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土壤電阻率范文1
關鍵詞：K-2127B土壤電阻率測試儀 土壤電阻率及接地電阻測試原理 使用中注意的問題
中圖分類號：TP274 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（c）-0123-01
土壤電阻率是評估接地電阻值的重要依據，接地電阻值是衡量接地裝置是否合格的重要因素。K-2127B土壤電阻率測試儀已經在各防雷中心廣泛應用于土壤電阻率和接地電阻的測量，合理利用該儀器可以顯著提升檢測工作的科學性和效率。
1 K-2127B土壤電阻率測試儀適用范圍
1.1 測量小型接地體接地電阻
K-2127B土壤電阻率測試儀屬小電流測量法?？梢詼y量外部干擾電壓小于20 V的接地電阻，最大測量電阻1.99 kΩ，不能測量發電廠、變電所、中波發射天線等大中型地網。土壤電阻率測量電極距離最大30 m/90ft，最大測量電阻率1999 kΩm。
1.2 抗干擾能力強
K-2127B土壤電阻率測試儀可選50Hz或者60 Hz頻率進行測量，具有較強的抗干擾能力，當測量回路中存在較強干擾電流時，測量結果會在LCD顯示屏上提示告警；可以自動去除檢測線的線阻，可以自動儲存250個測量結果并帶有RS232數據接口可以直接連接PC分析軟件進行測量數據處理。
2 K-2127B土壤電阻率測試儀原理
2.1 接地電阻測試原理
電阻測試原理為四極法[1][2]，四極法是在三極法的基礎上在被測電極附近再插入一個輔助電壓極，這樣可以有效地消除引線上產生的互感，并且通過倒相能消除地中干擾電流影響。將H（RC）極和S（RP）極插入地表，E極和ES極接被測接地裝置地網，黑色導線與E端相連，H（RC）和藍，S（RP）和紅。將接地棒插在地表濕潤的地方，如在干燥或多石或沙地可灑上一些水使其變得潮濕一些，遇到水泥地等無法插入的地方（不適用柏油地面）可以將接地極橫放的地面上，鋪兩塊鋼板（250mm×250mm）灑上足夠的鹽水。測量時將旋轉開關從“OFF”位旋轉到“REARTH”等到LCD顯示屏出現“- - -”便可按下“START”進行測量，如果測量結果沒有顯示條件告警“！”說明屬于正常測量。
2.2 土壤電阻率測試原理
土壤電阻率測試是采用等距法或溫納（Wenner）法，兩電極之間的距離a應等于或大于電極埋設深度h的20倍，即a≥20h。由接地電阻測量儀的測量值R，得到被測場地的土壤電阻率。
ρ=2πaR （1）
式中：a為電極間距離；R為工頻接地電阻值；ρ為土壤電阻率
測量時將旋轉開關從“OFF”位旋轉到“ρEARTH”位在LCD顯示屏出現“- - -”后，按向上或向下鍵選擇好兩電極之間的距離a后按下“START”鍵設置好距離參數后再按一次“START”鍵進行測量，如果測量結果沒有顯示條件警告“！”說明屬于正常測量。需要注意的是每次兩電極距離a改變后均要修改儀器中兩電極距離參數。
3 儀器使用中應該注意的問題
（1）接地電阻測量時電流極的位置必須大于地網最長直線距離的5倍以上并且使接地極處于零電位狀態。
（2）為了得到較合理的土壤電阻率的數據，最好改變極間距離a，求得視在土壤電阻率ρ與極間距離a之間的關系曲線ρ=f（a），極間距離的取值可為5、10、15、20、30 m，最大的極間距離30 m/90ft。四根極棒布設在一條直線上，極棒的間距相等為a；接線時，極棒與儀表上接線端子的連接順序不能顛倒；各極棒的打入地下深度不應超過極棒間距a的1/20；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。
溫納法測試后經得出的土壤電阻率計算值應根據測量時的情況進行季節系數修正。
計算接地裝置的土壤電阻率時，應取雷雨季節中無雨水時最大的土壤電阻率，一般按下式計算：
（2）
式中：為季節系數；為實測值；為計算值。
在計算接地電阻時，實測的土壤電阻率，要乘以季節系數、或進行修正。
（3）在接地電阻或土壤電阻率測量中，顯示結果出現告警原因主要有以下幾種：電壓極和電流極位置不正確；外部電壓過高大于20V a.c/d.c；接地電阻過高大于50KΩ；噪聲干擾太大。
（4）當儀器與pc連接時必須確保儀器在關機狀態；長時間不使用或儀器復位時必須把電池內干電池取出，以免電池液腐蝕損壞儀器。
4 結語
土壤電阻率是估算接地電阻，防雷設計的重要參數，還是分析雷電災害事故、進行雷擊風險評估、總結防雷經驗的重要參考，接地電阻的測試值的準確性，是我們判斷接地是否良好的重要因素之一，我們工作中一定要了解儀器性能、正確使用儀器，科學制定測量方法和科學得出準確數據。
參考文獻
土壤電阻率范文2
【關鍵詞】變電站；接地電阻；降阻措施
1 高土壤電阻率地區變電站降阻的背景和意義
隨著社會經濟的不斷發展，人們對電力的需求量越來越大。為滿足經濟發展需要，電網建設投入增加。新建變電站在選址、選線時，為了避免占用農田保護區，目前大多都會選在山崗或丘陵等高土壤電阻率地帶上，隨之而來的是變電站接地網采用常規設計施工方法接地電阻很難達到運行規程要求。如果達不到規程規范要求，變電站發生接地短路時、設備接觸電壓以及跨步電壓將對設備安全和工作人員的人身安全帶來了巨大的潛在威脅?；诖?，對于山區高電阻率地區的變電站實施一些有針對性的降阻措施，保證變電站設備運行和人身安全具有十分重要的意義。
2 對變電站接地網優化和降阻研究概況
過去的三十年間，隨著科學技術的飛速發展，在接地系統電氣參數的測算中，使用了各種新型的分析軟件，基于計算機技術的矩量法、復鏡像法、邊界元法、基數鏡像法以及純數值計算方法等各種數值分析方法也得到了廣泛的應用，為接地系統電氣參數計算的準確性提供了科學的保障。如今，變電站的接地技術已經集電氣安全、電氣工程、地質勘探、測量技術、電磁場理論以及數值計算方法等學科于一身，發展成為了一門綜合學科。
從總體上來看，變電站的接地技術有三個明顯的發展趨向，即（1）在接地設計時過往只片面強調對接地電阻的控制，現在在此基礎上更加關注跨步電壓和接觸電壓等關乎人身安全的問題；（2）在進行接地設計時，過去是以均勻土壤模型和經驗公式為設計基礎，現在是以分層土壤模型為基礎，設計更加科學；（3）針對接地系統的降阻措施也更加豐富，過去普遍采用擴大接地網面積的方法，現在則在掌握具體的土壤構成的基礎上，更多的采用更加有針對性的深井垂直接地極的方法。
3 變電站接地裝置的優化設計概述
為了均勻接地系統中導體的散流電流密度，均勻接地系統上部地表的電位分布，提升導體的利用效率，需要對接地裝置進行優化設計。在優化設計時，應當在有接地系統的基礎上，對水平地網中接地導體的間距實施科學的布局，這樣可以最大限度的保障設備安全運行以及工作人員的人身安全。上世紀七十年代，加拿大科學家率先開始了對接地系統優化設計的研究，隨后德國一所大學的教授提出了對接地導體的間距實施不等布置的設計方法。國內在這方面的研究起步相對較晚，在上世紀八十年代，重慶大學高壓教研室的一個科研小組就均勻土壤中采用不等間距布置接地網均壓導體的規律進行了細致的研究，通過大量的模擬試驗和計算分析，最終發現了具體的不等間距布置規律。隨后，國內的許多學者相繼在水平雙層土壤中大型接地網的優化設計布置以及均勻土壤中大型接地網的優化布置領域取得了可喜的研究成果。然而，一直以來，無論是在國內還是國外的電力行業規范中，都尚未有復雜土壤環境下，怎樣進行接地系統優化設計的明確規定。
4 降低接地電阻的方法
4.1 擴大地網面積
由于接地電阻值與接地網的面積成反比，擴大地網面積是較為常用的降低接地電阻的方法。因此，接地電阻的數值在很大程度上受制于接地網面積的大小。然而，一旦土壤的電阻率偏高，達2000歐以上，采用擴大地網面積的方法也很難達到降低接地電阻的目的。尤其是在地理環境惡劣的山區，在變電站的建設過程中，往往會遇到沒有擴大地網面積所需的地形的情況，這就需要發散思維，把解決的辦法寄托在變電站周圍更大的空間去，勘察出土壤電阻率相對較低的地區，將水平接地導體延伸到這里，并設立額外的接地網，以達到降低接地電阻的目的。
4.2 設置水下接地網
為了有效的降低接地電阻，如果變電站旁邊有池塘、水庫、河流、小溪等可以利用的水源，也可以在水下、水底和岸邊建立地網。為保證運行安全可靠，防止遭受破壞與腐蝕，接地體及連接線一般埋深1.2～1.5m。
4.3 引外接地裝置
根據相關規范的要求，當變電站附近2km范圍內有電阻率較低的土壤時，也可以設置引外接地裝置，并用2～3根水平接地線將其和變電站的人工接地網連接起來。如果一處引外接地裝置不能將接地電阻降到合格值，綜合考慮經濟和技術因素，也可以增設多處引外接地裝置。
4.4 填充降阻劑
研究表明，接地電阻的大小除了受到接地網面積的影響，還和所接地土壤的電阻率也有著直接的關系。改變所接地土壤的電阻率，可以通過向土壤中添加降阻劑的方法來實現。降阻劑可以分為樹脂降阻劑、膨潤土降阻劑以及稀土降阻劑等多種類型。需要指出的是，添加降阻劑的方法可以和擴大地網面積、引外接地等方法同時進行，以便更好地達到降阻的目的。
4.5 深井垂直接地極法
研究表明，土壤電阻率是有分層次的，不同的地表深道有不同的視電阻率，在進行變電站地網設計時，要先用地質勘探儀在變電站地網布點上不同位置測量出土壤不同層次的土壤視電阻率，利用深井垂直接地極達到最佳土壤層。
5 變電站降阻措施在工程上應用的比較
上述的各種方法，在工程上都有應用，在變電站地網設計時，要根據變電站站址地形地貌進行綜合考慮或混合使用。擴大地網面積：施工比較簡單，但受地形地貌限制。設置水下接地網和引外接地裝置：施工降阻措施較簡單，但對周邊的農業生產有一定影響，還有可能帶來安全問題，容易受到破壞，當受到破壞未及時發現修復，在雷雨季節或設備發生接地事故（故障）時還可能造成擴大事故。填充降阻劑：填充降阻劑是增大接地體的接觸面積從而達到降低接地電阻效果，但降阻劑使用不同的廠家可能出現的效果差別較大。深井垂直接地極法：是先利用地質勘探儀找出土壤斷面層最小的土壤電阻率，并將接地體引伸達到快速散流的目的，施工難度較高，要求施工單位要有一定的施工作業經驗。
根據《電力設備過電壓保護設計規程》SDJ7-79要求，110kV及以上變電站的接地電阻小于0.5歐的。因此在變電站地網設計施工時，除要滿足接觸電壓、跨步電壓驗算要求外，一般500kV、220kV敞開式變電站占地面積較大（占地約30～100畝），實施降阻措施滿足接地電阻要求時，都盡可能在變電站圍墻內完成。
6 結束語
綜上所述，在山區高土壤電阻率地區，變電站的接地網設計施工是否達到規程要求，直接影響著電氣設備的安全運行以及工作人員的人身安全，因此一直是研究人員進行優化設計的重點項目。在進行變電站接地系統的優化設計時，應當結合當地土壤的實際構成，利用可以利用的地形，選擇最為合適的降阻措施。
參考文獻：
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土壤電阻率范文3
關鍵詞：基礎鋼筋利用率；土壤電阻率；接地電阻；自然接地體
Abstract: In this paper, the grounding resistance of the formula in the basis of derivation, Urumqi, building foundations reinforced utilization and the grounding resistance of the formula obtained under different soil conditions, and the formula.
Keywords: reinforced the basis of utilization; soil resistivity; grounding resistance; natural grounding
中圖分類號：TM473文獻標識碼： A 文章編號：
烏魯木齊市建筑物特別是高層建筑日益增多，把建筑物混凝土基礎中的鋼筋用作自然接地體已經非常廣泛,但是建筑物基礎鋼筋的利用率與接地電阻的關系研究還是一個空白。工程中，在設計自然接地體時缺少一個定量的計算而致使許多建筑物的接地設計結果中都需外加人工接地體。為能夠給設計部門提供一個參考值,減少一些不必要的人力、物力和財力的損失，針對不同的土壤電阻率，建筑物基礎鋼筋利用率與接地電阻的關系研究是很必要的。
1自然接地體
自然接地體是指具有兼作接地功能的但不是為此目的而專門設置的與大地有良好接觸的各種金屬構件、金屬井管、鋼筋混凝土中的鋼筋、埋地金屬管道和設施等的統稱 [1] 。
自然接地體優點很多，如耐腐蝕性能好、需要投入資金少、使用性能良好等特點。因此，自然接地體成為建筑物接地的首選方式 [2] 。
1.1建筑物基礎用作防雷條件
當建筑物基礎內的兩根位置為對角的主鋼筋作引下線時，其直徑要求大于等于12mm。連接鋼筋通常采用綁扎法或焊接法，對于引下線和外引連接板之間的連接應該使用焊接 [3]。
建筑物基礎內鋼筋作為自然接地體時需要注意以下幾點內容：
(1) 閉環由樁基和建筑物基礎內的鋼筋組成，若不存在基礎鋼筋時， 連接體可以利用40mmx4mm鍍鋅扁鋼進行替代。在條件允許時，在進行施工時可以將有混凝土樁內包含的所有鋼筋與閉環連接。
(2)當只有一根鋼筋用作接地裝置時，其半徑不應大于等于5mm。通常在施工時，如前文所述利用基礎兩根主鋼筋作接地體。
(3)建筑物基礎內的鋼筋作為接地體．則該建筑物基礎內的鋼筋深度應在地面以下深度不小于0.5m。
(4)當基礎鋼筋作被用作自然接地體時，接地電阻≤10Ω，但其它接地系統共用接地體時，接地電阻應≤lΩ[4]。
1.2基礎鋼筋做自然接地體
自然接地體與人工接地體相比，自然接地體表現出了很多的優點，具體論述如下：
制作方便。自然接地體充分利用了基礎鋼筋和鋼筋混凝土柱內的鋼筋，通過焊接將二者連接，組成引下線。在需要引出時，直接將鋼筋或者扁鋼焊接上即可。
節約鋼材。自然接地體充分利用了基礎和柱內的鋼筋，極大的節省了人工接地體需要的額外鋼材，因此大量節約了鋼材。
安全可靠，不易損壞。自然接地體利用建筑物的基礎鋼筋，由于基礎鋼筋在建筑物中起到了至關重要的作用，在設計時對其有特定規范。因此自然接地體安全可靠，不易損壞。
應用范圍廣。在各種功能的建筑物中均可使用，使用范圍廣，同時局限性小 [5]。
2接地電阻
接地裝置屬于隱蔽工程。接地電阻就是土壤中有電流從接地體流入時，所反應出來的電阻值。
2.1建筑物接地電阻的要求
建筑物接地可以根據GB 50057-1994規范來進行劃分，一共可以被分為三種：
A方式，基礎接地的作用僅僅是防雷接地，要求接地阻值≤10Ω；B方式，防雷接地、低壓供電系統的共用接地裝置，要求共用接地阻值≤4Ω；C方式，防雷接地與各類電氣系統共同使用接地裝置，要求共用接地阻值≤1Ω[6-7]。
2.2不同土壤條件對接地電阻的影響
土壤條件是接地電阻測量重要的影響因素，尤其當土壤濕度變化較大時，其對接地電阻的影響更大。在同一地區的不同時期進行測量，測量數據偏差較大。
因此對接地電阻測量時，應選擇大地導電能力最差時進行。所謂導電能力最差即在大地較為干旱時，因為這時由于大地干旱導致的土壤含水率最小，可以得到精確可信的數值。
3不同土壤條件下基礎接地中接地電阻的計算
假設當土壤電阻率均勻，此時可以認為混凝土和土壤二者的電阻率相等,則求其單根鋼筋時的接地電阻公式[8]為
其中ζ為土壤電阻率；
H為鋼筋長度；
γ為鋼筋半徑。
當土壤電阻率不能假設成為均勻土壤的電阻率時，需要利用雙層土壤模型來近似的表示實際土壤。此時單根鋼筋的接地電阻的測量公式[9]為
式中
r為鋼筋半徑，m：
l為單根鋼筋的長度，m；
hup為土壤ρ1ρ2的分界面到地面的深度，即上層土壤的厚度，m；
ρ1為上層土壤電阻率，Ω•m；
ρ2為下層土壤電阻率，Ω•m。
3.1烏魯木齊氣候和土壤狀況
烏魯木齊市屬中溫帶大陸性干旱氣候，該氣候的主要特征為：溫差大，寒暑變化劇烈；降水少，且隨高度垂直遞增；冬季時常會有逆溫層。年平均降水量為194mm，七八月氣溫最高，一月氣溫最低。極端氣溫最高47.8℃，最低-41.5℃。
作者根據對烏魯木齊市土壤溫度、濕度和接地電阻連續兩年不間斷監測得知：土壤溫度和濕度在不同月份變化較大，土壤溫度和濕度的差別，會導致相同地區接地電阻數值相差較大。
因此，在測量接地電阻時應當充分考慮不同時期的土壤電阻率對接地電阻的影響。
3.2烏魯木齊市不同土壤中建筑物基礎鋼筋利用率與接地電阻的關系
基礎鋼筋利用率即為在接地網的建設中對基礎鋼筋的使用情況，可以理解為接地網使用的基礎鋼筋的數量與基礎鋼筋總量之比。公式為
其中 w為基礎鋼筋利用率； m為接地裝置中基礎鋼筋數量； M為基礎鋼筋總量。
則根據本文前部分敘述，土壤電阻率不均勻時，基礎鋼筋利用率與接地電阻的關系為
式中 ；
M為基礎鋼筋總量；
為鋼筋利用率
r為鋼筋半徑，m：
l為單根鋼筋的長度，m；
hup為土壤ρ1ρ2的分界面到地面的深度，即上層土壤的厚度，m；
ρ1為上層土壤電阻率，Ω•m；
ρ2為下層土壤電阻率，Ω•m。
4結論
利用上述公式對接地電阻進行計算，所得的接地電阻與作者監測數據進行對比，所得數據如下表
接地電阻計算值（Ω） 接地電阻實測值（Ω） 相對誤差
1 22.1 22.7 -2.6%
2 57.9 56.7 2.1%
3 95．9 94.4 1.6%
根據相對誤差分析得知：計算數值與測量數據相近，因此證明了公式的正確性。從而，解決了烏魯木齊市在不同土壤條件下，建筑物基礎鋼筋利用率與接地電阻關系的問題。并且該計算方法簡單易行，且精度較高，并為設計自然接地體時的定量的計算提供了依據，為以后的工程應用提供了參考。
參考文獻
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[6]中華人民共和國機械工業部．GB 50057—1994建筑物防震設計規范[S]．2000年版．北京：中國計劃出版社,2001．
土壤電阻率范文4
本文講述在土壤電阻率地區的變電站的降阻實施方法，以具體變電站的實際情況為例，講述了測量地電阻率的方法，根據地電阻率情況演算了幾種不同的設計方案，并對優劣進行了比較。著重介紹了采用電解地極進行降阻的方法，并給出了詳細的設計和實施方法，對項目工程管理人員具有一定的實際參考意義。
【關鍵詞】
高土壤電阻率地區變電站接地降阻電解地極
中圖分類號：P631文獻標識碼： A
高土壤電阻率區域的變電站地網如何簡單、有效的實施降阻，是一個長久以來困擾大家的問題。通過多年來的項目實施，了解過也實踐過很多不同的地網降阻方案，各種方案費用投入、實施的難易程度和降阻效果也頗為迥異。本文結合位于山區的某110KV變電站的降阻工程的實例，進行各種接地方案之間的對比，并最終提出有效的解決方案。
一、現場概況
某110KV變電站面積S=3621平方米(長×寬：71m× 51m)，基礎地網完工后接地電阻測量值R=1.36歐姆，遠未達到設計要求要求降至0.5歐姆以下。
1.變電站土壤情況
根據地質測繪、勘探結合區域地質資料以及收集的該場地地質資料，土壤導電性能差。土壤均為黃土及砂石土為主，土壤干燥，土壤電阻率較高。
圖1 土地斷層結構圖
圖2現場石頭土壤環境圖
2、土壤電阻率的測量
對變電站周圍地區的土壤電阻率的測量，其測量數據的準確性直接影響設計方案的可行性，因此必須非常仔細的進行這項工作。我們在變電站西側和南側分別選擇兩個基準點進行測量，每個基準點采用互相垂直的兩個方向進行測量，以保證最終數據的可靠性。采用的設備為ZC-8接地電阻測試儀，用對稱四極法對土壤電阻率進行測量。
在變電站圍墻外西側30米的地方選擇一個基準點對土壤電阻率進行測量，對測量基準點的兩個互相垂直的方向（南北、東西）分別記錄測量數據。
同樣的方法在變電站南側60米的地方選擇一個基準點進行測量。
測量示意圖和結果如下：
圖3變電站周圍土壤電阻率的測試位置的選擇和各方向的測試結果
以此方法獲得測點不同深度下的視電阻率值，表面土壤電阻率較低，深層土壤電阻率較高，土壤電阻率的選擇采用加權平均的計算方法，即該變電站的平均土壤電阻率設計參考值為ρ=800Ω•m。
二、各種實施方案之間的比較
1、 擴大接地網面積以降低接地電阻
由以上資料知，基礎地網接地電阻值為R=1.36Ω，地網面積S=3621，若要把接地電阻值降至0.5Ω，則需要多大的接地面積S？
根據公式：
即在變電站S=64萬平方米范圍上做地網，才能把接地網電阻降至0.5Ω，若要在變電站周邊這么大的范圍內做地網，其施工難度大，投資費用高，另考慮變電站周邊環境均為砂石山地，含水份土壤稀少，即可用面積受現場條件的限制，故不能實現。
2、置換土壤和打深井的降阻方法
由于接地網所在的土壤電阻率較高，接地電阻很難降下來，如果采用電阻率較低的材料如降阻劑，將接地網內的所有土壤用降阻劑來替換，并輔助打多口深井，即將接地網等效于一個半球接地體，如下圖所示：
圖4半球接地體示意圖
其中r為半球接地體的半徑，其接地電阻的公式：
現場土壤電阻率ρ=800Ω?m，將接地電阻值降到R=0.5Ω，需將半球接地體的半徑r擴至：
總而言之，如用打深井放降阻劑，則應在該地網周邊打很多個254米深的井,這樣做成本很高,且仍占用較多土地,現場地下土壤電阻效率也不低，顯然不是現實的解決辦法。
3、采用電解地極改善土壤電阻率降阻的方法
從半球接地電阻公式可知道，如果能將大于接地半球r的土壤電阻率降下來，接地電阻值R就可以降下來。
具體的解決辦法：我們采用向土壤施放電解質的方法來降低土壤電阻率，即采用電解地極，作為施放電解質的載體，電解地極一般是在銅管內填裝無毒化合物晶體，不會對環境造成任何污染，銅管埋于地下，銅管上的呼吸孔吸收土壤的水分，使化合物晶體變為電解質溶液，又從呼吸孔排泄出，并向四周流入土壤，在土壤中形成了成片導電率良好的電解質離子土壤，特別是在砂土、巖石地質結構的地下，電解質液可向砂質粘土的縱深方向和巖石表面的四周滲透，使原來導電率極差的砂巖地質結構形成了一個良好的電解質導電通道，從而大范圍地降低了土壤電阻率。
為此，結合變電站四周的環境，采用在變電站基礎接地網四周可外延處外延接地線,這是一套完善、經濟有效的方法。
即：為滿足該地網接地電阻R≤0.5Ω的技術要求，在接基礎地網的外延接地線上，均勻布設電解地極，采用等效半球體接地原理進行降低接地電阻，通過電解質向地表深層和四周的泄放，將地網改造成半球體。
三、 采用電解地極的降阻方案的分析和計算
1、需改善土壤環境的接地等效半徑
根據等效半球體接地電阻的計算公式:
其中：r為等效接地半徑。
從以上公式中得出：當接地體大小不變時，只要將接地體周圍盡可能大的范圍內土壤電阻率ρ降低，就能將接地電阻降下來。
把基礎地網看成近似圓形的半球接地體，根據全站的接地網面積3621，從以上接地半球的公式中可以得出，當接地體大小不變時，只要能將基礎地網外范圍的土壤電阻率ρ降低，就能將基礎地網的接地電阻值降低,目前最有效的方法是：在變電站基礎地網周圍可開挖處向外延接地線，具體結合現場情況而定。
外延半徑r≥，
即半球半徑：
即在外延半徑r上布設電解地極，每隔約10米打一根角鋼,電解地極埋設在土壤中吸收水份而泄放電解質向地表縱深和四周浸透，形成良好的導電體，使基礎地網變成一個等效的接地半球。極大的降低了這一范圍內的土壤電阻率，這樣使得基礎地網的接地電阻大幅度下降。
施工方式：在變電站站征地的范圍內以大于254米的距離做外延地網，在埋設接地線路徑上相隔大于20m的距離分別均勻放置電解地極，每隔約10米放置一根垂直接地極，材料為L50×5×1500熱鍍鋅角鋼。電解溶液向四周滲透，就可將變電站征地范圍內的土壤進行改善。
2、電解地極使用數量的計算
為使接地裝置的接地電阻長期處于一種穩定、低阻的良好狀態，電解地極數量按以下公式計算
從1.36Ω降到0.5Ω所需要的電解地極數量：
公式：其中：
R為地網設計接地電阻；
R0為地網原接地電阻；
ρ為土壤電阻率；
k為系數
當： ρ＜200Ω.m，k取3
200≤ρ＜500Ω.m，k取4
500≤ρ＜1000Ω.m，k取5
ρ≥1000Ω.m，k取5.5
該變電站平均土壤電阻率ρ=800Ω.m ，則k取4.5。
所以電解地極套數根據
計算得電解地極使用套數：N=23套
四、施工工藝
1、接地網采用水平接地及電解地極為主降阻材料，以垂直接地極為輔組成復合接地網。
2、水平接地體采用60×8mm熱鍍鋅扁鋼，接地網外延接地線埋深大于0.6米，垂直接地極采用50×5×1500熱鍍鋅角鋼，每間隔約10米打一根，局部遇到巖石處，以打到巖石為止。
3、電解地極埋設：挖不小于0.8m深的地溝，將地極放在已挖好的溝里，與預留的銅鐵過渡接頭連接，上緊螺桿；接好后在埋電解地極處倒入專用回填料，將電解地極均勻覆蓋，然后再用普通土回填，回填土夯實即可。
4、地樁與扁鋼搭接，焊接點要牢靠，無夾渣、未焊透、裂紋等缺陷，再用普通土回填，回填土夯實即可。
5、焊接點處理：焊接前將焊接點清理干凈，扁鋼與扁鋼、扁鋼與地樁的搭接，焊接點要牢靠無夾渣，未焊透、裂紋等缺陷。
6、接地網各交叉點均應可靠焊接，搭接長度不得小于100毫米，雙面焊接，不得有虛焊、假焊現象。焊接處應采取涂防腐漆或瀝青等防腐蝕措施?；靥钔烈鶆驘o雜，回填時一定要將土夯實，不得用碎石和建筑垃圾回填。
結論：
采用本方案，項目實施完畢后測的接地電阻值為0.381Ω，達到當初的設計要求。與其它降阻方案相比，采用電解地極的降阻具有占地面積小、施工簡單、地網壽命較長的優點。
【參考資料】：
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土壤電阻率范文5
關鍵詞 接地電阻：鐵路變電；降低方法
中圖分類號 U2
文獻標識碼 A
文章編號 1674-6708（2016） 154-0043-02
本文研究主要以某一地區的鐵路地段為主，由于該地段的海拔比較高，凍土層較多，并且人員較少，氣候條件比較差等。這些條件的存在，使得變電所接地電阻受到了極大的影響。同時由于接地電阻常年處于凍土層，這給雷電流的散流與電氣設備的保護效果帶來了消極的影響，為此，要降低鐵路變電所接地電阻，就需要對該路段展開深入的研究，從而為更加有效的降低電阻提供保障。
1 某地區路段凍土區域存在的地質特點分析
眾所周知，凍土層的形成與發展最為主要的因素是氣候。本文研究的路段有著多年凍土的特點，海拔高，氣溫低。在設計各種接地的過程中，必不可少的參數是土壤電阻率。實際上，在凍土土層往往存在較多的影響因素，例如土壤中所含的可溶性溶解鹽等。土壤電阻率的兩個重要影響因素是土壤的含水量和環境溫度。如果溫度降至零度以下，那么便會出現凍土層，這將有效的降低接地電阻。土壤之中溶解鹽的水分一般會由液態變為固態，在零下1度到O度之間土壤電阻率會存在著一個突然的階躍，在此部位土壤電阻率會不斷上升，并且增高的幅度較為明顯。通過對該地段的兩季勘測，其數據表明該地段的非凍土區域土壤電阻率要低于500Q?m，在現有接地技術中，能夠滿足凍土層接地電阻技術已經很多。如果凍土區凍結期的土壤電阻率較高，在（3000-5000）Q?m2之間，那么該區域應屬于高土壤電阻率地區。如果在此地區設置接地裝置，使得該地區的接地電阻能夠與規范要求相符和，其難度是非常大的。
由于凍土區域和融土之間的地質特征存在顯著差異，距離地表不遠的地層融化于凍結會給土壤電阻帶來直接的影響，同時也會給地體的散流效果帶來一定的影響，因此準確的區分多年凍土與季節融化層界面極為必要，同時也是重要的任務。影響多年凍土與季節融化層界面主要包括兩大類因素，一類是土壤自身的因素，另一類是外界環境的影響因素。這兩方面的因素給凍土層等帶來多方面的影響，因此應該引起高度重視。
2 降低該地段電阻的主要方式分析
以往已經有很多國家研究了凍土地區的接地問題，并且也得到了一些經驗，例如在凍土地區可以應用電加熱的方式等。但這種方式的使用有一定的限制性，一定要有明顯特點的地區才能夠使用。本文針對該地區的特點等提出了一些降低接地電阻的方法。
首先，可以充分的利用自然接地的方式。這過程中需要應用混凝土結構中的鋼筋骨架和金屬結構等進行接地，這樣一來不僅能夠減小接地電阻，還能夠起到節約作用?；诮ㄖ锏幕A，一般其基礎都需要深埋地下，因此記仇與地面的而接觸面積較大。與一般的巖石相比，混凝土的吸濕性較好，在濕潤狀態之下，電阻率會處于極低的狀態之下，并且與周圍土壤電阻率相比較低。因此可以應用鋼筋混凝土和鋼骨架鋼筋混凝土所造建筑物基礎去實現降低建筑物接地電阻的目的。
除此之外，要降低接地電阻，也可以通過架空地線的方式來達到此目的。而要達到接地電阻的目的，架空電線往往需要鋼絞線的幫助，其原因在于它的單位長度阻抗較大。如果應用良導體去減小架空地線的阻抗，那么可以通過增大分流的作用的方式實現減小流經地網的入地短路電流。
其次，可以采用立體地網的方式來實現降低接地電阻的目的。將水平接地體為主的立體接地網埋設后，不同深度凍土土壤電阻率會呈曲線分布，電阻會隨著土壤深度漸漸的減小。在土壤中存在的垂直電極，與各個部分的散流呈反比。在氣溫逐漸回升后，土壤的凍層會逐漸的融化，時間久了在季節融化層內便會形成低土壤的電阻率。經過實踐研究我們可以得出：應用垂直接地體的立體地網進行操作，在降低雷電流的散流與接地電阻值方面有著積極的作用。
另外，可以通過使用物理降阻劑降低接地電阻。由于該地區的氣候較為惡劣，交通不便，土壤很容易出現凍層，在日常所使用的換土降阻方式在該地區無法實現，因此可以應用物理降阻劑的方式進行降阻。當前降阻劑主要有化學與物理兩大類降阻劑。那些化學降阻劑的組成主要是高分子材料和電解質等組成，一旦注入土壤以后，可以在短時間內形成電阻率低的根須狀連續膠體，從而有效增加接地面積，提升接地體的散流效果。
最后，可利用較為有利的地理條件實現降低接地電阻的目的。在距配、變電所2km的區域內，如果存在著低土壤電阻率地區，那么便能夠應用外接地的方式進行連接，將的土壤電阻埋設在土壤當中。以相同的道理，在對線路桿塔接地裝置進行設置的時候，可以對低土壤電阻率區段桿塔接地集中加強，在此之后引出接地線，并把高土壤電阻率的桿塔連接起來，以達到降低接地電阻的目標，并且能夠滿足電阻值方面的規范要求。
本文所研究的低端區域有季節性河流存在，這些水體附近與凍土層貫穿，因此這些地區的電阻率較低，散流性也比較好。要有效的降低該地區的接地電阻，就需要對實際地質情況等進行調查，了解其周邊狀況等。
土壤電阻率范文6
關鍵詞：不同下墊面；云地放電；位置影響
0 引言
大氣的下墊面是指地球表面的海洋、陸地上的高原、山地、平原、森林、草原、建筑物、土壤和植被等，下墊面的性質和形狀，是影響雷擊放電位置的重要因素之一。本文通過歷年雷電災害的收集、閃電定位觀測資料，對云地閃電發生地在一定區域內的地形、地貌、地面上建筑物、地表土壤電阻率等調查、測試，從中尋找出不同下墊面對云地放電位置影響的某種規律。
1 大氣電場的產生和演變
大氣中的分子受來自地殼、大氣、地球外空射線以及地面上森林火災、工廠排放、火山爆發等等電離源的作用而電離產生大氣帶電粒子，形成大氣電場。
大氣電場可分為晴天電場和擾動天氣電場，電場強度隨時間、地點、天氣狀況和離地面的高度而變。當存在激烈的天氣現象（如雷暴、雪暴、塵暴）時，大氣電場的數值和方向均有明顯的不規則變化。
就全球平均而言，電場強度在陸地上約為120V/m，在海洋上為130V/m，在工業集中區由于空氣中存在高濃度的氣溶膠，電場強度會增至每米數百伏。就雷電的日變化情況看，雷電多發生在午后到上半夜，主要集中在14時到21時，凌晨到早上較少。主要原因是：進入盛夏期下墊面受熱溫度激增上下溫差大，熱力和動力兩者共同作用，動力抬升局部地區對流天氣增強， 造成雷電活動頻繁（圖1）。
2 云地放電的條件
雷雨云由一大團翻騰、波動的水、冰晶和空氣組成。當云團里的冰晶在強烈氣流中上下運動時，空氣中的水分子在冰晶的表面逐漸凝結成一層冰，就形成冰雹。這些被強烈氣流反復翻騰、波動的冰晶和水滴充滿了靜電。其中重量較輕、帶正電的電荷堆積在云層上方；較重、帶負電的聚集在云層底部。當電場強度達到可以擊穿空氣時，就會以閃電的形式把能量釋放出來。大氣中達到大氣擊穿電位梯度是雷電發生的必要條件。通常情況下，超過一半以上的閃電發生在雷雨云內的正、負電荷中心區之間，稱作云內閃電。另一類閃電發生于云體與地面之間的對地放電，稱為云地放電。
地表上有樹枝等尖端放電產生的電荷，有輸電線路電暈放電，有工廠排放的帶電離子等等。它們之間受到電場、重力、對流等因素的非對稱的作用，使得大氣中各處的正、負電荷分布不均勻，實際測量各處地面大氣電場強度會因時間、地點而不同。當電場強度超過約400kV/m足以把空氣擊穿時，就會發生閃電放電。
把云層與大地之間形成的電場模擬為電容器時：
q=E0St0/ρ （1）
式中：q―電荷量；t0―時間；E0―電場強度；ρ―土壤電阻率
由（1）式可知：如果云層底部所帶負電荷Q≤q時，不會產生雷擊；當Q>q時雷擊發生，雷擊是否會向大地發生閃擊，由兩種因素決定：其一是云層帶電荷量的多少，其二是模擬電容器內的電場強度是否達到大氣擊穿的電位梯度。
3 雷雨云的運動軌跡
一般情況下，雷雨云大體上隨500hPa高度上的氣流方向運行，其速度平均為30～40km/h，移動速度春秋季大于夏季，夜間大于白天。地形對雷雨云移動有影響，一般是：雷雨云遇山地阻擋，由于迎風面有上升氣流影響，雷雨云在山地的迎風面停滯少動；當雷雨云受山脈阻擋時，雷雨云即沿山脈走向移動，如山脈有缺口，則雷雨云順著山口移動。
4 不同下墊面對大氣電場的影響
4.1 地面建筑物對大氣電場的影響
目前，隨著我國雷電監測預警業務的發展，全國氣象部門和科研院所利用大氣電場儀對雷雨云大氣電場進行測量，并利用所測量的電場值進行雷電預警，結果如下。
4.1.1 地面建筑物的存在對周圍大氣電場產生較大的影響
建筑物頂部的大氣電場明顯大于地面電場，且隨建筑物高度增加而增強。例如，建筑物屋面長、寬均為40m，高度分別是h=10、20、50和100m時，其樓頂的大氣電場分別是地面（當建筑物不存在時地面相同位置）處的1.4、1.7、2.8和4.5倍，其屋面轉角處的電場最大。
4.1.2 地面上建筑物對其周圍地表面電場有明顯的屏蔽作用
距離建筑物越近，其屏蔽作用越明顯，在地面上的影響范圍約為建筑物高度的3.5倍。
4.2 地表土壤電阻率對大氣電場的影響
4.2.1 土壤電阻率
表征土壤導電性能的參數，與土壤的含水量、溫度、含鹽量以及土壤中所含可溶性的電解質有關。土壤含水量增加時，土壤電阻率下降；當土壤含水量增加到20%～25%時，土壤電阻率保持相對穩定。土壤電阻率也受溫度的影響，當土壤溫度升高時，其電阻率下降，在0℃時土壤由于水份凍結而使電阻率迅速增加。由于土壤所含可溶性電解質的變化，土壤電阻率的數值往往也差別很大。一年四季當中，在同一地點氣溫和天氣的變化，土壤中含水量和囟鵲牟煌，土壤電阻率也不斷在變化。
4.2.2 雷擊位置周圍土壤電阻率測試點的選取
以歷年調查收集到的雷擊事故接閃點位置為圓心測得ρ1，半徑500米范圍取4個方位測試土壤電阻率得平均值ρ2，測試點選點示意圖如圖3。通過測試發現，地形變化大的區域，周圍土壤電阻率變化非常明顯。
5 不同下墊面雷擊的選擇性
5.1 與地面上的建筑物情況有關
地面上的高層建筑、屋面上的各種金屬物體、尖端等有利于雷云與大地建立良好放電通道的地方容易造受雷擊。在曠野中，即使建筑物并不是很高，但由于它比較孤立、突出，也比較容易遭雷擊，這是影響雷擊選擇性的重要因素。
工廠煙囪排出的粉塵和煙氣中含有導電粒子和游離氣體，它們比一般空氣容易導電，相當于加高了煙囪的高度，也導致了煙囪易于遭雷擊。
5.2 與建筑物內部結構有關
建筑物結構材料所能積蓄電荷量的多少直接影響建筑物接閃的頻率。當建筑物結構中，如墻、板、梁、柱和基礎內的鋼筋較多時，容易積累大量的電荷。又如金屬屋頂、金屬構架、電梯間和水箱等也是積累大量電荷的部位。此外，附屬在建筑物上的突出物，如旗桿、廣告牌、排氣煙囪、透氣管等金屬構架也容易遭雷擊。
建筑物的結構，內部設備情況對雷電的發展也有關系，金屬結構的建筑物、內部有大量金屬物體的廠房或經常潮濕的房屋，由于這些地方具有良好的導電性能，因此比較容易遭雷擊。
5.3 與地形和地物有關
從地形看，對靠山和臨水的地區，臨水一面的低洼潮濕地點和山口或風口特殊地形易受雷擊。從地物看，鐵路集中的樞紐，長距離的高壓輸電線、大量金屬管道倉庫，由于容易產生大量感應電荷，從而容易遭雷擊。
5.4 與地表土壤電阻率有關
大氣電場受土壤電阻率的影響較大，通過對比不同土壤電阻率情況下的水平電場，發現地表水平電場受地面導電率的影響非常明顯， 土壤電阻率對雷電輻射磁場的影響隨土壤電阻率的變化而變化。主要表現在振幅和極性上，土壤導電率越小，其負向幅值的衰減速度就越快。
從表1可以看出，雷擊落雷點區域下墊面土壤電阻率與周邊500米區域土壤電阻率相比較具有最小值或次最小值。土壤電阻率小由于其導電性良好，土壤中的先導電流沿著電阻率較小的路徑流動。在巖石與土壤交接處、山坡與稻田交界處，雷擊大多落于土壤和稻田處。在青山紙業―片仔癀―農校；軍分區―芝山―小坑頭；九龍江沿岸一帶雷暴分布較周邊強烈的多。一份自1954―1984年的雷電調查統計揭示了雷擊的選擇性，該資料表明雷擊在靠近河、湖、池和潮濕地區的占23.5%，靠近大樹、高層建筑占15%，靠近煙囪、天線的占10%，此外，稻田和導電性良好的土壤交界地帶也占10%。
6 結 語
地面上高聳的建筑物、煙囪、工業集中的金屬屋面廠房、粉塵及氣體排放區、地表土壤電阻率較小的位置、土壤電阻率變化很大的地表交界處，能影響局部的大氣電場，使得在同一區域內該位置云地放電次數明顯較多。這對防雷工程的設計具有重要的意義。它給我們提供了雷擊選擇性的一些思考。據此，我們可以決定哪些地區、哪些建筑物應該重點安裝避雷裝置和設備應有的良好接地裝置，而另一些地區、建筑物在防雷投資上可以少花一些或甚至不必花費投資。
參考文獻
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