模拟接地极测量土壤电阻率的方法

李舟鑫，张强宜，胡万全，常 晨

(贵州省黔西南自治州防雷中心，贵州 兴义 562400)

模拟接地极测量土壤电阻率的方法

李舟鑫，张强宜，胡万全，常 晨

(贵州省黔西南自治州防雷中心，贵州 兴义 562400)

土壤电阻率是建筑设计和防雷接地设计过程中的一个重要参数，其准确度直接关系到防雷装置设计过程中的科学和优化设计，也极大的影响到建设单位投资费用。然而，常用的温纳法和变频法测试土壤电阻率比较繁琐，该文从理论分析入手，介绍模拟接地极测量土壤电阻率方法。

模拟接地极;土壤电阻率

1 引言

在防雷工程实践中，温纳法和变频法是采集土壤电阻率数据的常用方法，主要是这两种方法测量土壤电阻率数据比较真实、可靠。但是，采用这两种方法测量土壤电阻率时，如果极间距离定界不准确，将产生较大的测量误差，同时这两种方法比较繁琐，而且对测量设备的要求也比较高。为了简化土壤电阻率测试方法，经过十余年土壤电阻率模拟接地极测试实践，并与温纳法测试结果进行比较，取得一定的经验。本文介绍土壤电阻率模拟接地极测试法的理论依据以及测试换算方法，供防雷的同仁们参考。

2 水平模拟接地极测量土壤电阻率

单根接地扁钢埋入地中后接地电阻的计算公式如下：

式中：ρ为土壤电阻率，单位：Ω·m;L为模拟接地体长度，单位：m;h为水平接地体埋设深度，单位：m;d为接地体等效直径，单位：m，扁钢取;A为水平接地体的形状系数，见表1。

?

为计算方便，根据表1实验时水平模拟接地极采用-40 mm×4 mm镀锌扁钢(此时形状系数A=0)，公式(1)变化为：

取：模拟接地体长度L=1 m，水平接地体埋设深度h=0.8 m，计算K值：

即：当采用-40 mm×4 mm×1 000 mm镀锌扁钢模拟接地极、埋地0.8 m深测量土壤电阻率时，所测得的模拟接地极的接地电阻值的1.5倍即是测量点的土壤电阻率。

3 垂直模拟接地极测量土壤电阻率

单根垂直接地极接地电阻计算公式为：

式中：ρ为土壤电阻率单位：Ω·m;L为模拟接地体打入地下的长度，单位：m;d为接地体等效直径，单位：m。

为了取得不同深度土壤电阻率数值，使所测试的土壤电阻率更接近实际，测试时取模拟接地体打入地下的典型深度值在0.3～2.0 m，相应系数K见表2。

表2 典型深度系数K值

4 模拟接地测试的土壤电阻率与温纳法测量值对比分析

为了进一步验证土壤电阻率模拟接地极测试法的精度，模拟接地极法和温纳法进行了10 a的对比实验，表3是采用垂直接地极测试法得出的不同土质在相同土壤情况下与温纳法测试的对比数据。

表3 相同土壤条件下模拟和温纳法的对比值

从表3可知，相同土壤条件下模拟法和温纳法测试的土壤电阻率比较接近，两种方法的差值在30 m以内，能够满足工程设计、施工要求。但温纳法测量的土壤电阻率需要四极电极，测试过程比较繁琐，用模拟测试法则简便、易操作，加上订正值即可得到则比较真实的土壤电阻率数值。

5 小结

①土壤电阻率是建筑设计和防雷接地设计个过程中的一个重要参数，其准确度直接关系工程设计的科学性和系统优化，也影响到建设投资费用，常用的温纳法和变频法测试土壤电阻率比较繁琐，需要花费大量的时间和精力。

②模拟接地极法采用标准的扁钢或圆钢，通过测试单根接地极在一定深度下的接地电阻，通过系数反算土壤电阻率，方法科学，简单易行，能极大提高工作效率。

③采用水平模拟接地极测试土壤电阻率时，-40 mm×4 mm镀锌扁钢埋入地中0.8 m处后，一定要将回填土夯实，以保证测试数据的真实可靠。

④根据实践经验，采用垂直接地极法时，圆钢打入地下1 m深度测试得到的土壤电阻率比较可靠，在同一面积上测试不少于10个点的土壤电阻率数据，对优化工程设计有很好的帮助。

［1］ 苏邦礼.雷电与避雷工程［M］.广州：中山大学出版社，1996.

［2］ 解广润.电力系统接地技术［M］.北京：中国电力出版社，1999.

［3］ 陈家斌.接地技术与接地装置［M］.北京：中国电力出版社，2002.

［4］ 李景禄，胡毅，刘春生.实用电力接地技术［M］.北京：中国电力出版社，2008.

TM930

B

1003-6598(2011)04-0060-02

2011-05-26

李舟鑫(1972-)，男，工程师，主要从事防雷技术应用、雷击事故鉴定、雷击风险评估工作。