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土壤電阻率的測量

知識百科

     土壤電阻率是接地網設計的重要數據 ， 其測量方法有三極法和四極法兩種 。 一、三極法測量土坡電阻率
       在需要測量土壤電阻率的地方 ， 埋人幾何尺寸為已知的接地體 ， 按本章第一節所述的方法測量該接地體的接地電阻 ， 然后計算出該處的土壤電阻率 。
【土壤電阻率的測量】       對垂直接地體 ， 其接地電阻為
ρ=2πLR/1n4L/d
       式中  ρ——土壤電阻率 ， Ω·m;
              L——鋼管或圓鋼埋入土壤的深度 ， m;
              d——鋼管或圓鋼的外徑,m;
              R——接地體的實測接地電阻,Ω 。
       用扁鐵作為水平接地體時 ， 土壤電阻率為
ρ=2πLR/1n4L2/bh
      式中 L——扁鐵的長度 ， m;
              b——扁鐵的寬度 ， m;
              h——扁鐵中心線離地面的深度(近似于埋深),m;
              R——接地體的實測接地電阻 ， Ω 。
       測量時 ， 可采用一根長3m、直徑50mm的鋼管(或長3m、直徑25mm的圓鋼)或用長10~15m, 40*4mm的扁鐵埋入土中作為接地體 ， 接地體埋人深度為0.7——1m 。
       用三極法測量時 ， 接地體附近的土壤起決定性作用.用這一方法測出的土壤電阻率 ， 主要反映接地體附近的土壤情況 ， 必要時應在接地網區域內多選幾點測量 。
二、四極法測 ， 土壤電阻率
       用四極法測量土壤電阻率的接線如圖14-6所示 ， 它可以用電流電壓法測量 ， 也可以用具有四個端子的接地電阻表來測量(見圖14-7),測量時 ， 用4根均勻的直徑為1.5cm、長為0.5m的圓鋼作電極 ， 埋深b為0.1-0.15m ， 電極距離a為2-3m 。

土壤電阻率的測量

文章插圖
       測量時 ， 由外側電極C1, C2通入電流I ， 則在電極P1, P2上出現電位分別為
Up1=ρI/2π[1/a一1/(2a)]
UP2=ρI/2π[1/(2a)一1/a]
       兩極間的電位差為Up1-Up2=ρI/2πa
       式中I——電流表讀數 ， A;
              a——電極間距離 ， m;
              ρ——土壤電阻率 ， Ω·m,
       所以ρ=2πaU/I(電流、電壓表法)
       或ρ=2πaR(接地電阻表法)
       其中 ， R為接地電阻表測量值 。
       用四極法測量得到的土壤電阻率所反映的范圍與電極間距離α有關 ， 當α較小時 ， 所得的土壤電阻率僅為大地表層的電阻率 。 測量時應選3~4點進行測量 ， 取平均值作為測量值 。
       考慮到土壤電阻率受季節影響較大 。 所以對測量結果應進行修正 ， 即
ρmax=Φ ρ
       其中 ， Φ為土壤干燥系數(見表14-1) ， 如測量時為干燥季節 ， 則取表中較小值 ， 反之取較大值 。
土壤電阻率的測量

文章插圖
       從表14-1中可見 ， 埋深0.8m的水平接地體 ， 干燥季節和潮濕季節土壤電阻率的變化有近50%之多 。
       綜上所述 ， 用三極法測量土壤電阻率時 ， 接地體附近的土壤起著決定性作用 ， 在很大程度上只反映接地體附近的情況 。 必要時 ， 應在擬建接地網區域內多選幾點測量 。 用四極法測量土壤電阻率時 ， 其所反映的范圍與電極間的距離a有關 ， 反映的深度隨a的增大而增大 ， a較小時所得土壤電阻率僅為大地表層的電阻率 。 測量時應選3-4點進行測量 ， 取多次測量的平均值作為測量值 。
       對于大面積接地網 ， 推薦采用電測法中的四極法進行測量 。 有關的具體測量方法 ， 讀者可以查閱《接地裝置工頻特性參數的測量導則》有關部分的說明 。