土壤电阻率

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土壤电阻率范文第1篇

中图分类号：TF748文献标识码： A

1 引言 接地电阻是直接反映接地情况是否符合规范：要求的一个重要指标。对于接地装置而言，要求其接地电阻越小越好，接地电阻越小．散流越快，跨步电压、接触电压也越小。影响接地电阻的主要因素有土壤电阻率．接地体的尺寸、形状及埋入深度，接地线与接地体的连接等。其中土壤电阻率对接地电阻的大小起着决定性作用。因此，研究影响土壤电阻率的主要因素。有效地改善土壤电阻率及正确地测量土壤电阻率，对接地装置的正确设计起着决定性作用，具有重要的意义。

2 影响土壤电阻率的主要因素

土壤电阻率不是一个恒定的值，影响土壤电阻率的因素很多。主要有以下几个方面的影响：

2．1土质的影响

不同土质的土壤电阻率不同．甚至相差几千到几万倍。表1 为几种不同土质在不同含水量时的ρ值。不同土质的土壤电阻率不同，甚至相差几千到几万倍。表1为几种不同土质在不同含水量时的ρ值。

2．2温度的影响

温度对土壤电阻率的影响也较大。一般来说．土壤电阻率随温度的升高而下降。当土壤温度

0．5 m(北方地区应为当地冻土层以下为宜)。温度自0℃继续上升时，由于溶解盐的作用，电阻率逐渐减少，但当温度达到100 o C时，由于土壤中的水分蒸发。电阻率又增高。

2．3 土壤的致密性的影响

土壤的致密与否对土壤电阻率也有一定的影响。试验表明，当粘土的含水量为10％，温度不变，单位压力由1 961 Pa增大到19 610 Pa时，p可下降到原来的65％。因此，为了减少接地电极的流散电阻。必须将接地体四周的回填土夯实，使接

地极与土壤紧密接触。从而达到减小土壤电阻率的效果。

2．4 季节因素的影响

季节的变化也将引起土壤电阻率的变化。季节不同，土壤的含水量和温度也就不同，影响土壤电阻率最明显的因素就是降雨和冰冻。在雨季，由于雨水的渗入，地表层土壤的P降低，低于深层土壤；在冬季，由于土壤的冰冻作用，地表层土壤

的P升高，高于深层土壤。这样，使土壤由原来的均匀结构变成了分层的不均匀结构，引起p的变化。多年冻土的p极高，可达没有冻土时的几十倍。在我国东北地区，冬季冻土的厚度可达1．6 m。

2．5 土壤中导电离子的浓度和土壤中的含水量

土壤电阻率的大小主要取决于土壤中导电离子的浓度和土壤中的含水量，它是土壤中所含导电离子浓度A 的倒数，也就是说。土壤中所含导电离子浓度越高，土壤的导电性就越好，P就越小：反之就越大。

如沙河中，河底的P较大，就是由流水的冲刷，使导电离子浓度减小所致。土壤越湿，含水量越多，导电性能就越好，p就越小：反之就越大。这就是接地体的接地电阻随土壤干湿变化的原因。

当含水量达到15～2O％ 以上时，p下降很少。

3 测量土壤电阻率的主要方法

3.1土壤电阻率的影响因子有：土壤类型、含水量、含盐量、温度、土壤的紧密程度等化学和物理性质，同时土壤电阻率随时深度变化较横向变化要大很多。因此，对测量数据的分析应进行相关的校正。本技术要求只对接地装置所在的上层（几米以内）土壤层进行测量，不考虑土壤电阻率的深层变化。

在进行土壤电阻率测量之前，宜先了解土壤的地质构造，并参阅表B.1，对所在地土壤电阻率进行估算。

3.2 测量方法

土壤电阻率的测量的测量方法很多，如地质判定法、双回路互感法、自感法、线圈法、偶极法以及四极电测深法等。四极电测深法通过实践检验，其准确性，完全能满足工程计算要求，这种测量方法所需仪表设备少，操作简单，成为工程设计中的一种常用的方法。

。

四极法测量土壤电阻率原理图如上图所示。测量的时候先在地面插入四个电极A、B、C、D，埋入深度一致，使用稳压电源E 向外侧电极A 和B施加电流I，电流由电极A 流入，由电极B 返回电源，这时电流场将在电极上产生电势，可以用电位差计或者高电阻电压表测量电极C 和D 间的电位差。

用四极法测量土壤电阻率时，应注意电流极之间的距离不宜太大，一般不超过300m，否则引线间互感将对测量结果造成较大的影响。

3.3 测试布极方法如图 B.1 所示（测试仪表以 ZC—8 型接地电阻测量仪为例

注意事项：

1.a 的取值为接地体的埋设深度。a 一般取 5m，对于基础较深的大楼其基础作为接地体一部分的，则 a 可取10m；

2．四根极棒布设在一条直线上，极棒的间距相等为 a；

3．接线时，将仪表上的P2、C2接线端子间的短路片断开；

4．极棒与仪表上接线端子的连接顺序不能颠倒；

5．各极棒的打入地下深度不应超过极棒间距 a的 1/20；

6．为避免地下埋设的金属物对测量造成的干扰，在了解地下金属物位置的情况下，可将接地棒排列方向与地下金属物（管道）走向呈垂直状态。

3.4 测量操作方法与接地电阻的测量方法相同。

3.5 测量结果计算

式中：ρ－土壤电阻率（Ω•m） ；

R－所测电阻（Ω） ；

a－测试电极间距（m） ；

b－测试电极入地深度（m） 。

当测试电极入地深度b不超过 0.2a时，可假定b＝0，则计算公式可简化为：

3.6 土壤电阻率应在干燥季节或天气晴朗多日后进行，因此土壤电阻率应是所

测的土壤电阻率数据中最大的值，为此应按下列公式进行季节修正：

4降低土壤电阻率的措施

（1）深埋 如果接地点的深层土壤电阻率较低，可适当增加接地体的埋入深度。深埋还可以不考虑土壤冻结和干枯所增加电阻率的影响。

（2）外引接地 通过金属引线将接地体埋设在附近土壤电阻率较低的地点。

（3）化学处理 在接地点的土壤中混入炉渣、木炭粉、食盐等化学物质，以及采用专用的化学降阻剂，可以有效地降低土壤电阻率。

（4）保土 采取措施保持接地点土壤长期湿润。

（5）对冻土进行处理 在冬天往接地点的土壤中加泥炭，防止土壤冻结，或者将接地体埋在建筑物的下面。

（6）换土 用电阻率较低的黑土、粘土和砂质粘土等替换电阻率较高的土壤。一般换掉接地体上部1／3长度、周围0.5米以内的土壤。

5 结论

土壤电阻率的大小直接关系到接地装置接地电阻的大小，是接地计算中一个重要的参数。而它又是一个不易确定的量，主要受土壤中导电离子的浓度、土壤中的含水量、土质、季节因素、温度及土壤的致密性等因素的影响。对于高土壤电阻率地区，可采用换土法和降阻剂法减小土壤电阻率。在采用四极法测量土壤电阻率时，应考虑引线互感对测量结果的影响，两电流极之间的距离一般不超过300m。

参考文献

【1】 李志江等，防雷设计中土壤电阻率及其测量[J]，辽宁气象，2001

【2】 李景禄，实用电力接地技术[M]，北京：中国电力出版社，2002.1.

【3】 毛端海等，电磁兼容实验室接地装置的设计与安装[J]，上海航天，

【4】 何金良等，发变电站接地系统的季节系数分析[J]，高压电器

【5】 孙为民等，季节因素对发变电站地表高阻层安全效果的影响[J]

土壤电阻率范文第2篇

Abstract： This article introduces the resistance reduction condition， region concept of ground resistance， and the application and comparison of the new resistance reducing agent and hollow grounding. Suggestions are put forward for work improvement， material selection and construction method in the future.

关键词：高土壤电阻率地区；降低接地电阻；研讨

Key words： high soil resistivity area；reduce the grounding resistance；discussion

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）36-0161-03

1 概述

我国自上世纪70年代研究开发化学降阻剂，改进传统降阻方法，30年来研制出多种新产品，应用后效益显著，也出现一些问题有待改进。本文拟据此研讨和提出一些建议。

输电线路经过高土壤电阻率地区（以下简称高ρ区），多为高大山区交通及运输不便，线路易受雷击成为主要问题，当地质为岩石（如砾石、碎石、花岗岩等或多石土壤、砂砾、土夹石与页岩等，其电阻率ρ值高达500～1000Ω・m，传统方法很难改善接地电阻达到规程[1]要求。设计采用放射型接地敷设4～6根射线或更多，需要开凿土石方数十m3，耗费众多的人力、财力（含赔偿），仍难解决接地电阻高达百欧、数百欧的难题。为此开展的科研研制出不少新产品，应用后有一定效果，也有待改进之处。

2 机理

2.1 采用一定量的降阻剂围在接地极周围，扩大了有效直径，提高了导电性能，减少了与土壤的接触电阻。接地体、降阻剂与土壤电阻比较见表1。

由表1中可看出：化学降阻剂ρ值比金属（钢、铝、铜）ρ大105倍；不同土壤ρ值比降阻剂ρ大103～104倍，即充填降阻剂后，接地极周围的ρ值可下降千倍至万倍。

2.2 降阻剂有效直径的求算[2]

设半球形电极处于均匀土壤中。

2.2.1 从电极表面r到半径为rn的总电阻Rn为：

可以看出：从电极中心2r处的接地电阻占总接地电阻的50%，到20r处占95%，到30r处占97%，这就是接地电阻的“区域”概念。所以只要设法减少接地极附近的电阻，即增加电极旁土壤的导电度（置换降阻剂），就可大幅度降低总的接地电阻。设采用Φ12mm圆钢做接地极，则20r=120，30r=180mm，即降阻剂直径为240mm时已改善95%，直径为360mm时已改善97%。

3 新型化学、物理降阻剂与空腹接地

3.1 化学降阻剂：用电解质做导电剂，为防导电剂流失配上絮凝剂，再加上固化剂成胶乳状即可应用，可灌注在水平接地极近旁或垂直接地极孔径中。

①导电性：良好的产品ρ=k×10-1Ω・m，比山地ρ103～104小得多，若按表2 20r-30r灌注，则其导电性能大为提高。问题在于优质的化学降阻剂，对外应近似中性，且电解质被“絮凝”后不易流失，性能达到或优于行标《接地降阻剂技术条件》。

②腐蚀性：良好的降阻剂据试验其ρ≤0.3Ω・m，对钢材腐蚀速度因不同厂家有一定分散性，且不同埋设方式下平均年腐蚀率不同[3]：全部埋入土壤中，V=0.0342mm/年；而1/3段长度包覆在降阻剂，2/3埋入土壤中V=0.4442mm/年；全部埋入降阻剂中V=0.0036mm/年。可见如分段包覆应在接口处采取措施。

上世纪90年代中期，一度因某些化学降阻剂本身质量不良，造成对接地极腐蚀严重，某省电力局（公司）曾下文暂时中止使用降阻剂。可见，某些化学降阻剂曾存在过制造质量差的问题，主要原因可能是未选好适当的絮凝剂来保护导电剂，即具有腐蚀性的导电剂不能直接接触接地极。

③长效性：要求降阻剂20～25年性能不变，做到与线路寿命同步。实际上由于化学降阻剂离不开水的作用，当干旱时降阻效果受到影响，而当受地下水不断冲洗时，则将产生电解质的流失积累，故化学降阻剂是逐渐“老化”的。

3.2 新型物理降阻剂：是以固体粉末为导电材料，加胶凝剂、防腐剂、扩散剂而成。如石墨金属矿石（渣）、导电塑料等，属于非电解质。其导电性能基本不受水分影响，不受酸碱盐、高低温、干湿度所限，而直接靠本身导电粉末起到降阻作用。这对于干旱、少雨、高寒地区更适于应用。在高、低温状态下电阻率始终稳定在1Ω・m以下[4]。可经水泡，60℃烘烤24h，停放1周、2周，-32℃冷冻24h，ρ=0.2～0.89Ω・m，可调整接近化学降阻剂的电阻率，而导电性能又比化学降阻剂长效。

另外，将化学降阻剂与物理降阻剂分别包在铁块外面，与未包降阻剂的分别埋于酸性土壤中，60天后检查发现，这三种情况只有包物理降阻剂的金属几乎无腐蚀斑点，其余两种分别出现锈斑及严重腐蚀。

早在上世纪80年代，曾有供电运行单位采用石墨、焦炭、铁粉等原状材料降阻，但在近10年来，已研制成接地模块，导电水泥等正式产品，受到用户欢迎。2006年12月，某供电局对采用的新型物理降阻剂总结其效果如表3[5]。

3.3 WJ型空腹式可地面注水接地装置（以下简称空腹接地）

外形似一椭圆形空腹铁罐，内装粘土并注水，埋设于电杆根部或铁塔四脚的基础坑中。当新建工程采用时，可结合基础工程施工，毋须另挖接地沟（坑）。且因埋于杆塔基坑内，开挖面小，适用于开挖难度大的坚硬岩石地区，埋设较深，不易被盗[5]。

DL/T621-1997规程及若干书籍，未提及这种新产品的接地电阻计算方法，文献[6]对其接地电阻计算进行了研究，建立计算模型时采用“镜像法”，“其接地电阻是全空间下接地电阻的2倍”。利用表面电荷法计算接地电阻

3.4 三种降阻方法比较（见表4）

综合以上利弊，建议推广使用物理降阻剂及空腹接地，在外力破坏严重地区，要谨防接地引下线及放射线的被盗。

4 结束语

4.1 输电线路经过高ρ区，尤其ρ>2000Ω・m地区，当无降阻措施时，规程要求“可采用6～8根总长度不超过500m的放射形接地”。其土石方量高达100m3，而Ф10mm放射线500m的耗钢量近310kg，且赔偿费巨大。从不利于自然植被及环保出发，更不可取。

4.2 在高ρ区，推荐采用物理降阻剂与空腹接地的方法，即物理降阻剂做水平接地，而空腹接地做垂直接地（见图4）。

经工程实践在ρ=2000Ω・m时，

减少土石方量（500-160）×0.2m3/m+4m3（指4个垂直电极）=72m3。

4.3 在ρ=1000～2000Ω・m地区，92基杆塔降阻用料平均为：接地模块9块/基，或导电水泥2吨/基，或空腹接地2.5个/基，以上三者接地电阻平均降幅为77.87%、75.20%、82.83%[5]。与不用降阻剂时的多项开支（含赔偿）要少得多，且对环保绿化与自然和谐则采用时显出巨大优越性。

4.4 采用化学接地的费用不高于物理接地，但从技术上看其导电性随时间有下降趋势，其腐蚀性比之另两种方法要大，而且降阻剂中断处腐蚀速度增加一个数量级，其本身对环境污染尚无可资证明为无污染，从环保出发，应到环保部门办理使用手续，有一定难度。故总体上不支持使用化学接地类多种产品。

4.5 空腹接地直径1m时，圆周3m，比Φ10圆钢圆周30mm大100倍，故其与土壤接触面积也大大增加，在施工挖掘基础时安放于边角即可，可减免挖掘水平射线土石方量，其突出优点是符合环保要求和施工期短。故推荐在中、高土壤电阻率采用，在高ρ区则宜与物理降阻剂比较采用。

参考文献：

[1]DL/ 621-1997，交流电气装置的接地[S].

[2]曾永林.接地技术[M].水电出版社，1979.

[3]胡毅，王力农，郑传广.送电线路接地装置采用降阻剂的防腐蚀问题[J].线路通讯，2004（1）：1-3.

[4]张国春，李峻明.降阻剂的降阻机理及两种不同类型的降阻剂介绍[J].青海电力，2004（2）：59.

土壤电阻率范文第3篇

关键词:高电阻率降阻；不等间距；接触电压；跨步电压

中图分类号:TM862　文献标识码:A　文章编号:1009-2374(2011)24-0083-03

一、概述

随着电力系统电网容量的不断增加，流经接地网的短路电流也越来越大，因此要确保人身和设备的安全，维护供电系统的可靠运行，电力行业标准DL/T621197规定，接地装置的接地电阻应满足R≤2000/I，即IR

随着电力系统的发展，输电线路的电压等级越来越高，入地短路电流越来越大，采用自然水平复合接地网设计，接地电阻、跨步电势、接地电势往往达不到要求，危及操作人员和电气设备安全。为了降低接地电阻，现在在工程设计中采取了增大地网面积、增设接地体、采用降阻剂或局部换土、深孔爆破制烈压灌、电解离子接地系统、并联集中式接地体等许多方法。

二、变电站接地系统设计方案

合理的设计一个安全地网，使得变电站有较低的足够安全的接触电位差、跨步电位差、地电位是设计安全地网的目的。

(一)设计要求

220kV神火变(室内变电站)地处戈壁滩火烧岩层上，土壤电阻率在700Ω・m，且干旱少雨，设计接地网面积为173m×27m的220kV神火变电站接地网，设计要求混合接地电阻≤O.4Ω，室内变电站一周接地网设计79根3米长的/70×70×7热镀锌角铁接地极。

(二)接地系统施工方案

设计时考虑设施作用、设施设计寿命、土壤电阻率、土壤的自然腐蚀性、场地面积和形状、目前的建筑物和接地系统、季节因素和环境因素、道路和公共设施、临近设施和电力系统、远期增加设备因素等。

1.施工方案一。施工方案一见图1所示。具体说明如下:

(1)接地主干线和分支线在冻土层下采用电阻降阻剂后并更换周围的土壤方法。这种方法是采用电阻降阻剂和电阻率较低的土壤(如粘土、黑土及砂质粘土等)替换原有电阻率较高的土壤，置换范围在接地体周围0.8m以内。

(2)接地接采用电阻降阻剂后并更换周围的土壤方法。

这种方法是在接地极处冻土层下开挖一个直径1米、深3.5米的坑，放入3米长的∠70×70×7的热镀锌角铁，采用电阻降阻剂和电阻率较低的土壤(如粘土、黑土及砂质粘土等)替换原有电阻率较高的土壤然后再夯实盖土。

2.施工方案二。施工方案二见图2所示。具体说明如下:

(1)接地主干线和分支线在冻土层下采用电阻降阻剂后并更换周围的土壤方法。这种方法是采用电阻降阻剂和电阻率较低的土壤混合物，混合物由黄土、粉煤灰(或炭渣)、石灰、食盐混合，混合物体积比4.5:4.5:0.5:0.5，夯实盖土，替换原有电阻率较高的土壤，置换范围在接地体周围0.8m以内。

(2)接地接采用电阻降阻剂后并更换周围的土壤方法。这种方法是在接地极处冻土层下开挖一个直径1米、深3.5米的坑，放入3米长的Z70×70×7的热镀锌角铁，采用电阻降阻剂和电阻率较低的土壤混合物，混合物由黄土、粉煤灰(或炭渣)、石灰、食盐的混合物，混合物体积比4.5:4.5:O.5:O.5，替换原有电阻率较高的土壤然后再夯实盖土。地表上面覆盖O.8米厚混合物。

3.降阻剂主要技术参数及性能指标。

(1)降阻率:50％～95％(土壤电阻率越高，降阻效果越显著)。

(2)稳定性及长效性:物理降阻剂的理论有效期为20年以上。

(3)产品的优点:降阻效果明显；减少工作量，可少打接地体，尤其可用水平接地体代替难以施工的垂直接地体(在山区及岩石地区等)；施工方便，可解决施工场地受局限的困难；可大量节约金属材料；具有长效性和稳定性；防腐性能好。

(4)降阻剂施工方法:按接地设计要求，挖好水平接地沟和垂直接地孔。降阻剂与水按3:2的比例在容器内搅拌成糊状；将搅拌好的降阻剂敷设于水平接地沟(或垂直接地孔)内，再填满细土；降阻剂敷设16～24小时后封土，再浇水并夯实。在缺水地区施工时，可将粉状降阻剂直接置于接地体及四周(其用量大于一般用量的30％左右)，再填满细土并夯实。

(5)注意事项:搅拌降阻剂时要戴乳胶手套，如粉末溅到手、脸、眼上时可用清水洗净；降阻剂要严防受潮，须储存在不受雨淋的干燥处。

(6)根据220kV神火变电站所处位置电阻率是700 Ω・m，结合下表采用在接地体上的敷设厚度为8～25cm之间，用量20kg/m。

三、两个方案比较

方案一:

1.采用粘土、黑土及砂质粘土替换接地极、主干线和分支线周围土壤，降低了接地网周围的电阻率，增大了短路电流散流面积，从而提高了变电站的安全水平。

2.降阻剂是一种良好的导电体，将它使用于接地体和土壤之问，一方面能够与金属接地体紧密接触形成足够大的电流流通面；另一方面，它能向周围土壤渗透，降低周围土壤电阻率，在接地体周围形成一个变化平缓的低电阻区域。同时降阻剂有较强的吸水性和保湿性能，使用降阻剂后，能使接地体周围的土壤长期保持湿润状态。凝固后的降阻剂呈弱碱性，结构紧密。此外降阻剂还具有良好的均压作用，改善电位分布，从而降低跨步电压和接触电压。

3.在同样安全水平下，优化设计的接地网施工方案较常规布置的接地网，一般能节省相应的接地工程投资30％以上，在技术上、经济上较为合理。

方案二:

1.采用混合物(由黄土、粉煤灰或炭渣、石灰、食盐按体积比4.5:4.5:0.5:0.5混合)替换接地极、主干线和分支线周围土壤，降低了接地网周围的电阻率，增大了短路电流散流面积，从而提高了变电站的安全水平。

2.降阻剂是一种良好的导电体，将它使用于接地体和土壤之间，一方面能够与金属接地体紧密接触形成足够大的电流流通面；另一方面，它能向周围土壤渗透，降低周围土壤电阻率，在接地体周围形成一个变化平缓的低电阻区域。同时降阻剂有较强的吸水性和保湿性能，使用降阻剂后，能使接地体周围的土壤长期保持湿润状态。

方案一内使用的粘土、黑土及砂质粘土在五彩湾本地不宜购买，而方案二使用的混合物配比材料黄土、粉煤灰或炭渣、石灰、食盐都很容易购买，经过比较决定采用方案二进行施工。

220kV神火变按方案二设计进行施工完毕后，请专业人员对整个接地网接地电阻进行测试，测试结果小于O.4Ω，完全满足设计要求。

四、结语

综合220kV神火变电站的接地网设计，在接地网中最重要的参数是接地网的接地电阻和电位升。得到的结论归纳如下:

1.在计算接地电阻时，选用一个合适的土壤电阻率，是计算结果与实测值吻合的关键之一。

2.在交接和预防性试验规程中，关于接地电阻限值为O.4 Q，应加上跨步电压和接触电位差制约的数值较为合理，以保证人身和设备的安全。无论接地电阻高或者低，对流入变电站内大地的故障电流而言，都应该按其电位升进行深入的分析和研究，接地网的尺寸、接地体的位置、形式、土壤特性及其它因素都会影响到电位升和跨步电压和接触电压。＼

参考文献

[1]IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding――IEEE Std80-2000[S].

[2]杜澎春，等.DL/T 621-1997交流电气装置的接地[S].北京:中国电力出版社，1997.

[3]中华人民共和国电力部.交流电气装置的接地(DL/T621-1997)[s].

[4]彭敏放，余东江，等.变电站接地网降阻方案的探讨及其安全性分析[J].华东电力，2003(2).

[5]王小艳.220kV变电站接地网的优化设计[J].企业科技与发展,2007，(16).

土壤电阻率范文第4篇

关键词：变电站；电气；接地网；电阻

中图分类号：TM41 文献标识码：A

1工程简述

本变电站的110kV配电设备以及装置是户外的中型设置，布设在变电站的东面，110kV输出线则从变电站的东面拉入站里；10kV的配电设备装置布设在变电站的西面，并以双列布设的方式布置在综合楼的一楼，采用中置式的高压开关柜；10kV小电阻的成套接地设备布设在综合楼一楼的高压控制室里；10kV集合式的并联电容器组则布设在变电站西南方向的户外空地处。110kV的侧电气主要接线是线路总变压器的基本接线。110kV的远期出线布设为三回，本期出线布设为二回。主变压器110kV的中性点通过隔离开关等直接进行接地；10kV的中性点则通过小电阻进行接地。10kV的接线远期采取单母线的四分式接线，出线则布设为36回，本期则采用单母线两分式接线，线布设为24回。无功补偿的远期容量是，无功补偿的本期容量是。

2实地勘测

接地网是保证变电站能够安全稳定运行的重要的措施，因此行业内的工程师都十分重视接地性能的设计。变电站的接地网不但可以给变电站里面所有的电气设备构建出公共安全的的参考地，还可以在电力系统出现故障的时候，把故障产生的电流直接快速的排到地下，从而稳定的控制地网额定电位的具体数值，确保相关工作人身以及电气设备的安全。所以科学合理的接地网设计在电力系统安全稳定的工作中至关重要。实地勘测具体分为：地形以及地质的勘测，实际占地面积测量以及土壤电阻率的确定，实地勘测时土壤电阻率的确定是关键环节。所以实地勘测也是接地网设计中不可或缺的环节。

2.1确定土壤电阻率的必要性

土壤电阻率直接决定着接地电阻的大小，同时其还影响着接地电阻是否能够满足系统的要求、接地系统的使用寿命与接地系统的配置和运行成本。土壤电阻率的数值对接地网的接地电阻有决定性作用，同时还应满足接地电阻尽量小，所以也就需要土壤的电阻率保持在比较低的数值。科学分析土壤以及确定土壤的电阻率是整个接地网设计中的核心环节。

2.2土壤电阻率的影响因子

土壤所含导电离子浓度及含水量直接影响着土壤电阻率ρ的数值范围，土壤里含有的导电离子浓度与土壤的导电性能正相关，土壤的含水量同样也与土壤的导电性能正相关。各类土质的电阻率千差万别，有时可以达到千万倍的差异。外界温度同样对土壤的电阻率也有着很大的影响，通常情况下，土壤的电阻率与外界温度变化方向相反，也就是温度上升时电阻率下降，温度降低时电阻率升高。土壤是否致密同样也影响着土壤的电阻率。另外土壤的电阻率还受到季节变化的影响，不同季节里土壤的含水量以及温度差异很大。

2.3实地测量数据

通过实地的测量，施工现场的土壤电阻率是1100Ω·m，属于较高的水平。综合分析深层土壤的实际情况与外界温度、湿度以及季节的综合影响，我们将土壤电阻率1100Ω·m暂时确定为后续运算的基础。实际测量到地下15m处的电阻率是125.6Ω·m，地下35m处的土壤电阻率是100Ω·m。按照上述实地测量的数据进行推算，我们认为地下35m以下的土壤电阻率将会更低，于是就采取土壤电阻率100Ω·m来做后续运算的依据。

3减小土壤电阻率的方法

（1）更换土壤。用电阻率相对低的黑土及砂质粘土换掉原高电阻率土壤。通常要更换接地体上面1/3左右长度、四周0.5米左右土壤。（2）增加埋入深度。一旦出现接地点深处土壤电阻率低的情况，就应将接地体深埋。这种做法能避免因土壤结冰及干旱而提高电阻率。（3）外引接地处理。借助金属引线把接地体埋在周边土壤电阻率相对低的地方。（4）化学处理。将炉渣等掺入接地点处土壤里，还可使用专业的化学降低电阻剂，这样也能降低现场土壤的电阻率。（5）保土。利用适当方法使接地点处的土壤长时间保持湿润。（6）处理冻土。冬季时向接地点处的土壤里添加泥炭，避免土壤出现冻结的情况，也可以把接地体埋入建筑物底下。

4具体方案的设计

按照变电站复合接地体的总体设计以及现场勘测的土壤电阻率数值，经过仔细运算和分析，如果按照通常做法进行布设复合接地体的话，无法满足接地电阻应该低于0.5的设计要求，一定要附加接地深井才能达到要求。设计团队整体分析了实际接地电阻、现场地质与地形等条件，设计了如下方案：（1）在接地网四周与均压网里布设组竖直接地极。各组竖直接地极使用1条，长度为2.5m的镀锌角钢组建。各组接地极的距离大约是6m，用来排出电流以及减小接地电阻，还能够避免跨步电压以及接触电压的产生。（2）在变电站的周边打6眼深35m的井，在各井中打进1条半径是125mm、长度是35m、外壁厚度是8mm的镀锌钢管，总计6条。同时，在井内布设降阻剂用来减小接地电阻。（3）水平接地网使用半径是9mm的镀锌圆钢，彼此间距是5m至11m之间，总计903m。（4）接地系统和变电站的关键设备实行多点相连，同时还需要和自然接地极彼此连接。

5具体的施工流程

（1）首先挖掘接地极需要的沟槽，在挖沟的时候应科学使用辅助工具，沟槽的深度应大于0.8m。（2）借助适当的工具把竖直接地极埋入地下，深度在3m上下。对于35m的深井布设的接地，需要使用钻机进行打孔之后再将接地极埋入孔中。（3）把水平接地极埋入沟槽里，摆放整齐并置于沟底。（4）把水平接地极与其他部分紧密连接，再和竖直接地极紧密连接。（5）在变电站里和各核心电气设备进行多点连接。（6）在深井里灌入降阻剂。（7）将土回填，夯实、清理干净。

结语

一次主接地网施工过程要以降低工程量、节省资金投入、保证设计与施工安全为原则。本变电站至今所有设备运行良好，各技术指标也符合相关规范及设计的要求，证明设计是成功的，可以保证变电站运行安全、稳定以及经济效益。

参考文献

土壤电阻率范文第5篇

中图分类号：TN710-34; TM934.14 文献标识码：A 文章编号：1004-373X(2011)21-0208-03

The Methods of Reducing Grounding Resistance

PENG Zhi-bo, HUANG Zhen-feng

(Mechanical Engineering College of Guangxi University, Nanning 530004, China)

Abstract：

The influence factors of grounding resistance are introduced. Through analyzing the factors affected soil resistivity and the relationship between grounding electrode and grounding resistance value, seven methods ofreducing grounding resistance by reducing the soil resistivity and improving the grounding electrode are summed up. A reference and choice for all kinds of inspections and tests in which the grounding electrode must be required is provided.

Keywords： grounding electrode; grounding resistance; soil resistivity; electrical method inspection

在众多电法类的检测中，如管道渗漏检测、土壤电阻率检测等，需要将电极接地。电极接地无可避免会产生接地电阻。接地电阻是接地电极的对地电阻，对检测结果有着重大的影响。如果接地电阻过大，必然会造成采集的电压或电流值降低，影响采集的准确度。因此在电法类的检测中，需尽量降低接地电极的接地电阻值。电极接地电阻值主要由与接地电极相接触的土壤的电阻率及接地电极的尺寸决定。因此，要降低接地电极的接地电阻，可以从土壤电阻率和接地电极尺寸两方面着手。由此，将降低电极接地电阻的方法分为两类：降低接地电极周围土壤的电阻率；改进接地电极。

1 降低土壤电阻率

影响土壤电阻率的因素有土壤的含盐量、温度、湿度及土壤的紧密度［1］，它们之间的关系图如图1~图3所示。

从图1~图3可知［1］，土壤电阻率随着土壤中含盐量的增加而降低；随着土壤的湿度及温度的上升而降低。因此要降低土壤电阻率，从而降低接地电极的接地电阻，需要从土壤的含盐量、温度、湿度着手。除此之外，土壤的电阻率还与土壤的紧密度有关，还可以从土壤的紧密度方面去降低接地电极的接地电阻。

1.1 增加土壤的含盐量、湿度、温度

表1中列出的是土壤温度在0 ℃以上时\[2\]，常见的黄土和砂土的土壤电阻率随温度及湿度(含水量)变化的情况。从表1可以看出,在含水量一定的条件下，土壤的电阻率随着温度的升高而降低。砂土在含水量为16.2%时，电阻率从3 ℃时的156 Ω•m降至22 ℃时的52 Ω•m，降幅达67%；在温度相同的情况下，土壤的电阻率随着含水量的增加而明显降低。温度为22 ℃时，黄土在含水量为19.6%时的电阻率仅为含水量为4.75%时的3%。温度上升及含水量增加之后，土壤中电解质的溶解度以及电离度都将上升，导致土壤电阻率降低。因而再适当增加土壤中的含盐量，即增加电解质浓度，还能进一步降低土壤的电阻率。

因此在室外进行检测工作时，可选择在夏季或气温较高时进行作业，同时在接地电极附近洒些盐水，增加土壤的湿度和土壤中电解质的浓度。

1.2 增加土壤的致密性

土壤的致密程度对土壤电阻率也产生一定的影响。试验表明，在温度不变的条件下，含水量为10%的粘土，在单位压力由196 Pa增大10倍到1 960 Pa时，土壤电阻率下降到原来的65%［3］。因此，为了减少接地电极的接地电阻值，可以将接地电极四周的土壤夯实，增加土壤的致密性。一方面可以降低土壤电阻率，另一方面还可以使接地极与土壤紧密接触，从而达到减小接地电阻的效果。

1.3 换土法

对于高电阻率的土壤层，增加湿度等方法有时不一定能够有效地降低电极的接地电阻。此时可以考虑运用换土法。换土法［4-5］是用电阻率低的土壤替代电阻率高的土壤。可以在高电阻率土壤及电极难以插入的石砾土壤层上直接覆盖一层电阻率低，湿度高的土壤，然后将检测电极插入低电阻率的土壤层中。将换土法应用于高电阻率土壤中降低电极的接地电阻，能够获得很好的效果。在所换土壤中还可以适当添加食盐来增加土壤中导电离子浓度，降低土壤的电阻率。

在选用换土法时应注意两点［3］：

(1) 所选择的土壤应能与接地电极及原土壤紧密接触，否则效果将大大削弱，甚至比直接将电极插入原土壤的接地电阻更大；

(2) 选用的土壤最好呈中性或碱性。避免使用酸性土壤，否则会腐蚀接地电极，导致接地电阻增加。

1.4 降阻剂法

除了换土法能有效降低接地电极在高电阻率土壤中的接地电阻值外，还可以采用另外一种有效的方法：降阻剂法。降阻剂法是将降阻剂施加在接地电极周围，利用它的扩散和渗透作用来改善土壤电阻率［3,6］。降阻剂由多种成份组成，其中含有细石墨、膨润土、固化剂、剂、导电水泥等。降阻剂是一种良好的导电体，将它使用于接地体和土壤之间，一方面能够与接地电极紧密接触，形成足够大的电流流通面；另一方面随着降阻剂的扩散与渗透，增加土壤中的导电离子的浓度，降低接地电极周围土壤的电阻率。同时降阻剂的吸水性和保水性能够改善并保持土壤导电性能。

降阻剂的种类很多，选用降阻剂主要考虑其降阻性、稳定性、长效性和污染问题。通常选用自身电阻率低、对接地电极的腐蚀率低、降阻效果稳定、长效以及对环境无毒、无污染的降阻剂［7］。

2改进接地电极

在实际的检测工作中，将接地电极插入土壤后，在电极周围浇洒盐水同时夯实土壤，能够显著降低电极的接地电阻。如果在降低电极周围土壤的电阻率的同时，进一步改进接地电极，则电极的接地电阻还能进一步降低。

2.1 电极材料的选择

接地电极一般选用导电性能良好的铁质圆柱状电极，在特殊场合下也可以选用电化学稳定性好的紫铜电极。不应使用带有螺纹的柱状电极，如螺纹钢。因为螺纹卷起的泥土会在电极螺纹面上形成空隙，使电极与土壤不能充分接触，从而提高电极的接地电阻。同时，电极表面的光滑程度也对电极的接地电阻有影响，表面愈光滑，电极与土壤接触愈充分，愈有利于降低电极接地电阻。

2.2 增加电极与土壤的接触面积

垂直接地体接地电阻,如图4所示，可通过式(1)计算。

根据式(1)可知，在土壤电阻率一定的情况下，增加电极的埋地深度可以有效地减小电极的接地电阻，同时适当增加电极的直径，增大电极与土壤的接触面积也能够降低接地电极的接地电阻值。当电极埋深超过40 cm时,随着埋深的增加,接地电阻的减小趋势变缓［9］。所以电极埋深并非越深越好。电极的直径可以选取大一些,但随着电极直径的增加,电极的质量也会显著增加,会给操作带来不便。

从表2可知，在同样的接地环境下，如果扁钢、角钢的宽度与圆钢的直径相等，则圆钢的接地电阻值要比扁钢、角钢的接地电阻值小，因此首选圆钢作为接地电极。同样大小的钢管与圆钢相比，能增加与土壤的接触面积，因此钢管的接地电阻值会比圆钢的接地电阻值小。但从实用角度来看，钢管不如实心的圆钢使用方便。所以在实际应用中接地电极以圆钢为主。

2.3 多个电极并联

除通过增加电极与土壤接触面积来减小电极接地电阻外，还可以采用电极组并联接地的方法［10］。电极组并联接地是几根至十几根接地电极按一定间隔并联垂直插入土壤中，如图5所示。电极组接地电阻大小可通过并联电阻的计算方法得到：

从上述公式可知，电极组接地电阻比单个电极的接地电阻减小了n倍(n是电极数量)。所以在检测工作中，可以采用电极组并联接地的方法减少接地电阻。但是，电极组的各电极间要有一定的间隔，否则电极间电场的相互干扰，反而会使接地电阻增大。一般电极间距大于电极埋深度的两倍时，干扰可忽略不计。

图5 电极组并联接地

在实际应用中，并联接地电极的数目也并不是越多越好，决定检测电流或电压大小是整个系统回路的总电阻，接地电阻仅仅是其中的一部分，因而单纯地追求电极的数目，只会增加工作负担，并不会过多地增加电流或电压大小，要根据检测环境选择适当的电极数目。

3 结 语

在管道渗漏检测、土壤电阻率测试等需要电极接地的电法类检测中，电极的接地电阻对检测结果存在着不可忽略的影响。本文介绍了各种降低电极接地电阻的方法，为检测工作者寻找和选择合适的降低电极接地电阻的方法提供有益的参考。

参考文献

［1］中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T 17949.1-2000 接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则 第1部分：常规测量［S］.北京：中国标准出版社，2000.

［2］曹晓斌,吴广宁,付龙海,等.温度对土壤电阻率影响的研究［J］.电工技术学报,2007,22(9)：1-6.

［3］万欣，李景禄.土壤电阻率的影响因素及测量方法的研究［C］//中国高等学校电力系统及自动化专业第二十二届学术会议论文摘要集.南京:\[出版者不详\],2006.

［4］刘中策,何萍.青南地区降低接地电阻的方法［J］.青海科技，2007(5):22-23.

［5］廖华年.浅析降低接地电阻的综合措施［J］.电工技术杂志,2004(4):81-83.

［6］李景禄.关于降阻剂在接地工程应用方面的探讨［J］.电瓷避雷器，2002(5):35-38.

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［8］梅卫群,江燕如.建筑防雷工程与设计［M］.北京：气象出版社,2004.

［9］管绍朋，潘俊峰，能昌信，等.电法填埋场渗漏检测供电电极接地电阻研究［J］.环境科学研究,2008,21(6)：39-42.

［10］李志聃.煤田电法勘探［M］.北京:中国矿业大学出版社,1990.