浅谈防雷工程中土壤电阻率及其测量

魏居松

摘要：防雷工程的接地装置实际安装古城中，需要对安装位置的土壤电阻率状况进行测量，然后在此基础上才能够进行针对性的施工，从而更好的保障防雷工程作用的发挥。本文对防雷工程中土壤电阻率以及测量方法展开了分析，旨在给行业工作人员提供有益参考和经验借鉴。

关键词：防雷工程;接地装置;土壤电阻率

在防雷工程实际施工过程中，土壤电阻率是对接地装置进行设置的关键参数之一。土壤的电阻率会受到多方面因素的影响，比如土质状况、环境湿度、温度、酸碱度等指标都会对土壤的电阻率产生影响，所以工作人员在防雷工程施工前就需要对土壤的电阻率进行测量和分析，只有这样，才能够更好的保障防雷工程设置的可靠性与科学性。

1影响土壤电阻率的最主要因素

1.1湿度

含水率也对土壤的实际电阻率有很大影响。绝对干燥土的电阻率被认为接近无限大。含水率达到15%左右，土壤电阻率显著下降，含水率持续增加到75%，电阻率变化较小，含水率超过75%，土壤电阻率增加。含水量对土壤电阻率的影响不仅与不同类型的土壤不同，还与水质有关。例如，想要降低土壤电阻率，可以在土壤中添加纯水。因此，在用水改良土壤的时候需要注意结合土壤的实际含水状况。

1.2温度

土壤温度升高，电阻率会出现降低的情况，0℃水结冰，土壤电阻率会急剧增加。这些土壤电阻的特性在设计接地装置方面是必须要进行充分考量的。受同一地点气温和天气变化的气象因素影响，土壤中的水分和温度不同，都会对土壤电阻率造成影响。因此，土壤电阻率也是连续变化的，特别是地表土壤。因此，在雷保护项目实际施工过程中，进一步深埋接地装置对于更好的稳定接地电阻是有益的。一般来讲，接地电阻最小嵌入深度为0.8m～1m。至于是否应该被埋的更加深入，取决于更深位置的土壤电阻率。许多地方的深土电阻率非常高。如果接地装置埋的太深，会增加接地电阻，不但增加施工难度，同时也会增加接地工程的施工成本。

2防雷工程中土壤电阻率测量的的影响因素

2.1检测设备

冲击接地电阻是当前实施气象防雷检测的主要选择设备，但是因区域间现实差异，部分地区仍使用摇表式电阻仪实施气象防雷检测，后者测得的工频电流与冲击电流在计算方法上并不一致。因此，在对土壤电位梯度梯度进行电阻仪检测时需最大程度接近于0，也就是说，电阻仪检测需将0点作为开端，以此降低后续检测误差，提升检测精准度。但是在实际操作时这一点却难以做到。钳式电阻仪是我国多数气象站使用防雷检测工具，与其他电阻仪相比这一设备具有操作简单、结构明晰、检测迅速等诸多优势，已在实践中得到了较为广泛地使用。但是钳式电阻仪却无法达到零点电阻，故而无法直接接地测量，需首先测量接地极及电阻仪间距，若二者间距无法满足要求则最终测量的数据会存在较大误差，不能为检测提供科学数据。

2.2气象特征

气象条件并未在规章制度中予以明确规定，但是却是接地电阻工作必须考虑在内的影响因素。在实施检测前需要首先对当地的气候、湿度以及温度等气象条件进行调查分析，避免对接地电阻测量造成影响。人员需要按照气象条件对电阻的影响针对性选择电阻阻值，土壤电阻率与接地电阻正向相关，而接地电压也同接地电阻阻值成正比，因此分析气候成为必然。除湿度、温度等外，土壤所含物质、自身酸碱性及成分、紧实程度等也会在一定程度上影响土壤电阻率，综合考虑当地土壤情况是提升检测准确性的必然要求。

2.3偶然因素

最大程度减少和排除干扰因素是提升接地体检测准确性的关键，得出的高空雷电测量结果也更为精确。但是，在排除了诸多主要影响因素外，仍有较多偶然因素会对检测结果造成影响，不利于结果精准度的提升。如电阻仪中电流不足、接地导线使用致使误差出现、人工操作出现细微偏差等，人为难以完全避免，因此就要求工作人员重视偶然误差，充分考虑多种影响因素，在发现误差时予以及时校正，最大程度避免干扰，以此确保结果的精准。

3防雷工程土壤电阻率测量的准备工作

第一，检测前应首先了解被测接地装置所在位置土壤的结构形式、位置，地上和地下的环境情况，如有无架空供电线路、通信线路、地下电缆、金属管道和金属物等，布置电流极棒和电压极棒时，应避开架空线和地下电缆、地下金属管道。

第二，每次检测都应尽量固定在同一位置，采用同一台仪器，采用同一种方法测量，以备下一年度比较接地装置所在位置土壤的性能变化。

第三，对建筑物天面防雷装置所在位置土壤状况测量时，把接闪器作为测试点测得的接地电阻值，作为判断接闪器和接地装置的连接是否良好是可以的，但作为接地装置接地电阻值不妥。因为接闪器到接地装置之间存在一定的电压，因此所测得的接地电阻将偏大。对于人工接地体，在不连接共地的情况下，一般其接地电阻值是不一样的，但把天面接闪器作为测试点所测得的接地电阻值是一样的，因此不能客观地反映出接地装置的性能状况，也无法判定防雷装置是否合格。

4土壤电阻率的测量

工作人员在对土壤电阻率进行测量之前，需要先设置一个垂直的接地极或者水平接地极，以此来模拟接地系统。一般来讲，垂直接地极所用金属物体的直径应该大于15毫米，其长度应该大于1米。需要注意的是，模拟所用的金属物体外形、尺寸应该尽可能的与防雷工程实际所用的接地装置尽可能的保持高度一致。以镀锌钢管作为接地极为例，镀锌钢管的一端应该为尖锥形或者是斜口形状，这种外形能够更加容易的插入到土壤既定位置。在设置好接地极之后，工作人员就需要使用电阻测试装置对接地电阻进行测量。

测量方法为：电流极C离开模拟接地极E的测量距离为S#40m，电压极P的位置应置于电流极C和模拟测试点E的中间位置，分别将3根测试极打入地中。在整个测量过程中，电流极C的位置处于静止状态，电压极P的位置处于不断运动状态，在整个区间之内设置3-5个点位对电阻值进行测定，并读数。电阻率在测定过程中可以使用四极法来对其进行测量。四极法指的就是选择两个电极对土壤进行通电，使区域的土壤有电流流通;之后使用另外两个电极对不同点位土壤之间的电位差来进行测量，最后根据公式得

到电阻率的数值。

土壤电阻率计算公式：  2 aV/I 2 aR

其中，ρ为电阻率，a为电极之间的距离，V表示电压，I表示电流，R为接地电阻。

实际应用过程中，四极法根据距离设置的不同有能够被划成等距四极法与不等距四极法。

四极法又可分为等距四极法和不等距四极法，在实际测量过程中可以结合实际工况来进行合理的选择。

5结论

综上所述，在防雷工程实际施工之前，相关工作人员应该对接地装置所在位置的土壤地质状况实施较为全面的勘测，并对土壤电阻率进行有效測量，只有这样，才能够有效保障防雷工程作用的充分发挥。本文对影响土壤电阻率的因素展开了分析，并探讨了测量土壤电阻率的一些方法，在实际工作中，工作人员应该结合工作实际，采用合适的土壤电阻率测量方法，来减小误差，提升土壤电阻率测量的准确性，为防雷工程高质量的实施奠定良好基础。

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