土壤电阻率与接地电阻的测量

土壤电阻率详解土壤电阻率是单位长度土壤电阻的平均值，单位是欧姆•米。

土壤电阻率是接地工程计算中一个常用的参数，直接影响接地装置接地电阻的大小、地网地面电位分布、接触电压和跨步电压。

土壤电阻率是决定接地体电阻的重要因素，为了合理设计接地装置，必须对土壤电阻率进行实测，以便用实测电阻率做接地电阻的计算参数。

测量土壤电阻率的方法之一是对接地体进行接地电阻测量，测得接地体接地电阻后，再按下面的公式计算土壤电阻率。

用钢管或圆钢作接地体时ρ=2πRjL/（ln（4L/d））=RjL/（0.336lg（4L/d））Ωcm其中L为钢管或圆钢入地长度，单位md为钢管或圆钢直径，单位mRj为测出的接地电阻值，单位Ω用扁钢作接地体时ρ=2πRjL/（ln（2L^2/(bh)））=RjL/（0.336lg（2L^2/(bh)））Ωcm其中L为扁钢长度，单位mb为扁钢厚度，单位mh为埋设深度，单位m。

上述方法有个缺点，就是由于存在接地电阻的影响，可能造成很大误差，如果地层结构不均匀，计算出来的土壤电阻率也随着接地体的尺寸和埋设方式不同而变化。

所以，有时也采用图B.1所示的四级法进行测量。

四个电极分布在一条直线上，电极的插入深度h应小于极间距离a的1/20，根据电流表A和电压表V的指示，即可算出土壤电阻率ρ=2πaV/I其中ρ为计算土壤电阻率，单位ΩcmU为测量电压，单位VI为测量电流，单位Aa为极间距离，单位m降低土壤电阻率的措施（1）换土用电阻率较低的黑土、粘土和砂质粘土等替换电阻率较高的土壤。

一般换掉接地体上部1／3长度、周围0.5米以内的土壤。

（2）深埋如果接地点的深层土壤电阻率较低，可适当增加接地体的埋入深度。

深埋还可以不考虑土壤冻结和干枯所增加电阻率的影响。

（3）外引接地通过金属引线将接地体埋设在附近土壤电阻率较低的地点。

（4）化学处理在接地点的土壤中混入炉渣、木炭粉、食盐等化学物质，以及采用专用的化学降阻剂，可以有效地降低土壤电阻率。

接地电阻与土壤电阻率的测试操作目录接地电阻与土壤电阻率的测试操作 (1)一、接地电阻测试介绍 (2)1、接地电阻测试用途 (2)2、常用接地体接地电阻要求： (2)3、接地电阻与施工检测的关系 (2)4、接地电阻测试方法介绍 (2)二、土壤电阻率测试介绍 (5)1、土壤电阻率测试用途 (5)2、土壤电阻率测试方法介绍 (5)三、测试前准备 (6)1、检测人员配备 (6)2、检测设备的准备 (7)四、测试过程 (7)1、连接 (7)2、测试 (8)3、记录、计算 (8)五、注意事项 (8)1、安全 (8)2、测试细节 (9)一、接地电阻测试介绍1、接地电阻测试用途定义：电流从接地体向周围大地散流时，土壤呈现的电阻值叫接地电阻R。

接地电阻是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻，它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地的电阻之间的接触电阻以及两接地体之间的大地电阻或接地体到无限大远处的大地电阻。

2、常用接地体接地电阻要求：a．交流工作接地，接地电阻不大于4Ω；b．安全工作接地，接地电阻不大于4Ω；c．直流工作接地，接地电阻应按计算机系统具体要求确定；d．防雷保护地的接地电阻不应大于10Ω；e．对于屏蔽系统，如果采用联合接地时，接地电阻不应大于1Ω。

3、接地电阻与施工检测的关系在埋地管道阴极保护系统中，阴极、阳极都分别具有本身的接地电阻，它与接地大小、覆盖层情况、敷设环境、敷设方式等都有一定关系；接地电阻限制了电流在阴保系统与排流系统中的流动，他的测试工作对于阴极保护与排流工程设计施工都有重大意义。

4、接地电阻测试方法介绍1）长接地体接地电阻测试强制电流辅助阳极地床（浅埋式或深井式阳极地床）、对角线长度大于8 米的棒状牺牲阳极组或长度大于8 米的锌带，可采用本方法测量接地电阻。

测量方法测量接线如图所示：（a）（b）图1长接地体接地电阻测量接线图当采用图1（a）测量时，d13不得小于40m，d12不得小于20m。

附录D（规范性附录）土壤电阻率的测量D.1 总则D.1.1 测量目的为解决本标准中涉及到土壤电阻率ρ的相关规定和计算公式中的要求，附录D引用了GB/T17949.1的相关内容。

D.1.2 一般原则D.1.2.1 土壤电阻率是土壤的一种基本物理特性，是土壤在单位体积内的正方体相对两面间在一定电场作用下，对电流的导电性能。

一般取每边长为10mm的正方体的电阻值为该土壤电阻率ρ，单位为Ω·m。

D.1.2.2 土壤电阻率的影响因子有：土壤类型、含水量、含盐量、温度、土壤的紧密程度等化学和物理性质，同时土壤电阻率随时深度变化较横向变化要大很多。

因此，对测量数据的分析应进行相关的校正。

本标准只对接地装置所在的上层（几米以内）土壤层进行测量，不考虑土壤电阻率的深层变化。

D.1.2.3 在进行土壤电阻率测量之前，宜先了解土壤的地质期和地质构造，并参见表D.1，对所在地土壤电阻率进行估算。

表D.1地质期和地质构造与土壤电阻率D.1.2.4 土壤电阻率的测量方法有：土壤试样法、三点法（深度变化法）、两点法（西坡Shepard土壤电阻率测定法）、四点法等，本标准主要介绍四点法。

D.1.2.5 在采用四点法测量土壤电阻率时，应注意如下事项：(1）试验电级应选用钢接地棒，且不应使用螺纹杆。

在多岩石的土壤地带，宜将接地棒按与铅垂方向成一定角度斜行打入，倾斜的接地棒应躲开石头的顶部。

(2）试验引线应选用挠性引线，以适用多次卷绕。

在确实引线的长度时，要考虑到现场的温度。

引线的绝缘应不因低温而冻硬或皲裂。

引线的阻抗应较低。

(3）对于一般的土壤，因需把钢接地棒打入较深的土壤，宜选用2kg～4kg质量的手锤。

(4）为避免地下埋设的金属物对测量造成的干扰，在了解地下金属物位置的情况下，可将接地棒排列方向与地下金属物（管道）走向呈垂直状态。

(5）在测量变电站和避雷器接地极的时候，应使用绝缘鞋、绝缘手套、绝缘垫及其他防护手段，要采取措施使避雷器放电电流减至最小时，才可测试其接地极。

土壤电阻率的减小措施及测量方法[摘要]土壤电阻率是表征土壤导电性能的参数，其值等于单位长度土壤电阻的平均值。

本文介绍了影响土壤电阻率的主要因素、减小土壤电阻率的主要措施，以及测量土壤电阻率的主要方法——四极法。

[关键词]土壤电阻率；接地电阻；四极法中图分类号： tm54 文献标识码： a 文章编号：接地电阻，就是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻，它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地的电阻之间的接触电阻以及两接地体之间大地的电阻或接地体到无限远处的大地电阻。

接地电阻大小直接体现了电气装置与“地”接触的良好程度，是衡量接地系统泄放雷电流能力的重要参数。

对于接地装置而言，要求其接地电阻越小越好，因为接地电阻越小，散流越快，跨步电压、接触电压也越小。

而影响接地电阻的主要因素有土壤电阻率，接地体的尺寸、形状及埋入深度，接地线与接地体的连接等。

其中土壤电阻率对接地电阻的大小起着决定性作用。

土壤电阻率是接地工程计算中一个常用的参数，直接影响接地装置接地电阻的大小，以及地网地面的电位分布。

因此，研究影响土壤电阻率的主要因素，有效地改善土壤电阻率，以及正确地测量土壤电阻率，对接地装置的正确设计具有重要的意义。

1 影响土壤电阻率的主要因素土壤电阻率不是一个恒定的值，影响因素有很多，主要受以下几个方面的影响：（1）土壤中导电离子的浓度和土壤中的含水量的影响土壤电阻率ρ的大小主要取决于土壤中导电离子的浓度和土壤中的含水量。

土壤中所含导电离子浓度越高，土壤的导电性就越好，ρ就越小；反之就越大。

土壤越湿，含水量越多，导电性能就越好，ρ就越小；反之就越大。

（2）土质的影响不同土质的土壤电阻率不同，甚至相差几千到几万倍。

表1 为几种不同土质在不同含水量时的ρ值。

表1 不同土质的土壤电阻率ρ（3）温度的影响温度对土壤电阻率的影响也较大。

一般来说，土壤电阻率随温度的升高而下降。

（4）土壤致密性的影响土壤的致密与否对土壤电阻率也有一定的影响。

实验一：阳极接地电阻和土壤电阻率的测定、实验目的1、学会用接地电阻仪测定阳极接地电阻2、学会用“四极法”测土壤电阻率、实验内容阳极接地电阻和土壤电阻率的测定三、实验要求1、熟悉实验装置，看清各种仪表量程及直流表的接线方向。

2、测量阳极接地电阻时，应将原阴极保护电路与阳极断开。

3、当检流计灵敏度过高时，可将测量电极在土壤中插得浅一些；如果灵敏度不足时，可沿测量电极注水润湿。

4、用砂纸擦净金属电极，使之发出金属光泽。

5、在实验过程中保证土壤严实，金属电极不能松动。

6记录实验中遇到得反常现象，并分析其原因。

7、分析影响测量准确性的因素，思考如何改进。

8、自己绘制记录数据表格，记录实验数据。

四、实验方法（一）阳极接地电阻的测定1、阳极接地电阻测定原理仪器：ZC—8接地电阻仪原理：ZC—8接地电阻仪，C i、C2为供电极，电流为l i, P i、P 2为测量极,P i、P 2间电阻r x （即为阳极接地电阻）上造成电位差hr x，该仪器按电位计原理设计，内部测量回路的电流为12,在可变电阻R ab上造成电位差，当Ob间的电位差l2R ob=l i r x时，则检流计不偏转，故得:该仪器制造时，已固定且值，分别为10、1、0.1 （即“倍率标度”，有三11个倍数，亦称为三档），R ob可由仪表测量标度盘上读出，故测量之接地电阻r x值即为测定时采用的倍率标度的倍数乘以测量标度盘上的读数。

2、操作步骤2. 1被测接地阳极（C2、P2）与电极P i、C l要依次按直线排列，彼此相距20米以上，电极顺序注意不能颠倒。

2.2用导线将阳极（C2、P2）与电极P i、C i联于仪表的相应端钮。

2．3 将仪器放置水平，检查检流计指针是否指于中心线上，否则可用机械零位调整器调整。

2.4 将“倍率标率”置于最大倍数，慢慢转动发电机摇把，同时转动“测量标度盘”使检流计指针指于中心线。

2. 5 当指针接近中心线时，加快发电机摇把转速，使其达到每分钟120 转以上，同时调整“测量标度盘” ，使指针指于中心线。

2127B土壤电阻率测试仪使用初探摘要:本文介绍了K-2127B土壤电阻率测试仪的适用范围,四级法测量电阻、电阻率原理及使用中应该注意的问题。

关键词:K-2127B土壤电阻率测试仪土壤电阻率及接地电阻测试原理使用中注意的问题土壤电阻率是评估接地电阻值的重要依据,接地电阻值是衡量接地装置是否合格的重要因素。

K-2127B土壤电阻率测试仪已经在各防雷中心广泛应用于土壤电阻率和接地电阻的测量,合理利用该仪器可以显著提升检测工作的科学性和效率。

1 K-2127B土壤电阻率测试仪适用范围1.1 测量小型接地体接地电阻K-2127B土壤电阻率测试仪属小电流测量法。

可以测量外部干扰电压小于20 V的接地电阻,最大测量电阻1.99 kΩ,不能测量发电厂、变电所、中波发射天线等大中型地网。

土壤电阻率测量电极距离最大30 m/90ft,最大测量电阻率1999 kΩm。

1.2 抗干扰能力强K-2127B土壤电阻率测试仪可选50Hz或者60 Hz频率进行测量,具有较强的抗干扰能力,当测量回路中存在较强干扰电流时,测量结果会在LCD显示屏上提示告警;可以自动去除检测线的线阻,可以自动储存250个测量结果并带有RS232数据接口可以直接连接PC分析软件进行测量数据处理。

2 K-2127B土壤电阻率测试仪原理2.1 接地电阻测试原理电阻测试原理为四极法[1][2],四极法是在三极法的基础上在被测电极附近再插入一个辅助电压极,这样可以有效地消除引线上产生的互感,并且通过倒相能消除地中干扰电流影响。

将H(RC)极和S(RP)极插入地表,E极和ES极接被测接地装置地网,黑色导线与E端相连,H(RC)和蓝,S(RP)和红。

将接地棒插在地表湿润的地方,如在干燥或多石或沙地可洒上一些水使其变得潮湿一些,遇到水泥地等无法插入的地方(不适用柏油地面)可以将接地极横放的地面上,铺两块钢板(250mm×250mm)洒上足够的盐水。

测量时将旋转开关从“OFF”位旋转到“REARTH”等到LCD显示屏出现“- - -”便可按下“START”进行测量,如果测量结果没有显示条件告警“！”说明属于正常测量。

土壤电阻率与接地电阻的测试方法一、土壤电阻率测试方法：常用方法：四极等距法或称温纳(Wenner)法：测试依据：规范DL/T475-2006 及各种仪表使用说明书图a) 是四极等距法的原理接线图，两电极之间的距离a 应不小于电极埋设深度h 的20倍，即a ≥20h 。

试验电流流入外侧两个电极，接地阻抗测试仪通过测得试验电流和内侧两个电极间的电位差，得到R ，通过公式 (1) 得到被测场地的视在土壤电阻率ρ：aR πρ2= (1)说明：上式中的R 就是从仪表上直接读取的电阻值。

四个接地电极应在一条直线上。

本方法适用于我公司的测试表型号为：ZC-8、ZC29B-1、ZC29B-2、Megger 。

如：某一测试中电极深度为0.1m ，从表上读取的值为3.76Ω，接地电极间的距离为3m ，则该区域土壤电阻率ρ=2πaR=2×3.14×3×3.76=70.84Ω·m （如果考虑季节系数，上面的值再乘以季节系数即可）。

附：季节系数表季节系数的取值：摘自《智能建筑弱电工程设计施工图集》图集号97X700-7 序号土壤名称深度Ψ1 Ψ2 Ψ31 黏土0.5～0.8 3 2 1.50.8～3 2 1.5 1.42 陶土0～22.4 1.4 1.23 沙砾盖于陶土 1.8 1.2 1.14 杂以黄沙的沙砾 1.5 1.3 1.25 泥碳 1.4 1.1 1.06 园地----- 1.3 1.27 石灰石 2.5 1.5 1.28 黄沙 2.4 1.6 1.2说明：Ψ1：用于测量前数天下过较长时间的雨，土壤很潮湿时。

Ψ2：用于测量时土壤交潮湿时，具有中等含水量时。

Ψ3：用于测量时土壤干燥或测量前降雨量不大时。

操作步骤：1.仪表端所有接线应正确无误。

2.仪表连线与电位电极P1、P2和电流电极C1、C2应牢固接触。

3.仪表放置水平后，调整检流计的机械零位，归零。

4.将“ 倍率开关”置于最大倍率，逐渐加快摇柄转速，使其达到150r/min（备注：ZC29B要求转速150r/min；ZC-8要求转速120r/min）。

接地电阻与土壤电阻率的测量方法接地电阻，长接地体接地电阻这种方法主要适合用在测量对角线长度大于8米的接地体的接地电阻。

测量方法是：第一，按照长接地体接地电阻的接线要求连接各处的线路。

第二，在测量过程中，电位极沿接地体与电流极的连接移动三次，每次移动的距离在测量距离的百分之五左右，如果测量三次得到的数值都比较接近，取其平均值作为长接地体的接地电阻值；如果经过测量得到的数值并不接近，将电位极的位置往电流极的方向移动，直至测量值接近为止。

第四，长接地体的接地电阻也可以采用三角形布极法测试。

第五，转动接地电阻测量仪的手柄，使手摇发电机达到额定转速，调节平衡旋钮，直至电表指针停在黑线上，此时黑线只是的度盘值乘以倍率即为接地电阻值。

短接地体接地电阻这种方法适合用在测量长度小于8米的接地体的接地电阻。

测量前必须把接地体和管道断开，然后按照这种方法的接线图沿垂直于管道的一条直线布置电极，计算好线路的距离以后，开始按照设计要求测量接地电阻。

土壤电阻率，等距离测量法，这种方法主要适合用在测量平均土壤电阻率的测量上。

测量方法是在测量点上使用接地电阻测量仪，采用四级法进行测量，测量接线应该按照等距离测量法的要求连接各处的线路。

将测量仪的四个电极以相等的距离放在一条直线上，电极入土深度小于相等距离的二十分之一。

测量并记录土壤电阻值。

接下来是数据处理：从地表到地下的距离与两个电极之间的距离相等的平均土壤电阻率的计算方法是：从地表到深度a土层的平均土壤电阻率等于相邻两个电极之间的距离乘以接地电阻仪示值乘以2π。

不相等距离测量法，这种方法主要用在测量量深度不小于20米的情况下的土壤电阻率测量。

测量的方法是：按照不相等距离测量方法的接线要求连接线路。

采用不等距法应该首先计算并确定四个电极的间距，外侧电极与相邻侧电极之间的距离等于测量的深度减去内侧电极之间的距离的一半。

根据确定的间距将测量仪的四个电极布置在一条直线上，电极入土深度应该小于被测距离的二十分之一。

防雷工程中土壤电阻率及其测量摘要：在防雷工程设计和施工前，必须先了解接地装置设置处的土壤电阻率的有关情况，并对其进行测量。

因此，了解和掌握土壤电阻率的一些相关性质及其测量方法，将对接地装置的正确设计起着决定性作用。

关键词：接地电阻；土壤电阻率；测量方法Abstract: in the lightning protection engineering design and before construction, must first understand grounding device set of soil resistivity in the related conditions and the measurement. Therefore, understanding and mastering soil resistivity of some related properties and measurement method, to the correct design docking device plays a decisive role.Keywords: grounding resistance; Soil resistivity; Measurement method土壤电阻率是在防雷工程设计接地装置部分一个重要的参数，它的确定对雷电流尽快地散逸大地，达到足够小的接地电阻及地下部分的合理布局都起到一定的作用。

它沿地层深度的变化规律是选择接地装置形式和决定它的尺寸的主要根据。

土壤电阻率的数值与土壤的结构（如黑土、粘土和沙土等）、土质的紧密程度、湿度、温度等以及土壤中含有可溶性的电解质（如酸、碱、盐等）有关。

由于成份是多种多样，因此不同土壤电阻率的数值往往差别很大[1]。

1影响土壤电阻率的最主要因素1.1湿度含水量对土壤电阻率也有很大影响。

绝对干燥的土壤电阻率可以认为接近无穷大。