[发明专利]新型多针式垂直接地系统设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及新型多针式垂直接地系统设计方法，属于电气工程领域。

背景技术

接地系统是对埋在地下一定深度的接地极和接地极周围土壤的一种总称，分为水平接地系统和垂直接地系统两种型式。接地系统作为最常用的防护手段，广泛应用在国民经济各行业中，对设备和人身安全起着至关重要的作用。

现阶段国内外对降低接地电阻的研究主要集中在改变土壤性能和扩大地网面积以增大散流面积这两个方面。我国建筑的接地系统普遍采用水平接地的型式，尽可能减小环境受到雷击时的冲击电阻，以便通过接地系统迅速将强大的雷电流迅速泄放到大地，水平接地在不考虑占地面积限制的情况下，容易满足系统对接地参数的要求。

但是随着我国城市化进程日益加快，土地资源越来越匮乏，为了满足接地电阻的要求，无限制地增加水平接地网的面积显然不切实际；同时，兆赫兹以上的高频设备运用越来越广泛，接地系统也将越来越多的运用于高频电气设备的保护。

因此，土地资源的匮乏和高频设备的广泛应用决定了接地系统小型化和高频化的发展趋势，研究新型接地系统减小接地系统占地面积，研究接地系统高频性能并实现新型接地系统的高频应用，对解决现有接地问题意义重大。

2014年大连理工大学文建的硕士学位论文《多针式垂直接地系统研究及其高频应用》中，针对大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室实验设备的高频问题，深入研究高频条件下接地电阻的影响因素，将田字形结构的多针式垂直接地系统应用其中。但随着多针式垂直接地体数量的增加，普通方形结构的接地系统不能使多针式垂直接地体均匀地分布，也就达不到快速泄放大电流和高频条件下应用的需求。

针对接地系统小型化和高频应用下的技术难题，发明了新型多针式垂直接地系统设计方法。

发明内容

为了克服上述的不足，本发明提供了新型多针式垂直接地系统设计方法。

本发明通过多针式垂直接地体设计、新型多针式垂直接地系统结构设计、最高工作频率下接地电阻分析，实现新型多针式垂直接地系统设计，解决接地系统小型化和高频应用下的技术难题。

新型多针式垂直接地系统设计方法，包括如下步骤：

(1)根据建筑或设备的国家标准和实际需求，设定新型多针式垂直接地系统的接地电阻R；

(2)根据现场实地勘测确定垂直接地体可埋设的深度，确定多针式垂直接地体长度为2.5-5m；多针式垂直接地体选用导电性能优良的导体作为材料，直径为25mm，其上每隔50mm垂直焊接一圈均匀分布的四个长25mm、直径4mm、尖端曲率0.2mm的针状放电极；

(3)测量现场土壤电阻率，利用公式(1)计算出单根多针式垂直接地体埋入土壤时的工频接地电阻R₁

R1=ρ2πl(ln8ld-1)---(1)]]>

公式(1)中，R₁、ρ、l、d分别为单根多针式垂直接地体接地电阻(Ω)、土壤电阻率(Ω·m)、多针式垂直接地体长度(m)、多针式垂直接地体等效直径即为垂直接地体直径和两根针状放电极的长度之和(m)；

(4)新型多针式垂直接地系统结构设计