在現代防雷工程設計、施工和驗收中,接地是其中的主要工作,無論是防直擊雷或感應雷, 終都是通過接地裝置將雷電流引人大地,所以,沒有的接地裝置是無法實現避雷的。而接地電阻是直接反映出接地情況是否符合規范要求的一個重要指標。對于避雷系統接地裝置而言,要求其接地電阻越小越好,因為接地電阻越小,散流越快;落雷物體高電位保持時間越短,危險越小,以至于跨步電壓、接觸電壓也越小。而影響接地電阻的主要因素有土壤電阻率,接地體的尺寸、形狀及埋人,接地線與接地體的連接等。其中土壤電阻率對接地電阻的大小起著決定性作用。因此,在防雷工程設計和施工前, 先了解接地裝置設置處的土壤電阻率的有關情況,并對其進行測量。所以,了解和掌握土壤電阻率的一些相關性質及其測量方法,將對接地裝置的正確設計起著決定性作用。
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決定接地電阻的主要因素是土壤電阻率。某種土壤的電阻率是以每邊長lm的正立方體在其相對兩面測得的電阻來表示,單位為£>m.土壤電阻率根據土壤性質、含水量、溫度、化學成分、物理性質等情況而有所變化。因此在設計時要根據地質情況,并考慮到季節影響,選取其中 大值作為設計依據。
影響土壤電阻率的主要因素有下列幾個。
土壤性質
土壤性質對土壤電阻率影響 大不同性質的土壤,其電阻率甚至相差幾千到幾萬倍
含水量
含水量對電阻率也有很大影響。 干燥的土壤電阻率可以認為接近大。含水量增加到15%左右時,電阻率顯著降低;如繼續增加水分直到75%左右時,電阻率改變很小;當含水M超過75%時,電姐率反而增加。含水量對土壤電阻率的影響,不僅隨土壤種類不同而有所不N,時且與所含的水質也有關系。例如在電阻率較低的土壤中,加上比較純潔的水,反而增加電阻率。,因此在采用加水改良土壤時,也要注意這一點。
溫度
當土壤溫度在0X:及以下時,由干其中水分結冰,土壤凍結,電阻率突然增加,因此一般都將接地體放在冰凍層以下,以避免產生很高的流散電阻。溫度自0C繼續上升時,由于其中溶解鹽的作用,電阻率逐漸減小;溫度到達100C時,由于土壤中水分蒸發,電阻率又。
化學成分
當土壤中含有鹽、酸、堿成分時,電阻率會顯著下降。一般即利用這種特性來進行土壤。
物理性質_
土壤中的物理因素可使電流密度分布的情況改變,尤以含有金屬成分時影響 大。此外,土壤本身是否緊密,與接地體是否緊接,對電阻率也都有很大影響。土壤本身的顆粒越緊密,電阻率就越低,其減低程度隨土壤的種類而異。例如砂土及巖石等受壓后,顆粒不易緊密,電阻率下降較少;粘土、黑土等受壓后,顆粒易于緊密,電阻率下降較大。同時土壤與接地體接觸得越緊,流散電阻也越小。因此,為了減少接地體的流散電阻,常采用將管形接地體打人地下的辦法。這種施工方法既簡便,又可將附近土壤壓實,并可使接地體與土壤緊密接觸,從而能達到減少土壤電阻率的效果。如采用其他方法敷設接地體時’也 夯實接地體附近的土壤,以減小土壤電阻率。