土壤电阻率作业指导书

土壤电阻率测试作业指导书

1范围

本作业指导书适用于土壤电阻率的测量，规定了土壤电阻率测量试验的引用标准、测试原理和方法、仪器设备要求、作业程序、试验结果判断方法和试验注意事项等。制定本指导书的目的是规范土壤电阻率的测试，保证测试结果的准确性，为建构筑物防雷接地设计/雷击风险评估等提供详尽科学的数据。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本作业指导书的引用而成为本作业指导书的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单或修订版均不适用于本作业指导书，然而，鼓励根据本作业指导书达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本作业指导书。

DL/T 475 接地装置工频特性参数的测量导则

DL/T 621 交流电气装置的接地

DL/T845.2 电阻测量装置通用技术条件第2部分工频接地电阻测试仪

GB 50065 交流电气装置接地设计规范

GB/T 2143建筑物防雷装置检测技术规范

3 测试原理

本作业指导书仅提供一种常用的测试方法，该方法也是国际上通用的一种方法，即四极等距法或温纳法。测试示意图如下：

由于电极之间的距离一般远大于电极的埋设深度，土壤电阻率的公式可以简化为ρ=2

πaR。

被测场地土壤中的电流场深度（即被测土壤的深度），与极间距离a有密切关系。当被测场地的面积较大时，极间距离a也相应地增大。通俗地说，要测量某个深度的视在土壤电阻率，就需要测量相当于这个深度的电极间距的视在土壤电阻率。

4. 土壤电阻率测试

4.1 测试范围

为准确模拟土壤分层结构模型，需要测量尽可能深的视在土壤电阻率，原则上，视接地网尺寸大小，至少宜测量接地网近似尺寸（等效对角线）深度土壤的实在电阻率。即，当接地网的最大对角线为D时，测量土壤电阻率时布置的最大电极间距离也至少应该为D。

测试时为了得到较合理的土壤电阻率数据，应改变电极间距a，通常应该取a的10组不

同的距离，从而得到对应的10组土壤电阻率视在土壤电阻率。通常，极间距根据被测地网的

大小可为5/10/15/20/30/40……。最大间距a为接地网的最大对角线尺寸D。

4.2 基本要求

土壤电阻率随土壤类型及温度、湿度、含盐量等变化，避免在雨中或雨雪后立即进行。一般宜在连续天晴3天后或在干燥季节进行。在冻土区，测试电极须打入冻土层以下。

测试电极不应再有明显的岩石、裂缝和边坡等不均匀土壤上布置。

4.3 测量步骤(以FW-E08B为例)

仪器的选择对土壤电阻率的测量至关重要，目前大多数具有土壤电阻率功能的仪器，测试可选的最大间距只有20~30m，即只能测量深度为20~30m土壤层的电阻率，完全无法满足测量需求。本作业指导书选择的测试仪器FW-E08B测量深度可以达到100m，基本满足所有民用建筑地网土壤电阻率的测试要求。对于发电厂、变电站等大地网的土壤电阻率测试，可以选用大地网测试仪FW 1904C中的土壤电阻率测试功能。

A.开关机

开机前，请按照仪器的使用说明将测试线分别插在仪器对应的输出端子子上。按POWER键实现开关机。开机后有下角显示“APO”，不操作时15分钟后自动关机。

B.电池电压检查

开机后，如果LCD显示电池电压低符号“”，表示电池电量不足，请及时充电。电池电力充足能保证测量的精度。电池电量减少时，电量指示条减少。

C.线阻校验

为了提高现场测量接地电阻的精密性、稳定性，避免因测试线长时间使用线阻变化引起的误差；避免因测试线未完全插入仪表接口或接触不良引起的误差；避免因用户更换或加长测试线引起的误差等，测试前需要对测试线阻进行校验，对于低值电阻测量更加精确。

连接好测试线与仪表后，将所有测试线的另一端短接，如下图，按功能键R按钮切换

至对应的接地电阻测量档位，按“”键开始校验，校验中LED指示灯闪烁，LCD

倒计数显示，校验完毕LCD显示线阻值并将该值存储，在本次开机接地电阻测量中会自

动扣除校验的测试线电阻值。

关机不保存校验线阻值，下次开机，需要重新校验。

D.测试

四极法(温纳法)：按下图连接测试线，注意辅助接地棒间的间距及埋入深度，分别将H、S、ES、E辅助接地棒呈直线深埋入大地，将接地测试线(红、黄、绿、黑)从仪表的H、S、ES、E接口开始对应连接到被测H、S、ES、E辅助接地棒上。

长按“SET”键(超过3秒)”

(a值范围:1m～100m)”键(超过3秒)保存设定的a值，并返回土壤电阻率测试模式。

设定完a

进度，完成测试后显示稳定的土壤电阻率值。

每测试一组数据，需要对电极间距a进行设置。

如下图，被测量土壤电阻率为47.23Ω·m，辅助电流极的接地电阻值RH为0.34KΩ和辅

助电压极的接地电阻值RS为0.28KΩ，显示完后自动返回显示被测量土壤电阻率ρ。同接地电阻测试一样。辅助电流极和电压极的接地电阻应小于500Ω。

H.测试结果

测试结果应包含至少10组数据，如下表格（a的取值视地网大小而定）

以上测量的是土壤在深度为5m，10m……200m的视在土壤电阻率，因为没有任何土壤是完全均匀的，因此上述不同深度离散的土壤电阻率对实际应用没有意义，具体的土壤分层情况和每层具体的土壤电阻率需要对上述数据进行反演计算。

I.土壤结构反演

土壤结构反演需要专业软件CDEGS中的RESAP 模块。如下图，可以看出该区域的土壤分层为两层，每层土壤的厚度和电阻率可以在生成的报告中看到。这个结果才是真正的土壤电阻率。

5. 测试引用标准条款

GB/T 21431-2015 建筑物防雷装置检测技术规范5.4.1.6 条