1.引言
随着国家经济的不断发展，山区弱电系统工程建设的进一步深入，对弱电线路的要求也越来越严格，经常会遇上自然条件差、环境恶劣的山区弱电工程建设。山区地质多为土夹石层，或为风化沉积岩，也有部分为裸露岩石。因此，山区弱电系统线路施工中，技术人员较为头疼的问题就是如何降低线路接地体的接地电阻。
对于大多数山区弱电系统来说，一般都存在着土壤电阻率偏高，场地狭小，土层薄且土质大多为风化石、砂子，有的甚致根本沒有土层，完全为石头。土壤电阻率高达2000-3000Ω.m，有的甚致高达5000-8000Ω.m，因而给弱电系统的接地造成了许多困难，使许多山区弱电系统接地电阻严重偏高，一些弱电系统的工频接地电阻高达数十欧，或上百欧。山区弱电系统所在的地方，往往是雷电活动强烈的地方，由于弱电系统的接地电阻偏高，对防雷造成了极为不利的影响。当雷电流入地时，电气设备外壳或接地引下线上产生较高的“反击”过电压而向二次线产生反云。同时也会在雷电流入地时冲击电位升高，产生严重的冲击电而干扰而影响微机保护、综合自动化系统的安全运行。近年来因为接地不良产生的雷电打坏主设备、打坏微机保护等控制设备的事故在中小型弱电系统时有发生，因而应对弱电系统的接地问题引起充分的重视。进行认真的研究和探讨，找到有效降低山区弱电系统接地装置接地电阻的措施，做好山区弱电系统接地的降阻改造工作，保证弱电系统安全运行。
2.山区弱电系统接地电阻偏高的原因分析
山区弱电系统一般接地电阻偏高的原因主要是以下原因造成的：
2.1 土壤电阻较高造成，山区的土壤电阻率一般都偏高，山区弱电系统的土壤电阻率一般都在2000--3000Ω.m，严重的甚致高达5000Ω.m。如我们在西藏某山区弱电系统四周测量土壤电阻率，低的为800Ω.m，大多在2000Ω.m.高的地方甚致达6000Ω.m。因接地装置的接地电阻与土壤电阻率成正比，接地装置面积一定时，土壤电阻率愈高，接地装置的接地电阻也就愈高，降阻难度也就愈大。
2.2 土层薄，地质条件差，山区弱电系统处的土质一般为风化石土壤，或碎石土壤，土层薄，一般不足30cm，大多地方为岩石沒有土层，由于土层薄，就影响水平接地体和垂直接地体的埋深，经检查山区弱电系统接地装置的水平接地体的埋深一般都不到30cm，有的浮在地表；由于土层薄，垂直接地体打不下去，其深度一般都不到50cm。由于接地体浮在地表，一方面由于上层土壤土质松散，接地体不能与大地紧密接触，造成接触电阻大，且因土壤干湿度易变化，而造成接地体的接地电阻不稳定［2］。另一方面由于上层土壤含氧量高，接地体易发生吸氧腐蚀，而使接地体与周围土壤之间的接触电阻增大。同时，由于腐蚀还会造成接地网裂解使部分设备失去接地。
2.3 场地狭小，使接地网面积偏小，一般山区弱电系统都在山谷中，场地狭小，这就使弱电系统的接地网严重偏小。有的甚致沒有地方建接地网，这就给接地降阻带来非常大的难题，因为一般情况下，接地装置的工频接地电阻由下式决定:
式中:R—接地装置的工频接地电阻，Ω；ρ—土壤电阻率，Ω.m；s—地网面积，m2。
从式（1）式可以看出接地装置的接地电阻，与土壤电阻率ρ成正比，与接地网的面积的开方值成反比，山区弱电系统由于土壤电阻率高，土质差，土层薄，接地体埋深不够，地网面积小，这就是造成接地电阻偏高的主要原因。
3.山区弱电系统的接地设计与降阻措施
3.1 从接地材料选用方面考虑
接地材料一般选用结构钢制成。必须对材料进行检查，材料不应存在严重的锈蚀、厚薄或粗细不均匀等现象。垂直安装的接地体通常用角钢或钢管制成，虽然角钢制成的接地体在散流效果方面比钢管差一点，但施工难度小、成本低，所以现场安装一般采用角钢。当然，也可以选择导电性能更高的材料，例如用铜来代替角钢作为接地体，但使用铜工程成本过高，对于山区弱电工程线路施工经济上不合算，不宜采用。
3.2 从增加接地体与土壤之间的接触面积方面考虑[1]
串联接地极：串联接地极的工作原理就是增加接地体与土壤的接触面积，从而减少了接地体与土壤之间的接触电阻。当接地极的接地电阻值与设计值相差不大时，只要增加几组接地极，把几组接地极串联起来，即可减小接地电阻值，达到设计要求，在施工过程中，这种情况会经常发生，也最为简单有效，投入的成本也不多。主要适用于线路跨越和设备杆接地。
使用接地网：使用接地网的工作原理也是增加接地体与土壤的接触面积，从而减少接地体与土壤之间的接触电阻。当接地网的接地电阻值与设计值相差不大，其土壤结构主要是土或土夹石时，只要增加接地范围，即可减小接地电阻值，达到设计要求，在施工过程中，这种情况时有发生，实施起来简单有效，投入的成本也不多。主要适用于山区线路铁塔接地。
3.3 从降低土壤的电阻率方面考虑[3]
土壤电阻率与土壤的结构(如粘土、沙土等)、土质的紧密度、湿度、温度等，以及土壤中含有可溶性的电解质有关。影响土壤电阻率的最重要因素是湿度。
工程建设中，通常采用灌注工业盐水和使用降阻剂来降低土壤电阻率。
灌注工业盐水：灌注工业盐水的工作原理就是通过盐水来改良土壤特性，降低土壤的电阻率。由于工业盐水的时效性较差，只能在较短的时间内提高土壤导电率，并不能根本解决问题。
使用降阻剂：降阻剂表面有活性剂，粒度较细，吸水后施用于接地体与土壤间，能够使金属与土壤紧密地接触，形成足够大的电流流通面，有效减小接地电阻；另一方面，它能向周围土壤渗透，降低周围土壤电阻率，在接地体周围形成一个变化平缓的低电阻率区域。由于降阻剂成本较低，工程实施也比较容易，因此降阻剂在山区电力线路施工中(尤其困难地段)得到广泛应用。
3.4 采取综合降阻措施[4]
山区弱电系统由于其接地电阻偏高，采取单一的降阻措施往往难以达到预期的降阻目标，这时需要对现场地形、地势及土壤电阻率等现场条件进行综合分析，采取综合的降阻措施。比如可以采取外延加降阻剂、自然接地体利用等多种降阻措施联合应用，以达到有效的，大幅度的降低接地电阻的目的。
4.结束语
山区弱电系统由于土壤电阻率高，土质差，土层薄，接地体埋深不够，地网面积小，这就是造成接地电阻偏高的主要原因，因而进行山区弱电系统的按地设计时要对现场地形、地势及土壤电阻率等现场条件进行综合分析，通过认真的技术经济分析，对弱电系统的接地进行优化设计，根据现场实际条件可以采用多种降阻措施进行降阻处理。也可采取复合降阻措施进行降阻。对改善其地电位分布，防止地电位干扰，以保证弱电系统的安全稳定运行。
参考文献
[1]徐健,宋镇江,彭育涛.降低山区输电线路杆塔防雷接地电阻的方法[J].建筑电气,200827(9)26-28.
[2]李景禄.关于接地工程中相关参数取值的探讨[J].高压电器,2004.4第40卷264-266.
[3]冀卫军.降阻剂在山区线路接地中的应用[EB/QL].www..zhulong.com(筑龙网),2006.11.
[4]林桂庆.计算机控制系统接地技术探讨[EB/QL].www.blog.edu.cn(中国教育人),2006.2.
作者简介：
郁惠平（1979—），男，江苏苏州人，学士，助理工程师，主要研究方向：计算机应用、楼宇智能。
杨中华（1983—），男，江苏滨海人，工程师，主要研究方向：计算机应用、嵌入式系统、楼宇智能。 |
