土壤電阻率測量影響因素的試驗研究

譚威++王悅++李承昊

摘 要：本文主要對影響土壤電阻率的主要因素展開了具體的試驗研究工作，其中主要包括了導電離子濃度、土質、溫度、土壤致密性等多種因素，鑒于土壤電阻率的水平程度將會對接地裝置的接地電阻產生直接性的影響，因此要求接地電阻越小越好。為了能夠實現對土壤電阻率的有效降低可采用降阻劑法、換土法、四極法等措施方法，希望通過本文的研究能夠為有關的土壤電阻率測量提供一些有價值的參考。

關鍵詞：土壤電阻率 測量 影響因素 試驗 措施

中圖分類號：TU411 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）08（c）-0081-02

接地電阻是體現接地狀況是否能夠滿足于規范要求的一項核心指標。從接地裝置的角度來看，要力爭確保接地電阻達到最小化，電阻越小相應的電壓也將會越小。對于接地電阻水平會產生影響的因素來自于多個方面，如接地體大小、形狀和埋深，土壤電阻率以及接地線的連接情況等均會對接地電阻水平造成一定的影響。而通過對土壤電阻率影響因素的研究，則可實現對土壤電阻率的有效改善并實現精準測量，據此，下文將重點就土壤電阻率測量影響因素展開具體分析。

1 土壤電阻率測量影響因素

土壤電阻率本身是一項會隨著周邊環境因素改變而發生變化的數值，對于土壤電阻率會造成影響的因素多種多樣，現將最主要的幾項影響因素分析如下。

1.1 導電離子濃度

土壤當中電阻率的水平程度很大程度上都是由土質當中導電離子濃度，以及土質的含水率所決定的，一般為土質內整體電離子濃度的倒數，即土質內所包含的電離子濃度越大，相應的土質導電性也就必然會越強，土壤電阻率也就越高。例如在沙河底部其土壤電阻率通常會相對較大一些，這主要是因為受到長時間的水流沖刷影響，而導致導電離子濃度大大降低。土質越是濕潤其含水量便會越大，相應的導電性能也就更為優異，土壤的電阻率也就會越小；反之則越大。這也便是接地體接地電阻會受到土壤干濕影響而產生改變的主要因素。

1.2 土質

土質性質的不同所產生的土壤電阻率也就會有明顯差異，取樣砂土、砂粉土、粉土、粉壤土、黏壤土共5種土質樣本，其在自然狀態下的物理性能如表1所示。

1.3 溫度

溫度的巨大差異同樣也會導致土壤電阻率發生明顯改變。通常而言，土壤電阻率本身會隨著溫度的升高而逐漸降低。在土質溫度低于0℃的情況時，會因為發生凍結情況導致電阻率的升高。因而，通常情況下接地極大都會被放置于冰凍層之下，以防止出現較大的流散電阻現象。一般情況下埋深必須>0.5m，對于一些較為寒冷的地區必須要確保埋深超過凍土層。而一旦環境溫度開始逐漸升高，因為受到溶解鹽的影響而會導致電阻率越來越小，直至最終溫度上升至沸點溫度，土壤內的水分蒸發后，電阻率又會重新升高。

1.4 土壤致密程度

土壤是否足夠致密同樣也會導致其電阻率受到一定程度的影響。據有關試驗檢驗顯示，黏土含水量處于10%的水平條件下，其溫度將不會產生改變，單位壓力將會升高10倍以上，土壤電阻率降低為原本的60%左右。因而，為了促使接地電極流散電阻值能夠得以有效降低，便要能夠夯實接地體四周的回填土層，確保接地極能夠和土體保持密切接觸，進而起到降低土質電阻率的顯著效果。

2 降低土壤電阻率的措施方法

2.1 降阻劑法

此種方法主要是為了促使接地裝置周邊的土質導電能力得以有效提升，減小接地裝置的電阻值，更好地適用于接地裝置的實際需求來研制出的一類產品。一般情況下降阻劑大都會包含有許多的金屬氧化物，在與水分發生接觸之后會電離出大量的金屬離子。土質內的導電離子濃度越大導電效果自然也就越為優異。在應用降阻劑法時必須確保其本身電阻率較小，對于接地體不造成嚴重腐蝕，對環境不產生污染，同樣埋深要超過0.5m以上。

2.2 換土法

顧名思義，換土法即為對土質進行置換操作，具體操作過程為采用電阻率相對偏小的土體來取代原有電阻率較大的土質。采用這一方法的優缺點均十分明顯，優點即在換土以后能夠達到十分優異的土質改善效果，而缺點則是工作量相對較大。在實際應用過程中，大都會選用局部換土方法來進行處理，即對局部土質進行置換，在土質內增加金屬碎屑、木炭粉、鹽等物質，這一方法操作起來較為簡便。但在實際處理時必須把控好以下兩方面的內容：（1）要確保所用到的材料能夠和接地體以及原有土質保持密切接觸，保障置換效果。（2）材料選用應以中性或堿性為主，切忌采用酸性材料，以防止接地體遭受腐蝕，進而加大接地電阻。

2.3 四極法

這一方法是進行土壤電阻率測量較為理想化的一種方法，在具體測量過程中需首先于地面插進四個電極，并確保其埋深程度完全相應，采用穩壓電源對外側電極施加電流，并最終再重新返回電源，此時電流場便會在電極位置形成電勢，可利用電位差計或是高電阻電壓表對各個電極間的電位差值予以測量。在應用這一方法進行土壤電阻率的測量之時，應確保各電流極間保持適當距離，以免造成引線互感而使得測量結果發生偏差。

3 結語

總而言之，土壤電阻率將會對接地裝置的接地電阻產生直接性的影響，是開展接地計算最為關鍵的一項參數信息。但同時也應注意到這也是一項難以做到精確把控的變量，同時會受到土質當中的導電離子濃度、土質、溫度、土壤致密程度等多方面因素的影響。若所測量的地區土壤電阻率較高，一般可選用降阻劑法亦或是換土法進行測量。而在應用四極法進行測量時，則必須要考慮到引線互感對于最終測量結果有可能產生的影響，通常需確保兩電流極間的距離保持在300m以內。

參考文獻

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