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為了達到降低接地網接地電阻的目的,首先需要從理論上研究降低接地電阻的方法。從公式R=ρε/C可以看出,降低接地電阻有兩種方式。一是增加接地體的幾何尺寸以增加接地體的電容C;二是改善地質電性能,降低地電阻。率和介電常數ε。下面討論一些降低接地電阻的方法。
1.增加接地網的面積
從接地電阻的物理概念來看,接地電阻率ρ和介電系數ε不易改變,而接地電阻R與接地網電容C成反比:理論上接地網電容C主要由其面積決定大小,和面積成正比,所以接地網面積與接地電阻成反比。降低接地網的接地電阻,增加接地網的面積是可行的。由多個水平接地體組成的接地網可以近似地看成一個孤立的平板。當平板面積增加一倍時,接地電阻降低29.3%。
2.增加垂直接地體
根據電容的概念,增加一個垂直接地體可以增加接地網的電容。當增加的垂直接地體的長度與接地網的長度和寬度相當時,接地網會從扁平接地體變為半球形接地體,電容會大大增加,接地電阻會增加。大大減少。小的。可以得到,深度為0、半徑為r的圓盤與半徑為r的半球形電容之間的比值為4εr/2πεr,接地電阻降低了36%。然而,對于大型接地網,電容主要由其面積大小決定。附在接地網上的長度有限(2~3m)的垂直接地體不足以改變決定電容器尺寸的幾何尺寸,因此電容增加不大,接地電阻也沒有降低多少. 因此,大型接地網不應增加垂直接地體作為降低接地電阻的主要方法。垂直接地體僅用于加強集中接地以驅散雷電流。
3.人為提高地電阻率
在高電阻率地區采用人工提高接地電阻率的方法,對降低接地電阻有一定的效果。例如,對于一個半徑為r的半球形地體,其50%的接地電阻集中在從地體表面到距離球心2r的半圓內。如果降低 r 和 2r 之間的土壤電阻率,則接地電阻會大大降低。
假設原位電阻率為ρ2,將電阻率ρ2在r~2r范圍內的土壤換成電阻率ρ1低的材料,則半球形接地體的接地電阻為:RX=(ρ1 +ρ2)/4лr
更換前的接地電阻RX為:RX=ρ2/2πr
R與RX之比為:R/RX=(ρ1+ρ2)/2ρ2
當ρ1<ρ2時,上式改寫為:R=RX/2=ρ2/4πr
因此,接地電阻降低的百分比為 50%。另外,從式5.1可以看出,用低電阻率材料代替半球附近的高電阻率土壤,相當于將半球接地體的半徑從R增加到2R。由于接地體幾何尺寸的增大,接地電阻減小。
4.深埋接地體
當接地電阻率隨著地深的增加而迅速減小時,可采用深埋接地體的方法降低接地電阻。地表電阻率隨深度減小的規律,往往在達到一定深度后,地表電阻率會突然降低很多。因此,利用大地的性質,將接地體深埋后,使接地體深入到地電阻率較低的地層中,通過較小的地電阻率達到降低接地電阻的目的。
對于地表電阻率不隨地層深度增加而降低很多的地方,由于地表電阻率變化不大,增加接地網的埋深只會增加接地網的電容。利用電容器的概念,電容器具有在電場中儲存能量的能力。它儲存的能量不是儲存在極板上,而是儲存在整個電介質中,也就是在整個發電廠中:電介質中的能量密度不僅與介電系數和電場分布有關。因此,與接地網的幾何尺寸相比,有限的埋深要小得多,增加的用于儲存能量的介質空間極為有限;有限空間內的能量密度小,儲存的總能量增加不大,即電容增加不大,所以對降低接地電阻影響不大,不適合使用該方法深埋接地體,降低接地電阻。深埋接地體和鋪設水下接地網可大大降低直流電阻,但對降低交流電阻作用不大。因此,標不推薦使用這種方法。但結合基地航天測試的實際情況,主要是低頻信號。這種方法簡單,效果明顯,可以使用。因此對降低接地電阻影響不大,不宜采用深埋接地體的方法降低接地電阻。深埋接地體和鋪設水下接地網可大大降低直流電阻,但對降低交流放電阻作用不大。因此,標不推薦使用這種方法。但結合基地航天測試的實際情況,主要是低頻信號。這種方法簡單,效果明顯,可以使用。因此對降低接地電阻影響不大,不宜采用深埋接地體的方法降低接地電阻。深埋接地體和鋪設水下接地網可大大降低直流電阻,但對降低交流電阻作用不大。因此,標不推薦使用這種方法。但結合基地航天測試的實際情況,主要是低頻信號。這種方法簡單,效果明顯,可以使用。因此,標不推薦使用這種方法。但結合基地航天測試的實際情況,主要是低頻信號。這種方法簡單,效果明顯,可以使用。因此,標不推薦使用這種方法。但結合基地航天測試的實際情況,主要是低頻信號。這種方法簡單,效果明顯,可以使用。
5.鋪設水下接地網
在有合適水源的地方鋪設水下接地網,由于水的電阻率遠小于地面的電阻率,可以達到更明顯的降低接地電阻的效果。而且鋪設水下接地網的施工比較簡單,接地電阻比較穩定,運行可靠,但需要注意的是水下接地網與接地物體的距離一般不超過1000米。
6.利用自然接地體
充分利用混凝土結構中的鋼骨架、金屬接頭、水金屬管等自然接地體,是降低接地電阻的有效措施。加強了接地帶的連接效果。
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