防雷工程中土壤电阻率及其测量

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 防雷工程中土壤电阻率及其测量 摘要：在防雷工程设计和施工前， 必须先了解接地装置设置处的土壤电阻 率的有关情况，并对其进行测量。因此， 了解和掌握土壤电阻率的一些相关性质 及其测量方法，将对接地装置的正确设 计起着决定性作用。 中国论文网 /2/view-12901753.htm 关键词：接地电阻；土壤电阻率； 测量方法 Abstract: in the lightning protection engineering design and before construction, must first understand grounding device set of soil resistivity in the related conditions and the measurement. Therefore, understanding -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 and mastering soil resistivity of some related properties and measurement method, to the correct design docking device plays a decisive role. Keywords: grounding resistance; Soil resistivity; Measurement method 中图分类号： TM934.1 文献标 识码：A 文章编号： 土壤电阻率是在防雷工程设计接 地装置部分一个重要的参数，它的确定 对雷电流尽快地散逸大地，达到足够小 的接地电阻及地下部分的合理布局都起 到一定的作用。它沿地层深度的变化规 律是选择接地装置形式和决定它的尺寸 的主要根据。土壤电阻率的数值与土壤 的结构（如黑土、粘土和沙土等） 、土 质的紧密程度、湿度、温度等以及土壤 中含有可溶性的电解质（如酸、碱、盐 等）有关。由于成份是多种多样，因此 不同土壤电阻率的数值往往差别很大1。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 1 影响土壤电阻率的最主要因素 1.1 湿度 含水量对土壤电阻率也有很大影 响。绝对干燥的土壤电阻率可以认为接 近无穷大。含水量增加到 15%左右时， 土壤电阻率显著降低；如继续增加水分 直到 75%左右时,电阻率改变很小；当 含水量超过 75%时,土壤电阻率反而增 加。含水量对土壤电阻率的影响不仅随 土壤的种类不同有所不同,而且与所含的 水质也有关系。例如在土壤电阻率较低 的土壤中加上比较纯净的水反而增加土 壤电阻率。因此在采用加水改良土壤时 应注意这一点。 1.2 温度 当土壤温度升高时其电阻率下降， 在时土壤由于水份冻结而使电阻率 迅速增加。土壤电阻率这些特性在接地 装置设计中有重要的实际应用意义。在 一年之中，同一地方由于气温和天气的 变化受一定的气象因素影响，土壤中含 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 水量和温度都不相同，因此土壤电阻率 也不断的变化，其中以表土最为显著。 因此，防雷工程中接地装置埋得深一些 对稳定接地电阻有利。通常以最小埋深 为 0.8m-1m 为宜。至于是否应埋更深， 那就要看更深的土壤电阻率的大小，很 多地方的深层土壤电阻率是很高的，这 样埋得太深反而使接地电阻增加，给设 计及施工也带来一定的困难，同时也增 加了接地工程的费用。本着既安全可靠 又节省投资的原则,要根据实际的工作情 况进行作业，确实达到设计要求，真正 起到防护作用2。 1.3 土壤热阻系数 不同季节中，土壤的热阻系数也 随之变化，接地电阻也随季节不同而有 所增减。一般冬季最大，夏季最小。因 此推荐将测得数据换算为冬季时的最大 值，即保证接地极在最不利温度下也能 具备其应有的功能。由于影响土壤电阻 率的因素很多，因此在设计时最好选用 实测的数值3。因为测量时土壤不同， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 土壤电阻率也有所改变。为了能够使测 量所得值反映最不利情况时的土壤电阻 率，必须将所测得的土壤电阻率 测， 根据测量时的具体情况乘以表的换算 系数 , 得到设计时所采用的土壤电阻 率 , 即：= 测。 表 1 各种性质的土壤电阻率换算 系数 土壤 深度 / m 1 2 3 粘土 0.5 0.8 3.0 2.0 1.5 0.8 3.0 2.0 1.5 1.4 陶土 0.0 2.0 2.4 1.4 1.2 沙砾盖陶土 0.0 2.0 1.8 1.2 1.1 园地 0.0 3.0 - 1.3 1.2 黄沙 0.0 2.0 2.4 1.6 1.2 掺杂黄砂的沙砾 0.0 2.0 1.5 1.3 1.2 泥炭 0.0 2.0 1.4 1.1 1.0 石灰石 0.02.0 2.5 1.5 1.2 注：1 测量前几天降过较长时 间的雨土壤很潮湿时使用；2 为测量 时土壤较潮湿具有中等含水量时使用； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 3 为测量时土壤干燥或测量前降雨不 大时使用。 2 土壤电阻率的测量 测量前，应事先加工一垂直接地 极或水平埋入一根扁钢的金属物作为模 拟接地系统。例如：做一垂直接地极， 一般可用直径不小于 15mm, 长度不小 于 1 m（垂直插入地下的模拟金属体尺 寸和埋深都应与将要施工的接地系统的 单根垂直接地的尺寸埋深尽量一致）的 镀锌钢管，将其一端加工成尖锥形或斜 口形，便于在现场将其击入地下，然后 用接地电阻测试仪进行测量接地电阻 (Rg)。其方法是，电流极离开模拟接 地极的测量距离为 S # 40m, 电压极 的位置应置于电流极和模拟测试点 的中间位置，分别将根测试极打入 地中。测量时电流极的位置不变，移 动电压极的位置，在上述的区间取 35 个点，其读数平均值作为测量值 （Rg） 。 实测电阻率 的正确方法，是采 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 用四极法。所谓四极法是用两个电极使 土壤中流过电流。再用另外两个电极测 出其附近某两点间土壤的电位差，从而 算出 值的方法，四极法又可分为等距 四极法和不等距四极法4。 等距四极法。 四个电极布置在位于同一深度 h 的一条直线上，各电极之间的距离均为 a，电极打入地中深度 h 不应大于极间 距离 a 值得二十分之一，即 h a/20。 电流极 3.3,对里面两个电压极 2.2，产生 的电位为：V1=I/2(1/a-1/2a) V2=I/2(1/2a-1/a)故两个电压极间的电 位差为：V=V1-V2=I/2a。 由此可以得出土壤电阻率为： =2aV/I=2aR，公式中 R 为接地电阻。 不等距四极法。 如果把电极打在大地表层并使备 电极的距离均大于 10h, 则可得不等距 四极法时电阻率 的计算公式。 =2a/1-a(a+b)/ c(c+b) 如果取 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 a=b，c10a，则有： 4aR，式中 R 为 接地电阻。 采用不等距四极法，可在固定电 流位置不变的条件下，用改变电压极位 置的方法方便地测出土壤不同点的电阻 率 ，从而对土壤的均匀性作出判定。 此外，在受地形地物等条件限制而不可 能采用等距四极法时，宜采用不等距四 极法。 注意事项： 1) 用交流电源时，为了减小电流 线和电压线之间的感应耦合，应尽可能 的把它们放的间隔远一些，并且避免将 剩余的电线盘绕。电源如工频，还应注 意避免地中杂散电流的干扰， 最好是 用能够改变测试电源频率的仪器。 2) 用直流电源时，为了减小极化 作用，仪器需要带南极化补偿装置5。 4 结论 在防雷工程设计前，工作人员必 须对设置接地装置处的土壤结构进行细