接地电阻常用计算公式

第猿章摇接地电阻常用计算公式本章计算式基本被编入作者提供下载的耘曾糟藻造程序中，读者可直接采用。猿郾员摇半球、圆盘工频接地电阻公式图猿鄄员摇半球模型猿郾员郾员摇半球如图猿鄄员所示，与地表齐平的均匀土壤中半球接地电阻公式为砸越ρ圆π则（猿鄄员）式中摇ρ———土壤电阻率（Ω·皂）；则———半球半径（皂）。半球接地最不经济，其公式几无实际意义，但可以用来更好地帮助理解接地，后面会有详述。猿郾员郾圆摇圆盘与地面齐平的置于均匀土壤中的圆盘接地电阻公式为摇砸越槡π源ρ槡杂越ρ源则（猿鄄圆）式中摇ρ———土壤电阻率（Ω·皂）；杂———圆盘面积（皂圆）；则———圆盘半径或者与接地网面积杂等值的圆半径（皂）。圆盘（或平板）接地极不经济，其公式也无实际意义，但有助更好地理解接地，另外，在此基础上衍生出来的网状接地电阻公式被广为采纳（参见后面的式（猿鄄远）、式（猿鄄苑））。猿郾圆摇常用人工接地极工频接地电阻公式猿郾圆郾员摇垂直接地极的接地电阻计算当造跃跃凿时，有砸越ρ圆π造（造灶愿造凿原员）（猿鄄猿）式中摇砸———垂直接地极的接地电阻（Ω）；ρ———土壤电阻率（Ω·皂）；造———垂直接地极的长度（皂）；凿———接地极用圆钢时，圆钢的直径（皂）。当用其他形式钢材时，凿等效直径应按下式计算（见图猿鄄猿）：钢管摇摇摇摇摇摇摇凿越凿员扁钢凿越遭圆等边角钢凿越园郾愿源遭不等边角钢凿越园郾苑员源遭员遭圆（遭圆员垣遭圆圆槡）图猿鄄圆摇垂直接地极的示意图图猿鄄猿摇几种形式钢材的计算用尺寸猿郾圆郾圆摇不同形状水平接地极的接地电阻计算计算式如下：砸越ρ圆π造（造灶造圆澡凿垣粤）（猿鄄源）式中摇砸———水平接地极的接地电阻（Ω）；造———水平接地极的总长度（皂）；澡———水平接地极的埋设深度（皂）；凿———水平接地极的直径或等效直径（皂）；粤———水平接地极的形状系数。水平接地极的形状系数可采用表猿鄄员所列数值。·苑圆·第猿章摇接地电阻常用计算公式表猿鄄员摇水平接地极的形状系数粤水平接地极形状形状系数粤原园郾远原园郾员愿园园郾源愿园郾愿怨员圆郾员怨猿郾园猿源郾苑员缘郾远缘猿郾猿摇架空线路杆塔接地电阻的计算杆塔水平接地装置的工频接地电阻可利用下式计算：砸越ρ圆π蕴造灶蕴圆澡凿垣粤贼（猿鄄缘）式中，粤贼和蕴按表猿鄄圆取值。表猿鄄圆摇式（猿鄄缘）中的参数接地装置种类形摇摇状参摇摇数铁塔接地装置粤贼越员郾苑远蕴越源（造员垣造圆）钢筋混凝土杆辐射形接地装置粤贼越圆郾园蕴越源造员垣造圆铁塔接地装置最经济高效，不仅适用于输电线路杆塔，同样适合于雷达、通信等远离人群的基站铁塔。钢筋混凝土杆辐射形接地装置最典型。除了对跨步电压、接触电压较高的变电站、水电厂等人员密集处的接地装置外，一般均应采取类似上述辐射形接地方案。猿郾源摇网状接地极接地电阻计算式下面根据标准阅蕴辕栽远圆员—员怨怨苑《交流电气装置的接地》中推荐的方法计算接地电阻值。猿郾源郾员摇水平接地极为主边缘闭合的复合接地极（接地网）的接地电阻———精确计算摇摇可利用下式计算：砸灶越葬员砸藻（猿鄄远）葬员越猿造灶蕴园槡杂原园郾圆槡杂蕴园砸藻越园郾圆员猿ρ槡杂（员垣月）垣ρ圆π蕴造灶杂怨澡凿原缘月·愿圆·接地设计与工程实践书书书月越员员垣源郾远澡槡杂式中摇砸灶———任意形状边缘闭合接地网的接地电阻（Ω）；砸藻———等效（即等面积、等水平接地极总长度）方形接地网的接地电阻（Ω）；杂———接地网的总面积（皂圆）；凿———水平接地极的直径或等效直径（皂）；澡———水平接地极的埋设深度（皂）；蕴园———接地网的外缘边线总长度（皂）；蕴———水平接地极的总长度（皂）。猿郾源郾圆摇水平接地极为主边缘闭合的复合接地极（接地网）的接地电阻———简化计算常用如下简化公式计算：砸越园郾缘ρ槡杂（猿鄄苑）式中摇杂———接地网的总面积（皂圆）。该简化公式系由如下圆盘公式修正而成的：砸越槡π源ρ槡杂≈园郾源源猿ρ槡杂简化式（猿鄄苑）计算结果比圆盘公式计算结果高员圆郾愿豫，一般较实际水平地网接地电阻值偏高，但误差显然低于员圆郾愿豫。根据阅蕴辕栽远圆员—员怨怨苑《交流电气装置的接地》，可用式（猿鄄苑）近似计算杂跃员园园皂圆的闭合接地网接地电阻。尽管误差略偏大，但简化式式（猿鄄苑）却是当前计算变电站等大型地网最常用的公式。尽管式（猿鄄远）相对精确、误差较小，但却鲜有人用。究其原因主要有两点：员）目前设计单位普遍不精确分析大型站址土壤分层状况，对土壤电阻率的估值误差一般都会超过员圆郾愿豫很多倍，此时在以式（猿鄄远）精确求解意义不大。圆）简化式（猿鄄苑）计算值较实际值偏大，所设计出的方案更加保守，更容易成功降阻，是当下的最佳策略。否则，一旦降阻失败，则得进行两次甚至三次改造，各种额外的重复投资将会高得多，很不划算，而且还容易影响电网的及时运行，所造成的整体战略损失更大。·怨圆·第猿章摇接地电阻常用计算公式猿郾缘摇变电站接地电阻的计算有关变电站地网接地电阻的计算，陨耘耘耘杂贼凿愿园—圆园园园推荐以下几个公式。猿郾缘郾员摇简化计算第一步近似，水平地网在均匀土壤变电站接地系统的最小值可由一个在地表的金属圆盘公式计算：砸早越ρ源π槡杂（猿鄄愿）式中摇砸早———变电所的接地电阻（Ω）；ρ———土壤电阻率（Ω·皂）；杂———接地网的面积（皂圆）。第二步，在上式中增加一项可得到变电所接地电阻的上限。砸早越ρ源π槡杂垣ρ蕴栽（猿鄄怨）式中摇蕴栽———整个被埋导体的长度（皂）。在均匀土壤和地网有接地棒连接在一起时，水平导体和接地棒连接在一起的长度将使对蕴栽的计算偏于保守，因为通常接地棒每单位长度散流更有效。第二步考虑了一个事实，即任何由许多导体组成的实际接地系统的电阻要比一块实心金属板的电阻高。随着所埋导体的长度的增加，这个区别将会减小，并且当蕴栽达到无限长度时，这种区别将趋近于零，即达到一块实心板的条件。为了考虑地网深度的影响，扩展式（猿鄄怨）为砸早越ρ员蕴栽垣员圆园槡杂员垣员员垣澡圆园槡辕杂（猿鄄员园）式中摇澡———地网深度（皂）。从下表提供缘个不同的变电所的计算电阻率和实际测量电阻率比较的一些情况。用式（猿鄄员园）进行计算，典型的地网接地电阻值见表猿鄄猿。表猿鄄猿摇典型的地网接地电阻值土壤结构参数变电站员沙和沙砾变电站圆砂质粘土变电站猿沙和粘土变电站源沙和沙砾变电站缘土和粘土电阻率（Ω·皂）圆园园园愿园园圆园园员猿园园圆愿郾园地网面积（皂圆）员源园愿缘远远员员苑缘员员源远源缘苑员员埋深（皂）怨缘员圆愿怨远缘源员员员远源怨员源砸早（计算值）（Ω）圆缘郾苑源郾怨苑圆郾缘缘员远郾员缘园郾怨员砸早（测量值）（Ω）猿怨郾园源郾员园猿郾远缘员愿郾圆园园郾圆员·园猿·接地设计与工程实践式（猿鄄员园）中，经常用所有测量的电阻率的一个平均值来代替均匀土壤电阻率。如果在式（猿鄄员园）中采用这个平均电阻率，则通常由式（猿鄄员园）计算的电阻要比直接从实际中测量的电阻要大。表猿鄄猿中所显示的这些计算的和测量的电阻值并没有反映这种倾向，因为计算是建立在“在现场所测的电阻率的最低平均值”的基础上的。猿郾缘郾圆摇复合地网接地电阻值的计算水平地网（网状水平接地极）的接地电阻砸员，垂直接地极接地电阻为砸圆，水平地网和垂直接地极之间互接地电阻砸皂。总的系统电阻砸早为砸早越砸员砸圆原砸圆皂砸员垣砸圆原圆砸皂（猿鄄员员）式中摇砸员———水平地网的接地电阻（Ω）；砸圆———所有垂直接地极的接地电阻（Ω）；砸皂———水平地网和垂直接地极之间互接地电阻（Ω）。水平地网接地电阻为砸员越ρπ蕴糟［造灶（圆蕴糟葬忆）垣噪员蕴糟槡杂原噪圆］（猿鄄员圆）式中摇ρ———土壤电阻率（Ω·皂）；蕴糟———所有连接的水平接地极的总长度（皂）；葬忆———对于埋深为澡的导体值为葬圆槡澡，或等于大地表面导体的半径葬（皂）；葬———导体的半径（皂）；杂———导体覆盖的面积（皂圆）；噪员，噪圆———系数，见图猿鄄源和图猿鄄缘。所有垂直接地极的接地电阻为砸圆越ρ圆π灶砸蕴砸［造灶（源蕴砸遭）原员垣圆噪员蕴砸槡杂（灶槡砸原员）圆］（猿鄄员猿）式中摇蕴砸———每根垂直接地极的长度（皂）；遭———垂直接地极的半径（皂）；灶砸———在面积为杂上所布置的垂直接地极的数量。水平地网和垂直接地极之间互接地电阻为砸皂越ρπ蕴糟［造灶（圆蕴糟蕴则）垣噪员蕴糟槡杂原噪圆垣员］（猿鄄员源）水平地网和垂直接地极结合而成的接地电阻低于单独部分的接地电阻，但仍然高于它们并联的接地电阻值。·员猿·第猿章摇接地电阻常用计算公式图猿鄄源摇系数噪员图猿鄄缘摇系数噪圆猿郾远摇两层土壤的接地电阻计算公式图猿鄄远摇在水平方向上具有两个剖面结构的土壤猿郾远郾员摇水平地网如果土壤在水平方向具有两个剖面结构（见图猿鄄远），则以下式计算水平地网接地电阻值：砸越园郾缘ρ员ρ圆槡杂ρ员杂槡圆垣ρ圆杂槡员（猿鄄员缘）式中摇杂员、杂圆———分别为覆盖电阻率为ρ员、ρ圆的土壤的面积（皂圆）；杂———接地网总面积（皂圆）。如果垂直方向具有两层结构（见图猿鄄苑），则以下式计算接地电阻值：砸越园郾缘运ρ圆原ρ员垣ρ员槡杂（猿鄄员远）式中摇ρ员、ρ圆———上、下层土壤电阻率；·圆猿·接地设计与工程实践杂———接地网总面积；运———系数，可由图猿鄄愿查出，方法如下：先从图猿鄄愿左下角选定的接地网面积杂作水平线与视在电阻率曲线常数遭忆相交；然后由交点向上作垂线与网孔个数曲线晕相交；从此交点向右作水平线与图右上角接地体半径曲线砸相交；再由新交点向下作垂线与接地网长宽比蕴颐月曲线相交；最后由交点向右作水平线即得运。视电阻率曲线常数遭忆≈猿匀；匀为第一层土壤的深度，单位为皂。图猿鄄苑摇在垂直方向上具有两层结构的土壤图猿鄄愿摇地网面积、视在电阻率、网孔个数、接地体半径、接地网长宽比与系数运的关系·猿猿·第猿章摇接地电阻常用计算公式猿郾远郾圆摇垂直接地极图猿鄄怨摇垂直接地极穿过两层土壤垂直接地极穿过两层土壤时（见图猿鄄怨），通过下式计算接地电阻值：砸越ρα圆π造（造灶源造凿垣悦）（猿鄄员苑）蕴约匀，则ρα越ρ员（猿鄄员愿）蕴跃匀，则ρα越ρ员ρ圆匀造ρ圆原ρ员垣ρ员（猿鄄员怨）悦越∑!灶越员ρ圆原ρ员ρ圆垣ρ员灶造灶圆灶匀垣造圆灶原员匀垣造（猿鄄圆园）猿郾苑摇接地模块接地电阻计算式长、宽、高分别为葬、遭、糟的长方块状接地极，埋深为澡，其接地电阻计算式为砸越ρ源π葬遭π原糟槡圆泽蚤灶原员葬遭π原糟槡圆葬遭槡π垣ρ源π澡（猿鄄圆员）澡跃葬圆时，式（猿鄄圆员）基本准确。澡约葬圆时，式（猿鄄圆员）偏大。长为造、直径为凿的圆柱形接地极埋深为澡，其接地电阻计算式为砸员越ρ源π造员原（凿造）槡圆造灶员垣员原（凿造）槡圆员原员原（凿槡造）圆垣ρ源π澡（猿鄄圆圆）澡跃造圆时，式（猿鄄圆圆）基本准确。澡约造圆时，式（猿鄄圆圆）偏大。·源猿·接地设计与工程实践