土壤电阻率如何测试，土壤电阻率的计算方法

有关土壤电阻率的测试与计算方法，摇测土壤电阻，捞测方法与遥测接地电阻值相同，计算土壤电阻率的例子，接地电阻测量仪测量土壤电阻率的接线示意图，以及计算公式的说明。

土壤电阻率的测试方法

1、选择具有四个接线端子的接地电阻测量仪并拆下仪表上 P2、C2端子上的连接片，准备四个接地测试插针及适当长度的测试导线。

2、将四个接地插针直线插入土壤中，其深度为四根插针之间距离(m)的1/20。

3、按照图7—1—6所示的接线方法将四根插针与仪表接线端子相连接。

4、摇测土壤电阻，捞测方法与遥测接地电阻值相同，请参考。

5、计算土壤电阻率。

如下图：

二、什么是土壤电阻率

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m。

d为钢管或圆钢直径，单位m。

Rj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m

b为扁钢厚度，单位m

h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4-27所示的四级法进行测量。

图中X、B为电流极，c、d为电压极，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Ωcm

三、影响土壤电阻率的因素

(1)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，它是土壤中所含导电离子浓度A的倒数A1和单位体积土壤含水量B的倒数B1的函数[2]，即ffAB,也就是说，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。如沙河中，河底的ρ较大，就是因为河底由于流水的冲刷，导电离子浓度较小所致。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。这就是接地体的接地电阻随土壤干湿变化的原因。]，当含水量达到15～20%以上时，ρ下降很少。土壤电阻率砂砂质粘土和砂质粘土ρ的影响曲线

(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。不同土质在不同含水量时的ρ值。

土质的土壤电阻率ρ土质含水量(%)ρ(Ω·m)砾石、碎石—花岗石—含水黄沙沙土含沙粘土
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。

(3)当温度再下降时，ρ出现明显的增大；而温度从0°C上升时，ρ仅平稳下降。

(4)土壤的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。试验表明，当粘土的含水量为10%，温度不变，单位压力由1961Pa增大10倍到19610Pa时，ρ可下降到原来的65%。因此，为了减少接地电极的流散电阻，必须将接地体四周的回填土夯实，使接地极与土壤紧密接触，从而达到减小土壤电阻率的效果。

(5)季节因素的影响季节的变化也将引起土壤电阻率的变化。季节不同，土壤的含水量和温度也就不同，影响土壤电阻率最明显的因素就是降雨和冰冻.在雨季，由于雨水的渗入，地表层土壤的ρ降低，低于深层土壤；在冬季，由于土壤的冰冻作用，地表层土壤的ρ升高，高于深层土壤。这样，使土壤由原来的均匀结构变成了分层的不均匀结构，引起ρ的变化。多年冻土的ρ极高，可达没有冻土时的几十倍。在我国东北地区，冬季冻土的厚度可达1.6m。2减小土壤电阻率的主要措施由于土壤电阻率的大小直接关系到接地装置接地电阻的大小，而要求接地电阻越小越好，因而要求土壤电阻率也要越小越好。

四、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。

(5)保土 采取措施保持接地点土壤长期湿润。

(6)对冻土进行处理 在冬天往接地点的土壤中加泥炭，防止土壤冻结，或者将接地体埋在建筑物的下面。

五、土壤电阻率怎么测量

土壤电阻率的测量通常采用文纳四极法和模拟法：

1、文纳四极法

当被测接地装置的最大对角线D 较大，或在某些地区(山区或城区)按要求布置电流极和电压极有困难时，可以利用变电所的一回输电线的两相导线作为电流线和电压线。四极是指被测接地装置G、测量用的电流极C 和电压极P 以及辅助电极S。辅助电极S 离被测接地装置边缘的距离dGS=30～100m。图1 是测量土壤电阻率的四极法的原理接线图，两电极之间的距离a 应等于或大于电极埋设深度h 的20 倍，即a≥20h。由接地电阻测量仪的测量值R，得到被测场地的视在土壤电阻率

ρ=2πaR(1)

测量电极建议用直径不小于37.5px 的圆钢或＜25×25×4 的角钢，其长度均不小于1000px。

被测场地土壤中的电流场的深度，即被测土壤的深度，与极间距离a 有密切关系。当被测场地的面积较大时，极间距离a 应相应地增大。

为了得到较合理的土壤电阻率的数据，最好改变极间距离a，求得视在土壤电阻率ρ与极间距离a 之间的关系曲线ρ=f(a)，极间距离的取值可为5、10、15、20、30、40m，最大的极间距离amax 可取拟建接地装置最大对角线的三分之二。

文纳四极法测试后经得出的土壤电阻率计算值应根据测量时的情况进行季节系数修正。计算接地装置的土壤电阻率时，应取雷雨季节中无雨水时最大的土壤电阻率，一般按下式计算：

2、模拟法

模拟法又叫三极法，其中的三极是指图2 上的被测接地装置G，测量用的电压极P 和电流极C。图中测量用的电流极C和电压极P离被测接地装置G边缘的距离为dGC=(4～5)D 和dGP=(0.5～0.6)dGC， D 为被测接地装置的最大对角线长度，点P 可以认为是处在实际的零电位区内。如果想较准确地找到实际零电位区，可以把电压极沿测量用电流极与被测接地装置之间连接线方向移动三次，每次移动的距离约为dGC 的5%，测量电压极P 与接地装置G 之间的电压。如果电压表的三次指示值之间的相对误差不超过5%，则可以把中间位置作为测量用电压极的位置。

用电压表指示值UG除以电流表的指示值I，得到被测接地装置的工频接地电阻RG。

如果在测量工频接地电阻时，dGC 取(4～5)D 值有困难，那么当接地装置周围的土壤电阻率较均匀时，dGC 可以取2D 值，而dGP 取D 值；当接地装置周围的土壤电阻率不均匀时， dGC 可以取3D 值，dGP 取1.7D 值。

如果接地装置周围的土壤电阻率较均匀，也可以用三角形布置电极的方式测量工频接地电阻。电压极和接地装置等效中心的连接线与电流极和接地装置等效中心的连接线之间的夹角，一般取dGP≈dGC=2D，θ≈30°。当接地装置的最大对角线较小，且工频接地电阻值大于0.5Ω时，也可以用接地电阻测量仪测量接地电阻，但其电压极和电流极应按前面提到的要求布置。

测量土壤电阻率的模拟法是在被测场地打入一垂直接地体，用接地电阻测量仪测量得到该接地体的接地电阻值R，然后由下式得到等效土壤电阻率

模拟法只适用于土壤电阻率较均匀的场地。

因为土壤结构的不均匀性，测量电极应尽量避开有明显岩石、裂缝和边坡等不均匀土壤上布置。为了得到较可信的测量结果，通常采用九点法(即把被测场地分为九片，进行多处测量，土壤电阻率列表取测量结果的平均值)。

九点法测量土壤电阻率通常采用的是在以设计接地网的四个角、四个外边缘的中点及接地网的中心点共九点进行测量。

模拟法测试后经得出的土壤电阻率计算值应根据测量时的情况进行季节系数修正。

计算接地装置的土壤电阻率时，应取雷雨季节中无雨水时最大的土壤电阻率，一般按下式计算：