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        沖擊接地電阻與工頻接地電阻換算系數(shù)計(jì)算方法分析

        2012-10-20 05:10:14上饒市氣象局周敏芳程飛軍
        河南科技 2012年16期
        關(guān)鍵詞:工頻插值電阻率

        上饒市氣象局 周敏芳 程飛軍

        一、換算系數(shù)計(jì)算原理

        《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-2012附錄C中給出了接地裝置沖擊接地電阻與工頻接地電阻的換算公式,具體如下。

        式(1)中,R為工頻接地電阻,Ri為沖擊接地電阻,A為換算系數(shù)。換算系數(shù)A與接地體的最長(zhǎng)支線長(zhǎng)度l和有效長(zhǎng)度le之比存在一定的關(guān)系,其函數(shù)關(guān)系如圖1所示。

        圖1 R與le/le的函數(shù)關(guān)系

        在考慮土壤電阻率ρ的基礎(chǔ)上,即可從圖1中查得換算系數(shù)A,且在以下4種情況可以得到精確值。

        1.當(dāng)ρ≤ 100 Ω·m 時(shí),A= 1.0。

        2.當(dāng)ρ=500 Ω·m,且l/le≤0.3時(shí),A=1.5。

        3.當(dāng)ρ=1000 Ω·m,且l/le≤0.2時(shí),A=2.0。

        4.當(dāng)ρ≥3 000 Ω·m,且l/le≤0.1時(shí),A=3.0。

        除上述情況外,只能從圖1中查得近似值,且人為誤差非常大。為了得到較準(zhǔn)確的近似值,可以利用內(nèi)插法求解換算系數(shù)A。

        二、換算系數(shù)的計(jì)算過程實(shí)例分析

        以某工程為例,實(shí)測(cè)得土壤電阻率ρ=1 300 Ω·m,接地體最長(zhǎng)支線長(zhǎng)度l=42.00 m,其工頻接地電阻和沖擊接地電阻換算系數(shù)A計(jì)算過程如下。

        1.計(jì)算接地體有效長(zhǎng)度le,判斷特征線。le計(jì)算公式為

        式(2)中,ρ為土壤電阻率,將數(shù)據(jù)代入式(2)可知,該接地體的有效長(zhǎng)度le=72.11 m,則有l(wèi)/le=0.582。

        由圖1可知,ρ=1 300 Ω·m,1 000 Ω·m ≤ρ≤ 2 000 Ω·m,故用ρ=1 000 Ω·m和ρ=2 000 Ω·m這兩條特征線內(nèi)插求A。

        2.利用ρ=1 000 Ω·m和ρ≤100 Ω·m兩條特征線,以及特征值l/le=0.2、l/le=1.0和計(jì)算值l/le=0.582,計(jì)算A1的值。A1插值計(jì)算圖像如圖2所示。

        由圖1可知,ΔBCD與ΔACE相似,根據(jù)相似三角形對(duì)應(yīng)邊比值相等原理,有

        將圖中數(shù)據(jù)代入式(3),可得DB=0.522 5 m,則有換算系數(shù)A1=1.0 m+DB=1.5225 m。

        3.計(jì)算A2的值。利用ρ≥2 000Ω·m和ρ≤100Ω·m兩條特征線,并利用兩個(gè)特定值l/le=0.1、l/le=1.0以及計(jì)算值l/le=0.582 m,計(jì)算A2的值。A2插值計(jì)算圖像如圖3所示

        同理利用ΔBCD與ΔACE相似的原理可以計(jì)算出的A2值。經(jīng)計(jì)算A2=1.928 89 m。

        4.計(jì)算任意Ax的值。Ax的插值計(jì)算圖像如圖4所示。

        把A1=1.522 5 m和A2=1.928 89 m在點(diǎn)C(0.582,0)位置內(nèi)插到ρ=1300Ω·m,即可求出任意Ax的值,即換算系數(shù)A的值。由圖3可知,換算系數(shù)A=Ax=A1+BD=1.64 m。

        三、結(jié)論

        《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》凝結(jié)了防雷先驅(qū)們的思想精髓,是防雷規(guī)范中的“母法”,簡(jiǎn)練但不簡(jiǎn)單。要想真正理解和運(yùn)用,還需在防雷工作實(shí)踐中不斷地總結(jié)、歸納,才能更好地掌握并靈活運(yùn)用。

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