中小型环型地网的接地电阻值计算机程序实现

在实际工作中,经常会涉及到地网接地电阻值的设计和验收,特别是在中小型地网的防雷改造中,接地装置更是不可缺少的部分,为了使其电阻值符合相关规范的规定,设计人员必须对其电阻值进行预算。接地系统的评论指标中,接地电阻起着关键作用,由于地网接地电阻的计算与地网的复杂程度紧密相连,特别是复杂接地网接地电阻的计算,很多都涉及到高等数学的运算,近年来就出现很多利用计算机程序来计算其值。所以我们通常采取因地制宜的方针,并结合安全可靠、技术先进、经济合理角度对其进行工程设计,同时考虑到雷电在地网中泄流均衡、跨步系数低、施工方便、设计规范等优点,在防雷接地工程中以垂直接地体为主的环形地网现已被大量采用。根据该地网结构及其电阻的运算过程,通过VB程序使电阻值的计算得以实现。

1 地网概述

常规中小型接地网一般由多根垂直接地极和水平接地体等不同形状的接地体组成。为了减少或防止跨步电压危害人身安全事故的发生,于是又把水平接地极也同垂直接地极一起埋入地中,这样构成的复合接地体称为地网。在环形中小型地网中,垂直接地极一般采用镀锌(角钢、圆钢或钢管)打入大地,使其与土壤紧密接触。由于该地网接地极打入比较浅,所以通常假定该土壤电阻率是均匀的。为了降低接地电阻,在工程中常采用多根垂直接地极,这样就可提供多个对地的电流通道,从而降低地网接地电阻。但是接地电阻值减少的程度并不一定与接地极的数量成正比,因为在电流从单一接地极流出时,将会受到其他接地极的制约,影响电流的散流,这相当于加大了各单一接地极的接地电阻值。这种影响电流散流的现象称为屏蔽效应,垂直接地极相距越近,屏蔽效应越大,总的接地电阻也相应越大。由于屏蔽效应,多跟垂直接地极的接地电阻值不应是各单根垂直接地极电阻的并联值,所以在计算过程中除了要考虑到屏蔽效应的影响,还要考虑到垂直接地极的利用系数。

2 计算过程

下面简要分析地网的接地电阻值,并选择引用一些主要程序加以说明。

(1)根据地网条件确定以下参数值:垂直接地极的材料(圆钢、钢管、等边角钢)、土壤电阻率、地网的长、宽、垂直接地极间的距离、垂直接地极与间距的比例。

(2)根据已知条件算出单根垂直接地极的电阻值R。

(3)根据地网的长和宽,及垂直接地极间距与垂直接地极长度的比例系数;算出地网所需的垂直接地极根数。

(4)结合以上条件查找相应的垂直接地极间的屏蔽系数。

(5)最后算出地网接地电阻值。

2.1 单根垂直接地极的接地电阻

2.2 环形地网接地极间屏蔽系数的选取

2.3 环形地网的接地电阻计算结果及赋值

软件界面:

3 举例说明

为使接地装置及其电阻值达到规范要求,设计人员必须根据地网大小,土壤电阻率,接地极规格,埋设深度,埋设密度、屏蔽系数等因素进行综合考虑,并利用计算机程序计算出其接地电阻值。计算结果如下表1所示。

4 结语

Visual Basic程序为接地电阻值计算和用户操作界面提供方便,通过实地测量,计算出来的理论数值与工程实际阻值比较接近,相对误差大小控制在工程可接受范围内,为防雷工程接地电阻的设计和审核方面提供参考,同时也提高了工作效率。

摘要：本文通过求解单根垂直接地极的接地电阻值,并结合常规环形中小型地网中接地极的敷设距离、长度、数量、屏蔽系数等参数进行简要的理论分析,通过VB程序计算出该地网的接地电阻值,对该项防雷工程的合理设计和成本预算起到间接的参考依据。

关键词：地网概述,计算过程,举例说明

参考文献

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