土壤电阻率测量常用四极法。采用四极法时,被测场地土壤中的电流场的深度,即被测土壤的深度,与极间距离a有关,测量深层土壤的电阻率,a应选用较大值。
事先准备好相同几何形状,相同尺寸的接地极。一般选用直径不小于15mm的圆钢或25mmx25mmx4mm的角钢,其长度不小于400mm。等距离地布置在同一地平面上,如图所示:
(1)将外侧的1、4电极接入交流电源,并注入接地电流I;
(2)在内侧的2、3电极之间即可测到电压U23。
U23=
因而可以求得其间土壤电阻率ρ:
ρ=2πaU23/I =2πa·Rg
式中Rg为该测量回路中的假想电阻
四极法测量也可用接地电阻测试仪进行,如下图所示:
测量时需要四根探棒,布置在一条直线上,探棒之间距离相等,均为a。探棒打入地中的深度h不应大于a值的二十分之一,即h≦a/20。a的取值可以为5、10、20、30、40m…。当被测场地的面积较大时,探棒间的距离应取得大一些。
测量时应该注意的问题:
(1)测量时要求接地极之间的距离a≧20h,间距a同时也反映了测量的深度范围,因此可以变化a值分别为5、10、20、30、40m…时的土壤电阻率是否均匀。
(2)电极与土壤之间的接触状况或深浅都不会引起误差,只要求电源为交流工频。若用直流将引起土壤极化且和接地系统的主要工况不符。接地电阻本身也不是一纯电阻,因而在使用接地电阻测试仪时转速应保持均匀,指针稳定时再读数。
(3)土壤电阻率的测量宜在干燥季节或天气晴朗多日后进行,因为土壤电阻率也不是一常数,受环境条件、季节变化影响,即土壤的潮湿程度;且接地装置埋设的深度不同,其变化范围也有差异,所以选取的土壤电阻率ρ值还需要考虑将测量值ρ0乘以季节修正系数Ф,即:ρ=Фρ0
季节系数Ф的取值,可以根据测量时的情况和接地装置的设计或实际情况按下表取值:
接地装置的埋设深度(m) | 季节系数Ф | |
水平接地极 | 2~3m的垂直接地极 | |
0.5 | 1.4~1.8 | 1.2~1.4 |
0.8~1.0 | 1.25~1.45 | 1.15~1.3 |
2.5~3.0 | 1.0~1.1 | 1.0~1.1 |