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              SX-3010土壤電阻率的測量方法

              更新時間:2022-05-06      瀏覽次數(shù):1439

                   土壤電阻率是接地工程的重要參數(shù),我們在設計、計算接地裝置時應首先測量當?shù)氐耐寥离娮杪剩⒏闱逋寥缆试诘孛嫠礁鞣较虻淖兓约按怪狈较虻淖兓?guī)律,以使用最小的投資達到理想的設計結果。


                  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,從而引起較大誤差。此外,由于地的層狀或剖面結構,用上述方法換算出來的等值電阻率,只能是對應于被測接地體的尺寸和埋設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,當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,極間距離可選取20m左右,埋深應小于極間距離的1/20。測量變電所的ρ值時,應取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:

              表1-1 季節(jié)系數(shù)的選取范圍表
              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相同的遠離接地網的地方進行。
                  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找不同的4~6點進行測量。
                  3.為了了解土壤的分層情況,應改變幾種不同的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,以免影響測試結果。
                  5.不要在雨后土壤較濕時測土壤電阻率。



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