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高電阻率坡地別墅群降低接地電阻做法的探討

所屬欄目:物理論文 發(fā)布日期:2011-10-11 16:35 熱度:

  我所在廣東省佛山市三水區(qū)某個(gè)高電阻率坡地別墅群降防雷設(shè)計(jì)、施工中采用了自然基礎(chǔ)分片(有條件的整片)連接和非常規(guī)的深孔鉆樁地極相結(jié)合的設(shè)計(jì)和施工方法,取得非常好的效果。
  下面談一下我們的做法和見(jiàn)解。
  一、 測(cè)量土壤的接地電阻獲取土壤電氣性能的資料
  1、 用“等距四極法”測(cè)量坡地的土壤電阻率
  如圖一所示,如果圖中的1、2、3、4四個(gè)點(diǎn)子位于同一深度h的一條線上,且有r12=r23=r24=a,即為等距“四極法”(或稱Wenner四極法),此時(shí)公式可改寫(xiě)為
  
  事實(shí)上電流線和電壓線的引入均會(huì)給式(2)的計(jì)算帶來(lái)誤差,為了減小誤差又便于工程實(shí)際使用,可把電壓極和電流極直接打在大地表層,并取α≥10h,此時(shí)式(2)可改寫(xiě)為
  
  
  測(cè)量時(shí)可用電流電壓分別測(cè)得電流和電壓進(jìn)行計(jì)算(圖二A),也可用接地?fù)u表直接測(cè)出R進(jìn)行計(jì)算(圖二B)
  (A)電流電壓表法;(B)接地?fù)u表法
  用四極法進(jìn)行接地電阻測(cè)量時(shí),電極1、2的接地電阻值只會(huì)影響到通過(guò)的電流值I,由于V與I成正比,所以它們不會(huì)影響ρ值的測(cè)量結(jié)果;而電極3、4的接地電阻值只要比電壓表內(nèi)阻小得多(一般情況下很容易實(shí)現(xiàn)),就不會(huì)影響電壓表的讀數(shù),也就不會(huì)影響ρ值的測(cè)量結(jié)果。因此,在將電極打入地中時(shí)不需要有什么要求,甚至電極有點(diǎn)晃動(dòng)也不要緊。
  和測(cè)量接地電阻一樣,在用四極法進(jìn)行土壤電阻率的測(cè)量時(shí),如果所用接地?fù)u表不能自動(dòng)消除互感的影響,則應(yīng)使用電流引線和電壓引線間保持足夠的距離以減少互感的影響。
  我們通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)的技術(shù)和實(shí)測(cè)該坡地的土壤電阻率分別為920Ω/m和896Ω/m。
  二、單獨(dú)實(shí)測(cè)兩棟別墅自然基礎(chǔ)的接地電阻我們用日本共立生產(chǎn)的接地電阻儀(KYORITSU
  EARTHTESTERMODEL4102)實(shí)測(cè)兩棟別墅自然基礎(chǔ)的接地電阻,分別為27.6Ω和25.3Ω,而我們?cè)O(shè)計(jì)擬定接地電阻≤10Ω,這與我們的目標(biāo)距離太遠(yuǎn),必須采取措施。
  三、充分利用現(xiàn)有資源用最經(jīng)濟(jì)的方式降低坡地別墅群的接地電阻。根據(jù)接地體接地電阻與它的電容成反比的關(guān)系,我們充分利用各單體別墅自然基礎(chǔ)的現(xiàn)有資源將坡地上別墅群分片連接起來(lái),具體做法如下。
  ①分片連接的接地網(wǎng)適當(dāng)深埋,一般
  不小于1米,盡量避開(kāi)人畜聚集的地段,
  在不可避免的情況下可增設(shè)“帽式”高
  電阻層防范以策安全;
  ②分片連接的接地網(wǎng)用50x5熱鍍鋅
  扁鋼作水平接地母線,一般要敷設(shè)不
  少于10x10米的均壓帶網(wǎng)格,并每隔
  5米用50x50x5x2500的熱鍍鋅角鋼做接地極與接地母線連接起來(lái)。
  ③在分片連接過(guò)程中,如果發(fā)現(xiàn)與金屬管線交錯(cuò)或并排平行走向的如果沒(méi)有足夠的安全距離(最少距離3米)則要想辦法與金屬管道或屏蔽層連接起來(lái),以便防止雷電的高壓反擊。
  ④通常接地體的接地電阻由水平接地體起決定作用,但是當(dāng)垂直接地極的數(shù)量和設(shè)置方式相對(duì)于水平接地體占主體作用時(shí),情況就截然不同了,我們可以用非常規(guī)的施工方法加以實(shí)現(xiàn)。
  四、在坡地平整時(shí),被削去頂上和坡邊植被的地段一般土壤電阻率相對(duì)較高,在這是別墅旁用簡(jiǎn)易鉆機(jī)鉆深孔安裝超深接地極,具體情況視地質(zhì)結(jié)構(gòu),特別是深層土壤電阻率的情況而定,鉆孔過(guò)程中用接地電阻儀測(cè)量鉆桿的接地電阻,一般情況下,接地電阻會(huì)隨著下鉆的深度而降低,而深度則以接地電阻值變化值很少時(shí)為度,但是第一個(gè)試探性的鉆孔可以盡量深鉆,我們最深的超深孔為87米。在另一個(gè)坡地別墅群的中央,有一棟有地下車庫(kù)裙樓和六棟十幾層塔樓的電梯洋房。我們充分利用現(xiàn)有資源,把周邊別墅群的自然基礎(chǔ)都連接到它的自然基礎(chǔ)(有近20米長(zhǎng)的鉆孔樁)上,省去了人工的深孔地極。
  五、效果
  我所采用了上述的設(shè)計(jì)和施工方案后,實(shí)測(cè)了兩個(gè)區(qū)域。
  六、結(jié)論
  128座和88座兩個(gè)低土壤電阻率的別墅群接地電阻都≤10Ω,其中不少還≤4Ω。
  綜上所述,高電阻率坡地別墅群要降低接地電阻,最有效最經(jīng)濟(jì),行之有效的方法就是充分利用單棟別墅自然基礎(chǔ)的現(xiàn)有資源整片或分片連接起來(lái),同時(shí)連接具有深樁基礎(chǔ)的高層洋房的自然基礎(chǔ)或加裝人工深孔接地極。
  
  
  參考文獻(xiàn):《接地技術(shù)》曾永林著水利出版社
  《雷電與避雷工程》蘇邦禮,崔秉球等編著中山大學(xué)出版社

文章標(biāo)題:高電阻率坡地別墅群降低接地電阻做法的探討

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