- 土壤電阻率構(gòu)成
- 測(cè)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(zhǎng)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(jì)算中一個(gè)常用的參數(shù),直接影響接地裝置接地電阻的大小、地網(wǎng)地面電位分布、接觸電壓和跨步電壓。
土壤電阻率是決定接地體電阻的重要因素,為了合理設(shè)計(jì)接地裝置,必須對(duì)土壤電阻率進(jìn)行實(shí)測(cè),以便用實(shí)測(cè)電阻率做接地電阻的計(jì)算參數(shù)。
測(cè)量土壤電阻率的方法之一是對(duì)接地體進(jìn)行接地電阻測(cè)量,測(cè)得接地體接地電阻后,再按下面的公式計(jì)算土壤電阻率。
用鋼管或圓鋼作接地體時(shí)ρ=2πRjL/(ln(4L/d))=RjL/(0.336lg(4L/d))Ωcm
其中L為鋼管或圓鋼入地長(zhǎng)度,單位m
d為鋼管或圓鋼直徑,單位m
Rj為測(cè)出的接地電阻值,單位Ω 用扁鋼作接地體時(shí)
ρ=2πRjL/(ln(2L^2/(bh)))=RjL/(0.336lg(2L^2/(bh)))Ωcm
其中L為扁鋼長(zhǎng)度,單位m
b為扁鋼厚度,單位m
h為埋設(shè)深度,單位m。
上述方法有個(gè)缺點(diǎn),就是由于存在接地電阻的影響,可能造成很大誤差,如果地層結(jié)構(gòu)不均勻,計(jì)算出來(lái)的土壤電阻率也隨著接地體的尺寸和埋設(shè)方式不同而變化。所以,有時(shí)也采用圖B.1所示的四級(jí)法進(jìn)行測(cè)量。
四個(gè)電極分布在一條直線(xiàn)上,電極的插入深度h應(yīng)小于極間距離a的1/20,根據(jù)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(jì)算土壤電阻率,單位Ωcm
U為測(cè)量電壓,單位V
I為測(cè)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(zhì)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(zhǎng)度、周?chē)?.5米以?xún)?nèi)的土壤?! ?br /> (2)深埋如果接地點(diǎn)的深層土壤電阻率較低,可適當(dāng)增加接地體的埋入深度。深埋還可以不考慮土壤凍結(jié)和干枯所增加電阻率的影響。
(3)外引接地通過(guò)金屬引線(xiàn)將接地體埋設(shè)在附近土壤電阻率較低的地點(diǎn)。
(4)化學(xué)處理在接地點(diǎn)的土壤中混入爐渣、木炭粉、食鹽等化學(xué)物質(zhì),以及采用專(zhuān)用的化學(xué)降阻劑,可以有效地降低土壤電阻率?! ?br /> (5)保土采取措施保持接地點(diǎn)土壤長(zhǎng)期濕潤(rùn)?! ?br /> (6)對(duì)凍土進(jìn)行處理在冬天往接地點(diǎn)的土壤中加泥炭,防止土壤凍結(jié),或者將接地體埋在建筑物的下面。
影響土壤電阻率主要因素
(1)土壤中導(dǎo)電離子的濃度和土壤中的含水量的影響土壤電阻率ρ的大小主要取決于土壤中導(dǎo)電離子的濃度和土壤中的含水量,它是土壤中所含導(dǎo)電離子濃度A的倒數(shù)A1和單位體積土壤含水量B的倒數(shù)B1的函數(shù)[2],即ffAB,也就是說(shuō),土壤中所含導(dǎo)電離子濃度越高,土壤的導(dǎo)電性就越好,ρ就越?。环粗驮酱?。如沙河中,河底的ρ較大,就是因?yàn)楹拥子捎诹魉臎_刷,導(dǎo)電離子濃度較小所致。土壤越濕,含水量越多,導(dǎo)電性能就越好,ρ就越??;反之就越大。這就是接地體的接地電阻隨土壤干濕變化的原因。當(dāng)含水量達(dá)到15~20%以上時(shí),ρ下降很少?!?br />
(2)土質(zhì)的影響不同土質(zhì)的土壤電阻率不同,甚至相差幾千到幾萬(wàn)倍。不同土質(zhì)在不同含水量時(shí)的ρ值。土質(zhì)的土壤電阻率ρ土質(zhì)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(duì)土壤電阻率的影響也較大。一般來(lái)說(shuō),土壤電阻率隨溫度的升高而下降。
(3)當(dāng)溫度再下降時(shí),ρ出現(xiàn)明顯的增大;而溫度從0°C上升時(shí),ρ僅平穩(wěn)下降?!?br />
(4)土壤的致密性的影響土壤的致密與否對(duì)土壤電阻率也有一定的影響。試驗(yàn)表明,當(dāng)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(shí),ρ可下降到原來(lái)的65%。因此,為了減少接地電極的流散電阻,必須將接地體四周的回填土夯實(shí),使接地極與土壤緊密接觸,從而達(dá)到減小土壤電阻率的效果?! ?br /> (5)季節(jié)因素的影響季節(jié)的變化也將引起土壤電阻率的變化。季節(jié)不同,土壤的含水量和溫度也就不同,影響土壤電阻率最明顯的因素就是降雨和冰凍.在雨季,由于雨水的滲入,地表層土壤的ρ降低,低于深層土壤;在冬季,由于土壤的冰凍作用,地表層土壤的ρ升高,高于深層土壤。這樣,使土壤由原來(lái)的均勻結(jié)構(gòu)變成了分層的不均勻結(jié)構(gòu),引起ρ的變化。多年凍土的ρ極高,可達(dá)沒(méi)有凍土?xí)r的幾十倍。在我國(guó)東北地區(qū),冬季凍土的厚度可達(dá)1.6m。2減小土壤電阻率的主要措施由于土壤電阻率的大小直接關(guān)系到接地裝置接地電阻的大小,而要求接地電阻越小越好,因而要求土壤電阻率也要越小越好。