土壤電阻率詳解
發布時間:2011-05-20
中心議題:
土壤電阻率是單位長度土壤電阻的平均值,單位是歐姆•米。
土壤電阻率是接地工程計算中一個常用的參數,直接影響接地裝置接地電阻的大小、地網地麵電位分布、接觸電壓和跨步電壓。
土tu壤rang電dian阻zu率lv是shi決jue定ding接jie地di體ti電dian阻zu的de重zhong要yao因yin素su,為wei了le合he理li設she計ji接jie地di裝zhuang置zhi,必bi須xu對dui土tu壤rang電dian阻zu率lv進jin行xing實shi測ce,以yi便bian用yong實shi測ce電dian阻zu率lv做zuo接jie地di電dian阻zu的de計ji算suan參can數shu。
測量土壤電阻率的方法之一是對接地體進行接地電阻測量,測得接地體接地電阻後,再按下麵的公式計算土壤電阻率。
用鋼管或圓鋼作接地體時ρ=2πRjL/(ln(4L/d))=RjL/(0.336lg(4L/d))Ωcm
其中L為鋼管或圓鋼入地長度,單位m
d為鋼管或圓鋼直徑,單位m
Rj為測出的接地電阻值,單位Ω 用扁鋼作接地體時
ρ=2πRjL/(ln(2L^2/(bh)))=RjL/(0.336lg(2L^2/(bh)))Ωcm
其中L為扁鋼長度,單位m
b為扁鋼厚度,單位m
h為埋設深度,單位m。
上shang述shu方fang法fa有you個ge缺que點dian,就jiu是shi由you於yu存cun在zai接jie地di電dian阻zu的de影ying響xiang,可ke能neng造zao成cheng很hen大da誤wu差cha,如ru果guo地di層ceng結jie構gou不bu均jun勻yun,計ji算suan出chu來lai的de土tu壤rang電dian阻zu率lv也ye隨sui著zhe接jie地di體ti的de尺chi寸cun和he埋mai設she方fang式shi不bu同tong而er變bian化hua。所suo以yi,有you時shi也ye采cai用yong圖tuB.1所示的四級法進行測量。

四個電極分布在一條直線上,電極的插入深度h應小於極間距離a的1/20,根據電流表A和電壓表V的指示,即可算出土壤電阻率:
ρ=2πaV/I
其中ρ為計算土壤電阻率,單位Ωcm
U為測量電壓,單位V
I為測量電流,單位A
a為極間距離,單位m
降低土壤電阻率的措施
(1)換土用電阻率較低的黑土、粘土和砂質粘土等替換電阻率較高的土壤。一般換掉接地體上部1/3長度、周圍0.5米以內的土壤。
(2)深埋如果接地點的深層土壤電阻率較低,可適當增加接地體的埋入深度。深埋還可以不考慮土壤凍結和幹枯所增加電阻率的影響。
(3)外引接地通過金屬引線將接地體埋設在附近土壤電阻率較低的地點。
(4)化學處理在接地點的土壤中混入爐渣、木炭粉、食鹽等化學物質,以及采用專用的化學降阻劑,可以有效地降低土壤電阻率。
(5)保土采取措施保持接地點土壤長期濕潤。
(6)對凍土進行處理在冬天往接地點的土壤中加泥炭,防止土壤凍結,或者將接地體埋在建築物的下麵。
影響土壤電阻率主要因素
(1)土壤中導電離子的濃度和土壤中的含水量的影響土壤電阻率ρ的大小主要取決於土壤中導電離子的濃度和土壤中的含水量,它是土壤中所含導電離子濃度A的倒數A1和單位體積土壤含水量B的倒數B1的函數[2],即ffAB,也就是說,土壤中所含導電離子濃度越高,土壤的導電性就越好,ρ就越小;反之就越大。如沙河中,河底的ρ較大,就是因為河底由於流水的衝刷,導電離子濃度較小所致。土壤越濕,含水量越多,導電性能就越好,ρ就越小;反之就越大。這就是接地體的接地電阻隨土壤幹濕變化的原因。當含水量達到15~20%以上時,ρ下降很少。
(2)土質的影響不同土質的土壤電阻率不同,甚至相差幾千到幾萬倍。不同土質在不同含水量時的ρ值。土質的土壤電阻率ρ土質含水量(%)ρ(Ω•m)礫石、碎石—花崗石—含水黃沙沙土含沙粘土溫度的影響溫度對土壤電阻率的影響也較大。一般來說,土壤電阻率隨溫度的升高而下降。
(3)當溫度再下降時,ρ出現明顯的增大;而溫度從0°C上升時,ρ僅平穩下降。
(4)土壤的致密性的影響土壤的致密與否對土壤電阻率也有一定的影響。試驗表明,當粘土的含水量為10%,溫度不變,單位壓力由1961Pa增大10倍到19610Pa時,ρ可下降到原來的65%。因yin此ci,為wei了le減jian少shao接jie地di電dian極ji的de流liu散san電dian阻zu,必bi須xu將jiang接jie地di體ti四si周zhou的de回hui填tian土tu夯hang實shi,使shi接jie地di極ji與yu土tu壤rang緊jin密mi接jie觸chu,從cong而er達da到dao減jian小xiao土tu壤rang電dian阻zu率lv的de效xiao果guo。
(5)季(ji)節(jie)因(yin)素(su)的(de)影(ying)響(xiang)季(ji)節(jie)的(de)變(bian)化(hua)也(ye)將(jiang)引(yin)起(qi)土(tu)壤(rang)電(dian)阻(zu)率(lv)的(de)變(bian)化(hua)。季(ji)節(jie)不(bu)同(tong),土(tu)壤(rang)的(de)含(han)水(shui)量(liang)和(he)溫(wen)度(du)也(ye)就(jiu)不(bu)同(tong),影(ying)響(xiang)土(tu)壤(rang)電(dian)阻(zu)率(lv)最(zui)明(ming)顯(xian)的(de)因(yin)素(su)就(jiu)是(shi)降(jiang)雨(yu)和(he)冰(bing)凍(dong).在雨季,由於雨水的滲入,地表層土壤的ρ降低,低於深層土壤;在冬季,由於土壤的冰凍作用,地表層土壤的ρ升高,高於深層土壤。這樣,使土壤由原來的均勻結構變成了分層的不均勻結構,引起ρ的變化。多年凍土的ρ極高,可達沒有凍土時的幾十倍。在我國東北地區,冬季凍土的厚度可達1.6m。2jianxiaoturangdianzulvdezhuyaocuoshiyouyuturangdianzulvdedaxiaozhijieguanxidaojiedizhuangzhijiedidianzudedaxiao,eryaoqiujiedidianzuyuexiaoyuehao,yineryaoqiuturangdianzulvyeyaoyuexiaoyuehao。
- 土壤電阻率構成
- 測量土壤電阻率方法
- 影響土壤電阻率主要因素
- 降低土壤電阻率的措施
土壤電阻率是單位長度土壤電阻的平均值,單位是歐姆•米。
土壤電阻率是接地工程計算中一個常用的參數,直接影響接地裝置接地電阻的大小、地網地麵電位分布、接觸電壓和跨步電壓。
土tu壤rang電dian阻zu率lv是shi決jue定ding接jie地di體ti電dian阻zu的de重zhong要yao因yin素su,為wei了le合he理li設she計ji接jie地di裝zhuang置zhi,必bi須xu對dui土tu壤rang電dian阻zu率lv進jin行xing實shi測ce,以yi便bian用yong實shi測ce電dian阻zu率lv做zuo接jie地di電dian阻zu的de計ji算suan參can數shu。
測量土壤電阻率的方法之一是對接地體進行接地電阻測量,測得接地體接地電阻後,再按下麵的公式計算土壤電阻率。
用鋼管或圓鋼作接地體時ρ=2πRjL/(ln(4L/d))=RjL/(0.336lg(4L/d))Ωcm
其中L為鋼管或圓鋼入地長度,單位m
d為鋼管或圓鋼直徑,單位m
Rj為測出的接地電阻值,單位Ω 用扁鋼作接地體時
ρ=2πRjL/(ln(2L^2/(bh)))=RjL/(0.336lg(2L^2/(bh)))Ωcm
其中L為扁鋼長度,單位m
b為扁鋼厚度,單位m
h為埋設深度,單位m。
上shang述shu方fang法fa有you個ge缺que點dian,就jiu是shi由you於yu存cun在zai接jie地di電dian阻zu的de影ying響xiang,可ke能neng造zao成cheng很hen大da誤wu差cha,如ru果guo地di層ceng結jie構gou不bu均jun勻yun,計ji算suan出chu來lai的de土tu壤rang電dian阻zu率lv也ye隨sui著zhe接jie地di體ti的de尺chi寸cun和he埋mai設she方fang式shi不bu同tong而er變bian化hua。所suo以yi,有you時shi也ye采cai用yong圖tuB.1所示的四級法進行測量。

四個電極分布在一條直線上,電極的插入深度h應小於極間距離a的1/20,根據電流表A和電壓表V的指示,即可算出土壤電阻率:
ρ=2πaV/I
其中ρ為計算土壤電阻率,單位Ωcm
U為測量電壓,單位V
I為測量電流,單位A
a為極間距離,單位m
降低土壤電阻率的措施
(1)換土用電阻率較低的黑土、粘土和砂質粘土等替換電阻率較高的土壤。一般換掉接地體上部1/3長度、周圍0.5米以內的土壤。
(2)深埋如果接地點的深層土壤電阻率較低,可適當增加接地體的埋入深度。深埋還可以不考慮土壤凍結和幹枯所增加電阻率的影響。
(3)外引接地通過金屬引線將接地體埋設在附近土壤電阻率較低的地點。
(4)化學處理在接地點的土壤中混入爐渣、木炭粉、食鹽等化學物質,以及采用專用的化學降阻劑,可以有效地降低土壤電阻率。
(5)保土采取措施保持接地點土壤長期濕潤。
(6)對凍土進行處理在冬天往接地點的土壤中加泥炭,防止土壤凍結,或者將接地體埋在建築物的下麵。
影響土壤電阻率主要因素
(1)土壤中導電離子的濃度和土壤中的含水量的影響土壤電阻率ρ的大小主要取決於土壤中導電離子的濃度和土壤中的含水量,它是土壤中所含導電離子濃度A的倒數A1和單位體積土壤含水量B的倒數B1的函數[2],即ffAB,也就是說,土壤中所含導電離子濃度越高,土壤的導電性就越好,ρ就越小;反之就越大。如沙河中,河底的ρ較大,就是因為河底由於流水的衝刷,導電離子濃度較小所致。土壤越濕,含水量越多,導電性能就越好,ρ就越小;反之就越大。這就是接地體的接地電阻隨土壤幹濕變化的原因。當含水量達到15~20%以上時,ρ下降很少。
(2)土質的影響不同土質的土壤電阻率不同,甚至相差幾千到幾萬倍。不同土質在不同含水量時的ρ值。土質的土壤電阻率ρ土質含水量(%)ρ(Ω•m)礫石、碎石—花崗石—含水黃沙沙土含沙粘土溫度的影響溫度對土壤電阻率的影響也較大。一般來說,土壤電阻率隨溫度的升高而下降。
(3)當溫度再下降時,ρ出現明顯的增大;而溫度從0°C上升時,ρ僅平穩下降。
(4)土壤的致密性的影響土壤的致密與否對土壤電阻率也有一定的影響。試驗表明,當粘土的含水量為10%,溫度不變,單位壓力由1961Pa增大10倍到19610Pa時,ρ可下降到原來的65%。因yin此ci,為wei了le減jian少shao接jie地di電dian極ji的de流liu散san電dian阻zu,必bi須xu將jiang接jie地di體ti四si周zhou的de回hui填tian土tu夯hang實shi,使shi接jie地di極ji與yu土tu壤rang緊jin密mi接jie觸chu,從cong而er達da到dao減jian小xiao土tu壤rang電dian阻zu率lv的de效xiao果guo。
(5)季(ji)節(jie)因(yin)素(su)的(de)影(ying)響(xiang)季(ji)節(jie)的(de)變(bian)化(hua)也(ye)將(jiang)引(yin)起(qi)土(tu)壤(rang)電(dian)阻(zu)率(lv)的(de)變(bian)化(hua)。季(ji)節(jie)不(bu)同(tong),土(tu)壤(rang)的(de)含(han)水(shui)量(liang)和(he)溫(wen)度(du)也(ye)就(jiu)不(bu)同(tong),影(ying)響(xiang)土(tu)壤(rang)電(dian)阻(zu)率(lv)最(zui)明(ming)顯(xian)的(de)因(yin)素(su)就(jiu)是(shi)降(jiang)雨(yu)和(he)冰(bing)凍(dong).在雨季,由於雨水的滲入,地表層土壤的ρ降低,低於深層土壤;在冬季,由於土壤的冰凍作用,地表層土壤的ρ升高,高於深層土壤。這樣,使土壤由原來的均勻結構變成了分層的不均勻結構,引起ρ的變化。多年凍土的ρ極高,可達沒有凍土時的幾十倍。在我國東北地區,冬季凍土的厚度可達1.6m。2jianxiaoturangdianzulvdezhuyaocuoshiyouyuturangdianzulvdedaxiaozhijieguanxidaojiedizhuangzhijiedidianzudedaxiao,eryaoqiujiedidianzuyuexiaoyuehao,yineryaoqiuturangdianzulvyeyaoyuexiaoyuehao。
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