1、规范
规范GB 50169-2016《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》第4.2.4条和条文解释:
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条文解释:加装断接卡的目的是便于运行、维护和检测接地电阻。接地装置由多个分接地装置组成时,应按设计要求设置接地井及便于分开的断接卡。另外增加扩建接地网时,新、旧接地网的连接通过接地井多点连接,且电气连接要良好,以便真实地反映新、旧两块接地网的接地电阻。
2、公式
假设两组接地极的接地电阻分别为a和b,并且a≤b;以及Rm为两组接地极的互电阻,接地电阻的并联公式(1)如下[1]:
$$R=\frac{ab-R_{m}^{2}}{a+b-2R_{m}} $$
互电阻Rm与土壤电阻率、两组接地极的距离和形状有关,有效计算的方法不多,而且只对少数规则的形状有用。可以通过在线函数网站,绘制出公式(1)的函数图象(其中a>0,b>0),可见其是一个增函数,即R与Rm正相关。当两组接地极的距离无穷远时,互电阻Rm为0,R的最小值等于a和b的并联电阻值。由于Rm的最大值等于a和b之中最小的一个[1],代入公式(1)可得R的最大值为a。
将a和b的并联电阻值记作Rp,则R的值域为[Rp, a]。假设R与Rp的比值为k,则可得式(2):
$$R=kR_{p},k\in[1,(a+b)/b] $$
数值k不是一个确定值,与土壤电阻率、两组接地极的距离和形状有关。这里可以参照模糊控制的思想,把k分为10个模糊子集,令两组接地极的距离为d(单位m),根据上文《概论》中两组接地极与接地距离的曲线,可以看出:距离d与接地电阻R为指数函数关系,可以给出k的取值经验公式:
- d∈(0,1], k=1+0.9×(a/b)
- d∈(1,2], k=1+0.8×(a/b)
- d∈(2,3], k=1+0.7×(a/b)
- d∈(3,4], k=1+0.6×(a/b)
- d∈(4,5], k=1+0.5×(a/b)
- d∈(5,6], k=1+0.4×(a/b)
- d∈(6,7], k=1+0.3×(a/b)
- d∈(7,10], k=1+0.2×(a/b)
- d∈(10,20], k=1+0.1×(a/b)
- d∈(20,∞), k=1
3、计算与小结
将《人工接地极》和《基础接地极》文章中,建筑物的基础接地电阻1.86Ω、人工接地电阻1.6Ω,间距3m,代入VBA程序可以计算出其结果为1.38Ω。
模糊控制是一种控制思想,理论上并不适合来求取一个确定的值。本程序计算的只是一个预估值,并不能作为某种依据。
参考文献
[1] 王洪泽, 杨丹, 王梦云. 电力系统接地技术手册[M]. 北京: 中国电力出版社, 2007: 29.