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防雷检测 | 新版GB/T 21431《建筑物雷电防护装置检测技术规范》土壤电阻率测量-学习笔记(13)
发布时间:2024-07-08 来源:江西科安防雷检测有限公司

《建筑物雷电雷电防护装置检测技术规范》(GB/T 21431)新版已修订完成,即将开始实施,而2015版本将被替换。让我们共同学习下有哪些新要求。

一、土壤电阻率

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,单位为欧姆·米(Ω·m)。
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。本文件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。
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(见表F.1),对所在地土壤电阻率进行估算。

二、土壤电阻测试方法和注意事项

土壤电阻率的测量方法有:土壤试样法、三极法(深度变化法)、两极法(西坡Shepard土壤电阻率测定法)、四极法等,本文件主要介绍四极法

在采用四极法测量土壤电阻率时,注意如下事项

a) 试验电极应选用钢接地棒,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。

b) 试验引线应选用挠性引线,以适用多次卷绕。在确定引线的长度时,要考虑到现场的温度。引线的绝缘不应因低温而冻硬或皲裂。引线的阻抗应较低。

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

d) 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。

e) 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。

f) 不应在雨后土壤较湿时进行测量。

三、土壤电阻率测试方法(四极法)

四、测量数据处理

为了了解土壤的分层情况,在用等距法测量时,可取不同的a值进行测量,如a=2m、4m、5m、10m、15m、20m、25m、30m等。

根据需要采用非等距法测量,测量电极间距可选择40m、50m、60m。按式(F.3)计算相应的土壤电阻率。根据实测值绘制土壤电阻率ρ与电极间距的二维曲线图。采用兰开斯特-琼斯(The Laneaste-Jones)法判断在出现曲率转折点时,即是下一层土壤,其深度为所对应电极间距的2/3处。

土壤电阻率应在干燥季节或天气晴朗多日后进行,因此土壤电阻率应是所测的土壤电阻率数据中最大的值,为此应按下式(F.4)进行季节修正:

五、总结

1.土壤电阻率的测量应先判断所测土壤的类型,然后根据测试当天前是否有降水或者土壤湿度是否较大。根据要求土壤电阻率应在干燥季节或者天气晴朗多日后进行,从而实现所测土壤电阻率应是所测的土壤电阻数据最大的值。

2.根据土壤性质决定的季节修正系数可以看出,不管在任何土壤类型和降水等条件下,季节修正系数为1.0-3.0,均大于1。按照计算公式季节修正系数乘以所测土壤电阻率,经修正后的数据肯定是大于或者等于所测土壤电阻率的,不可能出现减少的情况。类似的偶尔看到有些对接地电阻用季节修正系数修正,修正后数值反而小于测试值,这应该是不对的。

3.另外DL/T 621-1997 《交流电气装置的接地附录F中列出常见的土壤和水的电阻率参考值大家在土壤电阻测试结束以后,可以和该附表对应土壤类型参考一下,如果所测数值差距较大,检查一下测试方法和结果是不是存在不对的问题。

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