接地电阻常用计算公式

1、第3章接地电阻常用计算公式木章计算式基本被编入作者提供下载的Excel程序中，读者可直接采用。3.1半球.圆盘工频接地电阻公式/半球半径（m ）。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。与地面齐平的置于均匀土壤中的圆盘接地电阻公式为R二熙(3-2 )4 ys=p_4r式中p土壤电阻率（Qm ）;S圆盘面积（m2 ）;/圆盘半径或者与接地网面积S等值的圆半径（m）。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 （3-6）.式（3-7）o3.2常用人工接地极工频

2、接地电阻公式垂直接地极的接地电阻计当/»时，有第3章接地电阻常川il篦公式#R=& （ In - 1 ）（ 3-3 ）2 ma式中R垂直接地极的接地电阻（Q ）;p土壤电阻率（Q m ）;I垂直接地极的长度（m）;d接地极用圆钢时，圆钢的直径（m）。当用其他形式钢材时，d等效直 径应按下式计算（见图3-3）：钢管d=d扁钢"二#等边角钢rf=O. 846不等边角钢d=0.71務厶（叶+屁）0Hq图32垂心:接地极的示意图图33几种形式钢材的计算用尺寸3 2.2不同形状水平接地极的接地电阻计第3章接地电阻常川il篦公式#第3章接地电阻常川il篦公式#计算式如下:(3-

3、4 )R境（吐+A）式中R水平接地极的接地电阻（Q ）;I水平接地极的总长度（m）; h水平接地极的埋设深度（m ）;d水平接地极的直径或等效直径（m ）;A水平接地极的形状系数。水平接地极的形状系数可采用表31所列数值。表31水平接地极的形状系数A水平接地极形状LAo+X形状系数A-0.6-0. 1800. 480. 8912. 193.034.715. 653.3架空线路杆塔接地电阻的计算杆塔水平接地装置的T频接地电阻可利用下式计算：人二芒7仏竺（3）式中，儿和厶按表32取值。表32式（35 ）中的参数接地装置种类形找参数铁塔接地装置2At =1.76L =4( /| +12 )钢筋混凝土

4、杆辐射形接地装置X4, =2.0L =4Zj +12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。3.4网状接地极接地电阻计算式下面根据标准DL/T 621- 地电阻值。-1997交流电气装置的接地中推荐的方法计算接3.4.1水平接地极为主边缘闭合的复合接地极（接地网）的接地电阻精确第3章接地电阻常川il篦公式#第3章接地电阻常川il篦公式31可利用下式计算:(3-6 ) 式中Rn任意形状边缘闭合接地网的接

5、地电阻（Q ）;心等效（即等面积、等水平接地极总长度）方形接地网的接地电阻 （0 ）;S接地网的总面积（m2 ）;d水平接地极的直径或等效直径（m ）;h水平接地极的埋设深度（m ）;厶）接地网的外缘边线总长度（m）;L水平接地极的总长度（m ）o简化计算34. 2水平接地极为主边缘闭合的复合接地极（接地网）的接地电阻常用如下简化公式计算：/?二05卫-（3-7 ）式中S接地网的总面积（m2 ）o该简化公式系rh如下圆盘公式修正而成的:R二李24后=0. 443 2简化式（3-7 ）计算结果比圆盘公式计算结果高12. 8% , 一般较实际水平地网 接地电阻值偏高，但误差显然低于12. 8% o

6、根据DL/T 6211997交流电气装置的接地，可用式（3-7 ）近似计算S > 100 m2的闭合接地网接地电阻。尽管误差略偏大，但简化式式（3-7）却是当前计算变电站等大型地网最常用 的公式。尽管式（36）相对粘确、误差较小，但却鲜有人用。究其原因主要有 两点：1 ）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12. 8%很多倍，此时在以式（3-6 ）精确求解意义不大。2）简化式（37）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

7、不划算，而目.还容易影响电网的及时运 行，所造成的整体战略损失更大。3. 5变电站接地电阻的计算有关变电站地网接地电阻的计算，IEEE Std 802000推荐以下几个公式。35.1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：(3-8 )式中/?g变电所的接地电阻（Q ）; p土壤电阻率（Qm ）;S接地网的面积（m2 ）0第二步，在上式中增加一项可得到变电所接地电阻的上限。(3-9)式中 S整个被埋导体的长度（m ）o在均匀土壤和地网右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s的计算偏于保守，因为通常接地棒每单位长度散流更

8、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s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（39 ）为R广p4-1 +h 720/S式中h地网深度（m ）。(3-10 )从下表提供5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（310）进行计算，典型的地网接地电阻值见表33。表33典型的地网接地电阻值土壤结构参数变电站1沙和沙砾变电站2 砂质粘土变电站3 沙和粘土变电站4 沙和沙砾变电站5 土和粘土电阻率（a“】）200080

9、0200130028.0地网面积（m2 ）14085661175114645711埋深（m ）95128965411164914R,（计算值）（2）25.74. 972. 5516. 150.91件（测量值）（ft）39.04. 103.651& 200.21式（3-10）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（3-10）中采用这个平均电阻率，则通常由式（3-10）计算的电阻 要比直接从实际中测量的电阻要大。表33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。3. 5. 2复合地网

10、接地电阻值的计算水平地网（网状水平接地极）的接地电阻龟，垂直接地极接地电阻为尺2,水(3-11 )(3-12 )平地网和垂直接地极之间互接地电阻心“总的系统电阻&为广血+心-2心式中R、水平地网的接地屯阻（Q ）;R2所有垂直接地极的接地电阻（Q ）; 心水平地网和垂直接地极之间互接地电阻（Q）。水平地网接地电阻为/? = - L In （）+ 一 k2认 a ys式中p土壤电阻率（Qm ）;Lc所有连接的水平接地极的总长度（m ）;N对于埋深为h的导体值为何,或等于大地表面导体的半径n （ m ）; a导休的半径（m ）;S导体覆盖的面积（m2 ）;k、，嘉系数，见图34和图35。所

11、有垂直接地极的接地电阻为/?2=5111（*）一1+储皿-1门（3-13）式中 5每根垂直接地极的长度（m ）;b垂直接地极的半径（m ）;%在面积为S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心=护 In （牛）+歩-他 + 1 （3-14）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。33接地设程实践#接地设程实践1.400.85、y、B、°、1.351.201.151.101.051.000.950.901.301.253456长度与宽度的比值曲线月-对于深度 =0 = -0.04x4-1.41 曲线-对于

12、深度h =需/Oiyn "0.05X+1.20曲线c-对于深度=-0.05x + 1.1318 3-4系数人曲线4对于深度方=0/j=O.15x+5.5O曲线-对于深度“帯術煎7i =0.10x+4.68曲线C-对于深度/尸*丿顾乙=一005卄440图35系数他3.6两层土壤的接地电阻计算公式3. 6.1 水平地网如果土壤在水平方向具有两个剖面结构 （见图36）,则以下式计算水平地网接地电Sr阻值：R=朋 （3-15）p +p2式中S、s?分别为覆盖电阻率为p、0的土壤的面积（n?）；PrS=S +s?S接地网总面积（nr ）o如果垂直方向具有两层结构（见图3-7 ）,则以下式计算接

13、地电阻值：图3-6在水平方向上具有两个剖面结构的土壤0. 5K(P2 一P) +P(3-16 )式中P、P2上、下层土壤电阻率;第3章接地电阻常川il篦公式35接地网总面积；系数，可由图38查出，方法如下：先从图38左下角选定的接 地网面积S作水平线与视在电阻率曲线常数X相交；然后市交点 向上作垂线与网孔个数曲线N相交；从此交点向右作水平线与图 右上角接地体半径曲线R相交；再由新交点向下作垂线与接地网 长宽比厶:曲线相交；最后由交点向右作水平线即得K。视电阻 率曲线常数b'=3H; /为第一层土壤的深度，单位为m。第3章接地电阻常川il篦公式#第3章接地电阻常川il篦公式#图37在垂玄

14、方向I:具有两层结构的土壤N2567 6 5 4 o o o O3 O2ON 丄a)64 gsoowoooo(X)册8070駅4030208765 4 3 2 I第3章接地电阻常川il篦公式#第3章接地电阻常川il篦公式#图38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人的关系37接地设il JT程实践3. 6. 2垂直接地极垂直接地极穿过两层土壤时（见图3-9 ）,通 过下式计算接地电阻值：g芻0仔L<H、则几=P1厶"，贝 IjpaPP2y(P2 "Pi)+Pi(P2 +P1)/2nH +12(n-l)H + Z(3-17 )(3-18 )(3-19 )(3-20