3.5 变电站接地电阻的计算
有关变电站地网接地电阻的计算，IEEE Std 80—2000推荐以下几个公式。
3.5.1 简化计算
第一步近似，水平地网在均匀土壤变电站接地系统的最小值可由一个在地表的金属圆盘公式计算：
式中 Rg——变电所的接地电阻（Ω）；
ρ——土壤电阻率（Ω·m）；
S——接地网的面积（m2）。
第二步，在上式中增加一项可得到变电所接地电阻的上限。
式中 LT——整个被埋导体的长度（m）。
在均匀土壤和地网有接地棒连接在一起时，水平导体和接地棒连接在一起的长度将使对LT的计算偏于保守，因为通常接地棒每单位长度散流更有效。
第二步考虑了一个事实，即任何由许多导体组成的实际接地系统的电阻要比一块实心金属板的电阻高。随着所埋导体的长度的增加，这个区别将会减小，并且当LT达到无限长度时，这种区别将趋近于零，即达到一块实心板的条件。
为了考虑地网深度的影响，扩展式（3-9）为
式中 h——地网深度（m）。
从下表提供5个不同的变电所的计算电阻率和实际测量电阻率比较的一些情况。用式（3-10）进行计算，典型的地网接地电阻值见表3-3。
表3-3 典型的地网接地电阻值
式（3-10）中，经常用所有测量的电阻率的一个平均值来代替均匀土壤电阻率。如果在式（3-10）中采用这个平均电阻率，则通常由式（3-10）计算的电阻要比直接从实际中测量的电阻要大。表3-3中所显示的这些计算的和测量的电阻值并没有反映这种倾向，因为计算是建立在“在现场所测的电阻率的最低平均值”的基础上的。
3.5.2 复合地网接地电阻值的计算
水平地网（网状水平接地极）的接地电阻R1，垂直接地极接地电阻为R2，水平地网和垂直接地极之间互接地电阻Rm。总的系统电阻Rg为
式中 R1——水平地网的接地电阻（Ω）；
R2——所有垂直接地极的接地电阻（Ω）；
Rm——水平地网和垂直接地极之间互接地电阻（Ω）。
水平地网接地电阻为
式中 ρ——土壤电阻率（Ω·m）；
Lc——所有连接的水平接地极的总长度（m）；
a′——对于埋深为h的导体值为
，或等于大地表面导体的半径a（m）；
a——导体的半径（m）；
S——导体覆盖的面积（m2）；
k1，k2——系数，见图3-4和图3-5。
所有垂直接地极的接地电阻为
式中 LR——每根垂直接地极的长度（m）；
b——垂直接地极的半径（m）；
nR——在面积为S上所布置的垂直接地极的数量。
水平地网和垂直接地极之间互接地电阻为
水平地网和垂直接地极结合而成的接地电阻低于单独部分的接地电阻，但仍然高于它们并联的接地电阻值。
图3-4 系数k1
图3-5 系数k2