降低山區(qū)接地電阻的若干措施-建筑電氣2009.10

防 雷 與 接 地
降 低 山 區(qū) 接 地 電 阻 的 若 干 措 施
王小英 張賽忠 （浙江省溫州市防雷中心， 浙江省溫州市 325000）
鄭 鴿 （浙江省文成縣氣象局， 浙江省文成縣 325300）
Some Measures of Reducing Earthing Resistance in Mountain Areas
Wang Xiaoying Zhang Saizhong （Zhejiang Province Wenzhou Lightning Protection Centre，
Wenzhou 325000， Zhejiang Province， China）
Zheng Ge （Zhejiang Province Wencheng County Meteorological Bureau， Wencheng County 325300，
Zhejiang Province， China）
Abstract According to the characteristics of 摘 要 結(jié)合浙江省文成縣山區(qū)特點(diǎn)， 介紹山區(qū)
mountain areas in Wencheng County， Zhejiang 降低接地電阻的有效措施， 包括增大接地網(wǎng)面積和接
Province， some effective measures reducing earthing 地體的有效長(zhǎng)度、 深埋接地體于低電阻率的土壤中、
resistance are introduced， including increasing the area 敷設(shè)降阻劑、 換土、 敷設(shè)水下接地網(wǎng)， 以及爆破接地
of earthing net and the effective length of earthing body， 技術(shù)等。
deep burring the earthing body in low - resistvity soil， 關(guān)鍵詞 山區(qū) 接地電阻 土壤電阻率 接地網(wǎng)
laying resistance-reducing agent， replacing the soil， %接地體
laying underwater earthing net， earthing technology for
explosion and so on. 根據(jù) 《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GB 50057 -94，
Key words Mountain area Earthing resistance 2000 年版） 和國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范， 進(jìn)行建筑
Soil resistivity Earthing net Earthing body 物防雷設(shè)計(jì)， 是做好雷電防護(hù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 然
的的土土壤壤電電阻阻率率計(jì)計(jì)算算接接地地體體有有效效長(zhǎng)長(zhǎng)度度做做外外引引接接地地。。 接接地地 鉗鉗壓壓加加上上其其兩兩端端引引線線的的感感應(yīng)應(yīng)電電壓壓應(yīng)應(yīng)與與所所屬屬系系統(tǒng)統(tǒng)的的基基本本
裝裝置置應(yīng)應(yīng)按按 《《建建筑筑物物防防雷雷設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)規(guī)范范》》 第第 44.. 33.. 11~~ 44.. 33.. 77 絕絕緣緣水水平平和和設(shè)設(shè)備備允允許許的的最最大大電電涌涌電電壓壓相相匹匹配配。。 在在安安裝裝
條條選選擇擇、、 埋埋設(shè)設(shè)。。 施施工工時(shí)時(shí)，， 電電涌涌保保護(hù)護(hù)器器兩兩端端引引線線應(yīng)應(yīng)做做到到最最短短。。 不不同同界界面面
55.. 22.. 22 內(nèi)內(nèi)部部防防雷雷措措施施 上上的的電電涌涌保保護(hù)護(hù)器器還還應(yīng)應(yīng)與與其其相相應(yīng)應(yīng)的的能能量量承承受受能能力力相相一一
內(nèi)內(nèi)部部防防雷雷裝裝置置由由等等電電位位聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)系系統(tǒng)統(tǒng)、、 共共用用接接地地系系統(tǒng)統(tǒng)、、 致致。。 由由于于藏藏經(jīng)經(jīng)樓樓內(nèi)內(nèi)部部為為全全木木結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，， 防防火火是是非非常常關(guān)關(guān)鍵鍵
屏屏蔽蔽系系統(tǒng)統(tǒng)、、 合合理理布布線線系系統(tǒng)統(tǒng)、、 電電涌涌保保護(hù)護(hù)器器等等組組成成，， 主主要要 的的，， 內(nèi)內(nèi)部部金金屬屬物物體體一一定定要要閉閉合合連連接接，， 防防止止因因間間隙隙或或
用用于于減減小小和和防防止止雷雷電電流流在在需需防防范范空空間間內(nèi)內(nèi)所所產(chǎn)產(chǎn)生生的的電電磁磁 裂裂縫縫等等帶帶來(lái)來(lái)的的過(guò)過(guò)電電壓壓擊擊穿穿產(chǎn)產(chǎn)生生火火花花。。
效效應(yīng)應(yīng)。。
參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn)
首首先先，， 禁禁止止架架空空線線纜纜直直接接引引入入建建筑筑物物，， 進(jìn)進(jìn)入入建建筑筑
11 龔龔家家軍軍，， 劉劉國(guó)國(guó)臻臻.. 武武當(dāng)當(dāng)山山古古建建筑筑物物防防雷雷措措施施探探討討..
物物的的電電源源線線、、 信信號(hào)號(hào)線線應(yīng)應(yīng)使使用用一一段段金金屬屬鎧鎧裝裝電電纜纜或或護(hù)護(hù)
電電氣氣應(yīng)應(yīng)用用，， 22000088 （（1155））：： 1188--2211..
套套電電纜纜穿穿鋼鋼管管直直接接埋埋地地引引入入，， 埋埋地地長(zhǎng)長(zhǎng)度度不不小小于于 22姨姨ρρ
22 梅梅衛(wèi)衛(wèi)群群，， 江江燕燕如如.. 建建筑筑防防雷雷工工程程與與設(shè)設(shè)計(jì)計(jì).. 北北京京：： 氣氣
（（ ρρ 為為當(dāng)當(dāng)?shù)氐赝镣寥廊离婋娮枳杪事?，?ΩΩ··mm ）），， 且且金金屬屬鋼鋼管管、、 金金屬屬
象象出出版版社社，， 22000044：： 117700--119999..
外外皮皮等等在在 LLPPZZ00 與與 LLPPZZ11 區(qū)區(qū)的的交交界界處處應(yīng)應(yīng)該該就就近近與與防防雷雷
AA 33 尚尚杰杰，， 于于暉暉.. 現(xiàn)現(xiàn)代代條條件件下下的的古古建建筑筑防防雷雷.. 氣氣象象科科技技，，
接接地地裝裝置置作作等等電電位位聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)。。 22000077，， 3355 （（增增刊刊））：： 5577--6622..
其其次次，， 在在低低壓壓電電源源架架空空電電纜纜埋埋地地前前，， 應(yīng)應(yīng)安安裝裝符符合合
II 級(jí)級(jí)分分類(lèi)類(lèi)試試驗(yàn)驗(yàn)的的電電涌涌保保護(hù)護(hù)器器，， 信信號(hào)號(hào)線線在在室室內(nèi)內(nèi)進(jìn)進(jìn)入入設(shè)設(shè)備備 22000099--0044--2200來(lái)來(lái)稿稿
端端處處安安裝裝適適配配的的信信號(hào)號(hào)電電涌涌保保護(hù)護(hù)器器。。 電電涌涌保保護(hù)護(hù)器器的的最最大大 22000099--0099--2211修修回回
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降低山區(qū)接地電阻的若干措施（王小英 張賽忠 鄭鴿）
539建筑電氣
誖
BUILDING
2009 年第10 期 ELECTRICITY
而， 山區(qū)、 巖石、 沙灘地、 風(fēng)化地等高土壤電阻率地 化石強(qiáng)度只相當(dāng)于沙子被壓實(shí)的狀態(tài)， 很容易施工。
區(qū)該如何做人工接地網(wǎng)？ 怎么做才能使接地電阻值滿 這時(shí)再挖深 0. 5~0. 7m， 寬 0. 3m 的溝槽， 安裝水
足要求？ 是防雷設(shè)計(jì)人員所要思考的問(wèn)題。 平接地體， 如遇到巨大花崗石可繞過(guò)其安裝。 注意回
文成縣屬浙南山地， 境內(nèi)山巒起伏， 連綿不絕。 山 填土最好使用細(xì)黑土， 如無(wú)條件也可使用挖出來(lái)的風(fēng)
地面積占全縣總面積的82.5%， 俗稱(chēng) “八山一水一分 化石， 但一定要注意在剛回填的時(shí)候不要用大塊的風(fēng)
田”。 地勢(shì)自西北向東南傾斜。 文成縣的地形地勢(shì)環(huán)境， 化石， 盡量用細(xì)小的風(fēng)化石土， 一定要分層夯實(shí)。
造就了山區(qū)高土壤電阻率的特性。 在縣城內(nèi)， 由于可使用的土地面積有限， 在經(jīng)濟(jì)
為了達(dá)到降低接地網(wǎng)接地電阻的目的， 首先需要 條件允許的情況下， 可利用復(fù)式法增補(bǔ)人工地極。 做
從理論上研究降低接地電阻的方法。 由接地電阻公式 法見(jiàn)圖2， 挖開(kāi)一個(gè)5m × 5m， 深3 m的坑； 先在底
R= ρε / C 可以看出， 降低接地電阻有以下兩種途徑： 層打入垂直接地體， 用水平接地體相互連接， 做一
一是增大接地體幾何尺寸， 以增大接地體的電容 C； 排底層人工地網(wǎng)； 接著在地網(wǎng)上鋪上細(xì)黑土并分層夯
二是改善地質(zhì)電學(xué)性質(zhì)， 減小大地電阻率 ρ 和介電系 實(shí)到2. 5m 高處， 再按要求鋪設(shè)頂層人工地網(wǎng)。 這種
數(shù) ε。 下面分別討論降低山區(qū)接地電阻的方法。 方式可增大接地網(wǎng)面積， 增加接地體有效長(zhǎng)度， 但只
適用于處于建筑物擁擠、 地網(wǎng)敷設(shè)區(qū)域狹小的小型接
1 增大接地網(wǎng)面積， 增加接地體有效長(zhǎng)度
地網(wǎng)。
大地電阻率 ρ 和介電系數(shù) ε 不容易改變， 而接地
電阻 R 與接地網(wǎng)電容 C 成反比， 接地網(wǎng)電容 C 與接
地網(wǎng)面積成正比， 所以接地電阻與接地網(wǎng)面積成反
比， 增大接地網(wǎng)面積是減小接地電阻的可行途徑。 在
文成縣可使用的坡地面積很多， 為增大接地網(wǎng)面積提
供了有利的條件。
可按圖 1 布置人工接地網(wǎng)， 接地網(wǎng)形狀由當(dāng)?shù)氐?br/>地形決定， 若達(dá)不到所需接地電阻， 可再適當(dāng)擴(kuò)大接
地網(wǎng)面積。
圖 1 中人工垂直接地體可采用長(zhǎng)2.5m的50mm ×
50 mm × 5 mm 的熱鍍鋅角鋼， 人工水平接地體可采
用40mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼。 圖 2 復(fù)式接地法
Fig.2 Compoundtypeearthingmethod
文成縣的山區(qū)坡地主要由風(fēng)化碎石， 或由風(fēng)化石
和巨大花崗石混合構(gòu)成， 土壤電阻率都在 3 000 Ω·m
2 深埋接地體于低電阻率土壤中
左右， 在這樣的條件
下敷設(shè)接地網(wǎng)是非常 在土壤電阻率隨地層深度增加而減小較快的地
困難的， 施工難度非 方， 可以采用深埋接地體的方法減小接地電阻。 土壤
常大。 在此筆者介紹 電阻率隨深度而減小的規(guī)律， 往往是在達(dá)到一定深度
一種改善施工難度的 后， 電阻率會(huì)突然減小很多。 可利用該規(guī)律， 深埋接
方法。 施工前在開(kāi)挖 地體， 使接地體深入到電阻率低的地層中， 通過(guò)小的
點(diǎn)澆灌充足的水， 土壤電阻率來(lái)達(dá)到減小接地電阻的目的。
由于風(fēng)化石組織結(jié) 文成縣山區(qū)大部分屬于風(fēng)化石類(lèi)的地質(zhì)條件， 地
構(gòu)較疏松， 水分能 質(zhì)硬， 甚至地面下0.1 m深的地方就是巖石， 深埋接
圖 1 人工接地網(wǎng)的布置
滲透至風(fēng)化石內(nèi)部， 地體很有局限性。 在縣城地區(qū)， 部分地方可以利用深
Fig.1 Arrangementofartificial
earthingnet 泡上一天一夜后風(fēng) 埋接地體技術(shù)。 深埋接地可以不受地方、 環(huán)境限制，
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Oct.2009 Vol.28 No.10
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尤尤其其在在建建筑筑物物擁?yè)頂D擠，， 設(shè)設(shè)地地網(wǎng)網(wǎng)區(qū)區(qū)域域狹狹窄窄的的場(chǎng)場(chǎng)合合，， 往往往往很很 或或靜靜水水中中，， 并并要要回回填填一一些些大大石石塊塊加加以以固固定定。。 在在文文成成縣縣
難難找找到到埋埋設(shè)設(shè)大大范范圍圍接接地地體體的的地地方方，， 安安全全距距離離也也無(wú)無(wú)法法得得 的的泗泗溪溪河河和和飛飛云云江江兩兩側(cè)側(cè)的的建建筑筑物物均均可可利利用用此此方方法法將將接接
到到保保證證。。 通通過(guò)過(guò)深深埋埋接接地地技技術(shù)術(shù)施施工工，， 不不但但對(duì)對(duì)降降低低接接地地電電 地地體體直直接接引引至至水水中中來(lái)來(lái)降降低低接接地地電電阻阻。。

內(nèi)容描述： 在《建筑電氣》2009年10月刊中，有一篇文章詳細(xì)探討了在山區(qū)這一特殊地理環(huán)境下，如何有效地降低建筑物接地電阻的問(wèn)題。文章針對(duì)山區(qū)土壤特性（如高電阻率、地形復(fù)雜、降水少導(dǎo)致土壤干燥等）的特點(diǎn)，提出了多種技術(shù)措施和策略來(lái)改善接地系統(tǒng)的性能： 1. 優(yōu)化接地體材料與設(shè)計(jì)：選用導(dǎo)電性更好的材料，如銅或合金，替代傳統(tǒng)的鋼鐵接地體；采用深埋式或增加接地體數(shù)量和長(zhǎng)度以增大表面積，提高接地體與土壤的接觸面積和電流分散能力。 2. 土壤改良處理：通過(guò)施加降阻劑（如長(zhǎng)效硫酸銅、碳質(zhì)材料等），改善山區(qū)土壤的離子遷移性和電解質(zhì)含量，從而降低土壤電阻率。 3. 水資源利用：在有條件的情況下，可利用山地溪流、雨水收集等方式為接地系統(tǒng)提供自然水源，以促進(jìn)土壤電解質(zhì)活動(dòng)并降低接地電阻。 4. 構(gòu)建人工接地網(wǎng)：通過(guò)合理布局，將多個(gè)獨(dú)立接地體相互連接形成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的總體導(dǎo)電性能。 5. 定期檢測(cè)維護(hù)：建立完善的接地系統(tǒng)監(jiān)測(cè)機(jī)制，定期對(duì)山區(qū)接地電阻進(jìn)行測(cè)試，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理因氣候、地質(zhì)等因素引起的接地電阻變化。 總之，該文提供了山區(qū)建筑電氣接地工程實(shí)踐中一系列有針對(duì)性的解決方案和技術(shù)手段，以確保在山區(qū)環(huán)境中有效、安全且經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)接地電阻的降低。