２０１２年６月 Ｊｏｕｍ￣０ｆ Ｇｒｅｅｎ 绦色料技 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｅｈｎｏｌｏ￣ 第６期 垂直接地极不同间距对接地电阻影响的试验研究 毛荣方 ，廖才科 ，廖云和 ，杜大梁 ，宋亚杰 （１．福建省将乐县气象局，福建将乐３５３３００；２．福建省泰宁县气象局，福建泰宁３５４４００； ３．黑龙江省宁安县气象局，黑龙江宁安１５７４０１） 摘要：采用试验的方法，利用几个中小型地网工程垂直接地极不同间距接地电阻的实测资料，分析和研 究了垂直接地极间不同间距对接地电阻的影响，得到了具有工程参考价值的结论。 关键词：垂直接地极；不同间距；接地降阻效果；试验 中图分类号：ＴＭ４０６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—９９４４（２０１２）０６ １７５＿ｏ２ １ ００００・ｍ，接地体长１５０ｍ的实验数据从略）。 １ 引言 表１某火工库接地电阻实测数据 对于土壤电阻率较高、占地面积较小的中小型地 网，仅靠水平接地网的接地电阻往往不能满足国家有 无垂直极 １２．１ 关规定和系统运行的要求，需要采取措施来降低接地 ２５ ３ ９．９ １５ １８ 电阻。在地网内埋设垂直接地极，并把它与水平接地 １２．５ ５ ８．０ ２５ ３３ 网相连接是常用的措施之一。人地短路电流通过接 ６．２５ ９ ７．３ ４５ ４０ 地极向大地深处流散时，会受到其他接地极散流的影 ５ １１ ６．０ ５５ ５Ｏ 响，即电流屏蔽作用，不仅水平接地导体之间、垂直接 ３ １７ ５．９ ８５ ５１ 地导体之间存在电流屏蔽现象，水平接地导体与垂直 比较分析小型条型水平垂直混合地网中垂直接 接地导体之间也存在电流屏蔽现象。但是，在以往的 地极间距对接地体接地电阻的影响。从实验数据可 接地工程设计中，一般是凭经验选择和布置垂直接地 看出，在条型水平垂直混合小地网中，随着垂直接地 极的，缺乏对垂直接地极的埋设位置、数量、长度、极 极的增加，接地体接地电阻成线性下降趋势，增加垂 间间距等的系统分析，本文通过试验的方法来分析研 直接地极能有效地降低接地体的接地电阻，但在有限 究如何科学选择和布置垂直接地极间距的有关问题， 面积的接地网上布置过多的垂直接地极时，降阻效果 为系统运行和接地工程设计提供参考依据，达到节约 将趋于饱和。当垂直接地极的间距为１０ｍ左右时，小 材料、节省工时的目的。 型地网中垂直接地极降阻性价比最好，一般可降低约 ３５％左右，此时垂直极长度与水平极长度比值约为 ２ 实验方法 ２０％～３０％之间，随着垂直接地极间距的缩短，当垂 ２．１ 小型条型水平垂直混合地网的试验方法及数据 直接地极间距为５ｍ时，（即垂直极间距为其长的两倍 本次试验利用泰宁县几个火工库防雷工程于 时）降阻效果达到最大，约为５０％。此后，随着垂直接 地级间距的减少，其接地电阻成线性下降比例将被破 ２００６年８月２７日～２０１０年９月１５日施工时进行对 坏，即随着间距小于两倍垂直极长时，接地电阻下降 比试验，实验方法和检测数据见表１（因篇幅有限，土 壤电阻率为７０６０・ｍ，接地体长１００ｍ和土壤电阻率 将不明显，说明随着垂直极间距非常小后垂直极间屏 收稿日期：２０１２￣３．２９ 作者简介：毛荣方（１９７Ｏ一），男，福建永安人，工程师，主要从事气象业务及建筑物及设备防雷工作。 中小学入学率、巩固率达到１００％。广播电视事业进 建设成果，继续以生态文化建设、生态工业建设、生态 一步发展，全县有线电视“村村通”工程入村率达到 农业建设、自然保护和生态旅游开发建设为重点，实 １００％。人口出生率控制在７．１５％ｏ。村镇饮用水卫生 施可持续发展战略，倡导生态文化、绿色文明。最终 合格率达到１００％。 把林口建设成为生产发展、生活富裕、生态良好的独 ５结语 具特色的国家级生态县。 生态示范区建设工作任重而道远，开展生态示范 参考文献： 区建设，是为林口县可持续发展提供了良好的机遇。 ［１］朱新玲，黎鹏．武汉城市圈可持续发展能力综合评价［Ｊ］．中 林口的发展要在现有生态示范区建设的基础上，依托 南民族大学学报：自然科学版，２０１０（２）：１２５～１２８． 先进的科学技术，结合实际情况，不断巩固扩大生态 １７５ 毛荣方等：垂直接地极不同间距对接地电阻影响的试验研究 环境与安全 在中小型地网中，水平接地体主要作用是起均压 作用。垂直接地体的主要作用是散流，且由于垂直接 地极埋深较深，能有效减少季节因素对土壤含水量的 影响，故垂直接地极能有效减小季节因素对地网安全 性能的影响。 图１ 垂直极和水平极比值与降阻率 ２．２ 网格状水平垂直混合地网的试验方法及数据 ２００９年笔者在某小水电站进行地网施工时，利用 在高土壤电阻率地区，采用深坑换土进行降阻或 深井接地是一个行之有效的降阻方法，主要是由于在 高土壤电阻率地区，一般表层土壤含水量较少，进行 深埋换土后，随着接地体埋深的增加，土壤含水量将 增大，土壤电阻率得到很大降低，故降阻效果较明显。 其水平地网做了几组试验，地网面积为１５０ｍ Ｘ １５０ｍ， （周长６００ｍ），小网格为１０ｍ×１０ｍ，土壤电阻率为 ２５０ｎ・ｍ，水平接地网埋深为０．６ｍ，垂直极的长度取 为６ｒｎ，在水平地网边缘添加不同数量的垂直接地极， 极间距分别为６ｍ、１２ｍ、１８ｍ、２４ｍ、３０ｍ，测试结果见表 ２ 表２ 网格状水平垂直混合地网的试验数据 比较分析网格状水平垂直混合地网中垂直接地 极间距对接地体接地电阻的影响。由表２可以看出， 在水平地网保持不变的情况下，接地网的接地电阻随 垂直极根数的增加而降低，当接地极达到一定数值 时，接地电阻值趋于恒定。这是因为垂直极间距减小 后，相互之间的屏蔽作用增强，垂直极根数越多，屏蔽 系数越大。当垂直极根数增加到一定程度时，屏蔽作 用已非常明显，再增加垂直极已没有多大意义。 ３结果与讨论 垂直接地极间距约为垂直极长度的两倍左右时， 能够取得最高的单位利用率，从而取得好的技术经济 效果，即垂直接地极的利用率最大，防雷施工的成本 就最小。 １７６ ４结语 通过工程实践和试验的方法，说明使用垂直接地 体是降低地网接地电阻的有效方法之一，适用于土壤 电阻率较高、占地面积小的小型地网，当垂直接地极 间距为垂直极长度的两倍左右时能够取得较好的降 阻效果，而且不会造成材料的浪费。 参考文献： ［１］中国机械工业联合会．ＧＢ５００５７—１９９４建筑物防雷设计规范 ［ｓ］．北京：中国计划出版社，２０００． ［２］侯振义，夏峥．通信电源站原理与设计［Ｍ］．北京：人民邮电 出版社，２００２． ［３］国家质量监督检验检疫总局．ＧＢ５０３４３—２００４．建筑物电子信息 系统防雷技术规范［ｓ］．北京：中国标准出版社，２００４． ［４］苏邦礼．雷电与避雷工程［Ｍ］．广州：中山大学出版社，１９９６． ［５］温国宗．浅谈移动基站防雷地网设计［Ｊ］．嘉应学院学报，２００３ （３）：３７～３９． ［６］梅卫群，江燕如，建筑物防雷工程与设计［Ｍ］．北京：气象出版 社，２００４． ［７］中华人民共合国住房和城乡建设部．ＹＤ ５０９８—２００５．通信局 （站）防雷接地工程设计规范［ｓ］．北京：中国标准出版社，２００５ ［８］周志敏．电子信息系统防雷接地技术［Ｍ］．北京：人民邮电出版 社，２００４． ［９］杨仲江．防雷工程检测与验收［Ｄ］．南京：南京信息工程大 学．２００４．