论接地极长度及材料选用

论接地极长度及材料的选用

王常余

接地极长度

以往电气设计师在设计人工接地极长度时，通常根据《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）第三节接地装置第4.3.2条“人工垂直接地体的长度宜为2.5m”的规定，用长为2.5m的圆钢或角钢作为接地极。这一做法至今在许多工程中仍被采用。

国外先进的接地极材料引入后，许多设计师打破了被称为“传统”的2.5m长度，接地极的长度不再受2.5m束服，事实证明接地极打深对接地电阻下降是十分有利的，不少工程当接地极打到约10m深时，碰到地下水层或古河道，接地电阻就会突变下降。2.5m长的接地极是不可能发生接地电阻突变下降的。

把2.5m长的圆钢或角钢打入地中，要大面积开挖路面，往往要打入几十根接地极才能达到设计要求的接地电阻值。

被视为非正规的超长接地极的设计，现在己作为国家标准执行了。

2008年11月1日起实施的GB/T21714.3—2008/IEC62305—3:2006《雷电防护第3部分：建筑物的物理损坏和生命危险》5.4接地装置给出了接地极的长度与雷电防护系统的等级、土壤电阻率的关系，如图1所示。



图1各种类型LPS的接地极的最小长度



图中纵座标为水平接地极的长度l1;若是垂直（或倾斜）接地极则为0.5l1，横座标为土壤电阻率。

由图1可知：对Ⅲ、Ⅳ类等级的雷电保护系统，接地极长度与土壤电阻率无关，每个水平接地极的长度最小为5m，而每个垂直接地极的长度为2.5m..

对Ⅱ类等级的雷电保护系统，接地极长度与土壤电阻率有关，若土壤电阻率为3000ρ/Ωm，垂直接地极的长度最小为25m，对Ⅰ类等级的雷电保护系统，若土壤电阻率为3000ρ/Ωm，垂直接地极的长度最小则为40m。

GB/T21714.35.4.2.1注1：延长接地极可减小接地电阻，实践中，接地极最长可达60m。



2．接地极材料的选用

以往工程设计的规范，对接地极材料都采用钢质材料，列举如下：

GB50057-94《建筑物防雷设计规范》扁钢、圆钢

JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》扁钢、圆钢、钢管

CJJ/T53-93《民用房屋修缮工程施工规程》扁钢、圆钢

GB15599-1995《石油与石油设施雷电安全规范》扁钢、圆钢

YD2011-93《微波站防雷与接地设计规范》扁钢、角钢、钢管

YDJ26-89《通信局（站）接地设计暂行技术规定》扁钢、角钢、钢管、圆钢

GBJ79-85《工业企业通信接地设计规范》扁钢、角钢、钢管、圆钢

GB50200-954《有线电视系统工程技术规范》扁钢、圆钢

GB50169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》扁钢、圆钢、角钢、钢管

GBJ303-88《建筑电气安装工程质量检验评定标准》扁钢、圆钢

D562《全国通用电气装置标准图集》扁钢、圆钢

DL/T621-1997《交流电气装置的接地》扁钢、圆钢、角钢、钢管

YD5068-98《移动通信基站防雷与接地设计规范》扁钢、角钢、圆钢

TB10008-99《铁路电力设计规范》扁钢、圆钢、钢管

TB10065-2000《铁路电力变、配电所设计规范》扁钢、圆钢、角钢、钢管

我们曾接触到的上海的著名工程，对人工接地极都不采用纯钢质的材料，上海地铁、宝钢工程等采用铜质接地极，通信基站采用镀铜钢接地极。

采用铜质或表面铜质的接地极，目的不是降低接地电阻，而是延长接地极的寿命，采用镀铜的钢接地极，其寿命至少25年以上。



材料

结构 最小尺度

描述 接地杆

φmm 接地导体 接地导板 铜 多股绞合

圆

带状

圆

管

板

网格板





16

20 50mm2

50mm2

50mm2









500mm×500mm

600mm×600mm 1.7mm每股的最小直径

8mm直径

2mm，最小厚度



2mm，管壁最小厚度

2mm，最小厚度

25mm×2mm截面 钢 镀锌圆体

镀锌管

镀锌带状

镀锌板

镀锌网状

镀铜圆

无镀层圆

无或镀锌带状

镀锌多股绞合

横侧面镀锌 16

25







14







50mm×50mm×3mm 10mm直径



90mm2







10mm直径

75mm2

70mm2





500mm×500mm

600mm×600mm

2mm，管壁最小厚度

3mm，最小厚度

3mm，最小厚度

30mm×3mm截面

250μm，最小径向的99.9%的铜镀层



3mm，最小厚度

1.7mm每股的最小直径

不锈钢7） 圆

带状 15

10mm直径

100mm2

2mm，最小厚度

GB/T21714.3—2008/IEC62305—3:2006对接地极的材料己不局限于钢质了，如上表所示，铜质和镀铜钢列入了接地极材料中。

结论是：

使用镀铜钢芯接地棒就是保证工程项目的安全可靠性，稳定性,以及使用寿命的长久性;(接地系统是维护电力系统安全可靠运行、保障运行人员和电气设备安全的根本保证和重要措施。我国曾发生多起由于接地系统接地电阻未达到要求而导致的事故或事故的扩大。这种事故不仅直接经济损失巨大，而且对社会造成的间接经济损失更加严重。根据统计，我国发生的因接地系统引起的事故损失，每次都在数百到数千万元，由此产生的间接经济损失则更大）

使用镀铜钢芯接地棒就是保证项目投资的最经济省钱，无需30-50年内多次重复改造镀锌钢棒接地网,更不用提铜包钢接地网了,它比镀锌钢棒接地网寿命更短。(随着镀锌钢接地网腐蚀问题的不断暴露，每年需投人大量资金改造镀锌钢接地网)。



为了国计民生的安全可靠和可持续性发展，也是基于我国经济发展的实力,国家终于在2008年出台了提倡使用镀铜接地棒的国家标准。这是我国经济发展的体现，也是行业规范化的进步。