×4管壁厚度 2.5钢管接地体内径尺寸13②垂直接地体长度不应小于2.5m，其相互之间间距一般不应小于5m。

接地极布置见下图所示，具体依据设计而定角钢接地极安装方法：③接地体(线)的连接应采用焊接。

焊接处焊缝应饱满并有足够的机械强度，不得有夹渣、咬肉、裂纹、虚焊、气孔等缺陷，焊接处的药皮敲净后，刷沥青做防腐处理。

b.接地体的加工：根据设计要求的数量、材料规格进行加工，接地极采用镀锌钢管或50×5镀锌角钢，镀锌角钢长度不应小于2.5m。

如采用钢管打入地下应根据土质加工成一定的形状，遇松软土壤时，可切成斜面形，为了避免打入时受力不均使管子歪斜，也可加工成扁尖形，遇土质很硬时，可将尖端加工成锥形。

c.挖沟:根据设计图要求，对接地体(网)的线路进行测量弹线，在此线路上挖掘深为0.8～1m、宽为0.5m的沟，沟上部稍宽，底部渐窄，沟底如有石子应清除。

e.安装接地体(极):沟挖好后，应立即安装接地体和敷设接地扁钢，防止土方倒塌。

先将接地体放在沟的中心线上，打入地中，一般采用大锤打入，一人扶着接地体，一人用大锤敲打接地体顶部。

为了防止将接地钢管或角钢打劈，可加一护管帽套入接地体管端，角钢接地体可采用短角钢(约lOcm)焊在接地角钢一端即可。

使用大锤敲打接地体时要平稳，锤击接地体正中，不得打偏，应与地面保持垂直，当接地体顶端距离地面600mm时停止打入。

f.接地体间的扁钢敷设扁钢敷设前应调直，然后将扁钢放置于沟内，依次将扁钢与接地体用电焊焊接。

扁钢应侧放而不可平放，侧放时散流电阻较小。

扁钢与钢管连接的位置距接地体最高点约lOOmm。

焊接时应将扁钢拉直，焊好后清除药皮，刷沥青漆做防腐处理，并将接地线引出至需要位置，留有足够的连接长度，以待使用。

g.核验接地体（线）接地体连接完毕后，应及时请质检部门进行隐蔽核验，接地体材质、位置、焊接质量等均应符合施工规范要求，然后方可进行回填，分层夯实。

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。

人工接地体人工接地体分钢材制品和铜板制品。

在钢材制品中又分垂直安装接地体和水平安装接地体两种。

现分类介绍如下：一、垂直接地体：长度不小于2.5M的L50′50的角钢、DN50钢管或?20的圆钢，圆钢、钢管的端部加工成斜口或锻造成锥形；角钢的一端应锯成尖头形状，尖点应保持在角钢的角脊线上并使两斜边对称。

见图：接地体的安装：在接地极沟内放在沟的中心线上，垂直打入地下，顶部距地面不小于0.6m，间距不小于两根接地体长度之和（即不小于5M），当受地方限制时，可适当减少一些距离，但不小于接地体的本身长度。

接地体与地面保持垂直，防止接地体与土壤间产生缝隙，增加接触电阻影响散流效果。

附设在腐蚀性较强的场所或土壤电阻率大于100W.m潮湿土壤中的接地装置，应适当加大截面或热镀锌。

二、水平接地体：水平接地体多用于环绕建筑物四周的联合接地，常用-40mm′4mm镀锌扁钢，最小截面不应小于1 00mm2,厚度不应小于4mm。

当接地体沟挖好后应垂直敷设在地沟内（不应平放），垂直放置时，散流电阻较小。

顶部埋设深度距地面不应小于0.6m，水平接地体多根平行附设时水平间距不小于5m。

沿建筑物外面四周附设成闭合环状的水平接地体，可埋设在建筑物散水及灰土基础以外的基础槽边。

不要把水平地体直接埋在建筑物基础坑的土壤里，因为接地体受土壤的腐蚀早晚会损坏的，被建筑物压在下边，日后也无法维修。

三、铜板接地体：铜板接地体一般使用900mm′900mm′1.5mm的铜板，铜板与接地线的连接有四种形式： 1. 在接地铜板上打孔，用单股?1.3-2.5铜线将铜接地线（绞线）绑扎在铜板上，在铜绞线的两侧用气焊焊接。

2. 在接地铜板上打孔，将铜接地绞线分开拉直、搪锡后分四处用单股?1.3-2.5铜线绑扎在铜板上，用锡逐根与铜板焊好。

3. 在接线端部，铜端子与铜接地板的接触面处搪锡，用?5′6的铜铆钉将端子与铜板铆紧，在接线端子周围进行锡焊。

铜端子规格为- 30′1.5L=750mm。

五、人工接地体制作安装人工接地体分垂直和水平安装两种。

接地极制作安装，应配合土建工程施工，在基础土方开挖的同时，应挖好接地极沟并将接地极埋设好。

（一）垂直接地体制作垂直接地体，截取长度不小于2.5m的L50×50的角钢、DN50钢管或ø20圆钢，圆钢或钢管端部锯成斜口或锻造成锥形，角钢的一端应加工成尖头形状，尖点应保持在角钢的角脊线上并使两斜边对称制成接地体，如下图所示。

垂直接地体制作图接地体制作好后，在接地极沟内，放在沟的中心线上垂直打入地下，顶部距地面不小于0.6m，间距不小于两根接地体长度之和，如下图所示，即一般不应小于5m，当受地方限制时，可适当减少一些距离，但一般不应小于接地体的长度。

垂直接地体做法（a）钢管接地体；（b）角钢接地体1—接地体；2—接地线采用大锤打入接地体时，应一人扶着接地体，一人用大锤敲打接地体顶部。

为了防止将接地钢管或角钢顶端打劈，应按下图，制成保护帽套在接地体的顶部。

使用大锤敲打接地体时，要把握平稳，不可摇摆，锤击接地体保护帽正中，不得打偏，接地体与地面保持垂直，防止接地体与土壤间产生缝隙，增加接触电阻影响散流效果。

敷设在腐蚀性较强的场所或土壤电阻率大于100Ω·m的潮湿土壤中接地装置，应适当加大截面或热镀锌。

接地体顶端保护帽（a）钢管接地体用；（b）角钢接地体用ø—钢管内径；B—钢管管壁厚度（二）水平接地体水平接地体多用于环绕建筑四周的联合接地，常用-40mm×40mm镀锌扁钢，最小截面不应小于100mm2，厚度不应小于4mm。

当接地体沟挖好后，应垂直敷设在地沟内（不应平放），垂直放置时，散流电阻较小。

顶部埋设深度距地面不小于0.6m，如下图所示。

水平接地体多根平行敷设时水平间距不小于5m。

水平接地体安装1—接地体；2—接地线沿建筑物外面四周敷设成闭合环状的水平接地体，可埋设在建筑物散水及灰土基础以外的基础槽边。

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]。