最新小面积人工接地电阻的做法Word文件下载.docx

最新小面积人工接地电阻的做法Word文件下载.docx

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本文探讨两个问题：

1、在极小的面积（2.1

）上，达到R＜1Ω的接地（方法）实践。

2、在上述2.1

面积内，打多根垂直接地极后没有发现相互屏蔽影响接地电阻值的现象。

[关键词]小面积多根垂直接地体无屏蔽

背景情况：

2005年2月与美国热电集团（上海）公司（设备供应商）签订了一份工程合同，为该公司提供给北京的中国疾病控制中心的一台高分辩双聚焦质谱仪做接地工程。

设计要求：

接地电阻值R≤1Ω，在签订合同期间，我们就向该质谱仪的使用单位——中国疾病控制中心的赵主任了解可供做接地网的地理位置、土质及接地电阻值大小等情况。

赵主任说：

他们实验室在一座四层老式砖结构楼房的一层，旁边有一个10m×

2m的自行车

棚内的地下做接地网，地质为砂质土，接地电阻值不知道，是这次安装质谱仪时，南京一家

公司做的接地极，质谱仪与接地极接通后，质谱仪上的指针不停的左右摇摆，所以不敢开机，

也不敢使用，因此请你们来重做。

根据上述情况，我公司分析，指针摇摆不定的原因估计还是接地电阻偏高、直流工作地电

位不稳定造成的，只有将接地电阻值降到设计要求的1Ω以下，并将接地网做成均压等电位接地

形式，才有可能给质谱仪一个可靠的直流工作地，消除指针的摇摆，使质谱仪正常工作。

由于第一次到北京施工，对北京地区的土质不了解，担心做不下来，因此我请教国家电网公

司和北京市东辰科学技术研究所著名老专家刘继（教授级高工），他有着渊博的学识和丰富的实践

经验，非常热心的为我做了一个在20m

自行车棚内地下做＜1Ω的接地极的方案。

有了刘继老师无私的支援，我与美国热电集团（上海）公司签下接地工程合同，2月17日到达

北京时地面上还覆盖着白雪，进入中国疾控中心实验楼现场。

一、来到自行车棚，发现自行车棚底下是地下室，根本无法做接地工程。

二、测量这台质谱仪原先刚做的接地，接地电阻值为16Ω，如要做到＜1Ω确实困难。

三、最后在该质谱仪的窗前有一块1.5m×

1.5m的空地，而且是唯一的一块空地，这个＜1Ω的接地，也只有在这里施工，但从来没有人在这么小的面积上做＜1Ω的接地，难度很大。

扒开地面上的白雪，打开水泥地面后，又发现地下还有一根Φ300的水泥下水管，又占去一部分面积，因此，接地的实际面积只有1.45m×

1.45m，只有在这个2.10

的面积内，在无自然接地体可利用的情况下，做成坑式双层地网加多根垂直接地钢管组合式的接地极装置。

首先测量不同土壤层深度的ρ值，计算需要多少根垂直接地极与稀土防雷降阻剂配合才能达到<

1Ω的接地电阻值。

1、打开水泥地面，打入一根3m长的水管，测得接地电阻R=62Ω；

2、根据垂直接地的简易计算法推算出其土壤电阻率：

ρ=63/0.3≈207Ω；

3、再测量0.8m深处的接地电阻为∞，此时地上覆盖有雪，疑处于冻土层范围；

4、由此决定往超过地面1m的深度做水平、垂直复合接地。

以垂直地极为主；

5、选择垂直接地极的深度为6m、20m、50m进行计算，通过计算寻求最佳的降阻效果和最经济的接地施工方法，确定施工方案。

①深度6m的单根垂直接极的接地电阻，接地极直径0.6m钢管，计算出接地电阻：

18.56Ω。

根据上述单根接地极计算值为18.56Ω时，需用17根直径0.6m，每根长度6m钢管才能并联出接地电阻1.08Ω；

如果加用稀土防雷降阻剂时，取稀土防雷降阻剂有效率为60%，在第8根并联后接地电阻就可达到2.31×

（1-60%）=0.924Ω，达到R＜1Ω的要求。

②如果把整个1.45m的地坑看成Φ1.45m接地极，深度同样是6m，接地极的直径就是地坑的直径1.45m求接地电阻：

，达不到＜1Ω要求。

如果加上稀土防雷降阻剂同样取60%的有效率：

13.7×

（1-60%）=4.8Ω。

所以把整个地坑做成一个粗大的接地极即比单根铜管的直径大，也达不到接地极效果，说明直径再大对接地电阻的下降效果不太大，18.5-13.7=4.8Ω，只小了4.8Ω，下降35%，投入成本为几倍，费用大、效果差这个方法是不可取的。

③深度20m的单根接地极的接地电阻：

接地极同样为直径0.6钢管求接地电阻：

根据上述单据接地极计算值为7.57Ω,需用三根并联，接地电阻值为2.52Ω，达不到＜1Ω要求，如果加用稀土防雷降阻剂取降阻有效率为60%：

2.25×

（1-60%）=1.008Ω，基本达到1Ω要求。

④深度50m的单根接地极的接地电阻，接地极同样为直径0.6的钢管，求接地电阻：

根据上述单根接地极计算值为3.63Ω时，需用2根接地极并联，接地电阻值为1.82Ω，达不到＜1Ω要求，如果加用稀土防雷降阻剂，取降阻有效率为60%：

1.82×

（1-60%）=0.73Ω，达到设计要求R＜1Ω。

6、经上述对比计算：

接地极往下的深度越深降阻效果越好。

但是由于条件和钻井机械的限制，不可能选用20m和50m的深井接地，选择6m深接地极虽然多打几根，既容易施工，又比较经济。

7、先挖一个1.45×

1.45m深度2m的坑，再用打孔工具在坑中央往下戳深1.5m圆孔一个，然后将Φ60×

3m的钢管打下去总深度达到6m，测出该钢管接地电阻为13.4Ω，比上述推算的18.5Ω小5.1Ω更有利于少并联几根达到接地电阻。

8、根据13.4Ω的实测值进行计算：

在这个坑内并联6根Φ60×

3m的钢管,接地电阻可以达到2.24Ω，再加稀土防雷降阻剂按最低的降阻有效率60%取：

2.24×

（1-60%）=0.896Ω。

9、计算可以达到0.896Ω后，就在这2m深的坑内沿坑壁向外圆不同方向斜打深1.5m的5个圆孔，在孔内倒入稀土防雷降阻剂的干粉，再打5根Φ60×

3m的钢管，并在钢管内也灌入了稀释了的稀土防雷降阻剂，让稀土防雷降阻剂通过事先在钢管下部管壁上钻的几个孔向土层深处渗透，增大泄流面（钢管底部事先收口封闭呈圆锥状），当6根钢管都打入土层和灌完稀土防雷降阻剂后，然后再用Φ12圆钢将这6根钢管的顶部串连起来，在2m坑的平面上做一个闭合的平面网，再焊4根Φ12圆钢引出地面，然后再撒一层稀土防雷降阻剂的干粉，回填泥土夯实打紧，再在离地面1.2m左右的平面上再焊一个平面网，撒一层稀土防雷降阻剂干粉200kg，再回填泥土，夯实打紧与地面平整，再引出一个接地引下线进入室内接地铜排。

当时完工后，就用ZC-8接地电阻仪测量，用直线和三角形的测量方法测，测出的接地电阻值均为1Ω。

第二天进行验收，美国热电公司现场监督刘工程师、中国疾控中心张工程师及我公司工程部徐山云经理、技术人员李建荣三方都在场，为了表示公正和准确，三方一致同意聘请德高望重的教授级高工刘继到现场，并请他自带ZC-8接地电阻仪并亲自测量，刘继教授分别用10Ω档、1Ω档在室外接地桩上进行检测、复测接地电阻值都是0.7Ω，又在室内接地铜排上检测，接地电阻值也是0.7Ω，四方人员都在验收单上签了字，并当场将质谱仪的接地端与引入室内的接地铜排相连接，将质谱仪通电开机后，原摇摆不定的指针安静地指在仪表的中央，纹丝不动，接地成功了。

大家一颗悬着的心现在才放了下来。

中国疾控中心赵主任感叹地说：

乙级防雷资质的公司没做下来的丙级资质公司却做下来了……

10、总结：

没有发现屏蔽效应，通过这次2.1

小面积的垂直水平相结合的接地工程实践，没有发现通常说的垂直接地极之间的间距不大于垂直接地体长度的2倍时，会产生相互的屏蔽而降低接地效果的问题。

在做接地之前，也考虑过在这么小的面积内要做到接地电阻＜1Ω，几乎是不可能的，也是前人没有做过的，但当时只有这个唯一的地方可做接地，也只有因地制宜硬着头皮上了。

因为施工人员、工具、材料都到了现场，而且唯一可做的方法只有深井垂直接地，没有别的选择，也没有自然接地体可以利用，但又怕“白做功”，事到如今也只有搏一搏了，以免辜负用户的一片希望之心，公司名利和成败都不再考虑了。

因此就先抛开屏蔽效应会产生怎样的后果不管，先进行理论计算，看要打多深的孔，用多少根接地极可以达到设计要求，再看哪种方法切实可行再选择施工方案，最后在施工时再边测边计算边调整，达到设计要求。

当时我人在贵阳，施工队远在北京，我就采取遥控计算指挥的办法，他们在现场测量的数据告诉我，我将总体计算的结果告诉他们，以增加他们的信心，然后在实施过程中，也是这样，他们打下去一根钢管测一个数据告诉我，我又计算一次告诉他们，再打一根测出的数据告诉我，我将计算结果进行验证，没有发现相互屏蔽的现象，二根并联、三根并联测出来告诉我，我又计算告诉他们，就这样边施工边计算边调整斜打钢管的位置角度和最终所需的钢管数量，以及稀土防雷降阻剂有效率等等的验证。

从最初计算需8根钢管和800kg稀土防雷降阻剂配合，接地电阻值可以达到0.926Ω，到最后边施工边计算用6根钢管和800kg稀土防雷降阻剂接地电阻值就可以达到0.896Ω。

做完整个接地工程后马上进行实测，接地电阻值是1Ω，效果非常理想，经过一夜的土壤自然沉降和稀土防雷降阻剂的进一步渗透，第二天中午经前述四方面人员用刘继教授带来的ZC-8接地电阻仪共同测量，测量结果为0.7Ω,比计算结果还小1.96Ω。

11、由此证明：

此次在小面积上打入多根接地钢管接地电阻值＜1Ω的方法是成功的：

1.计算方法和施工测试数据正确；

2.稀土防雷降阻剂的降阻效果准确；

3.没有发现屏蔽现象存在。

由此联想，原来的垂直接地体之间的间距必须大于垂直接地极长度的2倍，否则会产生屏蔽，衰减接地电阻值的理论应如何理解呢？

希望得到有关专家讲解、释疑。