防雷公司:土壤電阻率的測量
1、土壤電阻率的測量方法有:土壤試樣法、三點法(深度變化法)、兩點法(西坡Shepard土壤電阻率測定法)、四點法等,本標準主要介紹四點法。
2、在采用四點法測量土壤電阻率時,應注意如下事項:
?。?) 試驗電級應選用鋼接地棒,且不應使用螺紋桿。在多巖石的土壤地帶,宜將接地棒按與鉛垂方向成一定角度斜行打入,傾斜的接地棒應躲開石頭的頂部。
?。?) 試驗引線應選用撓性引線,以適用多次卷繞。在確實引線的長度時,要考慮到現(xiàn)場的溫度。引線的絕緣應不因低溫而凍硬或皸裂。引線的阻抗應較低。
?。?) 對于一般的土壤,因需把鋼接地棒打入較深的土壤,宜選用2——4kg重量的手錘。
?。?) 為避免地下埋設的金屬物對測量造成的干擾,在了解地下金屬物位置的情況下,可將接地棒排列方向與地下金屬物(管道)走向呈垂直狀態(tài)。
(5) 在測量變電站和避雷器接地極的時候,應使用絕緣鞋、絕緣手套、絕緣墊及其他防護手段,要采取措施使避雷器放電電流減至最小時,才可測試其接地極。
?。?) 不要在雨后土壤較濕時進行測量。
3、測量方法(四點法)
3.1 等距法或溫納(Wenner)法
將小電極埋入被測土壤呈一字排列的四個小洞中,埋入深度均為b,直線間隔均為a。測試電流I流入外側兩電極,而內(nèi)側兩電極間的電位差V可用電位差計或高阻電壓表測量。如圖B.1所示。設a為兩鄰近電極間距,則以a,b的單位表示的電阻率ρ為:
ρ=4πaR/(1+ —— ) (B.2-1)
式中ρ——土壤電阻率;
?。?mdash;—所測電阻;
?。?mdash;—電極間距;
?。?mdash;—電極深度。
當測試電極入地深度b不超過0.1a,可假定b=0
則計算公式可簡化為:
ρ=2πaR。 (B.2-2)
3.2 非等距法或施倫貝格——巴莫(Schlumberger——Palmer)法。
主要用于當電極間距增大到40m以上,采用非等距法,其布置方式見圖B.2。此時電位極布置在相應的電流極附近,如此可升高所測的電位差值。
這種布置,當電極的埋地深度b與其距離d和c相比較甚小時,則所測得電阻率可按下式計算:
ρ=πc(c+d)R/d (B.2-3)
式中: ρ——土壤電阻率;
R——所測電阻;
c——電流極與電位極間距;
?。?mdash;—電位極距。
4 測量數(shù)據(jù)處理
4.1 為了了解土壤的分層情況,在用等距法測量時,可改變幾種不同的a值進行測量,如a=2、4、5、10、15、20、25、30m等。
4.2 根據(jù)需要采用非等距法測量,測量電極間距可選擇40、50、60m。按公式B.2-3計算相應的土壤電阻率。根據(jù)實測值繪制土壤電阻率ρ與電極間距的二維曲線圖。采用蘭開斯特——瓊斯(The Laneaste-Jones)法判斷在出現(xiàn)曲率轉折點時,即是下一層土壤,其深度為所對應電極間距的2/3處。
4.3 土壤電阻率應在干燥季節(jié)或天氣晴朗多日后進行,因此土壤電阻率應是所測的土壤電阻率數(shù)據(jù)中最大的值,為此應按下列公式進行季節(jié)修正:
ρ= ψρ0 (B.2-4)
式中: ρ0——所測土壤電阻率
ψ ——季節(jié)修正系數(shù),見表B.2。
表B.2 根據(jù)土壤性質決定的季節(jié)修正系數(shù)表
土壤性質 深度(m) ψ1 ψ2 ψ3
粘土 0.5——0.8 3 2 1.5
粘土 0.8——3 2 1.5 1.4
陶土 0——2 2.4 1.36 1.2
砂礫蓋以陶土 0——2 1.8 1.2 1.1
園地 0——3 1.32 1.2
黃沙 0——2 2.4 1.56 1.2
雜以黃沙的砂礫 0——2 1.5 1.3 1.2
泥炭 0——2 1.4 1.1 1.0
石灰石 0——2 2.5 1.51 1.2
注:ψ1——在測量前數(shù)天下過較長時間的雨時選用;
ψ2——在測量時土壤具有中等含水量時選用;
ψ3——在測量時,可能為全年最高電阻,即土壤干燥或測量前降雨不大時選用。
5 測量儀器
防雷公司:可按GB/T17949.1中12•測量儀器的規(guī)定選用下列任一種儀器:
?。?) 帶電流表和高阻電壓表的電源;
?。?) 比率歐姆表;
(3) 雙平衡電橋;
?。?) 單平衡變壓器;
?。?) 感應極化發(fā)送器和接收器。