一种土壤电阻率测量方法技术

本发明专利技术公开了一种土壤电阻率测量方法，本发明专利技术提出的测量法是为了给地网设计者及施工者合理地布置接地网。首先是利用小地网做接地阻抗试验，该测试法可以实现对大型地块的土壤电阻率测量，从而得到比较真实的土壤电阻率。测试得到的阻抗值,利用水平接地极为主边缘闭合的复合接地极的接地电阻公式,计算出准确的土壤电阻率，从而根据实际工程设计图纸面积的大小,再次利用复合公式计算出接地阻抗的大小,参考工程验收接地电阻标准要求,适当调整地网大小及预先采取降阻措施,以满足接地电阻验收准则,从而提高地网设计的效率性。该测试方法适合多种环境下测试，特别是大型地网地块的测试,现场操作简单。

A method of soil resistivity measurement

【技术实现步骤摘要】
一种土壤电阻率测量方法
本专利技术涉及防雷接地
，尤其是一种应用于变电站场所的土壤电阻率测量方法。
技术介绍
土壤电阻率是接地工程计算中一个重要的参数，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。为了合理设计接地装置，必须实测出土壤电阻率进行实测，才能准确计算出接地电阻数值。然而，复杂的土壤情况给测量土壤电阻率带来了难度和局限性，尤其是在环境复杂的高山野外土壤环境，无法测出各个地块的准确的土壤电阻率，导致无法合理做出接地工程的设计和施工方案，往往工程施工后存在测量值与设计值的极大偏差，工程达不到理想的设计效果,导致后期改造投入大量资源。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种投入少、操作简单、准确率高的土壤电阻率测量方法，减少在接地工程中为了测量土壤电阻率所投入人力物力，提高接地工程中的接地电阻计算效率和准确性，帮助在接地工程中获得良好的接地效果。该方法特别适用大型接地系统的地网施工设计中土壤电阻率的测量。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种土壤电阻率测量方法，技术方案包括步骤：S1:在待测土壤范围内，把模拟地网1埋设在距离地面10cm～20cm深的地沟中，回填土壤,土壤干燥环境下使用水浇透。所述模拟地网1可以是使用导电性能良好的金属材料制作成长宽相等，包括任意相等网格的矩形。S2:在地表垂直打入电流极2和电压极3，深度约0.7～1.0m。进一步规定打入电流极2的位置C和打入电压极3的位置P：先根据设计图纸设计的接地网规格大小,取其最长对角线长度D的4～5倍,计算得出的长度为dCG；以模拟地网1边界线任意一点为起点G，在距离dCG的位置C打入电流极2；根据dCG的0.5～0.6倍计算得出的长度为dPG，以G为起点，在距离dPG的位置P打入电压极3，所述C和P的夹角α为30°，实施过程中利用GPS5进行精确定位，确保电流极2的安装位置C和电压极3安装位置P满足以上要求，距离允许偏差±3m，夹角允许偏差±5°。所述电流极2为若干根等距排列并连接在一起的铜棒,所述电压极3为若干根等距排列并连接在一起的铜棒。S3:用导线把测量装置进行连接：模拟地网1通过导线连接到接地阻抗测试仪4的C1和P1端口，电流极2通过导线连接到接地阻抗测试仪4的C2端口，电压极3用导线连接到接地阻抗测试仪4的P2端口。S4：测量并计算模拟地网1的接地电阻：采用异频（45Hz、55Hz）电流法测量模拟地网1的接地电阻，测量电路中所施加电流应为3A～5A，测量次数可大于或等于2，每一次测试的结果偏差不应超出5%，取所测量数据的平均值作为模拟地网1的接地电阻。S5：计算土壤电阻率：利用复合人工接地网的工频接地电阻简易计算公式：计算出土壤电阻率；式中：R表示模拟地网1的接地阻抗，表示土壤电阻率，S表示模拟地网1的面积。根据计算出的土壤电阻率,再根据接地网的设计面积S0，计算出接地网的接地电阻R0。本专利技术的有益效果是，在施工中以优化接地电阻的测试方法为主要目的，构建了快速准确的土壤电阻率测量值。以此来提高变电所接地电阻的施工进度和效率，根据该土壤电阻率测试方法，进一步优化变电所的地网设计和施工方案，使得施工满足规范要求。其方法能在不同的地理地质下，地网一次敷设即可达到设计和规范的要求，即地网一次敷设成功率为100％，并且最终得到的接地电阻值测试值小于规范要求及理论设计值。附图说明图1：为本专利技术实施例提供的装置布置和接线图；图2：为本专利技术实施例的测量装置定位示意图。具体实施方式结合图1和图2对本专利技术的实施例做详细的描述。图1为本专利技术实施例提供的装置布置和接线图，图2：为本专利技术实施例的测量装置定位示意图。实施例选取地点为：怀邵衡铁路牵引变电所，本次选取接地测试布线条件较好的怀化南牵引变电所为本次研究对象。如图1所示，准备好实施本专利技术所需要的装置，包括模拟地网1，电流极2，电压极3，接地阻抗测试仪4，GPS5。所述模拟地网1为20×20米的铜编织网；所述电流极2为3根头部用导线等距连接的圆钢，所述电压极3为3根头部用导线等距连接的圆钢。S1：在变电所空旷平坦的地方挖出一块和模拟地网1大小规格相等的10厘米的地沟，把模拟地网1埋设于地沟内，并回填好泥土。S2：如图2所示,实施过程中用GPS5定位好电流极2的安装位置C点，电压极3的安装位置P点，C点和P点的定位方法和要求如下：怀化南牵引变电所占地面积77m*65m，即对角线约100m，根据现场地形情况和条件，选择变电所铁路反方向北面布置的电流-电压法测量地网接地电阻，以模拟地网1边界线任意一点为起点G，距离500米的C处，垂直等距打入3根头部连接导线的圆钢，深度约1.0m，作为电流极2。以G为起点，距离300米的P处,垂直等距打入3根头部连接导线的圆钢，深度约1.0m，,作为电压极3，电流极－地网边缘连线与电压极－地网边缘连线同向布置。C点和P点利用GPS5定位夹角度数为30°±5。S3：导线连接：所述电流极2与接地阻抗测试仪4的C2端口之间用6mm2铜导线连接；所述电压极3作为测试接地极，与接地阻抗测试仪4的P2端口之间用2.5mm2铜导线连接；模拟地网1作为被测电网，连接至接地阻抗测试仪4的C1和P1端口。S4：采用异频（45Hz、55Hz）电流法测量模拟地网1的接地电阻，所施加电流为3.5A，因仪器采用45Hz和55Hz两者频率进行测量,再计算出50Hz下的等效阻抗,进行两次测量结果分别为：12.50Ω和12.71Ω，取两次测量值的平均值作为测试结果为：12.6Ω。S5：计算出变电站所在位置的土壤电阻率：根据接地电阻计算公式：式中，ρ为土壤电阻率，R为模拟地网1的接地电阻，S为模拟地网1的面积，可计算出变电站所在位置的土壤电阻率为：已知变电站土壤电阻率ρ=504Ω•m，变电站设计接地网面积S0=65m×77m，根据接地电阻式：式中:ρ为土壤电阻率S0为变电站设计接地网面积R0为计算得出的变电站接地网接地电阻得工程完工后，经设计院测量，得到该变电站接地电阻的实际测量值3.3Ω,利用复合公式推算出土壤电阻率为467Ω.m。误差在10%以内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土壤电阻率测量方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1：在待测土壤范围内，把模拟地网（1）埋设在距离地面10cm～20cm深的土壤中，回填土壤；/nS2：在地表垂直打入电流极（2）和电压极（3），深度约0.7～1.0m；/nS3：模拟地网（1）通过导线连接到接地阻抗测试仪（4）的C1和P1端口，电流极（2）通过导线连接到接地阻抗测试仪（4）的C2端口，电压极（3）用导线连接到接地阻抗测试仪（4）的P2端口；/nS4：采用异频（45Hz、55Hz）电流法测量模拟地网（1）的接地电阻，测量电路中所施加电流应为3A～5A，测量次数可大于或等于2，每一次测试的结果偏差不应超出5%，取所测量数据的平均值作为模拟地网（1）的接地电阻；/nS5：利用复合人工接地网的工频接地电阻简易计算公式：/n

【技术特征摘要】
1.一种土壤电阻率测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：在待测土壤范围内，把模拟地网（1）埋设在距离地面10cm～20cm深的土壤中，回填土壤；
S2：在地表垂直打入电流极（2）和电压极（3），深度约0.7～1.0m；
S3：模拟地网（1）通过导线连接到接地阻抗测试仪（4）的C1和P1端口，电流极（2）通过导线连接到接地阻抗测试仪（4）的C2端口，电压极（3）用导线连接到接地阻抗测试仪（4）的P2端口；
S4：采用异频（45Hz、55Hz）电流法测量模拟地网（1）的接地电阻，测量电路中所施加电流应为3A～5A，测量次数可大于或等于2，每一次测试的结果偏差不应超出5%，取所测量数据的平均值作为模拟地网（1）的接地电阻；
S5：利用复合人工接地网的工频接地电阻简易计算公式：



计算出土壤电阻率；
式中：R表示模...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝加强，黄国胜，王东生，唐恩兵，王强，张正宝，王丽娟，林仪，吴昊瑾，黄举康，覃月燕，
申请(专利权)人：广西地凯科技有限公司，中国铁建电气化局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45