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上海勝緒電氣有限公司
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SX-3010土壤電阻率的測量方法
2022-5-6 閱讀(1814)
土壤電阻率是接地工程的重要參數(shù)，我們在設(shè)計、計算接地裝置時應(yīng)首先測量當(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，以使用最小的投資達(dá)到理想的設(shè)計結(jié)果。
一、三極法測量土壤電阻率(工程實際中很少采用)
在需要測土壤電阻率的地方，埋入幾何尺寸為己知的接地體，按電壓電流法測出接地體的接地電阻。
測量采用的接地體為一根長3m，直徑50mm的鋼管；或長3m，直徑25mm的圓鋼；或長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，測量接地電阻時，電壓極距電流極和被測接地體20m遠(yuǎn)即可。測得接地電阻后，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——接地體的實測電阻，Ω。
用扁鋼作水平接地體時，土壤的電阻率按下式計算，即
ρ＝(2πLRg)／[1n(L2／bh)]
式中 ρ——土壤電阻率，Ω·m;
L——接地體的總長度，m;
h——扁鋼中心線離地面的距離，m;
b——扁鋼寬度，m;
Rg——水平接地體的實測電阻，Ω。
用三極法側(cè)量土壤電阻率時，接地體附近的土壤起著決定性作用，所測的土壤電阻率，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，只能是對應(yīng)于被測接地體的尺寸和埋設(shè)狀況的地的等值電阻率。這個等值電阻率對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際中很少采用。
二、四極法測量土壤電阻率
采用四級法測量土壤電阻率時，其接線如圖1-1所示。
圖1-1 四極法測地壤電阻率的試驗接線圖
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點的實測電壓，V；
Rg——實測土壤電阻，Ω。
由式(1-1)可知，當(dāng)a己知時，測量P1、P2兩極間的電壓和流過的電流，即可算出土壤的電阻率。
四極法測得的土壤電阻率，與電極間的距離a有關(guān)，當(dāng)a不大時所測得的電阻率，僅為大地表層的電阻率，其反映的深度隨a的增大而增加。一般測得的ρ值是反映0.75a深處的數(shù)值。
具有四個端頭的接地電阻測試儀，均可用于四極法測量土壤的電阻率。
用四極法測量土壤電阻率時，電極可用四根直徑2cm左右，長0.5～1.0m的圓鋼或鋼管作電極，考慮到接地裝置的實際散流效應(yīng)，極間距離可選取20m左右，埋深應(yīng)小于極間距離的1/20。測量變電所的ρ值時，應(yīng)取3～4點以上測量數(shù)的平均值作為測量值。
用以上方法測出的土壤電阻率，不一定是一年中的最大值，所以應(yīng)按下式進行校正。
ρmax＝ψρ
式中 ρmax——土壤最大電阻率，Ω·m;
ρ——實測土壤電阻率，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，測量時如大地比較干燥，則取表中的較小值，比潮濕時，則取較大值：
埋深/m | 水平接地體 | 長2-3m垂直接地體 | 埋深/m | 水平接地體 | 長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：測量時，如果土壤比較干燥，計算時采用表中較小的ψ值；土壤比較潮濕，則采用較大ψ值。
三、用四極法測量時有以下注意事項
1.對于已運行的變電所測土壤電阻率時，因電流要受到地中水平接地體的影響，因而測量時要找土質(zhì)相同的遠(yuǎn)離接地網(wǎng)的地方進行。
2.為了全面的了解電阻率的水平方向的分布情況，要在被測試的范圍內(nèi)找不同的4～6點進行測量。
3.為了了解土壤的分層情況，應(yīng)改變幾種不同的a值進行測量，比如a＝10、20、30、50m等。
4.測土壤電阻率時盡量避開地下的管道等，以免影響測試結(jié)果。
5.不要在雨后土壤較濕時測土壤電阻率。
