淺談降低接地電阻的方法

郭興安　邊立峰　栗艷杰

0 引言

接地電阻是判定防雷裝置性能優劣的重要技術指標之一，也是我們防雷檢測和防雷工作中判定整個防雷設施是否合格的重要依據。

在土壤電阻率高的地區，由于受地質、地勢等條件的限制，防雷接地裝置的工頻接地電阻往往達不到設計要求，在實際工作中，接地電阻值的高低對防雷工作至關重要，降低接地電阻是保障防雷安全最直接、有效的技術措施。因此，應根據實際情況，認真查看地質、地勢及建筑物的具體情況，采用多種方法，有效的降低接地電阻。

要降低建筑物的工頻接地電阻，首先要做好以下工作：

首先，做好地質地勢的調查，了解建筑物工頻接地電阻超標的原因，看建筑物處在什么樣的地形，實地勘測土層的情況和土質的情況。

其次，測試建筑物周圍的土壤電阻率，看四周是否有土壤電阻率低的地方可以利用，再測試不同深度的土壤電阻率，看地下有無可以利用的低電阻率的地層。

影響接地電阻最主要的因素是接地系統范圍內的土壤電阻率，其次是設置接地系統過程中對接地極的設計與處理。對降低接地電阻值來說，土壤電阻率和對接地體的處理是主要的。

1 降低接地電阻的具體方法

決定接地電阻的因素很多，接地電阻的大小不僅與土壤電阻率有關，還與接地網的尺寸、形狀、接地體金屬的材料、橫截面大小等因素密切相關。《建筑物防雷設計規范》規定了一、二、三類建筑物建筑物防雷裝置的沖擊接地電阻分別不大于10歐、30歐，防雷電電磁脈沖的沖擊接地電阻不大于20歐，由于工程實踐中，防雷通常與建筑物內的電子信息系統一起考慮，于是就規定了共用接地系統的接地電阻值取各接地電阻的最小值，即在設計中常取接地電阻不大于4歐或1歐的要求。正因為在很多情況下。下墊面地質條件很差，接地電阻一時達不到規定的電阻值，工程設計和施工的大部分精力放到了如何降低接地電阻的問題上。

1.1 更換土壤

土壤電阻率主要受溫度和濕度以及土壤性質的影響，溫度引起土壤電阻率變化的比率，從20℃～-15℃變化的范圍，同一土地中電阻率隨溫度可增加459倍，這主要是因為水的電阻率會因溫度的變化而引起敏銳的變化，因此接地點的選擇應在土壤濕度大的地方，如辦公樓的背影面，地下水的出口等，其次再考慮溫度對它的影響。

更換土壤是采用土壤電阻率較低的土壤（如黏土、黑土及砂質粘土等）替換原有電阻率較高的土壤，置換范圍在接地體周圍0.5m以內和接地體的1/3處。這種換土方法降低接地電阻的效果較好，但缺點是人力、物力消耗較大。

1.2 人工處理土壤

在接地體周圍土壤中加入食鹽、電石渣、石灰等，對土壤進行化學處理。采用食鹽，對于不同的土壤效果也不同，如砂質粘土用食鹽處理后，土壤電阻率可減小1/3～1/2，沙土電阻率減少3/5～～3/4，砂的電阻率減少7/9～7/8；對于多巖土壤，用1%食鹽溶液浸漬后，其導電率可增加70%。這種方法雖然工程造價較低且效果明顯，但此種方法在土壤經過人工處理后，會降低接地的熱穩定性、加速接地體的腐蝕、減少接地體的使用年限。

1.3 深埋接地極

當地下深處的土壤或水的電阻率較低時，可采取深埋接地極來降低接地電阻值。這種方法對含沙土壤最有效果。據有關資料記載，在3m深處的土壤電阻系數為100%，4m深處為75%，5m深處為60%，6.5深處為50%，9m深處為20%，這種方法可以不考慮土壤凍結和干枯所增加的電阻系數，但施工困難，土方量大，造價高，在巖石地帶困難更大。

1.4 多支外引式接地裝置或擴大地網面積

如接地裝置附近有導電及不凍的河流湖泊，可采用此法。但設計、安裝時，必須考慮到連接接地極干線自身電阻所帶來的影響，因此，外引式接地極長度不宜超過100m。

合理采用接地裝置形式，擴大地網面積。以水平接地為主的環形接地網，當地網的接地電阻值達不到要求時，應擴大其面積，具體做法是：在地網外圍增設1圈或2圈環形接地裝置。環形接地裝置由水平接地體和垂直接地體組成。水平接地體的長度一般不應大于100m，如水平接地體過長，由于電感的影響，對降低沖擊接地電阻無效。對于水平接地體應根據現場的地勢、地形、沿建筑物四周向外放射水平射線為主，水平接地體與地網宜在同一水平面上，環形接地裝置與地網之間以及環形接地裝置之間均應每間隔3～5m相互焊接連通一次；也可在建筑物四角設置輻射式延伸接地體。

1.5 添加相應降阻劑

利用接地電阻降阻劑后，可以起到增大接地極外形尺寸，降低與周圍大地介質之間的接觸電阻的作用，因而能在一定程度上降低接地極的接地電阻。降阻劑用于小面積的集中接地、小型接地網時，其降阻效果較為顯著。

降阻劑是由幾種物質配制而成的化學降阻劑，是具有導電性能良好的弱電解質和水分。這些強電解質和水分被網狀膠體所包圍，網狀膠體的空格又被部分水解的膠體所填充，使它不至于隨地下水和雨水而流失，因而能長期保持良好的導電作用。降阻劑這是目前采用的一種較新的和積極推廣普及的方法。

1.6 利用不和水接觸的鋼筋混凝土體作為流散介質

充分利用水工建筑物（水井、水池等）以及其它與水接觸的混凝土內的金屬體作為自然接地體，可在水下鋼筋混凝土結構物內綁扎成的許多鋼筋網中，選擇一些縱橫交叉點加以焊接，與接地網連接起來。當利用水工建筑物作為自然接地體仍不能滿足要求，或者利用水工建筑物作為自然接地體有困難時，應優先在就近的水中（河水、池水等）外引接地裝置，接地裝置應敷設在水的流速不大之處或靜水中，并回填一些大石塊加以固定。

1.7 采取伸長水平接地體

結合工程實際運用，經過分析，結果表明，當水平接地長度增大時，電感的影響隨之增大，從而使沖擊系數增大，當接地體達到一定長度后，再增加其長度，沖擊接地電阻也不再下降。

1.8 采取污水引入

為了降低接地體周圍土壤的電阻率，可將污水引到埋設接地體處。接地體采用鋼管，在鋼管上每隔20cm鉆一個直徑5mm的小孔，使水滲入土壤中。

1.9 采取深井接地

有條件時，還可以采用深井接地。用鉆機鉆孔，把鋼管接地極打入井孔內，并向鋼管內和井內灌注泥漿。

2 小結

接地的主要目的是防雷，所以接地裝置的形式，設備接地的方式都應以防雷為目的，在降阻措施的采用上也應以降低沖擊接地電阻為主。不宜采用特長的外延接地和較深的深井接地。可以結合現場地形采用放射形接地，深埋接地體和采用適當的降阻劑的方法進行降阻。

在確定降低高土壤電阻率地區地區接地電阻的具體措施時，應根據當地原有運行經驗、氣候狀況、地形地貌的特點和土壤電阻率的高低等條件進行全面、綜合分析，通過技術和經濟比較來確定，因地制宜地選擇合理的方法。這樣，既可保障設備的正常運行，又可避免接地裝置工程投資過高情況的發生，收到理想的防雷效果。

【參考文獻】

[1]GB50057-2010建筑物防雷設計規范[S].

[責任編輯：王楠]