高电阻率坡地别墅群降低接地电阻做法的探讨

　　我所在广东省佛山市三水区某个高电阻率坡地别墅群降防雷设计、施工中采用了自然基础分片（有条件的整片）连接和非常规的深孔钻桩地极相结合的设计和施工方法，取得非常好的效果。
　　下面谈一下我们的做法和见解。
　　一、 测量土壤的接地电阻获取土壤电气性能的资料
　　1、 用“等距四极法”测量坡地的土壤电阻率
　　如图一所示，如果图中的1、2、3、4四个点子位于同一深度h的一条线上，且有r12=r23=r24=a,即为等距“四极法”（或称Wenner四极法），此时公式可改写为
　　
　　事实上电流线和电压线的引入均会给式（2）的计算带来误差，为了减小误差又便于工程实际使用，可把电压极和电流极直接打在大地表层，并取α≥10h，此时式（2）可改写为
　　
　　
　　测量时可用电流电压分别测得电流和电压进行计算（图二A），也可用接地摇表直接测出R进行计算（图二B）
　　（A）电流电压表法；（B）接地摇表法
　　用四极法进行接地电阻测量时，电极1、2的接地电阻值只会影响到通过的电流值I，由于V与I成正比，所以它们不会影响ρ值的测量结果；而电极3、4的接地电阻值只要比电压表内阻小得多（一般情况下很容易实现），就不会影响电压表的读数，也就不会影响ρ值的测量结果。因此，在将电极打入地中时不需要有什么要求，甚至电极有点晃动也不要紧。
　　和测量接地电阻一样，在用四极法进行土壤电阻率的测量时，如果所用接地摇表不能自动消除互感的影响，则应使用电流引线和电压引线间保持足够的距离以减少互感的影响。
　　我们通过测量数据的技术和实测该坡地的土壤电阻率分别为920Ω/m和896Ω/m。
　　二、单独实测两栋别墅自然基础的接地电阻我们用日本共立生产的接地电阻仪（KYORITSU
　　EARTHTESTERMODEL4102)实测两栋别墅自然基础的接地电阻，分别为27.6Ω和25.3Ω，而我们设计拟定接地电阻≤10Ω，这与我们的目标距离太远，必须采取措施。
　　三、充分利用现有资源用最经济的方式降低坡地别墅群的接地电阻。根据接地体接地电阻与它的电容成反比的关系，我们充分利用各单体别墅自然基础的现有资源将坡地上别墅群分片连接起来，具体做法如下。
　　①分片连接的接地网适当深埋，一般
　　不小于1米，尽量避开人畜聚集的地段，
　　在不可避免的情况下可增设“帽式”高
　　电阻层防范以策安全；
　　②分片连接的接地网用50x5热镀锌
　　扁钢作水平接地母线，一般要敷设不
　　少于10x10米的均压带网格，并每隔
　　5米用50x50x5x2500的热镀锌角钢做接地极与接地母线连接起来。
　　③在分片连接过程中，如果发现与金属管线交错或并排平行走向的如果没有足够的安全距离（最少距离3米）则要想办法与金属管道或屏蔽层连接起来，以便防止雷电的高压反击。
　　④通常接地体的接地电阻由水平接地体起决定作用，但是当垂直接地极的数量和设置方式相对于水平接地体占主体作用时，情况就截然不同了，我们可以用非常规的施工方法加以实现。
　　四、在坡地平整时，被削去顶上和坡边植被的地段一般土壤电阻率相对较高，在这是别墅旁用简易钻机钻深孔安装超深接地极，具体情况视地质结构，特别是深层土壤电阻率的情况而定，钻孔过程中用接地电阻仪测量钻杆的接地电阻，一般情况下，接地电阻会随着下钻的深度而降低，而深度则以接地电阻值变化值很少时为度，但是第一个试探性的钻孔可以尽量深钻，我们最深的超深孔为87米。在另一个坡地别墅群的中央，有一栋有地下车库裙楼和六栋十几层塔楼的电梯洋房。我们充分利用现有资源，把周边别墅群的自然基础都连接到它的自然基础（有近20米长的钻孔桩）上，省去了人工的深孔地极。
　　五、效果
　　我所采用了上述的设计和施工方案后，实测了两个区域。
　　六、结论
　　128座和88座两个低土壤电阻率的别墅群接地电阻都≤10Ω，其中不少还≤4Ω。
　　综上所述，高电阻率坡地别墅群要降低接地电阻，最有效最经济，行之有效的方法就是充分利用单栋别墅自然基础的现有资源整片或分片连接起来，同时连接具有深桩基础的高层洋房的自然基础或加装人工深孔接地极。
　　
　　
　　参考文献：《接地技术》曾永林著水利出版社
　　《雷电与避雷工程》苏邦礼，崔秉球等编著中山大学出版社