接地技术与检测方法
第一章基础知识

第一节大地的导电特性

接地电流在地中的分布状况，除了与电流的频率有关外，还和大地的导电特性有关，要解决接地问题，就要了解和掌握大地的导电特性、电学性质和电气参数，从而选择合理正确的接地方式。

大地导电归结起来无非是两种导电方式，一种是电子导电，地下如有导体或半导体，比如金属矿物质等，就会形成电子导电，但大地导电主要是离子导电，即土壤中的各种无机盐类或酸、碱离解成的金属离子导电。而各类无机盐或酸、碱又必须在有水的情况下才能离解成导电的离子，换句话说，干燥的土壤或纯净的水是不导电或导电能力很差的。所以土壤电阻率的大小主要取决于土壤中导电离子的浓度和土壤中的含水量。土壤电阻率是土壤中所含导电离子浓度A的倒数1/A和单位体积土壤含水量B的倒数1/B的函数，即

ρ=f（1/A）·f（1/B）

也就是说，土壤中所含导电离子浓度越高，土壤的导电性就越好，ρ就越小；反之就越大。如沙河中，河底的ρ值很大，就是因为河底由于流水的冲刷，导电离子浓度较小所致。土壤越湿，含水量越多，导电性能就越好，ρ值就越小；反之就越大。这就是接地体的接地电阻随土壤干湿度变化的原因。为什么雨后不宜开展防雷检测？请举例说说水的导电性能。

第二节土壤电阻率

土壤电阻率就是土壤阻碍电流通过的能力。物理知识告诉我们金属的电阻率很小，而橡胶陶瓷等电阻率很大。而土壤的电阻率与其性质、结构和含水量有关。

土壤电阻率是接地工程的一个常用参数，直接影响接地装置接地电阻的大小、地网地面电位分布、跨步电压和设备接触电压。因而，了解和掌握土壤电阻率的特点，尤其是准确测出土壤电阻率，电阻率的分布和变化情况，对接地工程来说是非常重要的。

类别	名称	电阻率近似值（Ω·m）
土	陶粘土	10
	泥炭、泥灰岩、沼泽地	20
	捣碎的木炭	40
	黑土、园田土、陶土	50
	白垩土、粘土	60
	砂质粘土	100
	黄土	200
	含砂粘土、砂土	300
	河滩中的砂	1300
	煤	—
	多石土壤	400
	上层红色风化粘土下层红色页岩	500（30%湿度）
	表层土夹石，下层砾石	600（15%湿度）
砂	砂、砂砾	1000
	砂层深度大于10m，地下水较深的草原，地面粘土深度不大于1.5m，底层多岩石	1000
岩石	砾石、碎石	5000
	多岩山地	5000
	花岗岩	20000
混 凝 土	在水中	40~55
	在湿土中	100~200
	在干土中	500~1300
	在干燥的大气中	12000~18000
矿	金属矿石	0.01~1
水	海水	1~5
	湖水、池水	30
	泥水	15~20
	泉水	40~50
	地下水	20~70
	溪水	50~100
	河水	30~600

 

地的电阻率（Ω·m）和组对介电系数

序号	名称	电阻率ρ（Ω·m）
		潮湿状态	干燥状态
1	花岗岩	103	106
2	正长岩	103	106
3	闪长岩		106
4	辉长岩	104	106
5	玄武岩		106
6	辉绿岩	104	107
7	安山岩	103
8	片麻岩	104	108
9	页岩	102~103
10	大理岩	104	108
11	石灰岩	102~103	108~108
12	砂岩	10~103	103~108
13	煤	102~104	105
14	粘土	10~104	107
15	土壤	10~103	103~104
16	水

 

第三节人工改善土壤电阻率的方法

接地电阻的值主要由接地电极的尺寸和土壤的电阻率决定。来降低接地电阻要做认真的技术经济分析，从而找出最经济合理的办法来，而改善土壤电阻率就是其中行之有效的方法。

降低接地电极附近土壤的电阻率，在一定程度上相当于加大了接地电极的尺寸，所以可以起到降低接地电阻的作用。

大型接地网，要采用外延、扩网、立体地网和改善土壤电阻率等综合措施来降低接地电阻。对于小型接地网和输电线路的杆塔的接地处理，改善土壤电阻率是行之有效的方法之一。

常用的人工改善接地电极土壤电阻率的方法有换土法、降阻剂法，它们主要是在接地体周围施加降阻剂。

降阻剂的机理：

1．增大接地体的有效截面。

2．消除接触电阻。

3．随着降阻剂的渗透，改善接地体周围的土壤电阻率，因为增加土壤中的导电离子的浓度。

4．降阻剂的吸水性和保水性改善并保持土壤导电性能。

通用的降阻剂有木炭、石墨、导电水泥和膨润土等。选用降阻剂主要考虑其降阻性、防雷性、稳定性、长效性和污染问题。