決定接地電阻的主要因素是土壤電阻。土壤電阻的大小一般以土壤電阻系數來表示。土壤電阻系數是以每邊長1m的正立方體的土壤電阻來表示。土壤電阻系數根據土壤性質、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****值作為設計依據。
影響土壤電阻系數的主要因素有下列幾個:
(一)土壤性質
土壤性質對土壤電阻系數影響****。不同性質的土壤,其電阻系數甚至相差幾千到幾萬倍。不同性質的土壤的電阻系數如表1所示。
(二)含水量
含水量對電阻系數也有很大的影響。絕對干燥的土壤電阻系數可以認為接近無窮大。含水量增加到15%左右時,電阻系數改變很小;當含水量超過75%時,土壤電阻系數反而增加。
含水量對土壤電阻系數的影響,不僅隨土壤種類不同而有所不同,而且與所含的水質也有關系。例如在電阻系數較低的土壤中,加上比較純潔的水,反而增加電阻系數。因此在采用加水改良土壤時,也要注意這一點。
(三)溫度
當土壤溫度在0℃及以下時,由于其中水分結冰,土壤凍結,電阻系數突然增加,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0℃繼續上升時,由于其中溶解鹽的作用,電阻系數逐漸減小。溫度到達100℃時,由于土壤中水分蒸發,電阻系數又增高。
(四)化學成分
當土壤中含有鹽、酸、堿成分時,電阻系數會顯著下降。一般即利用這種特性來進行改善土壤的電阻系數。管型接地體經過食鹽處理后的電阻系數降低情況見表2.
表1 土壤的電阻率參考值
類別
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名稱
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電阻率近似值(Ω·m)
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不同情況下電阻率的變化范圍
(Ω·m)
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較濕時(一般地區、多雨區)
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較干時(少雨區、沙漠區)
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地下水含鹽堿時
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陶黏土
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10
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5~20
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10~100
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3~10
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泥炭、泥灰巖、沼澤地
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20
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10~30
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50~300
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3~30
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搗碎的木炭
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40
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黑土、園田土、陶土白堊土、黏土
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50
60
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30~100
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50~300
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10~30
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砂質黏土
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100
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30~300
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80~1000
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10~80
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黃土
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200
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100~200
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250
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30
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含砂黏土、砂土
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300
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100~1000
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1000以上
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30~100
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河灘中的砂
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300
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煤
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350
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多石土壤
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400
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上層紅色風化黏土、下層紅色頁巖
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500(30%濕度)
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表層土夾石、下層礫石
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600(15%濕度)
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砂、砂礫
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1000
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250~1000
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1000~2500
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砂層深度大于10m、地下水較深的草原地面黏土深度不大于1.5m、底層多巖石
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1000
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巖石
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礫石、碎石
多巖山地
花崗巖
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5000
5000
200000
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混凝土
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在水中
在濕土中
在干土中
在干燥的大氣中
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40~55
100~200
500~1300
12000~18000
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礦
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金屬礦石
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0.01~1
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表2 管形接地體經食鹽處理后的有效系數表
處理前的土壤電阻系數(×104
Ω·m)
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有效系數a(處理前后土壤電阻系數之比)
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處理前的土壤電阻系數(×104
Ω·m)
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有效系數a(處理前后土壤電阻系數之比)
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0.25
0.5
1.0
2.0
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2.3
2.7
3.2
4.0
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3.0
4.0
5.0
6.0
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5.0
6.0
6.5
7.5
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