土壤电阻率测量影响因素的试验研究

谭威++王悦++李承昊

摘 要：本文主要对影响土壤电阻率的主要因素展开了具体的试验研究工作，其中主要包括了导电离子浓度、土质、温度、土壤致密性等多种因素，鉴于土壤电阻率的水平程度将会对接地装置的接地电阻产生直接性的影响，因此要求接地电阻越小越好。为了能够实现对土壤电阻率的有效降低可采用降阻剂法、换土法、四极法等措施方法，希望通过本文的研究能够为有关的土壤电阻率测量提供一些有价值的参考。

关键词：土壤电阻率 测量 影响因素 试验 措施

中图分类号：TU411 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）08（c）-0081-02

接地电阻是体现接地状况是否能够满足于规范要求的一项核心指标。从接地装置的角度来看，要力争确保接地电阻达到最小化，电阻越小相应的电压也将会越小。对于接地电阻水平会产生影响的因素来自于多个方面，如接地体大小、形状和埋深，土壤电阻率以及接地线的连接情况等均会对接地电阻水平造成一定的影响。而通过对土壤电阻率影响因素的研究，则可实现对土壤电阻率的有效改善并实现精准测量，据此，下文将重点就土壤电阻率测量影响因素展开具体分析。

1 土壤电阻率测量影响因素

土壤电阻率本身是一项会随着周边环境因素改变而发生变化的数值，对于土壤电阻率会造成影响的因素多种多样，现将最主要的几项影响因素分析如下。

1.1 导电离子浓度

土壤当中电阻率的水平程度很大程度上都是由土质当中导电离子浓度，以及土质的含水率所决定的，一般为土质内整体电离子浓度的倒数，即土质内所包含的电离子浓度越大，相应的土质导电性也就必然会越强，土壤电阻率也就越高。例如在沙河底部其土壤电阻率通常会相对较大一些，这主要是因为受到长时间的水流冲刷影响，而导致导电离子浓度大大降低。土质越是湿润其含水量便会越大，相应的导电性能也就更为优异，土壤的电阻率也就会越小；反之则越大。这也便是接地体接地电阻会受到土壤干湿影响而产生改变的主要因素。

1.2 土质

土质性质的不同所产生的土壤电阻率也就会有明显差异，取样砂土、砂粉土、粉土、粉壤土、黏壤土共5种土质样本，其在自然状态下的物理性能如表1所示。

1.3 温度

温度的巨大差異同样也会导致土壤电阻率发生明显改变。通常而言，土壤电阻率本身会随着温度的升高而逐渐降低。在土质温度低于0℃的情况时，会因为发生冻结情况导致电阻率的升高。因而，通常情况下接地极大都会被放置于冰冻层之下，以防止出现较大的流散电阻现象。一般情况下埋深必须>0.5m，对于一些较为寒冷的地区必须要确保埋深超过冻土层。而一旦环境温度开始逐渐升高，因为受到溶解盐的影响而会导致电阻率越来越小，直至最终温度上升至沸点温度，土壤内的水分蒸发后，电阻率又会重新升高。

1.4 土壤致密程度

土壤是否足够致密同样也会导致其电阻率受到一定程度的影响。据有关试验检验显示，黏土含水量处于10%的水平条件下，其温度将不会产生改变，单位压力将会升高10倍以上，土壤电阻率降低为原本的60%左右。因而，为了促使接地电极流散电阻值能够得以有效降低，便要能够夯实接地体四周的回填土层，确保接地极能够和土体保持密切接触，进而起到降低土质电阻率的显著效果。

2 降低土壤电阻率的措施方法

2.1 降阻剂法

此种方法主要是为了促使接地装置周边的土质导电能力得以有效提升，减小接地装置的电阻值，更好地适用于接地装置的实际需求来研制出的一类产品。一般情况下降阻剂大都会包含有许多的金属氧化物，在与水分发生接触之后会电离出大量的金属离子。土质内的导电离子浓度越大导电效果自然也就越为优异。在应用降阻剂法时必须确保其本身电阻率较小，对于接地体不造成严重腐蚀，对环境不产生污染，同样埋深要超过0.5m以上。

2.2 换土法

顾名思义，换土法即为对土质进行置换操作，具体操作过程为采用电阻率相对偏小的土体来取代原有电阻率较大的土质。采用这一方法的优缺点均十分明显，优点即在换土以后能够达到十分优异的土质改善效果，而缺点则是工作量相对较大。在实际应用过程中，大都会选用局部换土方法来进行处理，即对局部土质进行置换，在土质内增加金属碎屑、木炭粉、盐等物质，这一方法操作起来较为简便。但在实际处理时必须把控好以下两方面的内容：（1）要确保所用到的材料能够和接地体以及原有土质保持密切接触，保障置换效果。（2）材料选用应以中性或碱性为主，切忌采用酸性材料，以防止接地体遭受腐蚀，进而加大接地电阻。

2.3 四极法

这一方法是进行土壤电阻率测量较为理想化的一种方法，在具体测量过程中需首先于地面插进四个电极，并确保其埋深程度完全相应，采用稳压电源对外侧电极施加电流，并最终再重新返回电源，此时电流场便会在电极位置形成电势，可利用电位差计或是高电阻电压表对各个电极间的电位差值予以测量。在应用这一方法进行土壤电阻率的测量之时，应确保各电流极间保持适当距离，以免造成引线互感而使得测量结果发生偏差。

3 结语

总而言之，土壤电阻率将会对接地装置的接地电阻产生直接性的影响，是开展接地计算最为关键的一项参数信息。但同时也应注意到这也是一项难以做到精确把控的变量，同时会受到土质当中的导电离子浓度、土质、温度、土壤致密程度等多方面因素的影响。若所测量的地区土壤电阻率较高，一般可选用降阻剂法亦或是换土法进行测量。而在应用四极法进行测量时，则必须要考虑到引线互感对于最终测量结果有可能产生的影响，通常需确保两电流极间的距离保持在300m以内。

参考文献

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