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单个接地装置的接地电阻对综合接地系统接地电阻的影响计算

文档作者：傅志跃文档来源：中国铁建股份有限公司房地产开发部监管处		点击数：	更新时间： 2021年07月18日
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单个接地装置的接地电阻对综合接地系统接地电阻的影响计算：傅志跃 105
文章编号：1672—7479(2015)04—0105—02
单个接地装置的接地电阻对综合接地
系统接地电阻的影响计算
傅志跃
(中国铁建股份有限公司房地产开发部监管处，北京100085)
The Calculation of the Single Grounding Resistance’S
Influence on Integrated Grounding Resistance
FU Zhiyue
摘要建立铁路综合接地系统仿真计算模型，计算单个接地装置的接地电阻对综合接地系统电
阻的影响：当单个接地装置之间的距离为100 nl，单个接地装置的接地电阻R≤40 Q 时，可使综合接地
系统的等效接地电阻小于l Q，满足相关文献的规定。
关键词接地电阻综合接地仿真分析
中图分类号：TM862 文献标识码：B
铁路综合接地系统是一种纵向贯通型大型水平接
地体，通过沿线接地装置将长达数百公里乃至上千公
里的高速铁路综合接地系统连成一体，其接地电阻测
量方法有别于传统的测量方法 。根据相关文献规
定，沿线任一点的综合接地电阻值应不大于1 Q 。
通过建立综合接地系统仿真计算模型，计算单个接地
装置的接地电阻对综合接地系统接地电阻的影响。
1 仿真模型建立
根据铁路综合接地系统的定义，综合接地系统的
等效接地电阻为贯穿地线上任一点看进去的等效阻
抗，即为综合接地系统的接地电阻。该等效阻抗是由
贯穿地线本身的阻抗和两侧沿线配置接地装置的阻抗
构成的链形回路组成。因此，可设想在贯穿地线的某
个点通过施加一个交流电流源，，电流通过引出线、贯
穿地线、接地装置以及大地构成回路，用电压表测这点
的电位为U，U与，的比值即为综合接地系统的接地
电阻值。
在两接地装置中间的贯通地线上接入电流源s，
并测量这一点的电位，如图1所示。
收稿日期：2015—04—24
作者简介：傅志跃，男，1999年毕业于华东交通大学铁道电气化专业，高
级工程师。
一 ： ： ： ：
图1 综合接地系统接地电阻的测量
不考虑铁路沿线必须接人综合接地系统的自然接
地体，假设综合接地系统仅仅是由人工接地装置间隔
一定距离组成，每隔100 m应设置一个接地装置，根据
综合地线的装设形式，计算选取电缆模型，贯通地线采
用截面为70 mm 铜导线。根据图1，可在综合接地系
统中部建立ATP仿真计算模型。设综合接地系统中
部的两侧分别接有9个接地装置，每两个接地装置之
间的间隔为 ，在综合接地系统中部线段的L／2处注
入一个电流源，其频率为50 Hz，峰值为100 A；单个接
地装置的电阻值依此取1 l-I、5 Q、10 n、15 l-I。测量注
入点的电压和一侧分别流过9个接地装置的电流。
2 单个接地装置的电阻值对综合接地电阻的
影响
当接地装置之间间隔100 m，电流源为100 A时，
通过仿真计算，得到电压表的读数和流过综合地线同
106 铁道勘察 2015年第4期
侧9个接地装置的电流大小(如表1)。
表1 电压表读数、同侧接地装置电流大小与
接地装置接地电阻的关系
兄／n
1
5
1O
15
20
U／V 11 l ／3 l4 I5 l6 l1
4．75 3．88 3．33
5．39 5．19 5．05
5．47 5．37 5．30
5．5O 5．44 5．39
5．52 5．47 5．43
14．79 l3．17 10．o9 7．754 6．02
36．41 7．02 6．47 6．O0 5．67
63．22 6．2l 5．97 5．77 5．60
9O．53 5．96 5．82 5．69 5．59
l18．4 5．86 5．75 5．65 5．58
3．O2 2．88
4．96 4．9l
5．26 5．23
5．36 5．34
5．40 5．39
由表1仿真数据可以分析得到：当单个接地装置
的电阻值为1 Q时，在测量点得到的综合接地系统等
效接地电阻R =0．147 Q；当单个接地装置的电阻值为
5 Q时，在测量点得到的综合接地系统等效接地电阻
R =0．364 Q；当单个接地装置的电阻值为1O n时，在
测量点得到的综合接地系统等效接地电阻R。=
0．632 Q；当单个接地装置的电阻值为15 Q时，在测量
点得到的综合接地系统等效接地电阻R。=0．905 n；当
单个接地装置的电阻值为20 Q时，在测量点得到的综
合接地系统等效接地电阻R。=1．184 Q。
当接地装置之间间隔200 m，电流源为100 A时，
通过仿真计算，得到电压表的读数和流过综合地线同
侧9个接地装置的电流大小(如表2)。
表2 电压表读数、同侧接地装置电流大小与
接地装置接地电阻的关系
RE' U， l、， 12／A 13／A I,／A t,／A 16／a 17／A 18／A 19／A
1 21．19 17．9l 12．34 8．48 5．83 4．O2 2．82 2．1O 1．71 1．55
5 46．68 8．74 7．52 6．55 5．8O 5．23 4．83 4．56 4．39 4．32
1O 72．63 7．Ol 6．46 6．02 5．67 5．40 5．2O 5．O6 4．97 4．92
15 99．07 6．45 6．12 5．84 5．62 5．45 5．32 5．23 5．17 5．14
20 125．94 6．19 5．96 5．76 5．60 5．48 5．38 5．3l 5．26 5．22
由表2仿真数据可以分析得到：当单个接地装置
的电阻值为1 n时，在测量点得到的综合接地系统等
效接地电阻R。=0．212 Q；当单个接地装置的电阻值为
5 n时，在测量点得到的综合接地系统等效接地电阻
R。=0．467 Q；当单个接地装置的电阻值为10 Q时，在
测量点得到的综合接地系统等效接地电阻R =
0．726 Q；当单个接地装置的电阻值为15 Q时，在测量
点得到的综合接地系统等效接地电阻RO=0．991 Q；
当单个接地装置的电阻值为20 Q时，在测量点得到的
综合接地系统等效接地电阻R。=1．256 Q。
当接地装置之间间隔300 m，电流源为100 A时，
通过仿真计算，得到电压表的读数和流过综合地线同
侧9个接地装置的电流大小(如表3)。
由表3仿真数据可以分析得到：当单个接地装置
的电阻值为1 Q时，在测量点得到的综合接地系统等
表3 电压表读数、同侧接地装置电流大小与
接地装置接地电阻的关系
R／ U／ ll／丸h／A h／h I,／A 15／A 16／A IT／A 18／A tg／A
1 25．99 21．09 l3．39 8．49 5．37 3．39 2．16 1．43 1．05 O．91
5 56．58 10．37 8．5O 7．O3 5．91 5．07 4．49 4．11 3．88 3．78
1O 82．72 7．85 6．98 6．28 5．73 5．32 5．O2 4．81 4．69 4．63
15 108．5 6．98 6．44 6．O1 5．66 5．40 5．20 5．07 4．98 4．94
20 l34．6 6．56 6．18 5．87 5．63 5．44 5．29 5．19 5．13 5．10
效接地电阻R。=0．26 n；当单个接地装置的电阻值为
5 n时，在测量点得到的综合接地系统等效接地电阻
R。=0．566 Q；当单个接地装置的电阻值为1O Q时，在
测量点得到的综合接地系统等效接地电阻R。=
0．827 Q；当单个接地装置的电阻值为15 n时，在测量
点得到的综合接地系统等效接地电阻R。=1．085 Q；当
单个接地装置的电阻值为20 n时，在测量点得到的综
合接地系统等效接地电阻R =1．346 Q。
当接地装置之间间隔400 m，电流源为100 A时，
通过仿真计算，得到电压表的读数和流过综合地线同
侧9个接地装置的电流大小(如表4)。
表4 电压表读数、同侧接地装置电流大小与
接地装置接地电阻的关系
5 65．63 11．84 9．36 7．44 5．98 4．92 4．18 3．7l 3．44 3．31
10 92．9 8．7O 7．49 6．53 5．80 5．24 4．85 4．58 4．42 4．34
l5 l18．2 7．53 6．77 6．17 5．70 5．35 5．09 4．91 4．8O 4．75
20 143 6 6．94 6．4】 5．99 5 65 5．40 5．21 5 08 5 oo 4 95
由表4仿真数据可以分析得到：当单个接地装置
的电阻值为1 n时，在测量点得到的综合接地系统等
效接地电阻R =0．3 Q；当单个接地装置的电阻值为
5 Q时，在测量点得到的综合接地系统等效接地电阻
R。=0．656 n；当单个接地装置的电阻值为10 n时，在
测量点得到的综合接地系统等效接地电阻R =
0．929 Q；当单个接地装置的电阻值为15 Q时，在测量
点得到的综合接地系统等效接地电阻R。=1．182 Q；当
单个接地装置的电阻值为20 Q时，在测量点得到的综
合接地系统等效接地电阻R =1．436 n。
按相关规范要求，铁路综合接地系统的等效接地
电阻应小于或等于 1 Q，即R。-~．R／2n≤1，式中风 是综
合接地系统的等效接地电阻， 是单个接地装置的接
地电阻，则有R≤2n，表明测量点左右两侧的接地装置
的个数n大于单个接地装置接地电阻值的一半 ／
2时，就可满足综合接地系统的接地电阻不大于1 Q。
当接地装置之间间隔100 m，电流源为100 A，R
一定时，要满足综合接地系统等效接地电阻不大于
1 ，所需最少接地装置个数n的仿真结果如表5。
高架桥连续梁跨越河道施工度汛支架技术：马海涛 107
文章编号：1672—7479(2015)04—0107—03
高架桥连续梁跨越河道施工度汛支架技术
马海涛
(中铁工程设计咨询集团有限公司郑州设计院，河南郑州450052)
Crossing Rivercourse Construction Flood Bracket
Techniques in Continuous Beam of City Viaduct
MA Haitao
摘要城市高架桥与河道、水系(尤其是泄洪通道)等交叉节点工程，施工过程中保证河道畅通、
防汛泄洪尤为重要。介绍高架连续梁跨越河道施工度汛支架技术，包括度汛支架的总布置、结构设计、
结构验算、施工等内容，可为类似工程提供借鉴。
关键词城市高架桥连续梁河道度汛支架设计施工
中图分类号：U445．4 文献标识码：B
1 概述
随着城市建设的发展，高架桥建设日益增多，工程
中经常遇到与河道、水系交叉的设计及施工节点。对
于排洪河道，设计及施工中如何确保水路畅通，尽量减
收稿日期：2015—04—21
作者简介：马海涛(1976一)，女，1998年毕业于哈尔滨工业大学，工学
学士，高级工程师。
少对河道的干扰尤为重要。就“郑州市京广路一沙口
路快速通道工程 中高架桥跨越金水河度汛支架的设
计进行分析，供类似工程参考借鉴。
2 工程概况
“郑州市京广路一沙口路快速通道工程”为郑州
市区内贯通南北向的一条快速通道，其高架桥梁段中
表5 所需最少接地装置个数仃、测量点电压 与
单个接地装置接地电阻只的关系
尼 n 15 20 25 30 35 40
n 9 11 15 17 21 23
￡ V 9O．5 99．8 96．3 99．2 99．1 99．8
当接地装置之间间隔100 m，电流源，为100 A
时，仿真计算中设接地装置左右分别为25个时，测量
点电压l，、综合接地系统等效接地电阻 。与单个接地
装置的接地电阻R的关系的仿真结果如表6。
表6 电压表读数 与接地装置接地电阻R的关系
￡7／V 57．O4 66．03 74．68 83．23 91．68 99．87
R0／[1 0．57 0．66 0．747 0．832 0．917 0．999
从表6可得知，若单个接地装置的接地电阻 ≤
40 Q，而一条铁路综合接地系统的接地装置个数远远
大于25，故在一般情况下可以满足综合接地系统的接
地电阻不大于1 Q的要求。
3 结论
研究计算结果表明：当单个接地装置之间的间隔
距离为100 m时，设计、施工保证单个接地装置的接地
电阻R≤40 Q，能使综合接地系统的等效接地电阻小
于1 n，满足相关规定的要求。
参考文献
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