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土壤电阻率的测量
浏览177次2017-09-15 16:30
     土壤电阻率是接地网设计的重要数据,其测量方法有三极法和四极法两种。

一、三极法测量土坡电阻率

       在需要测量土壤电阻率的地方,埋人几何尺寸为已知的接地体,按本章第一节所述的方法测量该接地体的接地电阻,然后计算出该处的土壤电阻率。

       对垂直接地体,其接地电阻为

ρ=2πLR/1n4L/d

       式中  ρ——土壤电阻率,Ω·m;

              L——钢管或圆钢埋入土壤的深度,m;

              d——钢管或圆钢的外径,m;

              R——接地体的实测接地电阻,Ω。

       用扁铁作为水平接地体时,土壤电阻率为

ρ=2πLR/1n4L2/bh

      式中 L——扁铁的长度,m;

              b——扁铁的宽度,m;

              h——扁铁中心线离地面的深度(近似于埋深),m;

              R——接地体的实测接地电阻,Ω。

       测量时,可采用一根长3m、直径50mm的钢管(或长3m、直径25mm的圆钢)或用长10~15m, 40*4mm的扁铁埋入土中作为接地体,接地体埋人深度为0.7——1m。

       用三极法测量时,接地体附近的土壤起决定性作用.用这一方法测出的土壤电阻率,主要反映接地体附近的土壤情况,必要时应在接地网区域内多选几点测量。

二、四极法测,土壤电阻率

       用四极法测量土壤电阻率的接线如图14-6所示,它可以用电流电压法测量,也可以用具有四个端子的接地电阻表来测量(见图14-7),测量时,用4根均匀的直径为1.5cm、长为0.5m的圆钢作电极,埋深b为0.1-0.15m,电极距离a为2-3m。

       测量时,由外侧电极C1, C2通入电流I,则在电极P1, P2上出现电位分别为

Up1=ρI/2π[1/a一1/(2a)]

UP2=ρI/2π[1/(2a)一1/a]

       两极间的电位差为Up1-Up2=ρI/2πa

       式中I——电流表读数,A;

              a——电极间距离,m;

              ρ——土壤电阻率,Ω·m,

       所以ρ=2πaU/I(电流、电压表法)

       或ρ=2πaR(接地电阻表法)

       其中,R为接地电阻表测量值。

       用四极法测量得到的土壤电阻率所反映的范围与电极间距离α有关,当α较小时,所得的土壤电阻率仅为大地表层的电阻率。测量时应选3~4点进行测量,取平均值作为测量值。

       考虑到土壤电阻率受季节影响较大。所以对测量结果应进行修正,即

ρmax=Φ ρ

       其中,Φ为土壤干燥系数(见表14-1),如测量时为干燥季节,则取表中较小值,反之取较大值。

       从表14-1中可见,埋深0.8m的水平接地体,干燥季节和潮湿季节土壤电阻率的变化有近50%之多。

       综上所述,用三极法测量土壤电阻率时,接地体附近的土壤起着决定性作用,在很大程度上只反映接地体附近的情况。必要时,应在拟建接地网区域内多选几点测量。用四极法测量土壤电阻率时,其所反映的范围与电极间的距离a有关,反映的深度随a的增大而增大,a较小时所得土壤电阻率仅为大地表层的电阻率。测量时应选3-4点进行测量,取多次测量的平均值作为测量值。

       对于大面积接地网,推荐采用电测法中的四极法进行测量。有关的具体测量方法,读者可以查阅《接地装置工频特性参数的测量导则》有关部分的说明。

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