李舟鑫，張強宜，胡萬全，常 晨

(貴州省黔西南自治州防雷中心，貴州 興義 562400)

模擬接地極測量土壤電阻率的方法

李舟鑫，張強宜，胡萬全，常 晨

(貴州省黔西南自治州防雷中心，貴州 興義 562400)

土壤電阻率是建筑設計和防雷接地設計過程中的一個重要參數(shù)，其準確度直接關系到防雷裝置設計過程中的科學和優(yōu)化設計，也極大的影響到建設單位投資費用。然而，常用的溫納法和變頻法測試土壤電阻率比較繁瑣，該文從理論分析入手，介紹模擬接地極測量土壤電阻率方法。

模擬接地極;土壤電阻率

1 引言

在防雷工程實踐中，溫納法和變頻法是采集土壤電阻率數(shù)據(jù)的常用方法，主要是這兩種方法測量土壤電阻率數(shù)據(jù)比較真實、可靠。但是，采用這兩種方法測量土壤電阻率時，如果極間距離定界不準確，將產(chǎn)生較大的測量誤差，同時這兩種方法比較繁瑣，而且對測量設備的要求也比較高。為了簡化土壤電阻率測試方法，經(jīng)過十余年土壤電阻率模擬接地極測試實踐，并與溫納法測試結(jié)果進行比較，取得一定的經(jīng)驗。本文介紹土壤電阻率模擬接地極測試法的理論依據(jù)以及測試換算方法，供防雷的同仁們參考。

2 水平模擬接地極測量土壤電阻率

單根接地扁鋼埋入地中后接地電阻的計算公式如下：

式中：ρ為土壤電阻率，單位：Ω·m;L為模擬接地體長度，單位：m;h為水平接地體埋設深度，單位：m;d為接地體等效直徑，單位：m，扁鋼取;A為水平接地體的形狀系數(shù)，見表1。

?

為計算方便，根據(jù)表1實驗時水平模擬接地極采用-40 mm×4 mm鍍鋅扁鋼(此時形狀系數(shù)A=0)，公式(1)變化為：

?。耗M接地體長度L=1 m，水平接地體埋設深度h=0.8 m，計算K值：

即：當采用-40 mm×4 mm×1 000 mm鍍鋅扁鋼模擬接地極、埋地0.8 m深測量土壤電阻率時，所測得的模擬接地極的接地電阻值的1.5倍即是測量點的土壤電阻率。

3 垂直模擬接地極測量土壤電阻率

單根垂直接地極接地電阻計算公式為：

式中：ρ為土壤電阻率單位：Ω·m;L為模擬接地體打入地下的長度，單位：m;d為接地體等效直徑，單位：m。

為了取得不同深度土壤電阻率數(shù)值，使所測試的土壤電阻率更接近實際，測試時取模擬接地體打入地下的典型深度值在0.3～2.0 m，相應系數(shù)K見表2。

表2 典型深度系數(shù)K值

4 模擬接地測試的土壤電阻率與溫納法測量值對比分析

為了進一步驗證土壤電阻率模擬接地極測試法的精度，模擬接地極法和溫納法進行了10 a的對比實驗，表3是采用垂直接地極測試法得出的不同土質(zhì)在相同土壤情況下與溫納法測試的對比數(shù)據(jù)。

表3 相同土壤條件下模擬和溫納法的對比值

從表3可知，相同土壤條件下模擬法和溫納法測試的土壤電阻率比較接近，兩種方法的差值在30 m以內(nèi)，能夠滿足工程設計、施工要求。但溫納法測量的土壤電阻率需要四極電極，測試過程比較繁瑣，用模擬測試法則簡便、易操作，加上訂正值即可得到則比較真實的土壤電阻率數(shù)值。

5 小結(jié)

①土壤電阻率是建筑設計和防雷接地設計個過程中的一個重要參數(shù)，其準確度直接關系工程設計的科學性和系統(tǒng)優(yōu)化，也影響到建設投資費用，常用的溫納法和變頻法測試土壤電阻率比較繁瑣，需要花費大量的時間和精力。

②模擬接地極法采用標準的扁鋼或圓鋼，通過測試單根接地極在一定深度下的接地電阻，通過系數(shù)反算土壤電阻率，方法科學，簡單易行，能極大提高工作效率。

③采用水平模擬接地極測試土壤電阻率時，-40 mm×4 mm鍍鋅扁鋼埋入地中0.8 m處后，一定要將回填土夯實，以保證測試數(shù)據(jù)的真實可靠。

④根據(jù)實踐經(jīng)驗，采用垂直接地極法時，圓鋼打入地下1 m深度測試得到的土壤電阻率比較可靠，在同一面積上測試不少于10個點的土壤電阻率數(shù)據(jù)，對優(yōu)化工程設計有很好的幫助。

［1］ 蘇邦禮.雷電與避雷工程［M］.廣州：中山大學出版社，1996.

［2］ 解廣潤.電力系統(tǒng)接地技術［M］.北京：中國電力出版社，1999.

［3］ 陳家斌.接地技術與接地裝置［M］.北京：中國電力出版社，2002.

［4］ 李景祿，胡毅，劉春生.實用電力接地技術［M］.北京：中國電力出版社，2008.

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1003-6598(2011)04-0060-02

2011-05-26

李舟鑫(1972-)，男，工程師，主要從事防雷技術應用、雷擊事故鑒定、雷擊風險評估工作。