接地测试—土壤电阻率测试法

为什么要确定土壤电阻率 ?
　　
　　土壤电阻率是确定新安装设备(绿场应用)的接地系统的设计时最为关键的事项，以满足接地电阻要求。理想情况下，您将找到具有最小可能电阻的位置。但是如以上讨论，经过精心设计接地系统，完全能克服很差的土壤条件。
　　
　　土壤成分、含水量和温度都会影响土壤电阻率。土壤很少有同质的情况，并且土壤率随地理位置及土壤深度的变化而存在很大变化。
　　
　　含水量随季节变化，随地层特性、固定地下水位的不同而不同。由于岩层越深，土壤和水通常越稳定，所以建议将接地杆尽可能深地插入大地，如果可能的话达到地下水位。此外，接地杆应安装在温度稳定的位置，例如冰冻线以下。
　　
　　为了使接地系统有效工作，应按最坏可能的条件进行设计。
　　
　　如何计算土壤电阻率 ?
　　
　　以下介绍的测量程序采用了普遍接受的温纳法(Wenner)，该方法由美国标准局的弗拉克 温纳 (Frank Wenner)于1915年开发而成。(F. Wenner, A Method of Measuring Earth Resistivity; Bull, National Bureau of Standards, Bull 12(4) 258, p. 478-496; 1915/16.)公式为：将(欧姆 厘米)除以 100，转换为 (欧姆 米)就看您采用的具体单位了。
　　
　　例：您决定在接地系统中安装 3 米长的接地杆。为了测量 3 米深处的土壤电阻率，我们已经讨论过测试 3 米长接地电机之间的距离问题。
　　
　　为了测量土壤电阻率，启动 Fluke 1625，然后读取以欧姆为单位的电阻值。本例中，假设电阻读数为 100 欧姆。所以，本例中我们已知：
　　
　　A = 3 米
　　
　　R = 100 欧姆
　　
　　那么电阻率应等于：
　　
　　r = 2 x p x A x R
　　
　　r = 2 x 3.1416 x 3 米 x 100 欧姆
　　
　　r = 1885 Ωm
　　
　　如何测量土壤电阻率 ?
　　
　　为了测试土壤电阻率，按如图所示连接接地电阻测试仪。
　　
　　从图中可以看出，4个接地棒沿一条直线离插入土壤中，间距相等。接地电机之间的距离应至少为接地棒深度的3倍。因此，如果接地棒深度为 1 英尺（0.30 米)，确保接地棒之间的距离但与 3 英尺(0.91 米)。Fluke 1625 产生一个已知电流，通过外侧的两根接地棒，测量内侧两根接地棒之间的电压降。利用欧姆定律(V=IR)，Fluke 测试仪自动计算土壤电阻。
　　
　　由于地下的金属片、地下蓄水层等往往会造成测量结果失真和无效，所以建议将接地棒沿轴向旋转 90度，然后再次测量。通过几次改变深度和距离，就可形成一条特性曲线，由此可确定合适的接地电阻系统。
　　
　　土壤电阻率测量往往会受接地电流及其谐波的影响。为防止这种影响，Fluke 1625 采用了自动频率控制(AFC)系统。该系统自动选择噪声最小的测试频率，以获得清晰的读数。