土壤电阻率测量方法.-经典专业论文.doc

土壤电阻率的测试方法及注意事项

姓名：杨福禧
专业：油气储运2班
学号：200711011235

土壤电阻率的测量方法以及注意事项

摘要：土壤电阻率是接地工程计算中一个常用的参数，直接影响接地装置接地电阻的大小、地网地面电位分布、接触电压和跨步电压。本文论述了影响土壤电阻率的主要因素，有土壤中导电离子的浓度、土壤中的含水量、土质、季节因素、温度及土壤的致密性等；分析了减小土壤电阻率的主要措施，换土法和降阻剂法；介绍了土壤电阻率测量的主要方法，即四极法。在测量过程中，两电流极之间的距离不宜太大，否则引线间互感将影响测量结果。
关键词：土壤电阻率；接地电阻；四极法；电流极
0引言：
接地电阻是直接反映出接地情况是否符合规范要求的一个重要指标。对于接地装置而言，要求其接地电阻越小越好，因为接地电阻越小，散流越快，跨步电压、接触电压也越小。而影响接地电阻的主要因素有土壤电阻率，接地体的尺寸、形状及埋入深度，接地线与接地体的连接等。其中土壤电阻率对接地电阻的大小起着决定性作用。因此，研究影响土壤电阻率的主要因素，有效地改善土壤电阻率及正确地测量土壤电阻率，对接地装置的正确设计起着决定性作用，具有重要的意义。
1影响土壤电阻率的主要因素
土壤电阻率不是一个恒定的值，影响土壤电阻率的因素很多，主要有以下几个方面的影响：
（1）土壤中导电离子的浓度和土壤中的含水量的影响土壤电阻率ρ的大小主要取决于土壤中导电离子的浓度和土壤中的含水量，它是土壤中所含导电离子浓度A的倒数
Ρ=f（1/A）f(1/B)
也就是说，土壤中所含导电离子浓度越高，土壤的导电性就越好，ρ就越小；反之就越大。如沙河中，河底的ρ较大，就是因为河底由于流水的冲刷，导电离子浓度较小所致。土壤越湿，含水量越多，导电性能就越好，ρ就越小；反之就越大。这就是接地体的接地电阻随土壤干湿变化的原因。
图1为含水量对砂和砂质粘土的土壤电阻率的影响曲线[2][3]，图中土壤电阻率的单位为Ω·m，含水量的单位为%。由图1可以看到，当含水量达到15～20%以上时，ρ下降很少。
（2）土质的影响
不同土质的土壤电阻率不同，甚至相差几千到几万倍。表1为几种不同土质在不同含水量时的ρ值。不同土质的土壤电阻率不同，甚至相差几千到几万倍。表1为几种不同土质在不同含水量时的ρ值。

（3）温度的影响
温度对土壤电阻率的影响也较大。一般来说，土壤电阻率随温度的升高而下降。图2为在含水量约15%时，温度对砂质粘土的土壤电阻率的影响曲线[2][3]，图中土壤电阻率的单位为Ω·m，温度的单位为°C。从图2可以看出，当含沙粘土中的水分从水到冰变化时，ρ在0°C时出现一个突然上升；当温度再下降时，ρ出现明显的增大；而温度从0°C上升时，ρ仅平稳下降。

（4）土壤的致密性的影响
土壤的致密与否对土壤电阻率也有一定的影响。试验表明，当粘土的含水量为10%，温度不变，单位压力由1961Pa增大10倍到19610Pa时，ρ可下降到原来的65%。因此，为了减少接地电极的流散电阻，必须将接地体四周的回填土夯实，使接地极与土壤紧密接触，从而达到减小土壤电阻率的效果。

（5）季节因素的影响
季节的变化也将引起土壤电阻率的变化。季节不同，土壤的含水量和温度也就不同，影响土壤电阻率最明显的因素就是降雨和冰冻[4][5]。在雨季，由于雨水的渗入，地表层土壤的ρ降低，低于深层土壤；在冬季，由于土壤的冰冻作用，地表层土壤的ρ升高，高于深层土壤。这样，使土壤由原来的均匀结构变成了分层的不均匀结构，引起ρ的变化。多年冻土的ρ极高，可达没有冻土时的几十倍。在我国东北地区，冬季冻土的厚度可达1.6m。

2减小土壤电阻率的主要措施

由于土壤电阻率的大小直接关系到接地装置接地电阻的大小，而要求接地电阻越小越好，因而要求土壤电阻率也要越小越好。对于高土壤电阻率地区，我们常采取换土法和降阻剂法来减小土壤电阻率。

2.1换土法
换土法就是用电阻率小的泥土代替原先电阻率大的土壤回填到接地坑中。这种方法工作量大，但对高电阻率土壤能获得很好的改善效果。基本换土法的原理，在实际工程应用中，常采用局部换土法。局部换土法则是将局部土壤换土，比如在土壤中掺拌金属碎屑、食盐、木炭粉等。该方法具有施工简便，价格低廉等优点。在选用置换土壤的材料时应注意两点:
①选用的材料应与接地体及原土壤能够紧密接触，否则效果将大大削弱，甚至比原来的接地电阻更大；
②选用的材料最好呈中性或碱性，而不应呈酸性，以免腐蚀接地体，导致接地电阻增加，使用寿命缩短。

2.2降阻剂法
对于局部换土法，虽然具有施工简便，价格低廉等优点，但由于选用的置换材料食盐及木炭粉在土壤中容易流失，降阻效果不长久，因此，我们常采用降阻剂法来减小土壤电率