接地測試—土壤電阻率測試法

為什么要確定土壤電阻率 ?
　　
　　土壤電阻率是確定新安裝設備(綠場應用)的接地系統的設計時最為關鍵的事項，以滿足接地電阻要求。理想情況下，您將找到具有最小可能電阻的位置。但是如以上討論，經過精心設計接地系統，完全能克服很差的土壤條件。
　　
　　土壤成分、含水量和溫度都會影響土壤電阻率。土壤很少有同質的情況，并且土壤率隨地理位置及土壤深度的變化而存在很大變化。
　　
　　含水量隨季節變化，隨地層特性、固定地下水位的不同而不同。由于巖層越深，土壤和水通常越穩定，所以建議將接地桿盡可能深地插入大地，如果可能的話達到地下水位。此外，接地桿應安裝在溫度穩定的位置，例如冰凍線以下。
　　
　　為了使接地系統有效工作，應按最壞可能的條件進行設計。
　　
　　如何計算土壤電阻率 ?
　　
　　以下介紹的測量程序采用了普遍接受的溫納法(Wenner)，該方法由美國標準局的弗拉克 溫納 (Frank Wenner)于1915年開發而成。(F. Wenner, A Method of Measuring Earth Resistivity; Bull, National Bureau of Standards, Bull 12(4) 258, p. 478-496; 1915/16.)公式為：將(歐姆 厘米)除以 100，轉換為 (歐姆 米)就看您采用的具體單位了。
　　
　　例：您決定在接地系統中安裝 3 米長的接地桿。為了測量 3 米深處的土壤電阻率，我們已經討論過測試 3 米長接地電機之間的距離問題。
　　
　　為了測量土壤電阻率，啟動 Fluke 1625，然后讀取以歐姆為單位的電阻值。本例中，假設電阻讀數為 100 歐姆。所以，本例中我們已知：
　　
　　A = 3 米
　　
　　R = 100 歐姆
　　
　　那么電阻率應等于：
　　
　　r = 2 x p x A x R
　　
　　r = 2 x 3.1416 x 3 米 x 100 歐姆
　　
　　r = 1885 Ωm
　　
　　如何測量土壤電阻率 ?
　　
　　為了測試土壤電阻率，按如圖所示連接接地電阻測試儀。
　　
　　從圖中可以看出，4個接地棒沿一條直線離插入土壤中，間距相等。接地電機之間的距離應至少為接地棒深度的3倍。因此，如果接地棒深度為 1 英尺（0.30 米)，確保接地棒之間的距離但與 3 英尺(0.91 米)。Fluke 1625 產生一個已知電流，通過外側的兩根接地棒，測量內側兩根接地棒之間的電壓降。利用歐姆定律(V=IR)，Fluke 測試儀自動計算土壤電阻。
　　
　　由于地下的金屬片、地下蓄水層等往往會造成測量結果失真和無效，所以建議將接地棒沿軸向旋轉 90度，然后再次測量。通過幾次改變深度和距離，就可形成一條特性曲線，由此可確定合適的接地電阻系統。
　　
　　土壤電阻率測量往往會受接地電流及其諧波的影響。為防止這種影響，Fluke 1625 采用了自動頻率控制(AFC)系統。該系統自動選擇噪聲最小的測試頻率，以獲得清晰的讀數。