一、接地體材料與結構
接地體材質
接地體的導電性能直接影響接地電阻。常用材料如銅包鋼、鍍鋅鋼、純銅等,其中純銅導電性最佳(電阻率約 1.7×10??Ω?m),但成本高;鍍鋅鋼(電阻率約 1.0×10??Ω?m)性價比高,若材料氧化或腐蝕,電阻率會升高,導致接地電阻增大。
案例:在潮濕土壤中,鍍鋅鋼接地體若鍍層破損,易生銹腐蝕,接地電阻可能從初始的 5Ω 升至 15Ω 以上。
接地體尺寸與布置
接地體的長度、直徑及數量會影響散流面積。例如,垂直接地體長度每增加 1 米,接地電阻可降低約 10%-20%;多根接地體并聯(需間隔≥5 米)可減小總電阻,但超過一定數量后效果減弱(如 4 根并聯電阻約為單根的 40%-50%)。
示例:單根 2.5 米長、50mm 直徑的鍍鋅鋼接地體,接地電阻約 15Ω;若采用 3 根并聯并輔以水平接地體,電阻可降至 5Ω 以下。
二、土壤條件
土壤電阻率
土壤電阻率是影響接地電阻的核心因素,其值與土壤類型、濕度、溫度、含鹽量等相關:
土壤類型:黏土(電阻率約 10-100Ω?m)、沙土(約 100-1000Ω?m)、巖石(>1000Ω?m),電阻率越高,接地電阻越大。
濕度:土壤含水率在 10%-30% 時,電阻率隨濕度增加顯著降低(如含水率從 10% 升至 20%,沙土電阻率可從 500Ω?m 降至 200Ω?m),但超過 30% 后降幅變緩。
溫度:當溫度低于 0℃時,土壤中的水分結冰,電阻率可驟升 10-100 倍(如 - 10℃時黏土電阻率從 20Ω?m 升至 200Ω?m)。
含鹽量:土壤中電解質(如 NaCl、CaCl?)可增強導電性,沿海地區含鹽土壤電阻率通常低于內陸干旱地區。
土壤分層結構
若接地體埋設在高電阻率土層(如巖石層),即使表層土壤電阻率低,整體接地電阻仍會偏高。此時需通過深挖(穿透高阻層)或換土(用低阻黏土替換巖石)降低電阻。
三、施工工藝與連接質量
接地體埋深與方向
接地體埋深應≥0.7 米(避免地表干燥層影響),若埋設在潮濕的深層土壤(如地下水位線附近),可使電阻降低 30%-50%。垂直接地體與水平接地體組合布置(如 “T” 型或 “田” 型),可擴大散流范圍,比單一垂直接地體電阻低 20%-40%。
接地體連接方式
接地體之間的連接需采用焊接(如放熱焊接)或專用接地端子,確保接觸電阻<0.01Ω。若連接不牢固(如螺栓松動、焊點虛接),接觸電阻可增至 1Ω 以上,導致整體接地電阻升高。
示例:某工程中接地體采用螺栓連接,因未做防氧化處理,1 年后接觸電阻從 0.05Ω 升至 0.8Ω,總接地電阻從 8Ω 升至 15Ω。
接地引線規格與長度
接地引線(如銅導線)截面積應≥16mm2,長度越短越好(每增加 1 米,引線電阻增加約 0.1mΩ)。若引線過長(如超過 10 米),需增大截面積或采用多股并聯,否則引線自身電阻會使接地電阻升高。
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