关于人工接地体的探讨
摘要
本文首先介绍了人工接地体主要用于独立接地装置和非钢筋混凝土结构的建筑(例如农村民居),及其在防雷工程中的重要性,如人工接地体的接地电阻过高,将直接影响雷电流的散流效果,不但不能及时将雷电流分散入地,起不到良好的防雷作用,反而会因安装了防雷装置增加了被雷击的概率.然后分析了人工接地体的选型、布置等方面对接地电阻的影响.在选型时,笔者从人工接地体的长度、直径分别分析了对接地电阻的影响,并进行了对比计算,得出人工接地体的长度对接地电阻的影响远远大于直径的作用,并指出当长度增加到2-3m 以上时,接地电阻不再显著的减少.因而一般垂直接地体都来用2-3m,也解释了为什么《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010 中规定垂直接地体的长度宜为2.5m,而直径对人工接地体的接地电阻的影响是极小的.在布置上,由于集合屏蔽效应,由2 个接地电阻值为R(Ω)的接地电极并联连接时,合成接地电阻值不一定是R/2[Ω],这是由于电流线的排斥作用导致每一个接地极发出的电流线在地中穿过的截面积减小,接地极电阻增大.文中给出了各种情况下的屏蔽系数.从而解释了为什么《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010 中规定垂直接地体之间间距不宜小于接地体长度的两倍(5m).最后,提出了人工接地体接地电阻的预测值,考虑如接地电阻达不到要求,人工接地体的增设或使用降阻剂,将浪费人力、物力、财力,给施工带来极大的麻烦.因此本文将查阅的相关资料中的人工水平接地体和垂直接地体的预测计算公式 dLLR ln 42πρ=,(ln )22AL hdR = l +πρ,以及复合接地体的接地电阻为 421.6 10ln4 2 ×= ? +S L hdR lππ?? ρ ρ作为预测接地电阻值的公式,为方便计算,继续将单根垂直接地体的计算公式简化为与土壤电阻率之间的一次函数R=k ρ (k 值见正文内容)供防雷工程的设计或施工参考.