李秋健

摘要：本文根據(jù) 2017年7月-2018年6月中山市石歧長(zhǎng)虹加油站地網(wǎng)電阻值的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合中山市氣象觀測(cè)站日平均氣溫、日平均地溫、日平均相對(duì)濕度的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析接地電阻與溫度、相對(duì)濕度的關(guān)系特征。分析表明：總體上接地電阻與溫度、相對(duì)濕度均為負(fù)相關(guān)關(guān)系。從全年各月份分析來(lái)看，接地電阻值具有階段性的變化特征。在干旱的秋冬季（10月-次年1月），相對(duì)濕度比較穩(wěn)定，溫度的變化是影響接地電阻變化的主要因素，兩者呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系；在春夏雨季（4月-6月），溫度比較穩(wěn)定，相對(duì)濕度的變化是影響接地電阻變化的主要因素，兩者呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。

Abstract： Based on the monitoring data of the grounding resistance of the Shiqi Changhong gas station in Zhongshan City from July 2017 to June 2018， this paper combines the daily average temperature， daily average ground temperature and daily average relative humidity data of the Zhongshan Meteorological Observatory and analyzes the relationship between the grounding resistance and the temperature and relative humidity. The analysis shows that the overall grounding resistance is negatively correlated with temperature and relative humidity. From the analysis of the whole month of the year， the grounding resistance value has a phase change characteristic. In the dry autumn and winter （October-January of next year）， the relative humidity is relatively stable， and the temperature change is the main factor affecting the change of the grounding resistance and the two have a significant negative correlation； In the spring and summer rainy season （April-June）， the temperature is relatively stable， and the change of relative humidity is the main factor affecting the change of grounding resistance， and the two exhibit a significant negative correlation.

關(guān)鍵詞：接地電阻；溫度；相對(duì)濕度；相關(guān)系數(shù)

Key words： grounding resistance；temperature；relative humidity；correlation coefficient

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）30-0191-03

0 引言

雷電是自然界最為壯觀的大氣現(xiàn)象之一。其強(qiáng)大的電流、炙熱的高溫、劇烈的沖擊波以及強(qiáng)烈的電磁輻射等物理效應(yīng)能夠在瞬間產(chǎn)生巨大的破壞作用，威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。中山為雷電多發(fā)區(qū)，對(duì)雷電的防御顯得尤為重要。而防雷與接地是一個(gè)統(tǒng)一的整體，無(wú)論是對(duì)直擊雷的防護(hù)，還是對(duì)雷電過(guò)電壓和雷電電涌的防護(hù)，必須要把雷電流傳導(dǎo)入地。接地裝置的性能直接決定著防雷保護(hù)措施的實(shí)際效果。而接地電阻是直接反映接地裝置的接地效果是否良好的一個(gè)重要指標(biāo)，要求其接地電阻越小越好。為此，眾多學(xué)者在探討影響接地電阻的因素。接地電阻的大小不僅與防雷裝置接地體自身的工藝有關(guān)，而且還受外界環(huán)境因素的影響。本文主要通過(guò)接地電阻與溫度、相對(duì)濕度的相關(guān)數(shù)據(jù)，來(lái)探討分析接地電阻與溫度、相對(duì)濕度的關(guān)系，從而對(duì)接地電阻的研究有更深層次的了解，為防雷檢測(cè)等工作提供重要的指導(dǎo)意義。

1 資料來(lái)源與分析方法

本文的溫度、相對(duì)濕度數(shù)據(jù)為中山市氣象觀測(cè)站2017年7月-2018年6月一年的日平均氣溫、日平均地溫、日平均相對(duì)濕度，電阻數(shù)據(jù)采用了中山市石歧長(zhǎng)虹加油站2017年7月-2018年6月一年的地網(wǎng)電阻值數(shù)據(jù)。此數(shù)據(jù)來(lái)源于中山市氣象公共安全技術(shù)支持中心開(kāi)發(fā)的電源SPD在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用接地電阻監(jiān)測(cè)儀測(cè)量回路電阻的方法進(jìn)行一天兩次的數(shù)據(jù)采集。監(jiān)測(cè)儀器給被測(cè)的接地環(huán)路發(fā)出脈沖信號(hào)，使得被測(cè)量的接地環(huán)路上產(chǎn)生感應(yīng)脈沖電動(dòng)勢(shì)E，在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的影響下被測(cè)環(huán)路產(chǎn)生感應(yīng)電流I。通過(guò)R=E/I即可得到被測(cè)回路電阻。

如圖1所示：回路電阻R1包括SPD綜合接地電阻R、地網(wǎng)B的基準(zhǔn)電阻R2、連接線線阻R3，從中可以推斷出SPD綜合接地電阻R=R1-R2-R3。R2、R3為定值，接地電阻R隨著回路電阻R1的變化而變化，回路電阻越大，接地電阻隨之也越大，兩者電阻值的變化一致。為方便分析問(wèn)題，在此將回路電阻值近似于SPD地網(wǎng)的接地電阻值。

本文主要通過(guò)計(jì)算日平均電阻值，結(jié)合日平均溫度、日平均相對(duì)濕度等數(shù)據(jù)，運(yùn)用pearson相關(guān)系數(shù)分析方法，分析各氣象因素與接地電阻的相關(guān)關(guān)系。根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算求得的日接地電阻平均值與各要素（氣溫、地溫、相對(duì)濕度）日平均值分別作出日平均接地電阻值與各要素日平均值的關(guān)系曲線圖。通過(guò)相關(guān)系數(shù)分析方法列出接地電阻與各要素的相關(guān)系數(shù)表，求得兩者的相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值越接近1，說(shuō)明兩者的相關(guān)性越顯著。從以上的圖表中分別分析接地電阻與氣溫、地溫、相對(duì)濕度的變化特征關(guān)系。最后，通過(guò)計(jì)算統(tǒng)計(jì)月平均接地電阻值、各月接地電阻的方差作出圖表來(lái)分析接地電阻值全年各月份總體的變化特征與溫度、濕度的關(guān)系。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1 接地電阻與溫度的關(guān)系特征分析

在分析接地電阻與溫度關(guān)系中，分別分析接地電阻與氣溫的關(guān)系和接地電阻與地溫的關(guān)系，其中地溫為表層土壤溫度。

2.1.1 接地電阻與氣溫的關(guān)系特征分析

通過(guò)pearson相關(guān)系數(shù)分析方法，利用2017年7月-2018年6月全年的數(shù)據(jù)求得接地電阻與氣溫的相關(guān)系數(shù)r=-0.635，通過(guò)置信度99%的顯著水平檢驗(yàn)，說(shuō)明從全年整體上看接地電阻與氣溫呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)的關(guān)系，接地電阻隨著氣溫的升高而降低，隨著氣溫的降低而升高。

由圖2與表1分析可知，接地電阻與氣溫的變化關(guān)系存在著階段性特征。2017年7月-9月，接地電阻與氣溫存在正相關(guān)的關(guān)系，總體上看這個(gè)階段氣溫與接地電阻值比較穩(wěn)定；2017年10月-2018年12月，接地電阻與氣溫存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，接地電阻值隨著氣溫的降低而顯著升高；2018年1月-6月，除4月份外，接地電阻與氣溫存在正相關(guān)的關(guān)系，其中2月與4月未通過(guò)置信度95%的檢驗(yàn)，相關(guān)性不顯著。從中表明，氣溫與其他因素共同對(duì)接地電阻值產(chǎn)生影響，在2-9月尤為突出；而在10月-12月的秋冬少雨季節(jié)，呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)性，說(shuō)明在此階段氣溫是影響接地電阻值的主要因素。

2.1.2 接地電阻與地溫的關(guān)系特征分析

通過(guò)pearson相關(guān)系數(shù)分析方法，利用全年2017年7月-2018年6月的數(shù)據(jù)求得接地電阻與地溫的相關(guān)系數(shù)r=-0.563，通過(guò)置信度99%的顯著水平檢驗(yàn)，說(shuō)明從全年整體上看接地電阻與地溫呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)的關(guān)系。

由圖4與表2可看出，接地電阻與地溫的關(guān)系和接地電阻與氣溫的關(guān)系基本一致。從圖3也可以看出地溫比氣溫值略大，兩者變化基本一致。通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析兩者的相關(guān)系數(shù)r=0.977，通過(guò)置信度99%的顯著水平檢驗(yàn)，兩者相關(guān)性很大。從物理角度上看，由于熱傳導(dǎo)的作用，土壤溫度與氣溫有著直接的關(guān)系。因此，接地電阻與地溫的關(guān)系如上文所分析的接地電阻與氣溫的關(guān)系基本一致。

2.2 接地電阻與相對(duì)濕度的關(guān)系特征分析

通過(guò)pearson相關(guān)系數(shù)分析方法，利用2017年7月-2018年6月全年的數(shù)據(jù)求得接地電阻與日平均相對(duì)濕度的相關(guān)系數(shù)r=-0.310，通過(guò)置信度99%的顯著水平檢驗(yàn)，說(shuō)明從全年整體上看接地電阻與氣溫呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)的關(guān)系。

由圖5與表3分析可知，從2017年7月-10月以及2018年4月-6月，接地電阻值與相對(duì)濕度的均呈現(xiàn)為比較顯著的負(fù)相關(guān)性。當(dāng)相對(duì)濕度波動(dòng)性升高時(shí)，接地電阻值會(huì)波動(dòng)性降低；當(dāng)相對(duì)濕度波動(dòng)性降低時(shí)，接地電阻值會(huì)波動(dòng)性升高。例如，在2018年4月中旬到5月這一階段在圖5中相對(duì)濕度有一個(gè)波峰，相對(duì)應(yīng)接地電阻則有一個(gè)波谷。4月到6月是中山的雨季，從而說(shuō)明在雨季階段相對(duì)濕度是影響接地電阻值的主要因素。而在2017年11月、2018年1月-3月，接地電阻與相對(duì)濕度呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系，其中2017年11月、2018年1月、3月均未通過(guò)置信度95%的檢驗(yàn)，相關(guān)性不顯著，表明了在此階段除相對(duì)濕度這一因素外，還有其他因素在影響著接地電阻值的變化。

2.3 接地電阻總體變化特征分析

通過(guò)統(tǒng)計(jì)，全年各月的接地電阻平均值與標(biāo)準(zhǔn)差如圖6、表4所示，標(biāo)準(zhǔn)差可衡量數(shù)值變化大小的程度。從中可分析出月平均接地電阻值在2017年10月-2017年12月有一個(gè)顯著上升的過(guò)程，此階段的標(biāo)準(zhǔn)差比較大，說(shuō)明接地電阻值變化顯著。主要由于在此階段，相對(duì)濕度比較穩(wěn)定，溫度的變化成為影響接地電阻變化的主要因素，月平均接地電阻值隨著溫度的顯著降低而顯著升高。在2018年4月-6月月平均接地電阻值有一個(gè)降低的過(guò)程，此階段的標(biāo)準(zhǔn)差比較大，說(shuō)明接地電阻變化比較顯著。主要因?yàn)樵诖穗A段溫度比較穩(wěn)定，相對(duì)濕度的變化成為影響接地電阻變化的主要因素，月平均接地電阻值隨著相對(duì)濕度的升高而降低。

3 結(jié)論

①通過(guò)2017年7月-2018年6月全年接地電阻值、日平均氣溫、日平均地溫、日平均相對(duì)濕度的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析得出：整體上日平均氣溫、日平均地溫、日平均相對(duì)濕度與接地電阻均為負(fù)相關(guān)的關(guān)系，其中溫度中的氣溫與地溫具有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。

②從全年各月份分析來(lái)看，接地電阻值具有階段性的變化特征。在干旱的秋冬季（10月-次年1月），相對(duì)濕度比較穩(wěn)定，溫度的變化是影響接地電阻變化的主要因素，兩者呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系；在春夏雨季（4月-6月），溫度比較穩(wěn)定，相對(duì)濕度的變化是影響接地電阻變化的主要因素，兩者呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。

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