一、概述
1、接地電阻的概念
接地系統(tǒng)電阻是表征接地系統(tǒng)質(zhì)量?jī)?yōu)劣的一個(gè)重要標(biāo)志。接地電阻值越小，其泄入大地的電荷或電流越快、越順暢，其接地系統(tǒng)的效果就越好。對(duì)于通信接地系統(tǒng)，可能因?yàn)榫唧w通信系統(tǒng)或通信設(shè)備或通信設(shè)施的不同，其對(duì)接地電阻值的上限（最大值）要求有所不同，但對(duì)其下限是沒(méi)有限制的，理論上可以為零（但實(shí)際上是難以為零）。因此，在通信接地系統(tǒng)中，往往只對(duì)接地電阻值的上限提出要求，一旦突破上限，必對(duì)通信系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量造成影響（如串音、噪聲等），乃至可能有燒毀設(shè)備的現(xiàn)象發(fā)生。
對(duì)于通信接地系統(tǒng)通常有兩種情況之分，一是通信局（站）的接地系統(tǒng)，該接地系統(tǒng)要求必須采用聯(lián)合接地方式，局（站）內(nèi)和局（站）周圍的通信設(shè)備或設(shè)施的接地系統(tǒng)都納入聯(lián)合接地之中。對(duì)于聯(lián)合接地方式的接地電阻值往往不做限制要求而考核的是地網(wǎng)有效面積。另一種情況是無(wú)法利用建筑物接地系統(tǒng)的、且直接處于氣候影響之下的、必須單獨(dú)建立的接地系統(tǒng)，如通信線路設(shè)施（包括線路、交接設(shè)備與分線設(shè)施等）；通信業(yè)務(wù)設(shè)施（如室外機(jī)房/機(jī)柜/設(shè)備/塔等）等，這些需要獨(dú)立建立的通信接地系統(tǒng)必須對(duì)接地電阻值提出上限要求，且需要定期測(cè)試的，一旦發(fā)現(xiàn)超出上限值，必須做降阻處理。
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2、接地電阻的定義
由通信接地系統(tǒng)的組成可知，接地系統(tǒng)的接地電阻應(yīng)是接地體周圍的土壤電阻、土壤和接地體之間的接觸電阻、接地體本身的電阻以及接地引入線、接地匯集線、接地線電阻的總和。在這些電阻中，其決定性作用的是接地體周圍的土壤電阻，其他各部分的電阻都比它小得多，在正常情況下可忽略不計(jì)的。
因此，根據(jù)GB 50689《通信局（站）防雷與接地工程設(shè)計(jì)規(guī)范》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其給出的接地電阻（Ground Resistance）的定義是：電流流過(guò)接地裝置時(shí)，接地極與遠(yuǎn)方大地之間的電阻。其數(shù)值等于接地裝置相對(duì)遠(yuǎn)方大地的電壓與通過(guò)接地極流入地中電流的比值。
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3、接地電阻的分類
我們知道，接地系統(tǒng)的功能之一是為使用大地作回流體的通信系統(tǒng)提供低阻接地回路；但還有一個(gè)重要的功能是為一旦遭受直擊雷或感應(yīng)雷的雷擊時(shí)，為其雷電流提供泄流入地的低電阻通路。鑒于此，接地電阻可分為工頻接地電阻（Power Frequency Ground Resistance）和沖擊接地電阻（Impulse Earthing Impedance），其具體定義詳見(jiàn)下表1-3。通常情況下，所說(shuō)的接地電阻是指工頻接地電阻。其數(shù)值R0等于接地裝置相對(duì)遠(yuǎn)方大地（零電位點(diǎn)）的電壓U0與通過(guò)接地體流入地中電流Id的比值，即：R0=U0/Id。一般在通信接地系統(tǒng)中，對(duì)于所規(guī)定的接地電阻值和所測(cè)量的接地電阻值都是指工頻接地電阻。
表1-3：工頻接地電阻和沖擊接地電阻
當(dāng)沖擊電流（雷電流）通過(guò)接地體向大地泄流時(shí)，不采用工頻接地電阻，而是采用沖擊接地電阻，即用沖擊接地阻抗來(lái)衡量接地體與遠(yuǎn)方大地之間的阻抗大小。它是接地裝置對(duì)地電壓的峰值與流入大地電流峰值的比值。由于沖擊電流可在土壤中形成強(qiáng)烈放電，使土壤的等效電阻率大為降低，因此沖擊接地阻抗一般小于工頻接地電阻。但沖擊電流的頻率比工頻高的多，對(duì)于長(zhǎng)距離的伸長(zhǎng)接地體來(lái)說(shuō)，由于其電感效應(yīng)，沖擊接地電阻可能大于工頻接地電阻。
二、接地電阻的估算與測(cè)量
1、電阻值與土壤電阻率
有上定義得知，接地電阻是與接地裝置中接地體緊密接觸的大地土壤密切相關(guān)的。而土壤的一個(gè)非常突出的物理性能即具有導(dǎo)電性的，其導(dǎo)電性能的優(yōu)劣表征于土壤電阻率的大小，土壤電阻率越小能夠獲得的接地電阻就越小。影響土壤電阻率的因素主要有：土壤類型、含水量、含鹽量、溫度、土壤的緊密程度等化學(xué)和物理性質(zhì)，同時(shí)土壤電阻率隨深度變化較橫向變化要大很多。
因此，在接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作時(shí)，必須要了解所建地的土壤電阻率情況，以確保所建接地系統(tǒng)的接地電阻的要求，且應(yīng)保證其長(zhǎng)期穩(wěn)定。必要時(shí)需要對(duì)土壤電阻率進(jìn)行測(cè)量。
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2、接地電阻值的估算
通信局（站）聯(lián)合接地系統(tǒng)的接地電阻，可以通過(guò)地網(wǎng)大小及網(wǎng)孔數(shù)進(jìn)行估算的。在當(dāng)初YDJ 26-1989《通信局（站）接地設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（綜合樓部分）標(biāo)準(zhǔn)的條文說(shuō)明中，曾給出了接地電阻值的估算公式要求：由于綜合通信大樓地網(wǎng)面積大且地網(wǎng)內(nèi)的網(wǎng)孔數(shù)一般大于10個(gè)，所以它的接地電阻值可按下式1來(lái)估算，式中各符號(hào)的含義及要求詳見(jiàn)下表2-2-1中：
式1
表2-2-1：式1中各符號(hào)的含義及要求
在GB 50689-2011標(biāo)準(zhǔn)的條文說(shuō)明中，對(duì)基站聯(lián)合接地系統(tǒng)地網(wǎng)的接地電阻給出的估算公式如下式2所示，其式中各符號(hào)的含義及要求詳見(jiàn)下表2-2-2：
式2
表2-2-2：式2中各符號(hào)的含義及要求
由表2-2-1和表2-2-2中的符號(hào)可以看出，兩個(gè)計(jì)算式的計(jì)算原理是相同的，它們的計(jì)算主要取決于接地網(wǎng)的面積，只是式2相對(duì)精確些。經(jīng)分析，式2可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化為：R≈0.5ρ/A1/2，A為接地網(wǎng)的總面積，此時(shí)式2與式1相同（此時(shí)k值為0.5）。
由R≈0.5ρ/A1/2式可知，在土壤電阻率ρ已知時(shí)，若要使接地電阻R越小則地網(wǎng)面積A應(yīng)越大。下表2-2-3給出了R=5W時(shí)，不同ρ值時(shí)的地網(wǎng)面積A。由表可以看出，在高電阻率的地區(qū)，基站地網(wǎng)的接地電阻在早期標(biāo)準(zhǔn)中要求控制在5W很是難以實(shí)現(xiàn)的。
表2-2-3：R=5W時(shí)土壤電阻率ρ與地網(wǎng)面積A間的關(guān)系
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3、接地電阻值的測(cè)量
通信接地系統(tǒng)的接地電阻，尤其是單獨(dú)建立的獨(dú)立接地系統(tǒng)的接地電阻是會(huì)變化的，這種變化分為短期變化和長(zhǎng)期變化。短期變化指是隨著溫度、土壤含水量（如天氣長(zhǎng)期干旱等）而引起的變化；長(zhǎng)期變化如引接地體腐蝕或接地裝置的連接點(diǎn)腐蝕等而造成的變化。這些變化都可能導(dǎo)致接地系統(tǒng)的接地電阻增加。因此，在建立接地系統(tǒng)時(shí)或維護(hù)中，必須應(yīng)使接地電阻盡可能的小，以抵消這種變化的影響，使接地電阻值要求長(zhǎng)期保持在規(guī)定的數(shù)值以下，來(lái)保證接地系統(tǒng)的可靠性。因此，在通信接地系統(tǒng)的建立或維護(hù)中，應(yīng)對(duì)接地電阻進(jìn)行測(cè)量，接地電阻的測(cè)量應(yīng)采用專用的接地電阻測(cè)量?jī)x進(jìn)行，在GB 50689中推薦常用的測(cè)量方法有三極法和三角形法。
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另外，在測(cè)得的土壤電阻率很大，難以達(dá)到規(guī)定的接地電阻要求時(shí)，或者在接地電阻的測(cè)量時(shí)其接地電阻值已超出了規(guī)定值要求時(shí)，就需要采用降阻的方法，來(lái)改變土壤的電阻率，以確保其接地電阻值的要求。
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三、通信接地系統(tǒng)的接地電阻要求
前已述，對(duì)于通信接地系統(tǒng)通常分為通信局（站）的聯(lián)合接地方式的接地系統(tǒng)，和不能利用建筑物的、并直接處于氣候影響之下的，必須要單獨(dú)建立的獨(dú)立接地系統(tǒng)。這兩種情況下的通信接地系統(tǒng)對(duì)于其接地電阻是有所不同的。
1、聯(lián)合接地方式的接地系統(tǒng)
對(duì)于通信局（站）采用聯(lián)合接地方式的接地系統(tǒng)的接地電阻，其要求又分為兩種情形：
一是不對(duì)接地電阻值提出具體要求的通信局（站），如綜合通信大樓、有線通信局站等。這類通信局站能夠獲得很低的阻值（通常可以達(dá)到零點(diǎn)幾歐量級(jí)），并可保證長(zhǎng)期的穩(wěn)定可靠。因此在規(guī)范中往往不對(duì)其接地電阻值給出具體要求，而考核的是地網(wǎng)有效面積。
二是，對(duì)接地電阻值同時(shí)提出了具體要求的通信局（站），如基站、微波站或衛(wèi)星地球站以及小型的通信站點(diǎn)等。特別是對(duì)于移動(dòng)通信基站雖采用聯(lián)合接地方式，但是有的基站建設(shè)的特殊地理環(huán)境，如丘陵、山區(qū)等，此時(shí)雖然采用了聯(lián)合接地方式，但預(yù)期的接地電阻值可能不被保證的，因此提出了最大限值要求，但仍達(dá)不到要求時(shí)，就不對(duì)電阻限值做出限制，而是對(duì)其地網(wǎng)有效面積做出規(guī)定。
2、單獨(dú)建立的獨(dú)立接地系統(tǒng)
對(duì)于直接處于大氣氣候環(huán)境影響，又沒(méi)有建筑物地基地網(wǎng)接地系統(tǒng)可聯(lián)合接入的通信設(shè)備或設(shè)施，是需要單獨(dú)建立通信接地系統(tǒng)，以提供這些通信設(shè)備或設(shè)施運(yùn)行或安全的條件。對(duì)于這類單獨(dú)建立的獨(dú)立接地系統(tǒng)，我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中，對(duì)其相應(yīng)的接地電阻值都提出了最大值的限制要求的，在日常運(yùn)行及維護(hù)中是要得到切實(shí)保證的。
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