土壤電阻率

土壤電阻率是單位長度的土壤電阻的平均值與截面面積乘積，單位是 Ω·m。

基本介紹

• 中文名：土壤電阻率
• 外文名：Soil resistivity
• 測量：直流電阻率法
• 影響因素：含水性、結構、溫度等

術語簡介

土壤電阻率和大地導電率是電力系統設計中經常用到的兩個基本參數，這兩個參數一般都需要通過現場測試獲取。

土壤電阻率和大地導電率測試，一般採用直流電阻率法，常用的裝置形式有施倫貝爾和溫納對稱四極等。

土壤電阻率是接地工程計算中一個常用的參數，直接影響接地裝置接地電阻的大小、地網地面電位分布、接觸電壓和跨步電壓。

土壤電阻率是決定接地體電阻的重要因素，為了合理設計接地裝置，必須對土壤電阻率進行實測，以便用實測電阻率做接地電阻的計算參數。

對稱四極裝置示意圖

測量土壤電阻率的方法之一是對接地體進行接地電阻測量，測得接地體接地電阻後，再按公式計算土壤電阻率。

上述方法有個缺點，就是由於存在接地電阻的影響，可能造成很大誤差，如果地層結構不均勻，計算出來的土壤電阻率也隨著接地體的尺寸和埋設方式不同而變化。

主要因素

土壤電阻率的影響因素很多，主要的因素是礦物組分、含水性、結構、溫度等。了解影響土壤電阻率的因素對進行電力系統設計工作修正土壤電阻率參數具有重要的意義。

（1）土壤電阻率ρ的大小主要取決於土壤中導電離子的濃度和土壤中的含水量，它是土壤中所含導電離子濃度A的倒數A1和單位體積土壤含水量B的倒數B1的函式，即ffAB，也就是說，土壤中所含導電離子濃度越高，土壤的導電性就越好，ρ就越小；反之就越大。如沙河中，河底的ρ較大，就是因為河底由於流水的沖刷，導電離子濃度較小所致。

土壤越濕，含水量越多，導電性能就越好，ρ就越小；反之就越大。這就是接地體的接地電阻隨土壤乾濕變化的原因。當含水量達到15～20%以上時，ρ下降很少。土壤電阻率砂砂質粘土和砂質粘土ρ的影響曲線

（2）土質的影響不同土質的土壤電阻率不同，甚至相差幾千到幾萬倍。不同土質在不同含水量時的ρ值。

土質的土壤電阻率ρ土質含水量（%）ρ（Ω·m）礫石、碎石—花崗石—含水黃沙沙土含沙粘土溫度的影響溫度對土壤電阻率的影響也較大。一般來說，土壤電阻率隨溫度的升高而下降。

土壤電阻率

（3）當溫度再下降時，ρ出現明顯的增大；而溫度從0°C上升時，ρ僅平穩下降。

（4）土壤的緻密性的影響土壤的緻密與否對土壤電阻率也有一定的影響。試驗表明，當粘土的含水量為10%，溫度不變，單位壓力由1961Pa增大10倍到19610Pa時，ρ可下降到原來的65%。因此，為了減少接地電極的流散電阻，必須將接地體四周的回填土夯實，使接地極與土壤緊密接觸，從而達到減小土壤電阻率的效果。

（5）季節因素的影響季節的變化也將引起土壤電阻率的變化。季節不同，土壤的含水量和溫度也就不同，影響土壤電阻率最明顯的因素就是降雨和冰凍.在雨季，由於雨水的滲入，地表層土壤的ρ降低，低於深層土壤；在冬季，由於土壤的冰凍作用，地表層土壤的ρ升高，高於深層土壤。這樣，使土壤由原來的均勻結構變成了分層的不均勻結構，引起ρ的變化。

多年凍土的ρ極高，可達沒有凍土時的幾十倍。在我國東北地區，冬季凍土的厚度可達1.6m。減小土壤電阻率的主要措施由於土壤電阻率的大小直接關係到接地裝置接地電阻的大小，而要求接地電阻越小越好，因而要求土壤電阻率也要越小越好。

降低措施

（1）換土 用電阻率較低的黑土、粘土和砂質粘土等替換電阻率較高的土壤。一般換掉接地體上部1/3長度、周圍0.5米以內的土壤。

（2）深埋 如果接地點的深層土壤電阻率較低，可適當增加接地體的埋入深度。深埋還可以不考慮土壤凍結和乾枯所增加電阻率的影響。

土壤電阻率測量

（3）外引接地 通過金屬引線將接地體埋設在附近土壤電阻率較低的地點。

（4）化學處理 在接地點的土壤中混入爐渣、木炭粉、食鹽等化學物質，以及採用專用的化學降阻劑，可以有效地降低土壤電阻率。

（5）保土 採取措施保持接地點土壤長期濕潤。

（6）對凍土進行處理 在冬天往接地點的土壤中加泥炭，防止土壤凍結，或者將接地體埋在建築物的下面。

測量方法

二極法

二極法測量結果包含了土壤與電極的接觸電阻，且隨土壤含水率降低接觸電阻不斷增大。

四極法

四極法可在電壓極滲入深度較淺，即土壤擾動較小的情況下測量，土壤在直流電壓下存在極化效應，土壤電阻率測量宜採用交流，土壤熱容量有限，對電阻率在200Ω·m以內的土壤測量的電流密度不宜超過1 ；土壤電阻率隨測量頻率增加而逐漸下降。