长输管道接地电阻解析

袁平

摘 要：长输管道站场中接地系统对保证设备正常运行和设备站场安全具有重要的意义，接地系统根据接地装置的大小、类型、材料、位置、施工方法等的不同而不同，同时测量方法和测量湿度温度等也是接地电阻大小影响的重要因素。

关键词：接地系统；电阻值；长输管道

中图分类号： TU995 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）34-184-2

0 引言

在各种长输站场中通常防雷、防静电、保护接地系统除单独避雷针系统等通常采用联合接地方式进行接地，共用接地网工程中，接地电阻值越小，电流的泄放效果越好，特别是针对瞬时大电流的雷电的泄放越明显。仪表系统为保证设备的正常运行，要求接地电阻小于1欧，因此联合接地一般设计要求不大于1欧姆。

长输管道站场涉及多种多样的设备，安全要求性高，因此在工程施工过程中，分析当地的土质、气候状况，有针对性的对接地装置的类型、位置、材料、埋深、连接形式和降阻措施进行优化设计，可以有效的保证接地效果，确保设备安全，取得良好的经济和社会效益。

1 什么是接地电阻

接地电阻是各类带电导体的电流经接地系统通过各种类型的接地极导入大地后，再通过大地向远方扩散所遇到的电阻，接地系统的电阻包括各种接地体以及接地极本身的电阻、接地极与地的电阻之间的接触电阻或以及两接地体之间大地的电阻或接地体到无限远处的大地电阻。接地电阻的大小能够直接体现各类型的电气装置与“地”的接触是否程度，能够有效的反映接地网的大小。在现场工程测量中，对接地电阻的测量，测量方法和测量设备插入地下的探针位置和探针角度等不同，会导致接地电阻值有一定的随机数值误差。

2 接地系统

在日常接地系统工程的设计、施工、竣工验收过程中，接地电阻值的大小作为接地系统工程质量的主要指标，接地电阻值越小，接地系统的散流能力越好，整个系统的杂散电流越小，设备和金属导体的较高电位保持时间就越短，对雷电的泄放和精密设备的稳定运行越有利。根据工程实际，长输管道站场中往往存在许多不同性质的电气设备、通信设备、仪表设备和阴保设备，设备对接地电阻的要求有不同需求，需要针对这些设备、材料和保护要求的不同，而安排多个功能的接地系统（如：防雷接地、保护接地、工作接地、防静电接地、中性点接地等），因此鉴于各系统的联系和相关性，一般在长输站场设计采用共用接地系统。

3 接地电阻值的确定

接地电阻值的确定要根据土壤地质、环境、保护要求、设备性能以及经济等要求综合确定，其数值根据相关理论公式、标准规范为依据。接地系统的电阻值和接地体的电流大小有着密切的关系，阻抗与接地电流大小和频率息息相关，接地系统在电流频率较低时的电阻为阻抗的主要部分。

3.1 防雷接地系统电阻

我们在工程项目中建设防雷接地系统的目的是使导体所产生的感应以及直击雷的雷电电流顺利扩散。长输站场中，一般以避雷针单独设立防雷系统，为了使雷电流能够迅速的扩散，防雷接地装置接地电阻应根据相关规范要求和设计要求，不宜大于10Ω（IEC62305—3），单独接地系统应与联合接地系统间隔3m以上。接地装置的形状、位置和尺寸也非常重要，应根据当地情况进行设计，确保电阻值符合要求。

3.2 设备工作接地电阻

精密仪表系统的“地”是都通过接地体与自然大地连接，可以通过与接地体连接，利用接地系统来排泄外界电磁干扰所引起的干扰电信号和消除设备、操作人员所带来的静电危害，使得精密的电子设备可以获得稳定的“地”。防静电的接地电阻一般在百欧姆以上，电流中低频率分量应控制在一定数值内，以免引起电子电路误动作阈值。

3.3 电源系统接地电阻

低压供配电系统接地电阻取决于电源接地电流，它应限制接地电流在设备外露导电部分产生的接触电压小于50V的（一般情况下）。TN系统忽略感抗时应满足R≤50/Ia（Ia为保护器件动作的接地故障电流A）；TT、IT系统为R×Id≤50V（Id为接地电流A）。10kV小电阻接地系统为R≤（1500—250）/ Id（Id为10V的接地电流A）。 高压变电场所（35kV以上的）还存在跨步电压的问题，是通过计算高压线路在接地时产生的跨步电压，从而针对这个跨步电压提出接地电阻的要求。

3.4 联合接地系统

联合接地系统是以站场中设备防雷、防静电、保护接地等接地要求，综合了设备类型、经济性等相关因素，设立统一接地网，各需接地设备和构筑物通过接地支线与接地网连接，根据各种接地系统的阻值要求，一般共用接地以仪表设备相关要求确定，一般接地电阻要求不大于1欧姆。

4 接地系统施工要点

接地系统的接地体施工时，涉及隐蔽工程的相关检查，施工完成后应及时通知相关监督管理部门进行检查，施工过程中应严格按照图纸设计要求的位置、埋深和类型等进行施工，接地体的位置、接地体之间间距和是否埋于稳定土层等都对接地体的效果产生影响，因此在施工中应严格把握好质量关和材料关。接地体施工完成后，必须及时进行测量和检查，若接地电阻值不符合要求，应采用增加接地体，敷设降阻剂等方法降低接地电阻，必须确保接地阻值符合要求。

4.1 改善土壤的电阻系数

土壤电阻率受多种因素影响，例如：土质成份、湿度、温度、埋深等的影响。因此为改善土壤电阻率导致的接地电阻值上升，在接地体埋设地点应注意选择，主要措施有：

①水的电阻率因温度的变化而导致快速的变化，例如：当温度由20～-15℃变化导致同一土地中电阻率随温度快速增加459倍，因此接地点在接地施工过程中应选择土壤湿度较大的地方，例如：构筑物的背阴面、地下水丰富地点等。

②在砂质、岩石、冻土中，土壤的电阻系数较高，难以通过传统的方法来降低土壤的电阻率，因此通常可以采用换土、增加埋深、土壤中参杂导电性能好的物质、增加接地体、选用等离子接地体、采用接地模块等方法来改善土壤接地电阻。例如：若假设3m深土壤电阻系数为100%；则4m处土壤电阻系数应为75%；在6.5m时为3m处土壤电阻系数的50%；在9m处土壤电阻系数则为20%，因此可以采用深井接地体来降低接地电阻。

4.2 通常接地极埋设深度不应小于0.6m

因为在0.15～0.5m处是属于土壤干湿交替的区域，接地导体极易受到各种不利条件的腐蚀。一般，工程标准要求垂直接地极之间的间距不应小于接地极长度的2倍。通常接地极长度为2.5m左右，因此垂直接地极的间距一般要求应该大于5m小于10m。因为如果接地极之间的间距太小，在相邻接地极之间的接地电流的会产生同向散流将相互排斥的问题，使得接地极的散流的通道变得狭小，致使接地装置的利用率不高，这种现象被称作屏蔽作用。因此，在设计接地系统的过程中为了减小接地极之间的屏蔽作用对散流的影响，设计应要求垂直接地极的间距应大于其长度的2倍。同时，要求接地线的焊接牢靠，三面施焊，防止假焊；不同类型的金属不能直接焊接，采用过渡处理，以免在土中发生电化学反应，加剧接地极的锈蚀。

4.3 接地线要求

电气设备的金属外壳接地，必须严格按照规定进行。裸铜线、PE线、钢线都可作为接地线。接地线截面积以及接地线长度应符合相关规范的要求，确保接地设备的安全。接地线与设备以及接地体之间宜采用螺栓连接，方便拆卸和设备的移动。

4.4 断接卡设置

采用多根引下线时，宜在各引下线上于距地面0.3m至1.8m之间装设断接卡。当利用混凝土柱内主钢筋和底板钢筋作为构筑物的自然引下线并同时采用基础接地体时，宜在引下线距地面1.5m处设置断接卡子，一个设备应同时至少不少于2处焊接连接，并设置断接卡子，以保证设备连接的可靠性。

5 结束语

合格的接地系统工程的接地电阻必须符合规范要求，在测量时应该采用正确的接地测量方法，但仅仅接地电阻值符合规范要求并不等于防雷设施是合格的。 其实防雷接地装置的结构形式和布置形式比接地系统电阻值更重要。为了保证站场运行安全和设备安全，必须严格执行相关接地规定，做好接地施工管理工作。

参 考 文 献

[1] 李景禄，胡毅，刘春生.实用电力接地技术[M].中国电力出版社，2002.

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