接地工程中的土壤電阻率是如何測(cè)量的？資料下載

土壤電阻率是接地工程的重要參數(shù)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)、計(jì)算接地裝置時(shí)應(yīng)首先測(cè)量當(dāng)?shù)氐耐寥离娮杪?，并搞清土壤率在地面水平各方向的變化以及垂直方向的變化?guī)律，以使用小的投資達(dá)到理想的設(shè)計(jì)結(jié)果。

一、三極法測(cè)量土壤電阻率（工程實(shí)際中很少采用）

在需要測(cè)土壤電阻率的地方，埋入幾何尺寸為己知的接地體，按電壓電流法測(cè)出接地體的接地電阻。

測(cè)量采用的接地體為一根長(zhǎng)3m，直徑50mm的鋼管；或長(zhǎng)3m，直徑25mm的圓鋼；或長(zhǎng)10～15m，40mm×4mm的扁鋼，其理入深度0.7～1.0m。

采用垂直打入土中的圓鋼，測(cè)量接地電阻時(shí)，電壓極距電流極和被測(cè)接地體20m遠(yuǎn)即可。測(cè)得接地電阻后，由下式即可算出該處土壤電阻率。即ρ＝（2πιRg）／[1n（4ι／d）]

式中 ρ——土壤電阻率，Ω·m; ι——鋼管或圓鋼埋入土壤的深度，m;d——鋼管或圓鋼的外徑m；Rg——接地體的實(shí)測(cè)電阻，Ω。

用扁鋼作水平接地體時(shí)，土壤的電阻率按下式計(jì)算，即ρ＝（2πLRg）／[1n（L2／bh）]

式中 ρ——土壤電阻率，Ω·m; L——接地體的總長(zhǎng)度，m;h——扁鋼中心線離地面的距離，m;b——扁鋼寬度，m;Rg——水平接地體的實(shí)測(cè)電阻，Ω。

用三極法側(cè)量土壤電阻率時(shí)，接地體附近的土壤起著決定性作用，所測(cè)的土壤電阻率，在很大程度上僅反映了接地體附近的土壤電阻率。

所測(cè)得的接地電阻Rg中，還包括了接觸電阻在內(nèi)，從而引起較大誤差。此外，由于地的層狀或剖面結(jié)構(gòu)，用上述方法換算出來的等值電阻率，只能是對(duì)應(yīng)于被測(cè)接地體的尺寸和埋設(shè)狀況的地的等值電阻率。這個(gè)等值電阻率對(duì)于不同類型和尺寸的接地體來說，差別是很大的，因而這種方法在工程實(shí)際中很少采用。

二、四極法測(cè)量土壤電阻率

四極法測(cè)得的土壤電阻率，與電極間的距離a有關(guān)，當(dāng)a不大時(shí)所測(cè)得的電阻率，僅為大地表層的電阻率，其反映的深度隨a的增大而增加。一般測(cè)得的ρ值是反映0.75a深處的數(shù)值。

具有四個(gè)端頭的接地電阻測(cè)試儀，均可用于四極法測(cè)量土壤的電阻率。

用四極法測(cè)量土壤電阻率時(shí)，電極可用四根直徑2cm左右，長(zhǎng)0.5～1.0m的圓鋼或鋼管作電極，考慮到接地裝置的實(shí)際散流效應(yīng)，極間距離可選取20m左右，埋深應(yīng)小于極間距離的1/20。測(cè)量變電所的ρ值時(shí)，應(yīng)取3～4點(diǎn)以上測(cè)量數(shù)的平均值作為測(cè)量值。

用以上方法測(cè)出的土壤電阻率，不一定是一年中的值，所以應(yīng)按下式進(jìn)行校正。

ρmax＝ψρ

式中 ρmax——土壤電阻率，Ω·m;ρ——實(shí)測(cè)土壤電阻率，Ω·m；ψ——考慮到土壤干燥的季節(jié)系數(shù)，其值如表1-1所示，測(cè)量時(shí)如大地比較干燥，則取表中的較小值，比潮濕時(shí)，則取較大值：

表1-1 季節(jié)系數(shù)的選取范圍表

埋深/m?? 水平接地體?? 長(zhǎng)2-3m垂直接地體?? 埋深/m???? 水平接地體?? 長(zhǎng)2-3m垂直接地體

0.5????? 1.4～1.8?????? 1.2～1.4?????? 2.5～3.0??? 1.0～1.1????? 1.0～1.1

0.8～1?? 1.25～1.45???? 1.15～1.3

注：測(cè)量時(shí)，如果土壤比較干燥，計(jì)算時(shí)采用表中較小的ψ值；土壤比較潮濕，則采用較大ψ值。

采用四級(jí)法測(cè)量土壤電阻率時(shí)，

由外側(cè)電極C1、C2通入電流I，若電極的埋深為ι，電極間的距離為aι，則C1、C2電極使P1、P2上出現(xiàn)的電壓分別為：U2＝ρI／2π[1／α－1／2α]??????? U'2＝ρI／2π[1／2α－1／α]

而兩極間的電位差為：U2－U'2＝ρι／2πα??? 因此ρ＝[2πα（U2－U'2）]／I＝2πα（U／I）＝2παRg??? （1-1）

式中 ρ——土壤電阻率，Ω·m；a——電極間的距離，m；U——P1、P2點(diǎn)的實(shí)測(cè)電壓，V；Rg——實(shí)測(cè)土壤電阻，Ω。

由式（1-1）可知，當(dāng)a己知時(shí)，測(cè)量P1、P2兩極間的電壓和流過的電流，即可算出土壤的電阻率。

注意事項(xiàng)

1.對(duì)于已運(yùn)行的變電所測(cè)土壤電阻率時(shí)，因電流要受到地中水平接地體的影響，因而測(cè)量時(shí)要找土質(zhì)相同的遠(yuǎn)離接地網(wǎng)的地方進(jìn)行。

2.為了全面的了解電阻率的水平方向的分布情況，要在被測(cè)試的范圍內(nèi)找不同的4～6點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。

3.為了了解土壤的分層情況，應(yīng)改變幾種不同的a值進(jìn)行測(cè)量，比如a＝10、20、30、50m等。

4.測(cè)土壤電阻率時(shí)盡量避開地下的管道等，以免影響測(cè)試結(jié)果。

5.不要在雨后土壤較濕時(shí)測(cè)土壤電阻率。