高電阻率的土壤接地方式分析

中國城市建設研究院有限公司 陸廣萍

在高電阻率土壤區域開展接地工作具備較大的現實意義，在此期間，相關工作人員需要認真細致地分析相關工作開展的具體需求，優化現有的接地形式，改良接地策略提高接地效率。除此之外，施工方還需要對接地裝置進行科學合理地設計，對相關裝置采取相應的隔離保護措施，提高整個接地系統的安全性和穩定性。

針對高電阻率土壤的接地管控工作，施工方需要考量降低相關區域的接地電阻，同時也可以嘗試均衡電位的接地措施，在接地設計過程中，設計師應當秉承因地制宜的管控原則，優化接地設計方式，采取多樣化的施工管控措施，以此來提高接地效率，降低高電阻率土壤的接地電阻。在此過程中，設計師應當就地取材，利用自然環境中的原材料，同時也需要構建相應的人工接地網。并且在結合均衡電位接地措施使用的過程中還需考量均壓、限流、分流的需求，以此來提高作業效率。

1 降低接地電阻的措施

在對高電阻率土壤的接地管控工作中，工作人員需要設置科學合理的接地裝置，在高土壤電阻率區域實施相應的接地工作，相關工作人員需要確保相應的電阻能夠滿足使用要求。由于在相關區域具備較高的電阻，工作人員可以嘗試降低相關區域的接地電阻率，以此來提高接地效率。在此過程中，作業人員可以充分利用當地的自然接地體、設置人工接地網，以此來改良相關區域的電阻率。

1.1 利用自然接地體

在工程項目施工建設活動中，在對應的高電阻率土壤區域開展接地工作應當采取因地制宜的基地管控方式，比如相關區域若存在大量現成的金屬管道設施或鋼筋骨架，相應的工作人員應當盡可能借用此類物資原材料來減少接地電阻，借助相應的金屬材料來實現散流、均壓，同時還能夠有效降低在接地工作所投入的各項成本。比如在當前水電站工程項目中所存在的自然接地體包含大量的鋼筋、金屬原材料，同時若相關區域與水源或潮濕土壤相接觸也能夠進一步降低接地電阻。

具體來說，若相應的鋼筋混凝土建筑物與周邊潮濕的土壤相接觸，或廠房下部分接觸到相應的水源地，則施工人員可以借助其表層鋼筋完成有效接地設計和接地施工。此外，在接地過程中，工作人員也可以最大限度地對壓力鋼管以及水鋼管進行靈活使用，甚至可以借用閘門、攔污柵等相關金屬預埋件來實現接地。在部分工程項目結束之后，其地下或水中會埋放部分金屬原材料，施工方也可以結合此類金屬設備來改良接地設計，但是在利用自然接地體進行接地設計的過程中，設計師需要充分考量相應的工作安全問題，減少相應的風險隱患[1]。

1.2 設置人工接地網

在完成對自然接地體的使用之后若仍然無法滿足高電阻率土壤區域的接地建設需求，此時，施工人員以及設計人員需要適當地設置人工接地網。在依托原有自然接地體的基礎之上，通過設置人工接地網能夠進一步降低相關區域的接地電阻，在此期間工作人員也需要對低電阻率的土壤區域和水環境進行有效利用，采取因地制宜的人工接地策略，布置水平接地網、地下接地網，采取淺埋、深埋或外接的施工方式來降低相關區域的接地電阻。

具體來說，在對水平接地網的布置過程中，工作人員應當考量相關區域的水源散流面積，盡可能在相關區域條件許可的范圍下，參考當地的地形、地貌、地質狀況來布置接地網，同時在設置接地網的過程中，工作人員還需要對水工以及電氣的布置情況進行分析、考量，通常情況下，在相應的廠房區域設置接地網應當依托廠房的基礎底板，借助相應的鍍鋅扁鋼構建相應的網孔。在特定的區域，若在水電站或開關站也可以結合此類鍍鋅扁鋼來架設接地網，但是在對相關鍍鋅扁鋼原材料進行使用的過程中，設計人員應當考量相關區域具體的接地需求，盡可能將人工接地網與自然接地體進行有效連接，構建起一個完整的結構體[2]。

而在對水下接地網進行布置管控的過程中，工作人員應當采取人工接地體來適當地降低相關區域的電阻，比如相關區域存在水庫則可以在其上游隧洞、水渠等低電阻率的水源區域架設水下接地網，同時在對水下接力網進行設計的過程中相關設計人員需要認真、細致地分析當地的水文環境、優化設計內容，確保水下接電網的施工作業能夠正常進行，盡可能選取水源豐富且屬于寬闊、流動緩慢的區域。

而在引外接地設計過程中，需要考量在特定區域范圍內實際的水文環境條件，比如在接地場所500m以內的范圍內不存在電阻率相對較低的土壤或水源條件時，工作人員可以采取外接人工接地網，結合水下接地網或借助相應的深埋接地體的方式來降低周邊區域的接地電阻，若引外接地的距離大于500m，在接地設計過程中，設計師還需要考量相應的經濟效益問題，簡而言之設計師需要考量增加引線的截面積或采取線路并聯的方式來降低整個引線的電阻。

在深埋接地施工過程中，工作人員應當挑選土壤電阻率相對較低的區域位置，采取深埋接地的方式來減少相關區域的電阻，而深埋接地也只是適用于地下水相對較豐富的區域位置，如凍土以及地下存在金屬礦體的區域，通過深埋的方式來實現有效地接地。

除此之外，在設置人工接地網的過程中，也可以結合人工降阻的方式，而人工降阻是在相關區域無法結合深埋接地或引外接地時、且當相關區域的接地網面積不大、可以結合人工降阻的方式，考量經濟性問題，采取因地制宜的降阻方式，提高相關區域的接地效率，降低電阻。結合人工降阻主要是使用相應的降阻劑或布置低電阻率的原材料、設備，降低周邊區域的電阻，改良相關區域的傳導性能。借助人工降阻的方式對于改良相關區域的接地體以及土壤接地電阻具備良好的作用。

但是在結合降阻劑使用的過程中，還需要考量其性能的穩定性以及所能夠達成的工作效率。此外，工作人員在使用降阻劑的過程中還需要考量其所具備的有效期。研究人員需要通過前期的試驗驗證，參考當地土壤環境的理化特性對降阻劑的類型以及使用量進行確認，而在完成對降阻劑的使用之后還需要考量接地體受到腐蝕的問題。

具體來說，降阻劑的化學性質不能完全保持在中性狀態，因此降阻劑可能會對接地體造成相應的腐蝕，再加上地表中存在分散電流以及各類微生物腐蝕現象，會進一步降低相關接地裝置的使用壽命。因此，工作人員需要選取適當的降阻劑材料，同時考慮到防腐需求，在對接地體鋼材尺寸大小進行管控的過程中應當參照具體的施工建設需求，盡可能對鋼材進行熱鍍鋅處理，結合熱鍍鋅鋼材往往能夠起到良好的防腐管控作用。

1.3 置換材料

在對高電阻率土壤進行優化管控的過程中，工作人員還可以考量置換相應的材料完成對相關區域的施工建設活動。具體來說，工作人員可以考量借用電阻率相對較低的黑土以及黏土來置換相關區域電阻率較高的土壤，在此過程中往往具備較大的工程量，但是整體來說其施工操作較為便捷，且不會受到外部地質條件的影響和限制。同時置換相應的低電阻率土壤還不會對接地體造成相應的腐蝕影響，但是在置換土壤的過程中，施工方應當考量以下問題。

首先施工方需要分析周邊區域是否存在良好的可置換材料，以此來減少工程造價、提高工作效率，由于整個土地置換工作具備較大的工程量，因此施工方應秉承就地取材的原則；其次雖然通過置換材料的方式能夠在局部改善相關區域的電阻率大小，但當相關區域溫度升高或土壤氣候環境發生變化時，其相應的電阻值也會進一步升高，再加上周邊存在冰凍的狀況，其接地電阻也會進一步升高。在這期間相應的接地電阻還不穩定，因此施工方必須要考量相關區域的季節影響，選取適當的接地技術。

2 均衡電位接地措施

均衡電位接地措施主要是應對相關區域接地面積相對較大時的接地保護需求。均衡電位接地能最大限度地保護設備及工作人員的生命財產安全，確保整個生產系統穩定高效地運行，結合均衡電位接地措施使用的過程中，工作人員需要考量接地電阻率大小問題，同時還需要考慮地面電位梯度分布所帶來的不良影響。具體來說，在電阻率相對較高的土壤區域，地面網的利用面積也會受到相應的限制，而要滿足接地電阻小于0.5歐姆的規定范圍也存在較大的困難，因此在接地設計過程中，設計師需要調整電阻值，同時也需要采取必要的分壓、分流、限流等措施，對其中的各類電勢進行嚴格管控。

2.1 均壓

在高電阻率的土壤區域結合均衡電位來實施接地操作，首先可以結合均壓措施來改善電位的分布狀況，以此來有效降低相關接地裝置所產生的接地電勢以及跨步電勢，減少各零部件所存在的電位差。在結合均壓接地技術使用的過程中，往往對高壓配電裝置設置相應的人工接地均壓網來改善整個接地網內部的電位分布狀況，以此來提高相關區域人員和設備的安全，而均壓網的布置也需要考量相應的間距問題，通常情況下，在布置均壓網的過程中需要結合等間距布置措施以及不等間距布置措施，兩種布置策略具備不同的管控重心和方向。

具體來說，在等間距布置過程中，部分高壓配電裝置均設置有外緣閉合，且在內部敷設有若干平行均壓帶，接地均壓網的均壓帶通常是按照等間距的布置措施來進行設置的，如參照3m、5m或10m的等間距布置方式，此類布置方式相對較為簡單，但結合等間距均壓網的布置還需考量尖端效應以及屏蔽效應等問題，由于各網孔電勢分布存在不均勻的狀況，如中間低、邊緣高，使得網絡內部的安全水平相對較差，因此結合等距均壓布置的措施主要是應對電壓等級相對較低的區域，在等間距布置均壓網的過程中應當靠近接地網的邊緣地帶，或采取不均勻的優化布置方式。

而在對應不等間距均壓網的布置工作中，在技術層面以及經濟效益層面均具備顯著的優勢，具體來說，不等間距均勻網的布置在均壓帶的間距設置層面參照地網邊緣到中部逐漸擴大的布置策略，確保地網網孔與均壓網時刻保持一致的電勢，確保接地網接觸電勢以及跨步電勢能夠被控制在合理的范圍內，提高均壓網內的安全作業水平。此外，在結合不等間距均壓網的布置過程中也能夠有效地節約諸如鋼材等基礎原材料，同時也能夠應對大面積的布置需求，減少布置成本。

2.2 分流與限流

分流是為了減少流經接地裝置的短路電流，以此來降低相關區域的接地電位，為了達成相應的管控功效，確保對應的短路電流不入地而直接流回相應的變壓器中性點，則需要在布置過程中加強高壓配電裝置與相關設備接地網之間的接地連接帶所具備的作用。在相應的接地裝置中應當設置避雷線路，并且與避雷線路進行有效連接，構建成熟完善的地線-桿塔接地管控系統，以此來有效控制相關區域的接地網電位。

限流是為了最大限度地減少人體在遭受電擊時所通過的電流量，通常情況下要想達成限流的管控目的，則需結合快速繼電保護裝置將接地短路的故障進行切除處理，以此來限制人體遭受到的電擊持續時間，其次可結合碎石或礫石等高電阻率的材料鋪設在地面，通過進一步提高地面的電阻率，將流經人體的電流以及遭受到的電擊時間限制在合理的范圍內。

3 結語

總體來說，在高土壤電阻率區域開展接地施工作業的進程中，施工方應當優化相應的接地設計，采取多種接地組合的方式，參考當地的實際的施工環境特征，選取經濟、實惠、高效的接地技術，以此來提高接地效率，降低相關區域的接地電阻。