在高土壤电阻率地区采用砼接地体降阻的实例

　　对于在高土壤电阻率地区进行电气系统的接地工程时，存在一个采用最有效的降低接地电阻的措施和方法问题。
　　依据人工垂直接地体的简化计算公式R=kρ（Ω）。式中k为简化计算系数，它与接地体的材料直径（或等效直径）、接地体的长度及埋深有关；而ρ值为土壤电阻率，它与土壤的土质种类，土质的含水溶解的物质、浓度、含水量、温度、颗粒的大小等有关。不同地区的土壤电阻率相差可达近万倍。也就是说在一般地区可以采用较简单常规的方法就能达到所要求电阻的接地体，在高土壤电阻率地区必需采用一些特殊的措施和方法才能达到满足同样接地电阻要求的接地体。
　　笔者曾在一个由80%卵石、碎石，20%砂砾构成，几乎就无土层的典型高土壤电阻率地区，实施电气系统的接地工程设计和施工。原设计采用φ40钢管，长2.5m的人工垂直接地体20个，以5m间距垂直埋设于箱式变电站四周，埋深80cm，并于一个9400m2的生产车间钢柱基础所构成的接地网相连接成一个整体。经实测接地电阻为14Ω，并且在所埋设人工垂直接地体周围还采取了换土措施，但仍与电气系统所要求4Ω接地电阻值相差甚远。如果不考虑车间钢柱基础的自然接地因素，经计算（k值取0.31，ρ值取2500Ωm，仍采用上述材料规格，长度的钢管做接地体）需埋设194根垂直人工接地体，按5m间距进行排列需占用3809.18m2的土地。也就是说采用上述常规的方法不仅要耗用大量的钢材（Φ40的钢管485m及-40×4扁钢940m），而且还需占用大面积的土地。所以在高土壤电阻率地区实施接地工程必需采用特殊有效的降阻措施和方法，才能满足电气系统对系统接地电阻阻值的要求。
　　本文笔者曾采用四个经特殊拌合处理的砼接地体，仍在上述高土壤电阻率地区埋设同样的深度，经当地供电部门现场反复实测，接地电阻由原14Ω降为0.7－0.8Ω（该阻值仅为四个砼接地体并联合的接地电阻的值）。完全满足电气系统对接地电阻值的要求，降阻效果比较明显。上述砼接地体也曾在其它类似地区（有50－80cm土层，较上述状况稍好）也曾采用过，均取得类似较明显效果。
　　该砼接地体，长2.5m，直径40cm.为增强砼接地体导电性能，砼由铁屑、石墨、水泥、砂子、水按一定拌合比现场浇灌而成。为增强砼接地体的强度和便于引接地线，接地体中心预埋Φ80长3.2m镀锌钢管一根及长2m、直径30cm由Φ18圆钢配筋焊接而成的铁笼。为增强接地体与所埋设的土层能较好结合，在施工中采取现场整体浇灌。上述砼接地体至所以能取得较满意的降阻效果经笔者分析原因有两点；
　　1.砼接地体直径为40cm，较采用Φ40钢管直径扩大了10倍。
　　2.在相同接地电流强度的情况下，较之采用钢管接地体在接地体单位面积电流密度上缩小了10倍，因而增强了砼接地体的集散电流能力。综上所述，砼接地体能够有效地降低接地体的接地电阻。
　　当然在高土壤电阻率地区实施电气系统接地工程时，在降低接地电阻的措施和方法上除采用砼接地体降阻外还有其它如换土，施用化学降阻剂，深埋接地体及采用接地模块和打井等措施和方法。不过某些降阻措施会产生增大工程量，或者污染土质，或者降阻效果并不明显等问题。砼接地体还有一个最大的优点，因为它是一个深埋在土壤中的固体，所以它不存在因雨水流失而影响它的降阻效果，它的接地电阻值基本上是较稳定的。同时它也不存在对土质的污染的问题。当然具体工程中采用何种降阻措施还应结合当地的土质、温度、含水量、土壤电阻率、施工条件及工程规模大小，电气系统对接地工程的要求高低来决定寻求采取最有效、最经济的措施和方法。
　　参考文献：
　　《建筑电气设计手册》91第一版。