接地电阻是接地装置技术要求中最基本的技术指标。原则上要求接地装置的接地电阻越小越好。降低接地电阻,通常有以下几种措施。
1.人工处理土壤
在接地体周围土壤中加入食盐、炉灰、焦灰、煤渣、炭沫等可以提高土壤的导电率。其中最常用的是食盐,因为食盐价格低廉,改善土壤电阻系数的效果较好,且受季节性变动较小。处理方法是在每根接地体的周围挖直径为0.5~1.0m的坑,将食盐和土壤一层隔一层地依次填入坑内。食盐层的厚度通常约为1cm,土壤的厚度大约为10cm,每层盐都要用水湿润,一根管形接地体的耗盐量约为30~40kg。这种方法可将砂质土壤的接地电阻降为原来的1/6~1/8,而在砂质黏土中则可降为原来的2/5~1/3,如果再加入10kg左右的木炭,效果会更好。但是,该法对含石及岩石较多的土壤效果不大,会降低接地体的稳定性,也会加速接地体的锈蚀,并且会因为盐的逐渐溶化流失而使接地电阻慢慢变大,所以2年左右需进行一次处理。
2.更换土壤
利用黑土、黏土、泥炭及砂质黏土等代替原有较高电阻系数的土壤,必要时也可使用焦炭、木炭等。置换的范围是在接地体周围1~2m的范围内和近地面侧大于等于接地极长的1/3区域内。这样处理后,接地电阻可减小为原来的3/5左右。这种取土置换方法耗费较多人力和工时,一般用于多岩石的地区,如高山、坡地等。
3.多支外引式接地装置
如果接地装置附近有导电良好及不冻的河流湖泊、水井、泉眼、水库等土壤电阻率较低的地方,则可利用该处制作接地极,或者敷设水下接地网,以降低接地电阻。外引接地装置应避开人行道,以防跨步电压电击,但在设计、安装时,必须考虑连接接地极干线自身电阻所带来的影响。因此,外引式接地极长度不宜超过100m。
4.深埋接地极
如果周围土壤电阻率不均匀,地下深处的土壤或水的电阻率较低,可采取深埋接地极来降低接地电阻阻值。这种方法对含砂土壤最有效果。据有关资料表明,若3m深处的土壤电阻系数为100%,4m深处为75%,5m深处为60%,6.5m深处为50%,9m深处为20%,这种方法可以不考虑土壤冻结和干枯所增加的电阻系数,受季节影响小,但施工困难,土方量大,造价高,在岩石地带困难更大。
5.利用接地电阻降阻剂(www.xing528.com)
在接地极周围敷设了降阻剂后,可以起到增大接地极外形尺寸、降低接触电阻的作用。一方面,降阻剂能向周围土壤渗透,降低周围土壤的电阻率,在接地体周围形成一个变化平缓的低电阻率区域;另一方面,降阻剂表面有活性剂,粒度较细,吸水后施于接地体与土壤间,能够使金属与土壤紧密地接触,形成足够大的电流流通面,有效减小接地电阻。降阻剂具有导电性能良好的强电解质和水分,这些强电解质和水分被网状胶体包围,网状胶体的空格又被部分水解的胶体所填充,使它不至于随地下水和雨水流失,因而能长期保持良好的导电作用,这是目前采用的一种较新和积极推广普及的方法。
6.采用导电性混凝土
在水泥中掺入碳质纤维作为接地极使用,如在1m3水泥中掺入约100kg的碳质纤维,制成半球状(直径为1m)的接地极。经测定,与普通混凝土相比,导电性混凝土的工频接地电阻通常可降低30%左右。这种方法常用于防雷接地装置。为了能够进一步降低冲击接地电阻,还可以同时在导电性混凝土中埋入针状接地极,使放电电晕能够从针尖连续地波及碳质纤维,这对降低冲击接地电阻阻值有明显的作用。
7.钻孔深埋法
钻孔深埋法所采用的垂直接地体长度一般视地质条件为5~10m,接地体通常采用直径20~75mm圆钢。不同直径的圆钢对接地电阻值的影响很小。这种方法适用于建筑物拥挤或敷设接地网的区域狭窄等场合,也适用于多石的岩盘地区。采用本法施工的接地体,受季节影响小,可获得稳定的接地电阻值。同时由于深埋,也可使跨步电压显著减小,有利于保障人身安全。此外,钻孔深埋法对含砂土壤最有效,因其含砂层大都处在3m以内的表面层,而地层深处的土壤电阻系数较低。本法施工方便,成本不高,效果显著,被广泛运用。
8.使用高导活性离子接地单元
90%的接地电阻一般都在垂直接地体周围的范围内,使用较大垂直接地体时,接地体的直径对接地电阻的影响不大。因此,可以从改变接地体周围壳层的土壤电阻率来解决接地体接地电阻问题,通过引入高导活性离子的方法使土壤电阻率得以下降。这些溶液在外填充剂的吸收作用下,均匀地流入土壤,在土壤中形成导电良好的电解离子土壤,特别是在石头山、土壤少的地区,电解液可沿石山纵深方向渗透,使原来导电率极差的高山地质结构形成一条良好的电解质均匀等电压导电通道,大大降低原土壤中接地土壤的电阻率,极大程度地减少接地极与周围土壤的电阻率。
9.灌注法
在管形接地体的管壁上每隔10~15cm距离钻上几个小孔,孔径1cm左右,然后将各管打入地中,再把食盐或硫酸铜等物品的饱和溶液灌入管内,让液体自动地通过管壁的小孔流入地中,从而达到降低接地电阻的目的。
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