接地與綜合布線

1、一 概述 防雷工程的一個(gè)重要的方面是接地以及引下線路的布線工程，整個(gè)工程的防雷效果甚至防雷器件是不是起作用都取決于此，所以應(yīng)該認(rèn)真的系統(tǒng)的研究。 電力、電子設(shè)備的接地，是保障設(shè)備安全、操作人員安全和設(shè)備正常運(yùn)行的必要措施?？梢哉J(rèn)為，凡是與電網(wǎng)連接的所有儀器設(shè)備都應(yīng)當(dāng)接地；凡是電力需要到達(dá)的地方，就是接地工程需要作到的地方。由此可以我們知道，接地工程的廣泛性和重要性。 一方面，隨著時(shí)代的進(jìn)步，強(qiáng)功能高價(jià)值設(shè)備的廣泛使用，要求提供更加可靠的接地保護(hù)；另一方面，微電子技術(shù)的推廣，使得現(xiàn)代設(shè)備要求更低的接地電阻，還往往需要抗干擾。實(shí)踐要求有更加系統(tǒng)的接地理論來(lái)對(duì)工程實(shí)際進(jìn)行指導(dǎo)。根據(jù)近年來(lái)的設(shè)計(jì)施工經(jīng)

2、驗(yàn)，認(rèn)為： a、接地連接方式和接地參數(shù)并重； b、以減小或消除同系統(tǒng)中不同性質(zhì)的接地（如防雷地、工作地、外殼接地、靜電地、信號(hào)地等）之間的電位差為目的，選用適當(dāng)?shù)牟季€方式； c、根據(jù)地網(wǎng)所在地的接地電阻、土層分布等地質(zhì)情況，盡量進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)計(jì)； 以下，本文對(duì)接地及其布線進(jìn)行討論。 二、目的和要求 （一）接地的分類和目的 接地的作用總的步說(shuō)可以分為有兩個(gè)：保護(hù)人員和設(shè)備不受損害叫保護(hù)接地；保障設(shè)備的正常運(yùn)行的叫工作接地。這里的分類是指接地工程設(shè)計(jì)施工中考慮的各種要求，并不表示每種“地”都需要獨(dú)立開(kāi)來(lái)。相反，除了有地電信號(hào)抗干擾、設(shè)備本身專門要求等特殊原因之外，我們提倡盡量采用聯(lián)合接地的方案。 1、

3、保護(hù)接地 防雷接地是受到雷電襲擊（直擊、感應(yīng)或線路引入）時(shí)，為防止造成損害的接地系統(tǒng)。常有信號(hào)（弱電）防雷地和電源（強(qiáng)電）防雷地之分，區(qū)分的原因不僅僅是因?yàn)橐蠼拥仉娮璨煌以诠こ虒?shí)踐中信號(hào)防雷地常附在信號(hào)獨(dú)立地上，和電源防雷地分開(kāi)建設(shè)。 機(jī)殼安全接地是將系統(tǒng)中平時(shí)不帶電的金屬部分（機(jī)柜外殼，操作臺(tái)外殼等)與地之間形成良好的導(dǎo)電連接，以保護(hù)設(shè)備和人身安全。原因是系統(tǒng)的供電是強(qiáng)電供電（380、220或11OV），通常情況下機(jī)殼等是不帶電的，當(dāng)故障發(fā)生（如主機(jī)電源故障或其它故障）造成電源的供電火線與外殼等導(dǎo)電金屬部件短路時(shí)，這些金屬部件或外殼就形成了帶電體，如果沒(méi)有很好的接地，那么這帶電體和地

4、之間就有很高的電位差，如果人不小心觸到這些帶電體，那么就會(huì)通過(guò)人身形成通路，產(chǎn)生危險(xiǎn)。因此，必須將金屬外殼和地之間作很好的連接，使機(jī)殼和地等電位。此外，保護(hù)接地還可以防止靜電的積聚。 2、工作接地 工作接地是為了使系統(tǒng)以及與之相連的儀表均能可靠運(yùn)行并保證測(cè)量和控制精度而設(shè)的接地。它分為機(jī)器邏輯地、信號(hào)回路接地、屏蔽接地，在石化和其它防爆系統(tǒng)中還有本安接地。 機(jī)器邏輯地，也叫主機(jī)電源地，是計(jì)算機(jī)內(nèi)部的邏輯電平負(fù)端公共地，也是+5V等電源的輸出地。 信號(hào)回路接地，如各變送器的負(fù)端接地，開(kāi)關(guān)量信號(hào)的負(fù)端接地等。 屏蔽接地（模人信號(hào)的屏蔽層的接地）。 本安接地，是本安儀表或安全柵的接地。這種接地除了抑

5、制干擾外，還有使儀表和 系統(tǒng)具有本質(zhì)安全性質(zhì)的措施之一。本安接地會(huì)因?yàn)椴捎玫脑O(shè)備的本實(shí)措施不同而不同，下面以齊納式安 全柵為例，說(shuō)明其接地內(nèi)容。 安全柵的作用是保護(hù)危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)端永遠(yuǎn)處于安全電源和安全電壓范圍之內(nèi)。如果現(xiàn)場(chǎng)端短路，則由于負(fù)載電阻和安全柵電阻R的限流作用，會(huì)將導(dǎo)線上的電流限制在安全范圍內(nèi)，使現(xiàn)場(chǎng)端不至于產(chǎn)生很高的溫度，引起燃燒。第二種情況，如果計(jì)算機(jī)一端產(chǎn)生故障，則高壓電信號(hào)加入了信號(hào)回路，則由于齊納二級(jí)的嵌位作用，也使電壓位于安全范圍。 值得提醒的是，由于齊納安全柵的引入，使得信號(hào)回路上的電阻增大了許多，因此，在設(shè)計(jì)輸出回路的負(fù)載能力時(shí)，除了要考慮真正的負(fù)載要求以外，還要充分考慮安

6、全柵的電阻，留有余地。 除了上述幾種接地外，在很多場(chǎng)合下容易引起混亂的還有一個(gè)供電系統(tǒng)地，也叫交流電源工作地，它是電力系統(tǒng)中為了運(yùn)行需要設(shè)的接地(如中性點(diǎn)接地）。 （l）接地要求和方法： 上面介紹了六種接地：供電系統(tǒng)地、保護(hù)地、邏輯地、屏蔽地安全柵地、信號(hào)回路地。對(duì)這六種接地，各家有各家的要求，雖然大都強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)接地，接地電阻必須小于1歐姆等，但具體內(nèi)容上差別很大，下面給出幾個(gè)例子介紹常遇到的接地要求和方法。 供電系統(tǒng)地：在很多企業(yè)，特別是電廠、冶煉廠等，其廠區(qū)內(nèi)有一個(gè)很大的地線網(wǎng)，而通常供電系統(tǒng)的地是與地線網(wǎng)連在一起的。有的廠家強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的所有接地必須和供電系統(tǒng)地以及其它（如避雷地）嚴(yán)格分

7、開(kāi)，而且之間至少應(yīng)保持15m以上的距離。為了徹底防止供電系統(tǒng)地的影響，建議供電線線路用隔離變壓器隔開(kāi)。這對(duì)那些電力負(fù)荷很重，而且負(fù)荷經(jīng)常啟停的單位是應(yīng)注意的。從抑制干擾的角度來(lái)看，將電力系統(tǒng)地和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的所有地分開(kāi)是很有好處的，因?yàn)橐话汶娏ο到y(tǒng)的地線是不太干凈的。但從工程角度來(lái)看，在有些場(chǎng)合下單設(shè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)地并保證其與供電系統(tǒng)地隔開(kāi)一定距離是很困難的，這時(shí)可以考慮能否將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的地和供電地共用一個(gè)，這要考慮幾個(gè)因素： ·供電系統(tǒng)地上是否干擾很大，如大電流設(shè)備啟停是否頻繁，對(duì)地產(chǎn)生的干擾是否大； ·供電系統(tǒng)地的接地電阻是否足夠小，而且整個(gè)地網(wǎng)各個(gè)部分的電位差是否很小，即地

8、網(wǎng)的各部分之間是否阻值很?。?W） ·弱電子系統(tǒng)的抗干擾能力以及所用到的傳輸信號(hào)的抗干擾能力，例如有無(wú)小信號(hào)(電偶，熱電阻）的直接傳輸?shù)取?所有計(jì)算機(jī)接線涉及到的接地采用一點(diǎn)接地方式，在這一點(diǎn)上，也有很多爭(zhēng)議。有的廠家系統(tǒng)提出幾個(gè)地：邏輯地、屏蔽地（又叫模擬地）、信號(hào)地、保護(hù)地分別自己接地在地上打接地裝置，而大部分系統(tǒng)則指出各種地在機(jī)柜內(nèi)部自己分別接地，匯于一點(diǎn)，然后用較粗的導(dǎo)體（銅）將各匯地點(diǎn)朕起來(lái)，接到一個(gè)公共的接地體上。這里有幾點(diǎn)需要注意： 控制系統(tǒng)本身是由多臺(tái)設(shè)備組成的，除了控制站以外，還包括很多外設(shè)，而且數(shù)據(jù)也往往不止一臺(tái)，這就涉及到了多臺(tái)設(shè)備，多種接地的問(wèn)題。此外，一般的

9、系統(tǒng)的供電是各站（控制站，操作站等)用專門一條線單獨(dú)供電，即彼此之間不相互供電。圖1是一種的GCS接地圖代表性的示意。 圖1 DCG接地圖 保護(hù)接地：系統(tǒng)的所有設(shè)備均有一個(gè)保護(hù)地，該保護(hù)一般在機(jī)柜和其它設(shè)備設(shè)計(jì)加工時(shí)就已在內(nèi)部接好，有的系統(tǒng)中已將該保護(hù)地在內(nèi)部同電源進(jìn)線的保護(hù)地（三芯插頭的中間頭)連在一起，有的不允許將保護(hù)地同該線相連，用戶一定要仔細(xì)閱讀廠家提供的接地安裝說(shuō)明書，不管哪種方式，CG必須將一臺(tái)設(shè)備（控制站、操作員站等）上所有的外設(shè)或系統(tǒng)的CG連在一起，然后用較粗的絕緣銅導(dǎo)線將各站的CG連在一起，最后從一點(diǎn)上與大地接地系統(tǒng)相連。還有一點(diǎn)值得提醒的是，同一體統(tǒng)的所有外設(shè)必須從一條供電

10、線上供電，而且一臺(tái)設(shè)備（如操作員站位所連接的所有外設(shè)和主機(jī)系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、拷貝機(jī)主機(jī)系統(tǒng)）的電源必須從設(shè)備的供電分配器上取電，而不允許從其它地方取電，否則可能會(huì)燒壞接口甚至設(shè)備，對(duì)于不得不用長(zhǎng)線連接的場(chǎng)合，或用較粗導(dǎo)線提供供電，或采取通信隔離措施。 各站的CG在連接時(shí)可以采用幅射連接法，也可以采用串行接法。電源邏輯地（P）如圖 1所示。首先，各站內(nèi)的邏輯地必須位于一點(diǎn)PG，然后，粗絕緣導(dǎo)線以輻射狀接到一點(diǎn)上，然后接到大地接地線上。在有些系統(tǒng)中，所有的輸入，輸出均是隔離的，這樣其內(nèi)部邏輯地就是一個(gè)獨(dú)立的單元，與其它部分沒(méi)有電器連接，這種系統(tǒng)中往往不需要PG接地，而是保持內(nèi)部浮空。所以，用戶

11、在設(shè)計(jì)和施工接地系統(tǒng)時(shí)，一定要仔細(xì)閱讀產(chǎn)品的技術(shù)要求和接地要求。 ·模擬地（AG），模擬地（又叫屏蔽地）是所有的接地中要求最高的一種。幾乎所有的系統(tǒng)都提出AG一點(diǎn)接地，而且接地電阻小于1。 DCS設(shè)計(jì)和制造中，在機(jī)柜內(nèi)部都安置了AG匯流排或其它設(shè)施。用戶在接線時(shí)將屏蔽線分別接到AG匯流排上，在機(jī)柜底部，用絕緣的銅辮連到一點(diǎn)，然后將各機(jī)柜的匯流點(diǎn)再用絕緣的銅辮或銅條以輻射狀連到接地點(diǎn)。大多數(shù)的DCS要求，不僅各機(jī)柜AG對(duì)地電阻I，而且各機(jī)柜之間的電阻也要1。 ·信號(hào)地的處理：原則上不允許各變送器和其它的傳感器在現(xiàn)場(chǎng)端接地，而都應(yīng)將其負(fù)端在計(jì)算機(jī)端子處一點(diǎn)接地。但在有些場(chǎng)合，現(xiàn)

12、場(chǎng)端必須接地，這時(shí)，必須注意原信號(hào)的輸入端子（上雙端）絕對(duì)不許和計(jì)算機(jī)的接地線有任何電氣連接，而計(jì)算機(jī)在處理這類信號(hào)時(shí)，必須在前端采用有效的隔離措施。 ·安全柵的接地：我們來(lái)看圖2所示的安全柵線路圖。 圖2 安全柵接地原理圖 從圖中可以看出有三個(gè)接地點(diǎn)：B，E，D，通常B和E兩點(diǎn)都在計(jì)算機(jī)這一側(cè)?？梢赃B在一起，形成一點(diǎn)接地。而D點(diǎn)是變送器外殼在現(xiàn)場(chǎng)的接地，若現(xiàn)場(chǎng)和控制室兩接地點(diǎn)間有電位差存在，那么， D點(diǎn)和E點(diǎn)的電位就不同了。假設(shè)我們以E作為參考點(diǎn)，假定是D點(diǎn)出現(xiàn)10V的電勢(shì)，此時(shí)，A點(diǎn)和E點(diǎn)的電位仍為24V，那么A和D間就可能有34V的電位差了，己超過(guò)安全極限電位差，但齊納管不會(huì)被

13、擊穿，因?yàn)锳和E間的電位差沒(méi)變，因而起不到保護(hù)作用。這時(shí)如果不小心現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)線碰到外殼上，就可能引起火花，可能會(huì)點(diǎn)燃周圍的可燃性氣體，這樣的系統(tǒng)也就不具備本安性能了。所以，在涉及到安全柵的接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施時(shí)，一定要保證D點(diǎn)和B（E）點(diǎn)的電位近似相等。在具體實(shí)踐中可以用以下方法解決此問(wèn)題：用一根較粗的導(dǎo)線將D點(diǎn)與B點(diǎn)連接起來(lái)，來(lái)保證D點(diǎn)與B點(diǎn)的電位比較接近。另一種就是利用統(tǒng)一的接地網(wǎng)，將它們分別接到接地網(wǎng)上，這樣，如果接地網(wǎng)的本身電阻很少，再用較好的連接，也能保證D點(diǎn)和B點(diǎn)的電位近似相等。但注意，此接地一定不要與上面幾種接地發(fā)生沖突。 以上討論了幾種接地的方法和注意事項(xiàng)。在不同的系統(tǒng)中，對(duì)這幾

14、種接地的組態(tài)要求不同，但大多數(shù)系統(tǒng)對(duì)AG的接地電阻一般要求I歐姆以下，而安全柵的接地電阻應(yīng)4歐姆，最好<1歐姆，PG和CG的接地電阻應(yīng)小于4歐姆。 三、接地網(wǎng)的建設(shè)： 接地網(wǎng)是在接地系統(tǒng)的基礎(chǔ)，由接地環(huán)（網(wǎng)）、接地極（體）和引下線組成，以往常有種誤解，把接地環(huán)作為接地的主體，很少使用接地體，在接地要求不高或地質(zhì)條件相當(dāng)優(yōu)越的情況下，接地環(huán)也能夠起到接地的作用，但是通常的情況下，這是不可行的，接地環(huán)可以起到輔助接地地作用，主導(dǎo)作用是用接地體來(lái)完成的。 決定接地電阻大小的因素很多，下面先來(lái)分析一下計(jì)算傳統(tǒng)地網(wǎng)接地電阻的公式（僅以接地環(huán)接地時(shí)）。 式中： （.m）-土壤電阻率； d(m)-鋼材

15、等效直徑； S（m2）-地網(wǎng)面積； H(m)-埋設(shè)深度； L(m)-接地極長(zhǎng)度(m) ； A-形狀系數(shù)。 式（1）表明，傳統(tǒng)的接地方式在土壤電阻率已經(jīng)確定的情況下，要想達(dá)到設(shè)計(jì)要求的電阻必須有足夠的接地面積，要降低接地電阻只有擴(kuò)大接地面積，每擴(kuò)大4倍的接地面積，接地電阻會(huì)降低一倍。 式（2）、（3）表明，在上述的接地網(wǎng)中，要降低接地電阻的另一個(gè)方法是加大接地材料的尺寸，但是耗材太大而且效果并不理想。 單使用接地環(huán)要達(dá)到某個(gè)接地電阻值，接地環(huán)包圍的面積和土壤電阻率有關(guān)。我們以一個(gè)城市常見(jiàn)的土壤電阻率200.m來(lái)分析，要做接地電阻1的地網(wǎng)站地應(yīng)為10000平方。即使，對(duì)于大型建筑物而言，本身站地很

16、大，也最多可以建設(shè)一個(gè)這樣的地網(wǎng)，但是對(duì)于這樣大型的建筑即使是以聯(lián)合接地的辦法，考慮到要求獨(dú)立地的設(shè)備，一個(gè)地網(wǎng)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。在建筑林立的城市和地形復(fù)雜的山地要求大面積可供施工的的土質(zhì)空地是不太可能的，及時(shí)在地理?xiàng)l件許可的地方，由于開(kāi)挖量大、耗材多，費(fèi)工費(fèi)料工程費(fèi)用高，是不可取的。 所以，需要運(yùn)用更好的接地材料和施工設(shè)計(jì)方法。 要達(dá)到設(shè)計(jì)接地電阻要求，克服環(huán)境條件的制約，有把握的達(dá)到良好穩(wěn)定的接地效果，應(yīng)從三方面入手進(jìn)行施工設(shè)計(jì)。 （一）、因地制宜的設(shè)計(jì)方案 通常的防雷接地的接地電阻是10，實(shí)際上有弱電設(shè)備的感應(yīng)防雷都要求4或1的接地電阻。這里常常有個(gè)誤區(qū)，認(rèn)為作到10、4或1的接地電阻就滿足

17、了設(shè)計(jì)要求，而沒(méi)有考慮季節(jié)因數(shù)。因?yàn)椋寥离娮杪适请S季節(jié)變化的，規(guī)范所要求的接地電阻實(shí)際上是接地電阻的最大許可值，為了滿足這個(gè)要求，地網(wǎng)的接地電阻要達(dá)到： R=Rmax/ 式中 Rmax-接地電阻最大值，就是我們說(shuō)的10、4或1的接地電阻 -是季節(jié)因數(shù)，根據(jù)地區(qū)和工程性質(zhì)取值，常用值為1.45 所以，我們所說(shuō)的接地電阻實(shí)際是： R=6.9- Rmax=10 R=275- Rmax=4 R=0.65- Rmax=1 這樣，地網(wǎng)才是合乎規(guī)范要求的-在土壤電阻率最高的時(shí)候（常為冬季）也滿足設(shè)計(jì)要求。 接地工程本身的特點(diǎn)就決定了周圍環(huán)境對(duì)工程效果的決定性的影響，脫離了工程所在地的具體情況來(lái)設(shè)計(jì)接地工程

18、是不可行的。設(shè)計(jì)的優(yōu)劣取決于對(duì)當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境的諸多因數(shù)的綜合考慮。土壤電阻率、土層結(jié)構(gòu)、含水情況、季節(jié)因數(shù)、氣候以及可施工面積等等因數(shù)決定了接地網(wǎng)形狀、大小、工藝材料的選擇。 廣泛使用的接地工程材料有各種金屬材料（最常用的如扁鋼）、接地體、降阻劑和離子接地系統(tǒng)等。金屬材料如扁鋼，也常用銅材替代，主要用于接地環(huán)的建設(shè)，這是大多接地工程都選用的；接地體有金屬接地體（角鋼、銅棒和銅板）這類接地體壽命較短，接地電阻上升快，地網(wǎng)改造頻繁（有的地區(qū)每年都需要改造），維護(hù)費(fèi)用比較高，但是從傳統(tǒng)金屬接地極（體）中派生出類特殊結(jié)構(gòu)的接地體（帶電解質(zhì)材料），使用效果比較好，一般稱為離子9或中空）接地系統(tǒng)；另外就是非

19、金屬接地體，使用比較方便，幾乎沒(méi)有壽命的約束，各方面比較認(rèn)可。降阻劑分為化學(xué)將阻劑和物理降阻劑，化學(xué)降阻劑自從發(fā)現(xiàn)有污染水源事故和腐蝕地網(wǎng)的缺陷以后基本上沒(méi)有使用了，現(xiàn)在廣泛接受的是物理降阻劑（也稱為長(zhǎng)效型降阻劑）。 在以下的討論中以非金屬接地塊、物理降阻劑和離子接地系統(tǒng)為代表進(jìn)行探討。 下面將設(shè)計(jì)中考慮的主要因素進(jìn)行簡(jiǎn)要的說(shuō)明。 1、地網(wǎng)形式 地網(wǎng)的形狀直接影響接地達(dá)到的效果和達(dá)到設(shè)計(jì)要求所需要的地網(wǎng)站地積。首先應(yīng)建立接地環(huán)（或接地面），提倡使用水平接地極（常用的是外部接地環(huán)）和水平垂直接地體配合使用。在很容易達(dá)到接地目的，要求低的接地中可以選用平面的接地方法（接地環(huán)接地）；一般應(yīng)用接地體和

20、接地環(huán)配合使用，形成三維的結(jié)構(gòu)。 三維的接地有三種不同類型：等長(zhǎng)接地、非等長(zhǎng)接地和法拉第籠式接地。 等長(zhǎng)接地用相同的接地體，這種方式接地體的埋設(shè)深度基本一致，施工方便同時(shí)可以取得較好的效果。 非等長(zhǎng)接地是更科學(xué)的接地方式，采用不同的接地體相互配合，由于接地體長(zhǎng)度和埋設(shè)深度不同，大大的加大了等勢(shì)面積，突破地網(wǎng)面積局限。要求設(shè)計(jì)人員對(duì)多種接地工藝有一定認(rèn)識(shí)，本身施工并不困難，使用得當(dāng)可以完成相當(dāng)難度的接地工程。這種方法夜叫“半法拉第籠”接地工藝。 法拉第籠式接地是多層水平接地網(wǎng)，用垂直接地體相互連接形成籠式結(jié)構(gòu)。由于施工量大，并不常用。 在設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮地網(wǎng)肌膚效應(yīng)、跨步電壓等因數(shù)。 2、巖土條件

21、 （1）巖土類型 巖土直接關(guān)系接地的難度，設(shè)計(jì)中最重要的參數(shù)之一就是的是巖土的土壤電阻率，但僅僅考慮土壤這個(gè)參數(shù)是不夠的，還要考慮開(kāi)挖（鉆進(jìn)）難度、破碎還是整體巖石、持水能力等因數(shù)。 有的巖土電阻率高，但是在整體巖石之間常有較好的土壤間隙層，在這樣的環(huán)境中，避開(kāi)整體巖石，在間隙中開(kāi)挖灌降阻劑效果很好。阿壩卡吉嶺通訊機(jī)站，土壤電阻率4500.m，原聯(lián)合地網(wǎng)接地電阻率68，上述施工后接地電阻降為9.4。 （2）地形制約 施工環(huán)境常常是受到各種情況的制約，按照理想的模式考慮大面積的地網(wǎng)是不現(xiàn)實(shí)的。 有專家認(rèn)為，接地面積一定后，如果接地極長(zhǎng)度不超過(guò)地網(wǎng)1/20，要想突破局限是不可能的，即使做成整塊銅板

22、也沒(méi)有用的。實(shí)踐中也應(yīng)證了這一理論。所以，當(dāng)?shù)匦尉窒迺r(shí)，我們可以考慮地網(wǎng)的縱深方向，使用離子接地系統(tǒng)或深井施工工藝。西昌某航天觀測(cè)站，土壤電阻率1100.m，設(shè)備需要4信號(hào)-屏蔽獨(dú)立地，考慮季節(jié)因數(shù)，應(yīng)作到2.75，而可供施工的面積只有8平方的狹長(zhǎng)位置，采用加長(zhǎng)（20m）離子接地系統(tǒng)3套安裝后，達(dá)到2.5的接地電阻。 （3）含水情況 一般來(lái)說(shuō)，濕潤(rùn)的土壤導(dǎo)電性較好，但是，實(shí)際工程中我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)含水量超過(guò)飽以后，接地效果反而不好。 當(dāng)?shù)氐紫掠谐睗?，接地體深入到這一層時(shí)，降阻效果會(huì)好得多。例如，云尾移動(dòng)通訊站，土壤電阻率測(cè)量值1200歐，使用接地塊240塊，接地電阻達(dá)到1歐以下；同樣的，湖南柯壺口

23、變電所也是1200歐的從土壤電阻率，地表破碎沙石層，但是開(kāi)挖150mm發(fā)現(xiàn)潮濕土層，埋設(shè)接地塊80只，原預(yù)計(jì)達(dá)到4歐的地網(wǎng)，結(jié)果達(dá)到了1.2歐。 （二）、施工工藝 真確的施工工藝才能達(dá)到良好的設(shè)計(jì)的實(shí)施效果，看起來(lái)不重要的實(shí)施細(xì)節(jié)常常導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。因?yàn)榻拥毓こ淌请[蔽工程，當(dāng)施工完成后，錯(cuò)誤不一定馬上可以檢測(cè)到，即使發(fā)現(xiàn)問(wèn)題補(bǔ)救也是很麻煩的，尤其是防腐細(xì)節(jié)。 使用接地快時(shí)，埋設(shè)應(yīng)盡量選擇適合的土層進(jìn)行， 預(yù)先開(kāi)挖80-100cm的土坑（平埋），底部盡量平整，使埋設(shè)的接地塊受力均勻。接地塊水平設(shè)置，用連接線使連接頭與接地網(wǎng)連接，用螺栓連接后熱焊接或熱融接，焊接完成以后應(yīng)去處焊渣等，再用防腐瀝青或

24、防銹漆進(jìn)行焊接表面的防銹處理，回填需要分層夯實(shí)，保證土壤的密實(shí)和接地塊與土壤的接觸緊密，底部回填40-50cm后，應(yīng)適量加水，保證土壤的濕潤(rùn)，令接地塊充分吸濕。使用降阻劑時(shí)，為了防腐，包裹厚度應(yīng)在30mm以上。接地用的鋼材一般有50mm×50mm×4mm或50mm×50mm×5mm角鋼；40mm×4mm或40mm×5mm的扁鋼； 50mm、h>3mm的鋼管。角鋼對(duì)角線長(zhǎng)的約為70mm，短的約為56.6mm。若包裹厚度為30mm，地網(wǎng)開(kāi)挖直徑尺寸應(yīng)在130mm。對(duì)水平扁鋼來(lái)說(shuō)，由于地面開(kāi)挖高低不平，扁鋼本身彎曲不直，在施工中許多部

25、位剛剛被降阻劑蓋住。這樣，鋼材實(shí)際上處在兩個(gè)介質(zhì)的交界處，大大地加快了腐蝕程度，因此地網(wǎng)開(kāi)挖尺寸也應(yīng)該加大。我們認(rèn)為垂直極灌降阻劑直徑以130200mm為好，水平溝以150mm×100mm為好（扁鋼豎放）。這樣做的開(kāi)挖工程量和降阻劑用量都會(huì)增加，但從整體降阻、防腐效果看是合理的。 離子接地系統(tǒng)埋深一般為3000-4000mm，當(dāng)加長(zhǎng)時(shí)相應(yīng)加深，有條件的用鉆機(jī)施工?？讖奖ＷC100-250mm（根據(jù)接地系統(tǒng)的形式選擇）。施工中應(yīng)保證導(dǎo)電為輔料包裹密實(shí)，消除空管和氣泡。 （二）、接地材料的選型 接地材料是接地的工作主體，材料的選擇很重要。下面對(duì)常用的接地材料的屬性做個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。 廣泛使用

26、的接地工程材料有各種金屬材料（最常用的如扁鋼）、接地體、降阻劑和離子接地系統(tǒng)等。金屬材料如扁鋼，也常用銅材替代，主要用于接地環(huán)的建設(shè)，這是大多接地工程都選用的；接地體有金屬接地體（角鋼、銅棒和銅板）這類接地體壽命較短，接地電阻上升快，地網(wǎng)改造頻繁（有的地區(qū)每年都需要改造），維護(hù)費(fèi)用比較高，但是從傳統(tǒng)金屬接地極（體）中派生出類特殊結(jié)構(gòu)的接地體（帶電解質(zhì)材料），使用效果比較好，一般稱為離子或中空）接地系統(tǒng)；另外就是非金屬接地體，使用比較方便，幾乎沒(méi)有壽命的約束，各方面比較認(rèn)可。 在以下的討論中以降阻劑、非金屬接地塊和離子接地系統(tǒng)為代表進(jìn)行探討。 降阻劑分為化學(xué)將阻劑和物理降阻劑，化學(xué)降阻劑自從發(fā)現(xiàn)

27、有污染水源事故和腐蝕地網(wǎng)的缺陷以后基本上沒(méi)有使用了，現(xiàn)在廣泛接受的是物理降阻劑（也稱為長(zhǎng)效型降阻劑）。物理降阻劑是接地工程廣泛接受的材料，屬于材料學(xué)中的不定性復(fù)合材料，可以根據(jù)使用環(huán)境形成不同形狀的包裹體，所以使用范圍廣，可以和接地環(huán)或接地體同時(shí)運(yùn)用，包裹在接地環(huán)和接地體周圍，達(dá)到降低接觸電阻的作用。并且，降阻劑有可擴(kuò)散成分，可以改善周邊土壤的導(dǎo)電屬性。現(xiàn)在的較先進(jìn)降阻劑都有一定的防腐能力，可以加長(zhǎng)地網(wǎng)的使用壽命，其防腐原理一般來(lái)說(shuō)有幾種：犧牲陽(yáng)極保護(hù)（電化學(xué)防護(hù)），致密覆蓋金屬隔絕空氣，加入改善界面腐蝕電位的外加劑成分等方法。物理降阻劑有超過(guò)二十年的工程運(yùn)用歷史，經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)踐和改進(jìn)，現(xiàn)在無(wú)

28、論是性能還是使用施工工藝都已經(jīng)是相當(dāng)成熟的產(chǎn)品了。 非金屬接地體有是在通訊、廣電等部門廣泛使用的工程材料?；境煞质?導(dǎo)電能力優(yōu)越的非金屬材料材料復(fù)合加工成型的，加工方法有澆注成型和機(jī)械壓模成型的，一般來(lái)說(shuō)澆注成型的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)松散、強(qiáng)度低、導(dǎo)電性能差，而且質(zhì)量不穩(wěn)定，一些小型廠家少量生產(chǎn)使用這樣的辦法；機(jī)械壓模法，是使用設(shè)備在幾到十幾噸的壓力下成型的，不僅尺寸精度較高、外觀較好，更重要的是材料結(jié)構(gòu)致密、電學(xué)性能好、抗大電流沖擊能力強(qiáng)，質(zhì)量也相當(dāng)穩(wěn)定，但是生產(chǎn)成本較高，批量生產(chǎn)多采用。選型時(shí)，盡量采用后者，特別是接地體有抗大電流或大沖擊電流的要求（如電力工作地、防雷接地）時(shí)，不宜采用澆注成型的非金

29、屬接地體。非金屬接地體的特點(diǎn)是穩(wěn)定性優(yōu)越，其氣候、季節(jié)、壽命都是現(xiàn)有接地材料中最好的，是不受腐蝕的接地體，所以，不需要地網(wǎng)維護(hù)，也不需要定期改造，但是，非金屬接地體施工需要的地網(wǎng)面積比傳統(tǒng)接地面積小很多，但是在不同地質(zhì)條件下也需要的保證足夠接地面積才可以達(dá)到良好的效果。 離子（中空）接地系統(tǒng)是傳統(tǒng)的金屬接地改進(jìn)而來(lái)，從工作原理到材料選用都脫胎換骨的變化，形成各種形狀的結(jié)構(gòu)。這些接地系統(tǒng)的共同點(diǎn)是結(jié)構(gòu)部分采用防腐性更好的金屬，內(nèi)填充電解物質(zhì)及其載體組分的內(nèi)填料，外包裹導(dǎo)點(diǎn)性能良好的不定性導(dǎo)電復(fù)合材料，一般稱為外填料。接地系統(tǒng)的金屬材料已經(jīng)出現(xiàn)的有不銹鋼、銅包鋼和純銅材的。不銹鋼的防腐較鋼材好，但

30、是在埋地環(huán)境中依然會(huì)多多少少的銹蝕，以不銹鋼為主體的接地系統(tǒng)不宜在腐蝕性嚴(yán)重的環(huán)境中使用。表面處理過(guò)的銅是很好的抗銹蝕材料，銅包鋼是銅-鋼復(fù)合材料，鋼材表面覆蓋銅，可以節(jié)約大量的貴金屬銅材。套管法或電鍍法生產(chǎn)，表面銅層的厚度從0.01mm到0.50mm，厚度越厚防腐效果越好。純銅材料防腐性能最好，但是要耗用大量的貴金屬，在性能要求較高的工程中使用。由于接地系統(tǒng)大多向垂直方向伸展，所以接地面積大多要求很小，可以滿足地形嚴(yán)重局限的工程需要。特別是，補(bǔ)償類型的接地系統(tǒng)有加長(zhǎng)的設(shè)計(jì)，筆者曾使用過(guò)加長(zhǎng)至24米的接地系統(tǒng)，輔以深井法施工，可以達(dá)到非常好的效果。 介紹的接地材料各有優(yōu)勢(shì)，但是都有自身的局限。我們提倡各取所長(zhǎng)，選擇適當(dāng)?shù)牟牧蠞M足不同的工況。 序號(hào)  降阻劑 非金屬接地體 中空接地棒 傳統(tǒng)接地 1 類型 地網(wǎng)與接地極 接地極 接地極 地網(wǎng)與接地極 2 新建地網(wǎng)施工 簡(jiǎn)單 簡(jiǎn)單 較簡(jiǎn)單 簡(jiǎn)單 3 改造地網(wǎng)施工 復(fù)雜 簡(jiǎn)單 較簡(jiǎn)單 復(fù)雜 4 適用環(huán)境 普通地網(wǎng)通用 惡劣地質(zhì)條件 腐蝕環(huán)境較高要求地網(wǎng) 地網(wǎng)面積小的城市或復(fù)雜山巖環(huán)境 通用 5 價(jià)格比較 低 較高 較高 地好要求低便宜，地壞要求高較貴或很貴 6 抗腐蝕 有防