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接地网接地电阻的核算

2017-06-17 10:48分类:电工安全知识 阅读:

 

恣意形状接地网的接地电阻核算公式为:式中 Rn——恣意形状边沿闭合接地网的接地电阻,Ω;
Re——等值(即等面积、等水平接地极总长度)方形接地网的接地电阻,Ω;
ρ——土壤电阻率,Ω·m;
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——水平接地极的埋深,m;
L0——水平接地网的外缘边线总长度,m;
Ls——水平接地极的总长度,m。
(1)式是以文献[1]给出的Re公式为基准,思考形状批改系数α1而得出的[2]文献[1]推导Re公式的假定条件是:无笔直接地极,即Re公式只适用于核算水平接地网的接地电阻。因而(1)式只能适用于水平接地网。当笔直接地极总长度在接地网中所占份额很小时,用(1)式近似核算复合接地网的接地电阻也是能够的。
可是,跟着电气设备的小型化和城市变电站征地的艰难,变电站可占用的面积越来越小,单靠水平接地网抵达所恳求的接地电阻值比照艰难,且限于环境又很难实施引外接地以降低接地电阻。因而,方案人员力求加长笔直接地极以降低接地电阻、接地电位、触摸电位差和跨步电位差。在这种情况下用(1)式核算复合接地网的接地电阻就会发作很大的过失。
1 恣意形状接地网接地电阻通用核算公式
咱们在(1)式的根底上,从物理概念启航,引进批改系数,并运用核算机数值仿照概括出恣意形状复合接地网的接地电阻核算公式:

式中 Rnc——恣意形状边沿闭合的复合接地网的 接地电阻,Ω;
Rec——等值(即等面积、等水平接地极总长度)方形复合接地网的接地电阻,Ω;
L——接地极的总长度,m,L=Ls +Lc;
Ls——水平接地极的总长度,m;
Lc——笔直接地极的总长度,m;
k——Ls对L的比值,K=Ls/L;
l——单根笔直接地极的均匀长度,m;
别的符号与(1)式意义相同。
当l=0(Lc=0)即水平接地网时,则有L=Ls,k=l,(2)式化简可变为(1)式。
严峻地讲,L的表达式应为[3]:
L=Ls+σiLci+σpLcp (3)
其间,Lci和Lcp别离为接地网内部和外缘边线上的笔直接地极总长度;σi和σp为相应的电流密度
系数。这儿,取σi=σp=l。即假定内、外部笔直接地极的电流密度相同。
2 (2)式的验证举例
应当指出:在以下的核算中,当用(1)式核算复合接地网的接地电阻时,都按文献[4]用“Ls +Lc”替代(1)式中的Ls。这么处理才不会过火夸张(1)式的核算过失。
2.1 与矩量法核算作用比照
图1复合接地网的参数:S=20m ×20m,Ls=120m,d=0.02m,h=0.5m;笔直接地极l=10 m, d0=0.02m,总根数no为4~9根,ρ=100Ω·m 。

Y·L·Chow等人用矩量法核算程序[5]、咱们用(1)式和(2)式别离对图l复合接地网的接地电阻作了核算,作用列入表1中。


从表1可见:(1)式的核算过失为18.4%~29.4%;(2)式的核算过失为1.0%~7.91%。
当n。=0(l=0)时,图1变为水平接地网。用矩量法求出的接地电阻Rc=2.55Ω;用(1)式求出的接地电阻为2.51Ω,核算过失为-1.18%。
2.2 与间隔元法核算作用比照
图2复合接地网的参数:S=40m × 40m,h=3m,Ls=240m,d=0.02m,单根笔直接地极的长度为l,d。=0.02m,ρ=l127Ω·m。求l在0~100m改动时的复合接地网的接地电阻。其核算作用见表2。


从表2可见:当l=l00m时,(1)式的核算过失为95.50%,(2)式的为7.76%。
2. 3 与OCJIOH的核算作用比照
2.3.1 带短笔直接地极的接地网
复合接地网的参数为S=100m × 50 m,Ls=750m,h=0.5m; d=0.0l m,l=2.5m,n0=60(笔直接接地极总根数),d0=0.05,ρ=l000·m,60根笔直接地极均匀安排在外缘线上。试核算其接地电阻。
A.B·OCJI0H给出的接地电阻Rc=0.6550;用(2)式求出的Rnc=0.669Ω,核算过失为2.14%;用(1)式求出的Rn=0.6950,过失为6.11%。
2.3.2 带长短接地极的复合接地网
接地网的参数:S=100 m × 50m,h=0.5m,Ls=750m,d=0.01m;笔直接地极总根数n。=66根(其间,l1=2.5m的60根,l2=25m的6根),ρ=100Ω·m,试断定其接地电阻。
单根笔直接地极的均匀长度2=4.545m。
用A·B·OCJI0H给出的公式,求出的接地电阻Rc=0.6100,用(2)式求出的接地电阻Rnc=0.639Ω,核算过失为4.75%;用(1)式求出Rn=0.6780,核算过失为11.11%。
2.4 某变电站复台接地网核算
某城市110kV变电站接地网参数:S=140m×124m,h=0.6m,d=0.025m,均压带21根× 21根(Ls=5544m);l=50m,d。=0.05m(φ50mm钢管),n。=4(安排在4角节点上),ρ=960Ω·m(实测)。试核算其接地电阻值。
用广西大学和广西电力工业局联合研发的核算机数值核算程序GROUND求出该接地网的接地电阻Rc=2.933Ω;用(2)式核算得出的接地电阻Rnc=2.903Ω,核算过失为-l.02%;用(1)式核算得出Rn=3.2210,过失为9.83%。

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