综述减小接地电阻的几种方法

摘要：现代建筑的配电系统，相当多的地方都需要用接地措施来保障设备的正常运行，和维护人员和设备的安全。接地电阻的大小已成为评价电气设计优劣的一个指标。

关键词：接地电阻；减小；供电系统

Abstract: the modern architecture of the distribution system, many places need to use grounding measures to guarantee the normal operation of the equipment, and maintenance personnel and equipment safety. Earth resistance has become an indicator of electrical design.

Key words: grounding resistance is reduced; power supply system;

中图分类号：P631.3+22文献标识码：A 文章编号：

现代建筑的配电系统，相当多的地方都需要用接地措施来保障设备的正常运行，和维护人员和设备的安全。所有接地体以及由接地体引到电气及电子设备上的连接导线统称为接地装置。接地电阻是接地装置技术要求中最基本的技术指标，原则上要求接地装置的接地电阻越小越好。接地装置的电阻是以下几部分电阻之和：土壤电阻、土壤和接地体之间的接触电阻、接地体本身的电阻、接地体引线的电阻等。电阻。因土壤电阻存在（特别是在高土壤电阻率地区），当电流经接地装置流人大地时，电流在地中呈半球形散流，如图一所示：

在大地电阻率较大的砂质、岩盘等土壤中，为了满足低接地电阻的要求，常采用由多个接地体并联组成的接地网。但有时需要用的钢铁材料很多，而且接地面积甚大，欲达到所要求的接地所电阻往往会有一定的困难。此时可设法降低接地体附近土壤的大地电阻率，也能够达到降低接地电阻的目的。降低电阻的方法通常分为物理方法降阻与化学方法降阻。

一，物理方法降阻，指利用物理方法通过扩大接地体有效面积达到降低电阻的作用。

1 利用低电阻系数的土壤（即换土法）

利用粘土、泥炭、黑土及砂质粘土等代替原有较高电阻系数的土壤，必要时也可使用焦碳、木炭等替换的范围在接地体周围半米以内及接地体长度的1/3处，如果条件允许埋没接地体的土壤最好全部置换，其效果更佳，替换土壤应采用随取随埋的作法，不破环土壤原有的特性，以保持此法的有效性。这样处理后，接地电阻可减小为原来的3/5左右。

2 采用外引式接地

在需要接地装置的附近有导电良好的土壤，不冻的水源地时，可采用此法，尤其在山丘地区，当接地电阻值要求较小而原地又难以达到时，若附近不远处有水源或者电阻系数低的土壤，则可利用该处制作接地极或敷设水下接地网，然后再利用接地线（如扁钢带）引接过来作为外引式接地。但应注意，外引接地装置要避开人行通道，以防跨步电压触电；穿过公路时，外引线的埋深应大于等于0.8米。但施工中但在设计、施工时,必须考虑到连接地极干线的自身电阻所带来的影响,因此外引长度不宜超过100m。

3 钻孔深埋法

此法所采用的垂直接地体长度，视地质条件一般为5米～10米，再长时则效果不明显且给施工也带来困难。接地体通常采用Φ20毫米～75毫米的圆钢。不同直径的圆钢对接地电阻值的影响很小。该法适用于建筑物拥挤或敷设接地网的区域狭窄等场合。这些场合采用传统方法很难找到埋设接地极的适当位置，且安全距离无法保证。虽可通过在接地体上覆盖沥青绝缘层等措施来保证安全，但增加了施工工作量和装设成本。深埋法对含砂土壤最为有效，因其含砂层大都处在3米以内的表面层，而地层深处的土壤电阻系数较低。此外，该法也适用于多石的岩盘地区。

在施工时，可采用Φ50毫米及以上的小型人工螺旋钻或钻机打孔。在打出的孔穴中埋设Φ20毫米～75毫米圆钢接地体，再灌入碳粉浆（用碳纤维拌水浆）或泥浆。最后将同样处理的数个接地体并联，就成了完整的接地体。采用本法施工的接地体，受季节影响小，可获稳定的接地电阻值。同时由于深埋，也可使跨步电压显著减小，这对保障人身安全很有利。该法施工方便，成本不高，效果显著，势将获得推广和运用。该方法无须考虑土壤的冻结和干燥等其它影响土壤电阻率的不稳定因素。在施工中较为常用。

二，化学方法降阻，指的是通过在土壤中添加化学试剂，达到降低土壤电阻率的目的。

1 采用加食盐等人工处理法

在接地体周围土壤中加入食盐、煤渣、炭末、炉灰、焦灰等，以提高土壤的导电率。其中最常用的是食盐，因食盐对于改善土壤电阻系数的效果较好，受季节性变动较小，且价格低廉。但是对岩石及含石较多的土壤效果不大，会降低接地体的稳定性，加速接地体的锈蚀；而且因为盐的逐渐溶化流失而使接地电阻慢慢变大，所以在人工处理后2年左右即需进行一次处理。

2 采用导电性混凝土

在水泥中掺入碳质纤维来作为接地极使用。如在1立方米水泥中掺入约100千克的碳质纤维，制成半球状（直径为1米）的接地极。经测定，其工频接地电阻（与普通混凝土相比）通常可降低30%左右。此法常用于防雷接地装置。为了能够进一步降低冲击接地电阻值，还可以同时在导电性混凝土中埋入针状接地极，使放电电晕能够从针尖连续地波及碳质纤维，这对降低冲击接地电阻值有明显的作用。

3 采用降阻剂的化学处理法

这是一种用化学处理土壤以降低接地电阻的方法。实践证明：液体降电阻剂的降阻效果要比固体降电阻剂好得多。我国从上世纪开始进行长效化学降电阻剂的研究，已经取得了突破性进展，它主要机理是在液态下从接地体向外侧土壤渗出，若干分钟后固化，形成树枝状束须，起着散流电极的作用，人们称之为树枝效应。这就是如同在接地体四周装上了千百条导电毛刺，从而显著扩大接地体的等效面积。因不含电介质，故能在土壤中长期使用，也不会因地下水而流失，所以是既无公害又稳定的低接地电阻（约可比采用减阻剂处理土壤前降低1/2）。对于坚硬岩盘地带，该方法相当有效，其接地电阻比只埋接地线时约能降低40%。且此法只要在挖掘好并敷上接地线的沟内撒上粉状降阻剂或长效降阻剂，再将旧土壤回填，就可取得良好的效果。

还有一种混合型降低电阻的方式灌注法，是指在管形接地体的管壁上每隔10厘米～15厘米左右钻几个孔，孔径约1厘米左右，然后将各管打入地中，再把食盐或硫酸铜及其他降阻剂等物品的饱和溶或者其它污水液体灌入管内，让液体自动地通过管壁的小孔流入地中，从而达到降低接地电阻的目的。该方法也称污水引入法。

总之，以上几种方法各有优缺点，换土法简单易行，但降低接地电阻效果较低，为达到预定的要求，往往要花费很多人力；用填加焦碳、木炭的方法也是可行的，但它的电阻率也要随含水量变化而变化，影响其稳定性；用填加化学物品（如食盐、硫酸铜等）的办法，对于降低接地电阻来讲效果较好，但由于这些物品逐年损耗，因而需要定期检查，及时补充或更换接地体，此外填加化学物品还会对金属接地体带来腐蚀。上述几种方法完全可以使高电阻率土壤环境下的接地装置达到原设计接地电阻的理想效果，真正取到事半功倍的效果，但是任何一种方法都不是绝对的，需要根据具体的情况综合考虑，灵活运用。

参考文献：

[1] 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-92.

[2] 《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000版）.

[3] 王文勇.接地装置运用中几个值得注意的问题[J].科技信息,2009,(1).

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