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自然接地體在接地系統(tǒng)中的利用

文檔作者：李成綱文檔來源：中材建設(shè)有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年02月10日
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李成綱：自然接地體在接地系統(tǒng)中的利用
中圖分類號：TQl72 文獻標識碼：B 文章編號：1007-0389(2010)03-70-02
自然接地體在接地系統(tǒng)中的利用
李成綱(中材建設(shè)有限公司，北京t00176)
作為電力系統(tǒng)的保護接地，電力室(變電所)要
求做等電位連接(equipotent bonding)?，F(xiàn)將國際總
承包項目中，不同業(yè)主對接地裝置的不同要求和特
點及實際效果做一分析對比，以在安全可靠中找到
更加經(jīng)濟的方案。
1故障接地電位分布
實驗測驗證明，在距2．5nl長的單根接地體20m
①(b)
／ I20八l
(c)
圖1電位分布
以外的地方，呈半球形的球
面已經(jīng)很大，實際上電阻值
為零，不再有電壓降，可以
認為該處的電位為零，其電
位分布見圖l。
當出現(xiàn)接地故障時，若
人接觸用電設(shè)備的帶電外
殼，并站在距離接地極20m
以外的地方，此時人承受的
電壓最大；如果人站在距接
地極20m以內(nèi)的地方，則會
產(chǎn)生跨步電壓。為使人員
進入電氣室安全，并盡量減
小電氣室內(nèi)的跨步電壓，電
力室等電位接地通常做成
圖2所示形式。
圖2這樣的等電位連接，可以明顯減小發(fā)生接
地故障在電力室(建筑物)內(nèi)的跨步電壓。同時A類
電氣裝置通過接地線和接地母排與接地裝置相聯(lián)，
接地線的電阻又較小，可以把故障點的對地電壓降
到《交流電氣裝置的接地一D坍621》和(GBl4050
系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)要求》規(guī)定的安全值(交
一70一
圖2電力室電位接地示意
流50 V)以下。
2實際案例
在國際承包項目中，法國拉法基公司在其《sTD
002 Earthing Grid)>企業(yè)標準中，要求每一建筑物都
要設(shè)一等電位接地裝置，并沿兩點引上。接地的方
法為95mm2裸銅線沿建筑物外緣直埋，見圖3。當
接地電阻大于規(guī)定值時，需增加接地極。
圖3拉法基公司企業(yè)標準接地要求
這一標準與我國標準和歐洲通行的((DIN VDE
OLOO}有明顯的不同，而我國標準與(DIN VDE
oloo}和(IEC 62305))更加接近，且我國標準規(guī)定，接
地體應(yīng)盡可能利用自然接地體。在上述三個標準
中，對自然接地體的規(guī)定也是全完相同的，即：地下
水管、非可燃、非爆炸性液、氣金屬管道，建筑物的金
屬結(jié)構(gòu)。有著作提到，國外利用鋼筋混凝土基礎(chǔ)的
鋼筋作為自然接地體，已取得較多的經(jīng)驗。現(xiàn)通過
海德堡水泥公司坦桑尼亞TPCC項目的工程實例，
介紹一下國外利用鋼筋混凝土基礎(chǔ)的鋼筋的接地方
式。圖4是鋼筋接地網(wǎng)的示意。
接地電阻可按式(1)計算：
吃=菇音ln爭+擊on麗l 2+A) (1)
其中：Rd：接地電阻，Q；p：土壤的電阻率，Q·m；IDt：
混凝土的電阻率，o·m，在濕土中可取100～200；1：接
求淤工疆型些
萬方數(shù)據(jù)
李成綱：自然接地體在接地系統(tǒng)中的利用
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圖4鋼筋接地網(wǎng)示意
地體總長度，接地體成閉合矩形時為周長，耐；^：接
地體埋深，m，按基礎(chǔ)底層鋼筋埋深計算；A：接地體
的形狀系數(shù)，閉合成矩形時按邊長比，取1．69～3．42
之間；d：混凝土內(nèi)鋼筋的直徑，m；d。：當鋼筋混凝土
體的截面是矩形時，d．：塑塵里，口和6分別是截面
的長、短邊長。也可按式(2)估算： Rb-掣+半-g簪(2)
其中：c為基礎(chǔ)底層鋼筋網(wǎng)到基礎(chǔ)頂層表面的高度；
m；b為基礎(chǔ)底層鋼筋網(wǎng)寬度，m；其他同上。
在鋼筋綁扎的過程中，沿鋼筋外輪廓固定一圈
4mmx40mm的鍍鋅扁鋼，每間隔4～5in與鋼筋做一
個聯(lián)接，注意為不降低鋼筋的強度并不破壞鍍鋅扁
鋼的鍍鋅層，應(yīng)使用專用固定金具，避免焊接。為減
小對混凝土澆鑄時的影響，鍍鋅扁鋼應(yīng)盡量垂直安
裝。扁鋼應(yīng)在混凝土內(nèi)不小于5 cm。接地裝置的引
上方式與其他接地方法的引上方式相同。當接地網(wǎng)
任一方向大于20in時，應(yīng)增加接地扁鋼，使接地環(huán)
在任一方向的距離不大于20m。這與前面提到的超
，曩
過20m接地電阻為0的測量結(jié)果相一致。TPCC項
目中一33．75mxl8．75Ill的獨立建筑物，按上面公式
計算，取混凝土的濕土中的最小電阻率lOOfl·m，取
土壤電阻率18Q-ill，計算結(jié)果為l Q。對接地電阻
的實際測量，因為是在雨季，土壤較濕，任一引出點，
接地電阻值均小于0．5Q。而按拉法基標準，使用
95mE2裸銅線做接地體，取土壤電阻率18Q·l'n，按
水平接地體電阻計算公式(3)計算出的接地電阻約
7．07Q。
n r 2 兄2者徹彘+A) (3)
其中：R。，p，L，h同公式(1)；d：接地體有效直
徑；A：不同接地方式的屏蔽系數(shù)，對截面為圓形的
接地體，取0．48。
3結(jié)語
(1)由于自然接地體與土壤的接觸面積很大，
可以起到均化電壓的作用，更有利于減小跨步電壓，
保障人身安全。
(2)充分利用混凝土基礎(chǔ)的鋼筋做自然接地
體，不但可以取得很好的接地效果，而且還可以節(jié)約
大量有色金屬，有較好的經(jīng)濟效益。
參考文獻
【l】1芮靜康．建筑防雷與電氣安全技術(shù)【M】．北京：中國建筑工業(yè)
出版社．2006．
【2】蘇文成．工廠供電【M1．北京：機械工業(yè)出版社，2004．
【3】航空工業(yè)部第四規(guī)劃設(shè)計研究院．x-／-配電設(shè)計手冊【M】．
水利電力出版社．1983．
(編輯：劉翠榮)(收稿日期：2009-08—22)
(上接第59頁)
關(guān)，將其信號引入車間電氣室的照明配電柜內(nèi)，通過
該開關(guān)投切一組接觸器，通過接觸器來自動投切各
車間照明配電箱的電源。
(3)在中控室設(shè)置一個具有時控、光控或手動
控制功能的控制箱，從該控制箱引出干接點信號。
各車間電氣室或各車間照明配電箱，接入該干接點
信號，并通過接觸器來實現(xiàn)自動投切。
5結(jié)語
綜上所述，在進行水泥工廠照明系統(tǒng)的設(shè)計時，
應(yīng)針對不同場合需求做好光源的選擇，并需根據(jù)國
家規(guī)范要求做照度計算，以保證安裝的燈具數(shù)量可
以滿足所需的照度要求；同時為了節(jié)能，需解決好燈
具的自動投切問題。另為了確保人身安全，保證檢
修照明，需要確保應(yīng)急照明系統(tǒng)的可靠性。
【作者簡介】池圣漢，1971年生，畢業(yè)于上海交通大學工業(yè)電
氣自動化專業(yè)?，F(xiàn)為中材國際南京水泥工業(yè)設(shè)計研究院自
電所主任工程師，注冊電氣工程師。
求辯工程型型
(編輯：劉翠榮)(收稿日期：2010—04—02)
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萬方數(shù)據(jù)

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