接地电阻的计算

接地电阻计算方法：
首先要用仪器测试土壤电阻率是多少，然后要知道水平接地体的电阻，采用垂直接地体的电阻是多少，最后才能计算。

比如：普通压制非金属接地模块，成本低但不容易降低电阻，铜包钢、热镀锌材料寿命短。

腾辉烧制接地模块是理想的垂直接地体，寿命长、无污染、不容易碎并且运输方便。

烧制模块相当于一个金属导体。

国内烧制模块推荐品牌：万佳防雷、扬博防雷、腾辉智能防雷、捷力通防雷等
根据地网土层的土壤电阻率，采用下式计算接地模块用量：水平埋置，单个模块接地电阻：
Rj =0.068×[ρ÷（a×b）-2]
并联后总接地电阻：Rnj = Rj /nη
式中：ρ―土壤电阻率（Ω/m）
a、b―接地模块的长、宽（m）；
Rj―单个模块接地电阻（Ω）；
Rnj―总接地电阻（Ω）；
n―接地模块个数；
η―模块调整系数，一般取0.6―0.9。

接地电阻：50欧姆、30欧姆、20欧姆、10欧姆、4欧姆、1欧姆、0.5欧姆、0.2欧姆、0.1欧姆。

编辑：
河南扬博防雷科技有限公司宋利源
山西捷力通防雷科技有限公司杨利涛徐启贵。

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。

接地电阻测量方法
接地电阻是指接地装置与大地之间的电阻，用于将设备的金属外壳与地面相连，以便将电流引入地面。

通常情况下，接地电阻的测量对于保障人身安全和设备的正常运行都非常重要。

测量接地电阻的方法有很多种，下面介绍几种常用的方法：
1. 离散电流法：该方法需要使用一个电源，将电流引入接地装置，并通过测量电压和电流的大小来计算接地电阻。

具体步骤如下：
a. 将电流源连接到接地装置上，并设置适当的电流大小。

b. 通过电压表测量接地电极与大地之间的电压差。

c. 根据欧姆定律，计算出接地电阻：接地电阻 = 电压差 / 电流大小。

2. 双电极法：该方法需要使用两个电极测量接地电阻。

具体步骤如下：
a. 将两个电极分别连接到接地装置和大地上。

b. 测量电极与大地之间的电阻值。

c. 根据测得的电阻值计算出接地电阻。

3. 四线法：该方法适用于较精确的测量。

具体步骤如下：
a. 在接地装置附近设置四个线圈（感应线圈），使其与地面之间的电流磁感应产生一个恒定的磁场。

b. 将测量探头连接到接地装置上，测量感应线圈中的电压变化。

c. 根据测量的电压变化值，结合感应线圈的参数，计算出接
地电阻。

需要注意的是，在进行接地电阻测量前，应先排除外界因素的干扰，例如附近有电磁干扰源、潮湿的环境等。

此外，测量过程中要严格按照操作步骤进行，并选择合适的测量仪器进行测量。

测量结果也应与规定的标准进行比较，以确定接地电阻是否符合要求。

人工接地极工频接地电阻的计算（约40个公式）一、单根人工垂直接地极工频接地电阻Rg 的通用计算公式简化后的公式：(单根人工垂直接地极简化计算公式来自顾慈祥、冯宝忆编著的<电器设备的防雷技术>1965年2月第一版) [此计算公式来自前苏联接地标准]。

主用公式：R ：垂直接地极的接地电阻（Ω）；ρ：土壤电阻率（Ω·m ）；L ：垂直接地体深度（m ）；d: 接地体直径（圆钢、钢管为外直径；角钢为边宽,扁钢为宽度的 1/2（m ）； r ：接地体半径（圆钢、钢管为外半径；角钢为边宽,扁钢为宽度的 1/2（m ）；二、单根人工水平接地极的工频接地电阻Rg 的数值可按下列简化公式计算： (单根人工水平接地极简化计算公式来自顾慈祥、冯宝忆编著的<电器设备的防雷技术>1965年2月第一版)。

[此计算公式来自前苏联接地标准]。

Rg ：水平接地极的工频接地电阻（Ω）；ρ：土壤电阻率（Ω.m ）;L ：水平接地体总长度（m ）；d ：水平接地体的直径或等效直径 （m ）； h ：水平接地体的埋设深度（m ）k ：与接地装置型式有关的系数 （见表1）表1、 系数k 与接地体型式的关系rLLn L R 22πρ=dLLn L R 42πρ=dtkl L R ng 22πιρ=三、单根人工垂直接地极工频接地电阻Rv 的通用计算公式。

{公式来自DL/621-1997《交流电器装置的接地》附录A ：“人工接地极工频接地电阻的计算”公式：（单根人工垂直接地极）}，Rv ：垂直接地极的接地电阻（Ω）； ρ：土壤电阻率（Ω·m ）； L ：垂直接地极长度（m ）； d ：接地极形体直径（m ）；（圆钢、钢管为外直径；扁钢为宽度的 1/2；等边角钢为0.84边宽；不等边角钢为 ；四、单根人工水平接地极的工频接地电阻Rg 的数值可按下列通用公式计算（公式来自DL/621-1997《交流电器装置的接地》附录A ）：R ：水平接地极的工频接地电阻（Ω）；ρ：土壤电阻率（Ω.m ）;L ：水平接地体总长度（m ）；d ：水平接地体的直径或等效直径 （m ）； h ：水平接地体的埋设深度（m ）A ：与接地装置型式有关的系数 （见表1） 表1 水平接地极的形状系数表五、DL/621-1997《交流电器装置的接地》附录A ： 复合接地网主边缘水平接地极为闭合的复合接地极(接地网)的接地电阻可利用下式计算；8式中：Rn ——任意形状边缘闭合接地网的接地电阻，Ω； Re ——等值方形接地网的接地电阻，Ω；S ——接地网的总面积，m 2；d ——水平接地极的直径或等效直径，m ；Rv = ρ 2πL （Ln8Ld — 1） b 1 b 2(b 12 +b 2 2) √ 0.71 0012.0l n 3LSS L a ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=()R SB L S hdB e =++-⎛⎝ ⎫⎭⎪02131295.lnρρπB hS=+1146.eR a Rn 1=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=A hd l Ln L R 22πρh ——水平接地极的埋设深度，m ； L 0——接地网的外缘边线总长度，m ； L ——水平接地极的总长度，m 。

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。

接地电阻的计算与测量(转贴)2003-2-28路灯设施的接地保护事关国家财产和人民生命安全的大事。

为做好接地保护并有效地设置接地电阻，必须正确计算和测量接地电阻。

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。

1 计算说明1.1 计算目的（1）导体和电器的热稳定，热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路验算；若中性点直接接地分流中的单相、两相接地短路电流较三相短路严重时，则应按最严重情况计算。

（2）通过接地装置接地电阻的计算以确定变电站的接地装置布置方式。

1.2 计算依据（1）电力工程设计手册（电气一次部分）第十六章“接地装置”;（2）交流电气装置的接地（DL/T 621-1997）”。

2 接地装置电阻的计算2.1 等值土壤电阻率的选取根据本站的土壤电阻率测定报告（附件），5m深度的土壤电阻率计算值如下：82979737374747987941029876543211=++++++++=+++++++=IIIIIIIIlρ12981811601381191151101051029111111112=+++++++=+++++++=PONMLKJIlρ10493037458111813315016418199876543213=++++++++=++++++++=PPPPPPPPPlρ44930303536344763799999999994=+++++++=+++++++=P O N M L K J I l ρ 7768.328257.169.054.088.0282446910472129698272697269724433221154321==+++=++++++=+++++++=∑l l l l ll l l l l l l l ρρρρρ 根据岩土报告以及测量时的天气情况，本站考虑土壤季节系数为2，即本站计算采用5m 层等值土壤电阻率为ρ f =77×2.4=185。

2.2 入地短路电流1）最大接地短路电流为110kV 母线接地短路电流为： I max = 6.88（kA ）（A ）式：I=（I max -I n ）（1－k e1） =（5.77－0）（１－0.5）=3.44（kA ） ke1=0.5 （B ）式：I = I n （1－k e2） = 0（１－0.1）=0（kA ） ke2=0.1 取上述两式中最大值为入地短路电流 I 入地 = 3.44（kA ） 2.3 接地电阻R ≤2000 / I 入地 R ≤2000 / 3440 R ≤0.581（Ω•m ） ρ f = 185Ω•mT =200ms(断路器失灵保护时间)= 0.2s）（V tU f t 227545.0 10242.0500017.017417.0174==⨯+=+=ρ（说明：本站做“沥青+混凝土”操作绝缘地面，接触电位差按ρf = 5000Ω•m ））（V t U f s 67545.0 52.422.0 1857.0174 7.0174==⨯+=+=ρ 2.4接地极材料的选取及校验 2.4.1 热稳定校验 接地线的最小截面：)(9.3966.07034402m m t c I S egg ≥≥≥根据规程，未考虑腐蚀时，接地装置接地极的截面不宜小于连接至接地装置的接地线截面的75%。