大地的導(dǎo)電性

接地棒是埋入或打入地下的接地體，比表層接地體更深，架空接觸線支柱的基礎(chǔ)可被視為接地棒。如7.7中描述的那樣，每隔一段距離就有支柱立在打入地面幾米深的鋼基礎(chǔ)或鋼管中。

支柱基礎(chǔ)的接地電阻是牽引接地系統(tǒng)的一個重要部分。它們也被稱為支柱接地。為便于計算支柱基礎(chǔ)的接地電阻估算值RM，則假設(shè)它為一根接地棒。這樣就可以使用下列公式計算深度為tE，直徑為d的支柱基礎(chǔ)的接地電阻

對于矩形截面的基礎(chǔ)，可通過把矩形的短邊長代替直徑得到近似的接地電阻值。

如上式所示，除了基礎(chǔ)的幾何形狀外，土壤電阻率是決定RM的最重要因素。在干燥的地方，由于混凝土的土壤電阻率很高，安裝在現(xiàn)場澆注的混凝土基礎(chǔ)上的支柱，接地電阻可能為幾百歐姆。而在打入地下的鋼樁上的支柱基礎(chǔ)，其接地電阻為8～10Ω。打入地下的鋼管基礎(chǔ)的接地電阻也很低，和鋼樁上的差不多。外徑為508mm的鋼管基礎(chǔ)，接地電阻為2～13Ω。這些鋼管的長度通常在3.5m和6m之間不等�！”�12.5中列出了在德國鐵路標(biāo)準(zhǔn)的、支柱接地電阻的一般參考值。該表是以德國鐵路997標(biāo)準(zhǔn) [12.9] 為基礎(chǔ)！

表12.5 在鐵路應(yīng)用中，ρ_E＝100Ωm時，接地電阻和接地體電導(dǎo)率的參考值

注 1) 根據(jù) [10.25]。

例： 假設(shè)接地電阻率分別為27Ωm和290Ωm，鋼管的直徑為0.508m，其打入深度為5m，求接地電阻。求得的值分別為3.2Ω和33.9Ω。

根據(jù)EN 50 341-1和德國鐵路997標(biāo)準(zhǔn) [12.9]，下面的公式可用于計算鋼筋混凝土支柱基礎(chǔ)的接地電阻：

在這個公式里，d是半球基礎(chǔ)的直徑，半球的體積V與d之間的關(guān)系為： d=1.57V^1/3

例： 假設(shè)土壤的電阻率分別為27、100Ωm和290Ωm，求不同體積的鋼筋混凝土基礎(chǔ)在不同地方的接地電阻。

表12.6列出了體積分別為1、2m³和3m³的基礎(chǔ)的接地電阻值。

表12.6 在接地電阻不同的土壤中，鋼筋混凝土基礎(chǔ)上的支柱接地電阻R_MΩ

此例說明支柱的接地電阻基本取決于土壤電阻率�；�礎(chǔ)的體積影響很校

應(yīng)該注意的是式 (12.21) 適合于有鋼筋的混凝土基礎(chǔ)！在無水的沙質(zhì)土壤里，沒有鋼筋的現(xiàn)場澆注的混凝土基礎(chǔ)的電阻值可能高達(dá)300Ω。

12.4.3.2 單位長度的有效漏泄電導(dǎo)

基礎(chǔ)接地電阻為RM的所有支柱都是平行于線路的相互連接的接地體。這些平行的接地體是單位長度有效漏泄電導(dǎo)Y′TEeff的重要決定因素。人們曾經(jīng)對鋼軌漏泄電導(dǎo)為典型值及不同類型的軌道上部結(jié)構(gòu)的支柱接地電阻對單位長度有效漏泄電導(dǎo)的影響進(jìn)行過計算。選擇RM的范圍為10 ～500Ω，這在實際情況中比較常見，對每km有16根支柱 (與線路電氣連接) 的線路進(jìn)行計算，結(jié)果見表12.7。

表12.7 假定每km有16根支柱時，不同接地電阻支柱的單位長度有效的漏泄電導(dǎo) S/km

在雙線鐵路系統(tǒng)中，當(dāng)兩列車錯車時，鋼軌對大地電壓出現(xiàn)疊加，使軌電位增加一倍�！�標(biāo)準(zhǔn)EN 50 122-1要求： 對于交流牽引系統(tǒng)，在車站、建筑物或非鐵路金屬結(jié)構(gòu)附近，所有導(dǎo)電體，比如橋梁的扶手、信號機(jī)支柱等都應(yīng)該與鋼軌相連，也就是與大地直接相連。這個附加的接地導(dǎo)致這些區(qū)域的單位長度有效漏泄電導(dǎo)的值高于上述的計算結(jié)果。在車站，由于與正線平行的其他線路的影響，單位長度有效漏泄電導(dǎo)值被增加很多�！”热�，在有四條股道的車站里，線路鋪了道碴，有兩根鋼軌根據(jù)表12.4進(jìn)行絕緣，在支柱的接地電阻為50Ω時，則總的單位長度有效漏泄電導(dǎo)為2×0.42S/km+2×0.10S/km=1.04S/km。由于這種影響，在眾多平行股道、且有很多元件與牽引大地相連的大車站，可測量到的單位長度有效漏泄電導(dǎo)值為10S/km或者更高。