大地的導電性

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或鋼管中。

支柱基礎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的接地電阻估算值RM，則假設它為一根接地棒。這樣就可以使用下列公式計算深度為tE，直徑為d的支柱基礎的接地電阻

對于矩形截面的基礎，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，其接地電阻為8～10Ω。打入地下的鋼管基礎的接地電阻也很低，和鋼樁上的差不多。外徑為508mm的鋼管基礎，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準的、支柱接地電阻的一般參考值。該表是以德國鐵路997標準 [12.9] 為基礎！

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

注 1) 根據(jù) [10.25]。

例： 假設接地電阻率分別為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標準 [12.9]，下面的公式可用于計算鋼筋混凝土支柱基礎的接地電阻：

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

例： 假設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�；�礎的體積影響很校

應該注意的是式 (12.21) 適合于有鋼筋的混凝土基礎！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的電阻值可能高達300Ω。

12.4.3.2 單位長度的有效漏泄電導

基礎接地電阻為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Y′TEeff的重要決定因素。人們曾經(jīng)對鋼軌漏泄電導為典型值及不同類型的軌道上部結構的支柱接地電阻對單位長度有效漏泄電導的影響進行過計算。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) 的線路進行計算，結果見表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 S/km

在雙線鐵路系統(tǒng)中，當兩列車錯車時，鋼軌對大地電壓出現(xiàn)疊加，使軌電位增加一倍�！�標準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構附近，所有導電體，比如橋梁的扶手、信號機支柱等都應該與鋼軌相連，也就是與大地直接相連。這個附加的接地導致這些區(qū)域的單位長度有效漏泄電導的值高于上述的計算結果。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值被增加很多�！”热纾�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值為10S/km或者更高。