接地技術(shù)與檢測(cè)方法
弟一章基礎(chǔ)知識(shí) 弟一節(jié)大地的導(dǎo)電特性
接地電流在地中的分布狀況,除了與電流的頻率有關(guān)外,還和大地的導(dǎo)電特性有關(guān),要解決接地問題,就要了解和掌握大地的導(dǎo)電特性、電學(xué)性質(zhì)和電氣參數(shù),從而選擇合理正確的接地方式。
大地導(dǎo)電歸結(jié)起來無非是兩種導(dǎo)電方式,一種是電子導(dǎo)電,地下如有導(dǎo)體或半導(dǎo)體,比如金屬礦物質(zhì)等,就會(huì)形成電子導(dǎo)電,但大地導(dǎo)電主要是離子導(dǎo)電,即土壤中的各種無機(jī)鹽類或酸、堿離解成的金屬離子導(dǎo)電。而各類無機(jī)鹽或酸、堿又必須在有水的情況下才能離解成導(dǎo)電的離子,換句話說,干燥的土壤或純凈的水是不導(dǎo)電或?qū)щ娔芰懿畹摹K酝寥离娮杪实拇笮≈饕Q于土壤中導(dǎo)電離子的濃度和土壤中的含水量。土壤電阻率是土壤中所含導(dǎo)電離子濃度A的倒數(shù)1/A和單位體積土壤含水量B的倒數(shù)1/B的函數(shù),即
ρ=f(1/A)·f(1/B)
也就是說,土壤中所含導(dǎo)電離子濃度越高,土壤的導(dǎo)電性就越好,ρ就越小;反之就越大。如沙河中,河底的ρ值很大,就是因?yàn)楹拥子捎诹魉臎_刷,導(dǎo)電離子濃度較小所致。土壤越濕,含水量越多,導(dǎo)電性能就越好,ρ值就越小;反之就越大。這就是接地體的接地電阻隨土壤干濕度變化的原因。為什么雨后不宜開展防雷檢測(cè)?請(qǐng)舉例說說水的導(dǎo)電性能。
弟二節(jié)土壤電阻率
土壤電阻率就是土壤阻礙電流通過的能力。物理知識(shí)告訴我們金屬的電阻率很小,而橡膠陶瓷等電阻率很大。而土壤的電阻率與其性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和含水量有關(guān)。
土壤電阻率是接地工程的一個(gè)常用參數(shù),直接影響接地裝置接地電阻的大小、地網(wǎng)地面電位分布、跨步電壓和設(shè)備接觸電壓。因而,了解和掌握土壤電阻率的特點(diǎn),尤其是準(zhǔn)確測(cè)出土壤電阻率,電阻率的分布和變化情況,對(duì)接地工程來說是非常重要的。
類別 | 名稱 | 電阻率近似值(Ω·m) |
土 | 陶粘土 | 10 |
泥炭、泥灰?guī)r、沼澤地 | 20 |
搗碎的木炭 | 40 |
黑土、園田土、陶土 | 50 |
白堊土、粘土 | 60 |
砂質(zhì)粘土 | 100 |
黃土 | 200 |
含砂粘土、砂土 | 300 |
河灘中的砂 | 1300 |
煤 | — |
多石土壤 | 400 |
上層紅色風(fēng)化粘土下層紅色頁巖 | 500(30%濕度) |
表層土夾石,下層礫石 | 600(15%濕度) |
砂 | 砂、砂礫 | 1000 |
砂層深度大于10m,地下水較深的草原,地面粘土深度不大于1.5m,底層多巖石 | 1000 |
巖石 | 礫石、碎石 | 5000 |
多巖山地 | 5000 |
花崗巖 | 20000 |
混 凝 土 | 在水中 | 40~55 |
在濕土中 | 100~200 |
在干土中 | 500~1300 |
在干燥的大氣中 | 12000~18000 |
礦 | 金屬礦石 | 0.01~1 |
水 | 海水 | 1~5 |
湖水、池水 | 30 |
泥水 | 15~20 |
泉水 | 40~50 |
地下水 | 20~70 |
溪水 | 50~100 |
河水 | 30~600 |
地的電阻率(Ω·m)和組對(duì)介電系數(shù)
序號(hào) | 名稱 | 電阻率ρ(Ω·m) |
潮濕狀態(tài) | 干燥狀態(tài) |
1 | 花崗巖 | 103 | 106 |
2 | 正長(zhǎng)巖 | 103 | 106 |
3 | 閃長(zhǎng)巖 | | 106 |
4 | 輝長(zhǎng)巖 | 104 | 106 |
5 | 玄武巖 | | 106 |
6 | 輝綠巖 | 104 | 107 |
7 | 安山巖 | 103 | |
8 | 片麻巖 | 104 | 108 |
9 | 頁巖 | 102~103 | |
10 | 大理巖 | 104 | 108 |
11 | 石灰?guī)r | 102~103 | 108~108 |
12 | 砂巖 | 10~103 | 103~108 |
13 | 煤 | 102~104 | 105 |
14 | 粘土 | 10~104 | 107 |
15 | 土壤 | 10~103 | 103~104 |
16 | 水 | | |
弟三節(jié)人工改善土壤電阻率的方法
接地電阻的值主要由接地電極的尺寸和土壤的電阻率決定。來降低接地電阻要做認(rèn)真的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,從而找出濟(jì)經(jīng)濟(jì)合理的辦法來,而改善土壤電阻率就是其中行之有效的方法。
降低接地電極附近土壤的電阻率,在一定程度上相當(dāng)于加大了接地電極的尺寸,所以可以起到降低接地電阻的作用。
大型接地網(wǎng),要采用外延、擴(kuò)網(wǎng)、立體地網(wǎng)和改善土壤電阻率等綜合措施來降低接地電阻。對(duì)于小型接地網(wǎng)和輸電線路的桿塔的接地處理,改善土壤電阻率是行之有效的方法之一。
常用的人工改善接地電極土壤電阻率的方法有換土法、降阻劑法,它們主要是在接地體周圍施加降阻劑。
降阻劑的機(jī)理:
1.增大接地體的有效截面。
2.消除接觸電阻。
3.隨著降阻劑的滲透,改善接地體周圍的土壤電阻率,因?yàn)樵黾油寥乐械膶?dǎo)電離子的濃度。
4.降阻劑的吸水性和保水性改善并保持土壤導(dǎo)電性能。
通用的降阻劑有木炭、石墨、導(dǎo)電水泥和膨潤(rùn)土等。選用降阻劑主要考慮其降阻性、防雷性、穩(wěn)定性、長(zhǎng)效性和污染問題。