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1、    淺談?dòng)绊懲寥离娮杪实囊蛩丶敖底璺椒?#160;   張軍+柴巖紅+屈疆摘要：通過(guò)在日常防雷裝置檢測(cè)工作中的實(shí)踐并參考建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（gb 50057-2010）、烏魯木齊市防雷減災(zāi)管理?xiàng)l例及建筑物防雷裝置檢測(cè)技術(shù)規(guī)范（gb/t 21431-2008），學(xué)習(xí)和綜合分析了影響土壤電阻率的主要因素，歸納和總結(jié)了減小土壤電阻率的主要方法及其在不同情形下的優(yōu)缺點(diǎn)。關(guān)鍵詞：土壤電阻率；影響因素；降阻方法；防雷裝置檢測(cè)；防雷設(shè)計(jì) ：a：p2 ：1009-2374（2017）06-0020-02 doi：10.13535/ki.11-4406/n.2017.06.01

2、0土壤電阻率是在日常的防雷接地工程中經(jīng)常會(huì)用到的一個(gè)參數(shù)，它的大小將直接影響接地工程中接地裝置的接地電阻阻值、地網(wǎng)地面電位分布及接觸電壓和跨步電壓等。其中接地電阻的阻值大小則是衡量工程中接地情況是否符合防雷安全規(guī)范要求的重要指標(biāo)之一，因此對(duì)于工程中接地裝置來(lái)說(shuō)，接地電阻的阻值當(dāng)然越小越好，這是由于接地電阻越小，其散流則越快，相對(duì)應(yīng)的跨步電壓以及接觸電壓的值也會(huì)越小。換言之，土壤電阻率對(duì)接地電阻大小起著決定性的作用，因此在日常設(shè)計(jì)接地電阻裝置時(shí)，通過(guò)對(duì)測(cè)量的土壤電阻率進(jìn)行分析研究，找出影響土壤電阻率的主要因素，同時(shí)認(rèn)識(shí)和掌握如何降低土壤電阻率的措施就顯得尤為重要，這也對(duì)合理設(shè)計(jì)接地電阻裝置起著決

3、定性的作用，具有非常重要的意義。本文就影響土壤電阻率的因素和如何降低土壤電阻率的具體方法進(jìn)行分析論述。1 土壤電阻率（）的主要影響因素眾所周知，土壤由于其顆粒本身帶有電荷，并吸附了一定數(shù)量的離子，所以在日常工作中我們把土看作是一種多介的電解質(zhì)，具有一定的導(dǎo)電能力，在外加電場(chǎng)的作用下就會(huì)發(fā)生導(dǎo)電現(xiàn)象。所以土壤電阻率（）并不是一個(gè)恒定不變的值，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)影響土壤電阻率（）的因素有許多，本文主要從以下方面進(jìn)行介紹：1.1 土壤類型的影響不同的土壤類型其電阻率也有明顯的差異。在現(xiàn)代防雷工程設(shè)計(jì)等工作中可以根據(jù)不同的土壤質(zhì)地粗略地估計(jì)土壤電阻率，從而實(shí)現(xiàn)有效的防雷電阻接地裝置的設(shè)計(jì)。1.2 土壤含水量

4、的影響實(shí)踐證明，土壤含水量越高，土壤的導(dǎo)電性能就越強(qiáng)，相對(duì)應(yīng)的土壤電阻率就越??；反之就越大，這就是接地電阻隨土壤濕度變化的規(guī)律。1.3 土壤化學(xué)成分的影響當(dāng)進(jìn)行測(cè)量的土壤中含有鹽、酸等化學(xué)成分時(shí)，土壤的電阻率會(huì)明顯偏小，有時(shí)候會(huì)利用這一種特性來(lái)進(jìn)行土壤的改善。1.4 土壤溫度的影響土壤電阻率的大小受溫度的影響也是比較大的，一般來(lái)講，隨著土壤溫度的升高，電阻率會(huì)下降；而隨著土壤溫度的下降，電阻率會(huì)上升，尤其是當(dāng)土壤溫度降到0以下后，土壤中的水分發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象，即形成凍土（在氣象觀測(cè)中稱為凍土）后，土壤電阻率會(huì)出現(xiàn)明顯的增大現(xiàn)象。1.5 土壤密實(shí)程度的影響土壤的密實(shí)程度與接地工程中接地極是否緊密接觸

5、有著密切的聯(lián)系，從而影響土壤電阻率。因此，在實(shí)際施工過(guò)程中對(duì)于土壤的顆粒不夠緊密的情況，一般會(huì)采取將接地體四周土壤夯實(shí)或?qū)⒐苄徒拥貥O打入地下的方法進(jìn)行處理，從而減小土壤電阻率。1.6 季節(jié)因素的影響對(duì)于土壤電阻率來(lái)講，季節(jié)變化的影響主要就是土壤的溫度、含水量即土壤濕度的變化影響。季節(jié)變化對(duì)于土壤電阻率而言，最主要的影響因素是降水、溫度。在雨季，液態(tài)降水會(huì)迅速滲入地表，使土壤的電阻率隨著降水的滲透深度的變化而不斷降低，這種變化對(duì)于深層土壤的電阻率變化最不明顯。在寒冷的冬季，由于土壤溫度的不斷下降，造成含有水分的土壤發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象，一般土壤的凍結(jié)深度會(huì)隨著時(shí)間的推移有明顯的滯后，這樣就使得地表層土壤

6、的電阻率明顯高于深層土壤，從而讓均勻的土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，改變后的不均勻土壤結(jié)構(gòu)就會(huì)引起土壤電阻率的改變。其實(shí)對(duì)于土壤電阻率來(lái)說(shuō)，不同覆蓋類型的土壤其電阻率的差異也很明顯，比如草地大于林地等，這些對(duì)土壤電阻率影響不大的因子不再贅述。2 降低土壤電阻率的具體方法在實(shí)際工程施工過(guò)程中，因?yàn)橥寥离娮杪实母叩蛯?huì)直接影響工程接地電阻的大小，為了符合防雷安全規(guī)范要求，工程中要求土壤電阻率越小越好，那么在各類施工過(guò)程中出現(xiàn)土壤電阻率較高的情況時(shí)，我們可以根據(jù)不同的情況采取相應(yīng)的方法來(lái)降低土壤電阻率，本文主要分以下八種降低土壤電阻的方法進(jìn)行介紹：2.1 土壤局部代替法更換高電導(dǎo)率的土壤是我們?nèi)粘＝档屯寥离妼?dǎo)率

7、的主要方法之一，就是將現(xiàn)有電阻率大的土層用電阻率較小的泥土（如黏土、黑土及砂質(zhì)黏土等）來(lái)代替，填入接地坑中。這種方法所替換的范圍主要有：（1）接地體周圍0.5m范圍內(nèi)；（2）接地體的三分之一處。這種方法的缺點(diǎn)是實(shí)施過(guò)程所耗費(fèi)的人力、時(shí)間都非常大，但是對(duì)高電阻率土壤來(lái)說(shuō)，獲得的降阻效果是比較明顯的。在實(shí)際的工程中采用這種方法時(shí)，一般采用的是局部換土方法，例如將金屬屑、鹽等摻拌在部分土壤中，這種方法就比整體換土方法更具有可操作性和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是這部分材料容易在土壤中流失，降阻效果持續(xù)時(shí)間偏短。在選取土壤的置換材料時(shí)要注意兩個(gè)方面：（1）所選取的材料要能夠與接地體以及原來(lái)的土壤緊密接觸；（2

8、）所選取的材料一定不能是酸性的，而是選取一些中性或者堿性的材料，主要是為了防止長(zhǎng)時(shí)間與接地體混合發(fā)生腐蝕，從而導(dǎo)致接地電阻增加，縮短使用壽命的現(xiàn)象發(fā)生。2.2 土壤的化學(xué)處理所謂的土壤化學(xué)處理就是指在接地體的周圍一定范圍內(nèi)的土壤里摻入一些特殊的化學(xué)物質(zhì)，常用的有爐灰、木炭、電石渣、實(shí)用（或工業(yè)）用鹽、石灰等，通過(guò)改變土壤性質(zhì)以達(dá)到提高土壤導(dǎo)電能力的效果。 采用這種化學(xué)方法時(shí)，相對(duì)不同質(zhì)地的土壤其降阻效果也各不相同，這種降阻方法的優(yōu)點(diǎn)是：工程造價(jià)較低廉、降阻效果明顯。其缺點(diǎn)是：土壤經(jīng)過(guò)人工化學(xué)處理后，不但會(huì)使其接地體的熱穩(wěn)定性能有明顯下降，而且還會(huì)加快接地體的腐蝕速度，造成接地體的使用年限明顯縮

9、短等。因此在實(shí)際施工過(guò)程中，這種方法是在沒(méi)有更好的降阻辦法的特殊情況下，才會(huì)采用的一種備用降阻方法。2.3 接地極深埋法這種方法適用于土壤地表的電阻率很大而地下土壤深處或其他非土壤介質(zhì)的電阻率很小的情況，這種方法在施工時(shí)可以參考當(dāng)?shù)氐耐寥雷畲髢鼋Y(jié)深度，將接地極接入深度大于當(dāng)?shù)氐耐寥雷畲髢鼋Y(jié)深度，這樣就可以不再考慮土壤凍結(jié)的情況了。但是這種方法對(duì)地貌的要求比較高，對(duì)于土壤層結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的地域，尤其是山地多巖、巖石地帶或深巖地區(qū)的降阻效果不但不明顯，還會(huì)造成施工時(shí)土方量偏大、施工困難、造價(jià)偏高等情況的發(fā)生。2.4 使用降阻劑降阻劑是一種含有大量氧化物的金屬混合物，在遇到水分后就會(huì)電離出大量的離子，

10、導(dǎo)電能力很強(qiáng)。在前面提到的局部更換土壤的方法，雖然具有施工簡(jiǎn)便，價(jià)格低廉等各種優(yōu)點(diǎn)，但是由于在選用的置換材料：鹽、木炭粉等卻在土壤中非常容易流失，導(dǎo)致降阻效果不長(zhǎng)久，因此，在工程應(yīng)用中常采用在接地極四周使用降阻劑的方法，利用降阻劑在土壤中的擴(kuò)散和滲透作用，提高土壤中導(dǎo)電離子的濃度，增強(qiáng)土壤的導(dǎo)電能力，從而實(shí)現(xiàn)減小土壤電阻率的目的。在使用降阻劑時(shí)要注意以下三點(diǎn)：（1）選取合適的降阻劑。目前市面上的降阻劑種類繁多，在選用時(shí)要注意其自身的電阻率一定是非常小的，而且其本身對(duì)接地體的腐蝕率也應(yīng)該是很低的。另外一個(gè)方面就是其不具有任何毒性，對(duì)周圍環(huán)境和土壤不會(huì)造成任何污染。還有一個(gè)最主要考慮的方面是其達(dá)到

11、的降阻效果應(yīng)該長(zhǎng)效穩(wěn)定；（2）現(xiàn)場(chǎng)使用降阻劑施工時(shí)，一定要使降阻劑均勻地撒在接地體的四周，填埋的深度一般保證在0.6m以下，然后再用細(xì)土回填夯實(shí)接地體周圍；（3）在冬季，許多土壤凍結(jié)明顯的地區(qū)，在使用降阻劑的同時(shí)，要充分考慮到當(dāng)?shù)氐耐寥纼鐾翆幼畲蠛穸?，從而達(dá)到有效的降阻。2.5 多支外引式接地裝置這是一種將接地體集中布置于電氣裝置區(qū)外的某一點(diǎn)的接地體。這種方法適用于土壤電阻率很高的地區(qū)或在遇到接地裝置附近有不會(huì)凍結(jié)的河流、湖泊等情況。但它的主要缺點(diǎn)是既不可靠也不安全。在使用這種方法時(shí)要格外注意設(shè)計(jì)、安裝過(guò)程中，一定要充分考慮到連接到接地裝置的接地極干線其本身的電阻影響，因此使用這種方法時(shí)，一般

12、建議將外引式接地極干線的長(zhǎng)度控制在100m以內(nèi)。2.6 充分利用自然接地介質(zhì)在施工地要充分利用建筑物或者其他與水接觸的金屬體等作為自然接地，也可以利用水源，選擇將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)里的許多鋼筋網(wǎng)中的縱橫交叉點(diǎn)進(jìn)行焊接，并與接地網(wǎng)連接起來(lái)。注意要將接地裝置盡可能地鋪設(shè)在流速不大之處或者靜水之中，然后加以固定。2.7 采取水平接地體伸長(zhǎng)法在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，我們使水平接地體的長(zhǎng)度不斷增加，電感的影響也會(huì)隨之不斷增大，從而使沖擊系數(shù)發(fā)生變化，而當(dāng)接地體達(dá)到一定長(zhǎng)度后，無(wú)論再怎樣改變其長(zhǎng)度，沖擊接地電阻也不會(huì)再下降。所以在實(shí)際應(yīng)用中，許多時(shí)候可以采取水平接地體伸長(zhǎng)的方法來(lái)進(jìn)行降阻。施工時(shí)，只要根據(jù)土壤電阻率的大小，確定接地體的有效長(zhǎng)度就可以得到理想的降阻效果。2.8 污水引入和深井接地法在工程的實(shí)際施工過(guò)程中，有時(shí)候?yàn)榱私档徒拥伢w周圍土壤的電阻率，我們可以采用將污水引到埋設(shè)接地體處，這時(shí)接地體需采用鋼管，并每隔500px鉆一直徑為5mm的小孔，使水滲入土中，有條件的還可以采用深井接地法。用鉆機(jī)鉆孔（亦可用勘探鉆孔）直接把鋼管接地極打入井孔后，向管內(nèi)、井內(nèi)灌注泥漿的方法。3 結(jié)語(yǔ)在工程施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用中，降低土壤電阻率的方法還有許多，這里就不再一一