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防雷檢測 | 新版GB/T 21431《建筑物雷電防護(hù)裝置檢測技術(shù)規(guī)范》土壤電阻率測量-學(xué)習(xí)筆記(13)
發(fā)布時間:2024-07-08 來源:江西科安防雷檢測有限公司

《建筑物雷電雷電防護(hù)裝置檢測技術(shù)規(guī)范》(GB/T 21431)新版已修訂完成,即將開始實施,而2015版本將被替換。讓我們共同學(xué)習(xí)下有哪些新要求。

一、土壤電阻率

土壤電阻率是土壤的一種基本物理特性,是土壤在單位體積內(nèi)的正方體相對兩面間在一定電場作用下,對電流的導(dǎo)電性能。一般取每邊長為10mm的正方體的電阻值為該土壤電阻率ρ,單位為歐姆·米(Ω·m)。
土壤電阻率的影響因子有:土壤類型、含水量、含鹽量、溫度、土壤的緊密程度等化學(xué)和物理性質(zhì),同時土壤電阻率隨深度變化較橫向變化要大很多。因此,對測量數(shù)據(jù)的分析應(yīng)進(jìn)行相關(guān)的校正。本文件只對接地裝置所在的上層(幾米以內(nèi))土壤層進(jìn)行測量,不考慮土壤電阻率的深層變化。
在進(jìn)行土壤電阻率測量之前,宜先了解土壤的地質(zhì)期和地質(zhì)構(gòu)造(見表F.1),對所在地土壤電阻率進(jìn)行估算。

二、土壤電阻測試方法和注意事項

土壤電阻率的測量方法有:土壤試樣法、三極法(深度變化法)、兩極法(西坡Shepard土壤電阻率測定法)、四極法等,本文件主要介紹四極法。

在采用四極法測量土壤電阻率時,注意如下事項

a) 試驗電極應(yīng)選用鋼接地棒,且不應(yīng)使用螺紋桿。在多巖石的土壤地帶,宜將接地棒按與鉛垂方向成一定角度斜行打入,傾斜的接地棒應(yīng)躲開石頭的頂部。

b) 試驗引線應(yīng)選用撓性引線,以適用多次卷繞。在確定引線的長度時,要考慮到現(xiàn)場的溫度。引線的絕緣不應(yīng)因低溫而凍硬或皸裂。引線的阻抗應(yīng)較低。

c) 對于一般的土壤,因需把鋼接地棒打入較深的土壤,宜選用質(zhì)量為 2kg~4kg 的手錘。

d) 為避免地下埋設(shè)的金屬物對測量造成的干擾,在了解地下金屬物位置的情況下,可將接地棒排列方向與地下金屬物(管道)走向呈垂直狀態(tài)。

e) 在測量變電站和避雷器接地極的時候,應(yīng)使用絕緣鞋、絕緣手套、絕緣墊及其他防護(hù)手段,要采取措施使避雷器放電電流減至最小時,才可測試其接地極。

f) 不應(yīng)在雨后土壤較濕時進(jìn)行測量。

三、土壤電阻率測試方法(四極法)

四、測量數(shù)據(jù)處理

為了了解土壤的分層情況,在用等距法測量時,可取不同的a值進(jìn)行測量,如a=2m、4m、5m、10m、15m、20m、25m、30m等。

根據(jù)需要采用非等距法測量,測量電極間距可選擇40m、50m、60m。按式(F.3)計算相應(yīng)的土壤電阻率。根據(jù)實測值繪制土壤電阻率ρ與電極間距的二維曲線圖。采用蘭開斯特-瓊斯(The Laneaste-Jones)法判斷在出現(xiàn)曲率轉(zhuǎn)折點時,即是下一層土壤,其深度為所對應(yīng)電極間距的2/3處。

土壤電阻率應(yīng)在干燥季節(jié)或天氣晴朗多日后進(jìn)行,因此土壤電阻率應(yīng)是所測的土壤電阻率數(shù)據(jù)中最大的值,為此應(yīng)按下式(F.4)進(jìn)行季節(jié)修正:

五、總結(jié)

1.土壤電阻率的測量應(yīng)先判斷所測土壤的類型,然后根據(jù)測試當(dāng)天前是否有降水或者土壤濕度是否較大。根據(jù)要求土壤電阻率應(yīng)在干燥季節(jié)或者天氣晴朗多日后進(jìn)行,從而實現(xiàn)所測土壤電阻率應(yīng)是所測的土壤電阻數(shù)據(jù)最大的值。

2.根據(jù)土壤性質(zhì)決定的季節(jié)修正系數(shù)可以看出,不管在任何土壤類型和降水等條件下,季節(jié)修正系數(shù)為1.0-3.0,均大于1。按照計算公式季節(jié)修正系數(shù)乘以所測土壤電阻率,經(jīng)修正后的數(shù)據(jù)肯定是大于或者等于所測土壤電阻率的,不可能出現(xiàn)減少的情況。類似的偶爾看到有些對接地電阻用季節(jié)修正系數(shù)修正,修正后數(shù)值反而小于測試值,這應(yīng)該是不對的。

3.另外DL/T 621-1997 《交流電氣裝置的接地附錄F中列出常見的土壤和水的電阻率參考值。大家在土壤電阻測試結(jié)束以后,可以和該附表對應(yīng)土壤類型參考一下,如果所測數(shù)值差距較大,檢查一下測試方法和結(jié)果是不是存在不對的問題。

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