工频电阻与冲击电阻

白彦虎
接地电阻是指在工频或直流电流流过时的电阻,通常叫做工频(或直流)接地电阻;而对于防雷接地雷电冲击电流流过时的电阻,叫做冲击接地电阻。
从物理过程来看,防雷接地与工频接地有两点区别,一是雷电流的幅值大,二是雷电流的等值频率高。
硫酸银雷电流的幅值大,会使地中电流密度增大,因而提高地中电场强度,在接地体表面附近尤为显著。地电场强度超过土壤击穿场强时会发生局部火花放电,使土壤电导增大。试验表明,当土壤电阻率为500Ω·m,预放电时间为3—5μs时,土壤的击穿场强为6—12kV/cm。因此,同一接地装置在幅值很高的雷电冲击电流作用下,其接地电阻要小于工频电流下的数值。这一过程称为火花效应。
滇虹康王雷电流的等值频率很高,会使接地体本身呈现很明显的电感作用,阻碍电流向接地体的远端流通。对于长度较大的接地体这种影响更显著。结果使接地体得不到充分利用,接地电阻值大于工频接地电阻。这一现象称为电感影响。
社区护理学由于上述原因,同一接地装置具有不同的冲击接地电阻值和工频接地电阻值,两者之间的比称为冲击系数α;α=R~/Ri
其中R~为工频接地电阻;Ri为冲击接地电阻,是指接地体上的冲击电压幅值与冲击电流幅值之比,实际上应是接地阻抗,但习惯上仍称为冲击接地电阻。
冲击系数α与接地体的几何尺寸、雷电流的幅值和波形以及土壤电阻率等因素有关,多数靠实验确定。一般情况下由于火花效应大于电感影响,故α<1;但对于电感影响明显的情况,则可能α≥1,冲击接地电阻值一般要求小于10Ω (二)
接地电阻,系指在低频、电流密度不大的情况下测得的,或用稳态公式计算得出的电阻值。这与雷击时引入雷电流用的接地装置的工作状态是大不相同的。由于雷电流是个非常强大的冲击波,其幅度往往大到几万甚至几十万安的数值。这样,使流过接地装置的电流密度增大,并受到由于电流冲击特性而产生电感的影响,此时接地电阻称为冲击接地电阻,也可简称冲击电阻。由于流过接地装置电流密度的增大,以致土壤中的气隙、接地极与土壤间的气层等处发生火花放电现象,这就使土壤的电阻率变小和土壤与接地极间的接触面积增大。结果,相当于加大接地极的尺寸,降低了冲击电阻值。streambox vcr
长度较长的带形接地装置,由干电感的作用,当超过一定长度时,冲击电阻不再减少,这个极限长度称为有效长度、土壤电阻率越小,雷电流波头越短,则有效长度越短。
由于各种因素的影响,引入雷电流时接地装置的冲击电阻,乃是时间的函数。接地装置中雷电流增长至幅值IM的时间,是滞后于接地装置的电位达到其最大值 UM 的时间的。但在工程中已知冲击电流的幅值IM和冲击电阻 Rds的条件下,计算冲击电流通过接地极流散时的冲击电压幅值 UM = IM•Rds 。由于实际上电位与电流的最大值发生于不同时间,所以这样计算的幅值常常比实际出现的幅值大一些,是偏于安全的,因此在实际中还是适用的。
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当接地体为环绕建筑物的环路接地体与敷设于陶粘土、沼泽地、黑土、砂质粘土等电阻率ρ≤100ω的土壤内的接地体,其工频接地电阻与冲击电阻相等。但当敷设于砂、砂砾、砾石、碎石、多岩山地的环境时,其工频接地电阻是冲击接地电阻的2~3倍。因此如在上所述地面内敷设接地体时,如用接地电阻仪测出的工
频接地电阻,只要不超过设计要求的冲击接地电阻值的2~3倍,即可为符合设计要求。

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