标准中涉及的相关检测项目

根据《GB/T 17949.1-2000 接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则 第1部分：常规测量》，该标准主要涉及接地系统中土壤电阻率、接地阻抗和地面电位的测量问题。以下是与之相关的检测项目、检测方法以及涉及的产品说明：

一、相关的检测项目

• 1. 土壤电阻率测量：测量目标土壤的电导性能，以判断接地系统的有效性。

• 2. 接地阻抗测量：评估接地系统在正常及故障工况下的额定阻抗值。

• 3. 地面电位分布测量：测量地表面电压梯度的分布，分析其电位升高对周围环境的影响。

• 4. 接地装置等效电阻测量：评估接地装置整体对大地的等效电阻值是否符合设计和运维要求。

• 5. 接地系统电流分布测量：检查接地系统导电分布是否均匀及运行正常。

二、主要的检测方法

• 1. 四极法（土壤电阻率测量）：通过四根电极布置测定土壤电阻率，通常用于地下土壤电导性能分析。

• 2. 电流注入法（接地阻抗测量）：引入特定电流并测量电压降，计算接地阻抗。

• 3. 电位降法（地面电位分布测量）：利用电流极和电位极之间的电压分布特性，记录地面电位分布情况。

• 4. 脉冲法或频率法（接地阻抗测试）：应用高频信号或脉冲波形，测定高频条件下接地系统阻抗。

• 5. 环路电阻测试法：用于评估已安装接地装置整体的接地电阻值。

三、涉及的产品

• 1. 发电系统：发电厂中的接地系统，例如发电机、变压器接地设备。

• 2. 配电系统：包括输电线路、开关站或变电站的接地装置。

• 3. 工厂及大型建筑的接地设备：主要是避雷针接地、电力设备接地以及工作接地。

• 4. 地下通信系统：通信基站和线路的屏蔽电缆接地装置。

• 5. 交通设施：如轨道交通系统中的轨道接地保护装置。

• 6. 科研测试仪器：用于工程检测的接地测试仪器及其配件。

以上内容详细列举了《GB/T 17949.1-2000》标准中涉及的常规检测项目、方法及相关产品，为接地系统设计、维护和运行提供了专业技术参考。

GB/T 17949.1-2000 接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则 第1部分：常规测量的基本信息

标准名：接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则 第1部分：常规测量

标准号：GB/T 17949.1-2000

标准类别：国家标准(GB)

发布日期：2000-01-03

实施日期：2000-08-01

标准状态：现行

GB/T 17949.1-2000 接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则 第1部分：常规测量的简介

本标准的测试方法包括：(1)测量从小型接地棒、接地板到电站大型接地系统等各种接地极的接地电阻和接地阻抗；(2)测量地面电位，包括测量跨步电压、接触电压和等电位线；(3)为完善工程设计，按比例模型试验法，在试验室内预测接地电阻和地面电位梯度；(4)测定土壤电阻率。本标准所列测试方法仅限于使用直流电流、周期性换向直流电流、正弦交流电流和冲击电流(用于测量冲击接地阻抗)。本导则没有包括所有可能的测试手段和测试方法。由于测试中的可变因素很多，测试难以做到高度准确，因此要用现有的最合适的测试方法仔细地做试验，还要彻底了解误差产生的原因。GB/T17949.1-2000接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则第1部分：常规测量GB/T17949.1-2000

GB/T 17949.1-2000 接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则 第1部分：常规测量的部分内容

GB/T17949.1—2000

EEE前言

测试内容

定义…

接地网测试时的安全措施

有关测量的一般性规定·

土壤电阻率测量

接地阻抗

地面电位

10冲击接地阻抗

模型试验

12测量仪器

13有关测量的其他事项

附录A（提示的附录）

附录B(提示的附录)

附录c(提示的附录)

PREOEOPRRREPEOPRRROEROCPEOPERROPOCPEPEORO.....o+.+......

非同质土壤的地电参数

两层土壤模型参数的确定

电位降法的原理

GB/T17949.1—2000

本导则是根据美国标准ANSI/IEEE81：1983《IEEE接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则第1部分：常规测量》制定的，在技术内容上与该标准等同，编写格式也与该标准一致。美国电气和电子工程师学会（IEEE）制定了大批有关电工和电子方面的标准。这些标准均以这些领域的研究成果为依据，具有先进性和实用性的特点，在国际电工界和电子界享有盛誉。ANSI/IEEE81：1983的内容涉及接地系统各种参数的测量，被纳入美国国家标准编号。我国的国家标准对接地系统的设计和施工涉及较多，而对接地系统参数的测量涉及较少，引入ANSI/IEEE81：1983可充实这方面的内容。迄今该标准尚未修订。

本标准的附录A、附录B、附录C均为提示的附录。本标准由国家机械工业局提出。本标准由全国建筑物电气装置标准化技术委员会归口。本标准由电力工业部信息研究所、东北电管局、北京供电局等单位起草。本标准由电力工业部信息研究所负责解释。本标准主要起草人：戴耀基、孟庆波、陈淑芳。I

GB/T17949.1—2000

IEEE前言

为提高本导则的实用性，本导则分为两部分。第1部分《常规测量》，其内容包括不需要特殊高精设备、测量技术和没有特殊困难（在大型接地系统或存在异常高的交、直流杂散电流等情况时会有这种困难)的大多数现场测量，第1部分曾作重大修改。第2部分《特殊测量》将在以后制定，该部分意在提供些测量方法，以便当存在一些特殊困难，按常规测量方法难于测量或测量不准时使用。特大的电站接地网和架空线路接地极就属于这种难于测量的接地系统。本导则由电力系统仪器和测量委员会RLC分会土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量工作组编制。

1目的

中华人民共和国国家标准

接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则

第1部分：常规测量

Guide for measuring earth resistivity,ground impedance and earth surface potentialsof a ground systemPart 1:Normal measurementsGB/T17949.1—2000

1.1制定本标准的目的在于介绍接地电阻、接地阻抗、土壤电阻率、地电流形成的地面电位梯度等的测量技术现状，和用比例模型试验预测接地电阻和地面电位梯度的方法。本标准还介绍影响仪器选择和各种测量技术的因素。这些因素是：测量的目的、所要求的准确度、现有的仪器类型、误差产生的原因、所测的地或接地系统的特性等。

1.2本标准可帮助技术人员取得准确、可靠的数据，并正确分析这些数据。本导则所提供的测试步骤，有利于人身和财产安全，并可防止对相邻运行设备的扰。2范围

2.1本标准的测试方法包括：

(1）测量从小型接地棒、接地板到电站大型接地系统等各种接地极的接地电阻和接地阻抗；（2）测量地面电位，包括测量跨步电压、接触电压和等电位线；（3）为完善工程设计，按比例模型试验法，在试验室内预测接地电阻和地面电位梯度；（4）测定土壤电阻率。

2.2本标准所列测试方法仅限于使用直流电流、周期性换向直流电流、正弦交流电流和冲击电流（用于测量冲击接地阻抗)。本导则没有包括所有可能的测试手段和测试方法。2.3由于测试中的可变因素很多，测试难以做到高度准确，因此要用现有的最合适的测试方法仔细地做试验，还要彻底了解误差产生的原因。3测试内容

3.1测量接地电阻或接地阻抗，和测量由于地电流形成的地面电位梯度的目的为：(1）验证新装接地系统的合适性；(2）检查现有接地系统的变化情况；（3）测定危险的跨步电压和接触电压；（4）测定地面电位升(GPR），以便为电力线路和通信线路设计保护措施。3.2比例模型试验法有助于研究新式的接地系统。由于复杂的接地方式和复杂的土壤构造，用分析法难以充分研究这种新式的接地系统。国家质量技术监督局2000-01-03批准2000-08-01实施

3.3测量土壤电阻率有助于：

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（1）估算拟建变电站或输电线路铁塔的接地电阻；(2）估算地面电位梯度、跨步电压和接触电压；（3）计算相邻近的电力线路和通信线路间的电感耦合；（4）设计阴极保护系统；

（5）进行地质勘察。

4定义

本章列出有关本导则的术语定义，由其他组织制定或批准的术语定义与本导则有关者也尽可能采用。

此处列出的定义仅适用于本导则，术语的其他解释见ANSI/IEEE100：1977《IEEE电工和电子术语标准辞典》。

4.1（接）地ground

一种有意或非有意的导电连接，由手这种连接，可使电路或电气设备接到大地或接到代替大地的、某种较大的导电体。

注：使用地的目的是：①使连接到地的导体具有等于或近似于大地（或代替大地的导电体）的电位②引导地电流流入和流出大地（或代替大地的导电体）。4.2接地的grounded

指将有关的系统、电路或设备与地连接。4.3地回电路ground-returncircuit利用大地形成回路的电路。

4.4（接）地电流groundcurrent在大地或在接地极中流过的电流。4.5接地导体groundingconductor指构成地的导体，该导体将设备、电气器件、布线系统、或其他导体（通常指中性线）与接地极连接。4.6接地极groundingelectrode

构成地的一种导体。

4.7接地连接groundingconnection用来构成地的连接，系由接地导体、接地极和围绕接地极的大地（土壤)或代替大地的导电体组成。4.8（接）地网groundgrid

由埋在地中的互相连接的裸导体构成的一组接地极，用以为电气设备和金属结构提供共同的地。注：为降低接地网电阻，接地网可连以辅助接地极。4.9（接）地均压网groundmat

位于地面或地下、连接到地或接地网的一组裸导体，用以防范危险的接触电压。注：接地均压网的通常形状是适当面积的接地板和接地格栅。4.10接地系统groundingsystem

在规定区域内由所有互相连接的多个接地连接组成的系统。4.11（接地极）地电阻groundresistance（groundingelectrode）接地极与电位为零的远方接地极之间的欧姆律电阻。注：所谓远方是指一段距离，在此距离下，两个接地极的互阻基本为零。4.12接地极互阻mutualresistanceofgroundingelectrodes指以欧姆为单位表示的，一个接地极1A直流电流变量在另一接地极产生的电压变量。4.13电位electricpotential

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指某点与被认为具有零电位的某等电位面(通常是远方地表面)间的电位差。注：比零电位面高的点称为正电位，比零电位面低的点称为负电位。4.14等电位线equipotential lineorcontour在给定时间内具有等电位诸点的轨迹。4.15电位（曲）线potentialprofile指沿规定路径上，电位与距离的函数关系曲线。4.16表面电位梯度surface-potentialgradient电位线的斜率，其轨迹与等电位线正交。4.17接触电压touchvoltage

接地的金属结构和地面上相隔一定距离处一点间的电位差。此距离通常等于最大的水平伸臂距离，约为1m。

4.18跨步电压stepvoltage

地面一步距离的两点间的电位差，此距离取最大电位梯度方向上1m的长度。注：当工作人员站立在大地或某物之上，而有电流流过该大地或该物时，此电位差可能是危险的，在故障状态时尤其如此。

9（材料）电阻率resistivity(material）4.19

有效电阻率effectiveresistivity指一种系数，其值等于材料内的电场强度除以传导电流密度。4.20耦合coupling

在两个或两个以上电路或系统间，可进行一电路(系统)到另一电路(系统)功率或信号转换的效应。注：耦合分为紧耦合和松耦合两种，在紧耦合时，各元件的诸变量间相位移较小。紧耦合各系统间有大的相互效应，这种效应可用系统矩阵的失积表示。4.21电容耦合couplingcapacitance在两个或两个以上电路间借助电路间电容的耦合。4.22电阻耦合resistivecoupling在两个或两个以上电路间借助电路间电阻的耦合。4.23直接耦合directcoupling

在两个或两个以上电路间借助电路共同的自感、电容、电阻或三者集合而形成的耦合。4.24电感耦合inductivecoupling(1）对于通信电路，本术语指两个或两个以上电路间借助电路间互感而形成的耦合。注，电感耦合这一术语通常指互感所形成的耦合，而直接电感耦合这一术语指诸电路共同的自感所形成的耦合。（2）对于电力和通信电路，指相邻的电力电路和通信电路间因电感应、磁感应或电磁感应而形成的相互关系。

4.25（架空线防雷保护用）接地极counterpoise（overheadlines）(lightningprotection）指一个导体或一组导体，装设在输电线路下方，位于地面或地面上方，但绝大多数在地下，并与铁塔或电杆基础相连。

5接地网测试时的安全措施

5.1（变)电站接地网测试

在进行接地网测试时，如果电力系统发生涉及该接地网的故障，则在该接地网与远方零电位点间会有致命的电位差存在。

由于接地网测试内容之一是为电流极和电位极选定远方零电位点的位置，因此在选择电极引线时应考虑该引线能承受引线和接地网任何一点间可能出现的电位差。此电位差的大小可如此考虑，即在比3

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较大的（变)电站里，其接地网的接地阻抗应为0.05～0.52的数量级。假定通过该接地网的接地故障电流在20kA的数量级，则对远方零电位点的电位（地电位升）可达1.010kV的数量极。如接地阻抗及故障电流更高，则接地网电压的升高可超过10kV。上述情况表明，在手触试验引线时应倍加小心，决不允许通过人的两手或人体其他部分使可能具有高电位差的两点构成回路。虽然在人触及试验引线的同时，发生接地故障的可能性极少，但不应忽视这种可能性的存在。因此，在测量运行中的（变）电站接地网时，应使用绝缘鞋、绝缘手套、绝缘垫及采用其他防护手段。

在所有的情况下，应遵守有关专业组织所制定的安全程序和安全方法。5.2避雷器接地极测试

由于避雷器接地极通过的是时间很短的高幅值雷电流，这种接地极属于特殊的类型。雷电流幅值可能超过50000A，对于一个有缺陷的避雷器，还要考虑其故障电流。由于避雷器断开接地极后，其底座电位可能升到线电位，因此不应断开避雷器接地极进行测量。只有在采取措施使避雷器放电电流减至最小时，才可测试其接地极。

5.3小型独立接地极

这一措施涉及电流极周围可能出现的高电位梯度。如果像电位降法那样，使测量电流流入安放在远处的电流极，则在测试过程中，应不使好奇的人停留在电流极附近。在乡村，不应使放牧的牲畜走近电流极。

6有关测量的一般性规定

6.1复杂性

测量土壤电阻率、接地阻抗和地面电位梯度要比测量其他种类的电阻、阻抗和电位更为复杂。可能需要进行多次测量并绘制曲线，杂散电流及其他因素通常会干扰测量工作。由于电站附近地区的开发和工业的发展，为测量接地电阻而选择测棒的合适安放位置就越来越困难。此外架空地线、地下水管、电缆外皮等都可能使接地网畸变或扩大。注：架空地线可因有意处置或因接触腐蚀而对地绝缘，因此低电压的测试结果与真实故障时的测试结果可能不同。接地阻抗的测量应在接地网安装完毕后立即进行，以确定应接入接地网的接地部件无漏接。要考虑到以后安装的装置如水管、铁轨等将会改变所测的数据。还要考虑到，在接地网安装一年以后，由于土壤变得均匀坚实，接地阻抗通常会降低。6.2试验电极

在接地阻抗测量中，要用到电流极和电位极。如果所采用的接地阻抗测量方法是两点法或三点法，则对两点法来说试验电极的阻抗与待测接地极的接地阻抗值相比较应可予以忽略，而对三点法来说，试验电极的阻抗与待测接地极的接地阻抗值应属于同一数量级。否则，测试结果就可能不正确。显然，以上的限制使上述的测量方法仅适用于像住宅游泳池和小型低压配电变电站那样相对来说较小的接地网。

在采用电位降法测量接地阻抗时，对试验电极的要求不是如此严格。理论上，试验电极的接地电阻不会影响测试结果，因为此因素已在测试方法中加以考虑。但实际上，试验电极的接地电阻值不应超过一定限度，否则，流过测量仪器的电流不足。这意味着：(1）该电流低于仪器灵敏度的要求值；(2）该电流和地中杂散电流属于同一数量级；(3）上述二者均存在。

对于第一种情况，在测量现场可采取的唯一正确方法是提高测试电流。为此可提高电源电压，或降低试验电极的接地电阻。提高电源电压并不总是能办得到的，特别是在测量仪器配上手摇发电机时更是4

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如此。如提高电源电压可行，则应采取措施避免在试验电极和试验引线上出现危险电位。在采取特殊安全措施（如戴绝缘手套或穿着绝缘鞋)后，可将试验电极和试验引线上的最高安全电压提高到100V。通常提高测试电流的最有效方法，是降低电流极的接地电阻。这可通过将电流极更深地打入土壤，在电流极周围泼水，或打辅助电极并和电流极并联方式实现。但在所泼的水中添加盐是无甚效果的，增加湿度才是最有效的。

通常，电流极和电位极的电阻值应符合所用仪器的要求。对普通的市场出售的仪器，电位极的接地电阻值可取10002，有些制造商则声言他们的仪器允许采用100002的电位极。电流极的电阻通常应小于500Q，电流极的电阻值是电源电压和所要求的测试电流的函数。电源电压与电流极电阻的比值决定了流过所用仪器电流表的测试电流。按照经验，电流极电阻与待测接地极电阻的比值不应超过1000比1，最好是100比1或更小。对于第二种情况，在进行直流电流测试时，测试电流应增加，以克服地中直流杂散电流的干扰效应在用交流或周期性换向直流电流测试时，应选用不含杂散电流频率的测试电流。6.3直流杂散电流

土壤的导电是电解性导电，直流电流导致化学反应和使电位差具有极性。在各种类型的土壤间，和在土壤与金属间的电池效应，都产生直流电位。直流电位、极化、以及直流杂散电流都可能严重干扰直流电流测量。因此，在测量时常使用周期性换向直流电流，或使用规则的脉冲电流。然而，用周期性换向直流电流作电阻测量时，其多次所测值虽十分接近，却可能与按交流运行时的电阻值相差较多，因而不够准确。在有太阳感生光电电流(准直流)的地区还应采取特别措施。6.4交流杂散电流

地中交流杂散电流、待测接地系统的杂散电流、以及试验电极中的杂散电流使测量更为复杂化。为减少交流杂散电流对接地电阻测量的效应，可在测量时使用非杂散电流的频率。大多数测量仪器使用50Hz到100Hz的频率。为克服交流杂散电流的效应，常需要使用滤波器或窄频带测量仪器，或二者皆用。

6.5大型接地系统阻抗的电抗分量大型接地系统的接地阻抗可能非常低（可达0.010Q），但其正交分量可能较大。在测量大型接地系统的工频接地阻抗时，应采取一些措施。对于这种测量，测试装置应在接近工频下工作，但测试频率应稍高或稍低于工频。为取得较高准确值，测试电流最低值不得小于50A，并应避开工频接地电流。本标准的第二部分《特殊测量》将规定大型接地系统的阻抗测量方法。6.6试验引线间的耦合

在测量低值接地阻抗时，试验引线间的耦合就变得重要起来。由于电流引线中电流的流动，耦合到电位引线而产生的任何电压，将直接叠加到所欲测量的电压上，因而产生测量误差。两条平行试验引线间工频的电感耦合所造成的误差可高达0.1Q/100m，其影响将是可观的。通常低接地阻抗总是出现在大面积接地网上，测量这种接地网就用得着长的试验引线，以便引到远方零电位点。相反，小面积接地网通常有十分高的接地阻抗，可用较短的试验引线接到远方零电位点。因此，可以认为在测量大面积低阻抗接地网时，试验引线间的耦合是比较严重的。根据经验，对于接地阻抗为10Q或以上的接地网，其试验引线间的耦合通常可忽略；对于接地阻抗为1Q或以下的接地网，其试验引线间的耦合应予重视；而对于接地阻抗在1～10Q的接地网，其试验引线间的耦合应予考虑。试验引线间的耦合可通过适当地安排电位引线和电流引线的走向而减小。在估计到试验引线间会有耦合时，应将电位引线和电流引线间的角度尽可能放大。6.7地下金属物

部分或完全埋地的金属物如铁轨、水管、或其他工业金属管道对测量结果会有很大的影响。在士壤电阻率测试中，靠近测试场地的地下金属物常引起所测值的急剧下降。所测值降低的数值和程度，表明地下金属物的大小和深度。位于地下金属物附近的接地极的所测电阻，与无该地下金属物时5

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相比较，其值将下降较多。总之，在为防止通信干扰而测定有效地面电位升（GPR2时，不应忽视地下金属物的效应。在地下金属物上测量地面电位和电位梯度时，地面电位等位线会畸变，电位梯度会上升。在需要测量土壤电阻率的地方，如怀疑有地下金属物，且能确定这些地下金属物的位置时，可通过将试验电极排列得与该地下金属物的走向垂直，来减少金属物对士电阻率测量结果的影响。此外，试验电极应尽可能远离地下金属物。7土壤电阻率测量

7.1总则

不管测量十壤电阻率的目的如何，其测量技术实际上是一样的。但是对测试数据的分析却可能是多样的，在遇到有多种王壤电阻率的士时，情况更是如此。多种土壤电阻率引起额外的复杂性是通常现象，而在深度增加时土壤电阻率不变化也是很少有的现象。土壤电阻率不仅随土壤的类型变化，且随温度、湿度、含盐量和主壤的紧密程度而变化（图1）。c

a）加盐

5 加盐

车10%

c）温度

图1土壤电阻率曲线

b）湿度

30湿度，%

海水地区的土壤电阻率为0.011Q·m；砂岩地区的土壤电阻率能高到10°Q·m。温度自25℃向0℃下降时，土壤电阻率随之缓慢上升；在0℃以下，则迅速上升；而冻土（如冬天的表层土壤)的土壤电阻率可能非常地高。

表1列出各种土壤和各种岩石的电阻率，该表具有简明的优点。通常土壤有若干层，层与层的土壤电阻率是不同的。土壤电阻率的横向变化也存在，但通常是渐变的，在测量地段附近可不考虑土壤电阻率的横向变化。在大多数情况下，测量数据表明，土壤电阻率P主要是深度z的函数。为便于表达，此函数可写成如下式：

式中：A——土壤电阻率;

一深度。

函数以的特性一般说来不是简单的，因而为分析测试数据，最好先建立一个能给出最优近似值的简单的等值函数归。对于电力线路和通信线路，取两个水平层的土壤构造和指数函数的土壤构造，可6

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得到较好的近似值，在进行接地系统设计时，该值是有用的。接地极或临近接地极的地面电位梯度主要是上层土壤电阻率的函数。可是，接地极的接地电阻却主要是深层土壤电阻率的函数，在接地极非常大时更是如此。注：在接地极理在土壤电阻率特别高的上层土壤的极端情况下，上述结论不适用。输电线路的工频接地参数受不同电阻率的各层土壤的影响，而载波频率、无线电频率或冲击波的地回路阻抗实际上仅仅受上层几来王壤层的影响。上述情况说明需要对表层和深层土壤同时进行土壤电阻率的测量。用这种方法可取得许多数据，而对应每个数据，测试电流都和周围士壤电阻率的增量有关。表1地质期和地质构造与土壤电阻率土壤电阻率

1(海水）

10(特低）

30（甚低）

100（低）

300（中）

1000（高）

3000（甚高）

10.000（特高）

第四纪

表层为砂砾和

石子的土壤

7.2测量土壤电阻率的方法

7.2.1地质资料和土壤试样

白垩纪

第三纪

第四纪

砂质粘土

石炭纪

三叠纪

暗色岩

辉绿岩

石灰石

寒武纪

奥陶纪

泥盆纪

石灰石

大理石

寒武纪前

和寒武纪

石英岩

板石岩

花岗岩

片麻岩

通常，在要安装接地网的地方，总要进行大规模的土建工程。为此要进行地质勘探，以获取有关土壤特性和构造的大量资料。这对试图取得这些资料的电气工程师会大有帮助。用已知尺寸的土壤试样相对两面间所测得的电阻值，来确定土壤电阻率是不妥的，因为该值包含了土壤试样和电极的接触电阻，而这是未知的。

如果对土壤试样进行四端电阻测量，则可得到较准确的测定结果。电位端子的尺寸与试样的截面相比应较小，且应与电流端子相距较远，以保持试样的电流分布近于均匀。如果此距离与试样截面大边的尺寸相同，即足以满足测量要求。然而，对试样进行电阻率测量，以得到土壤电阻率的有用近似值是困难的，且在某种情况下是不可能的。这是由于难于得到有代表性的、均匀的土壤试样，和难于在试验槽中复制原有土壤的紧密性和水分含量。

7.2.2深度变化法（三点法）

此法又名三点法，用此法需多次测量接地电阻，每次测量时，被试电极的埋地深度需加深一给定量，其目的是迫使更多的测试电流流过深层土壤。所测的电阻值将反映深度增加时土壤电阻率的变化。通常被试电极是一根细长的棒。用细长的棒而不用其他型式的电极作被试电极，是因为细长的棒有两个重要优点：

（1）准确计算接地棒的理论接地电阻值比较简单，因而分析测试结果较容易；7

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(2）将接地棒打入土壤的操作较容易。用8.2条所述的任一方法，就可进行上述测量。然而，所测得的接地电阻值应尽可能准确，以便能与理论接地电阻值比较。因此，优先用电位降法测量较好。深度变化法能测量到被试电极邻近地区（相当于该被试电极地下部分长度的5～10倍）的土壤特性。如要测量大体积的土壤，则应用四点法测量，因为将长的被试电极打入土壤是不现实的。7.2.3两点法

可用西坡(Shepard)土壤电阻率测定仪和相似的两点法在现场粗略地测量来经翻动过的土壤的电阻率。这种装置包括一个小的铁电极和一个更小的铁电极，二者都附在绝缘杆上。电池的正极通过一只毫安表连接到较小的电极上，而电池的负极则连接到另一电极。该仪器可在电池标称电压上校准，直接显示Q·cm值。这种仪器易于携带，通过将电极打入地中或挖掘坑土壤的侧壁或底部，可在短时间内对小块土壤进行大量测量。

7.2.4四点法

要对大体积未翻动过的土壤进行土壤电阻率的测量，最准确的方法是四点法。将小电极埋入被测土壤呈一字排列的四个小洞中，埋入深度均为b，直线间隔均为α。测试电流1流入外侧两电极，而内侧两电极间的电位差V可用电位差计或高阻电压表测量。V/I即为用Q表示的电阻R。通常采用四点法的两种型式：

(1）等距法或温纳（Wenner)法

采用此种方法时，电极按图3a)等距布置。设α为两邻近电极间距，则以a，b的单位表示的电阻率p为

式中：P—视在土壤电阻率；

R——所测电阻；

一电极间距：

一电极深度。

Va?+452

注：视在土壤电阻率指与土壤电阻率真实值有区别的一种近似值，详见图4与附录A。（2)

必须说明，上式不适用于打入深度为5的接地棒，该式仅适用于埋在深度b的带绝缘连接线的小电极。然而实际上，四个电极通常置于间距为α的直线上，入地深度不超过0.1a，因而可假定b一0，则公式简化为：

p=2haR

从而得出深度直到α的视在土壤电阻率。10

电极向距,

图2典型视在土壤电阻率曲线

·（3）

在各种电极间距时得出的一组数据即为各种视在土壤电阻率，以该数据与间距的关系绘成曲线，即可判断该地区是否存在多种土壤层或是否有岩石层，还可判断其各自的电阻率和深度（图2）。(2）非等距法或施伦贝格-巴莫（Schlumberger-Palmer）法8

GB/T17949.1-2000

温纳(Wenner)法的一个缺点是当电极间距增到相当大时，内侧两个电极的电位差迅速下降，通常用仪器测不出如此低的电位差。为了能测量大间距电流极时的土壤电阻率，可用图3b）的布置方式。此时电位极布置在相应的电流极附近，如此可升高所测的电位差值。此种布置的计算公式很易于确定，如果电极的埋地深度b与其距离&和c相较甚小时，则所测得电阻率可按下式计算：

p=n(c+d)R/d

式中：p

视在土壤电阻率；

一所测电阻；

电流极与电位极间距；

一电位极间距。

a）电极均布

图3四点法

7.3测试数据的分析

b）电极非均布

（4）

对现场测试数据的分析或许是测量过程中最困难的部分。正如7.1条所述，由于土壤构造的不均匀性，土壤电阻率的变化是大而且复杂的。除少数情况外，有必要对土壤构造建立一个简单的等值模型，此模型取决于：

（1）测量的准确性和范围：

(2）所用的测量方法；

（3）所用数学的复杂性；

(4)测量的目的。

对于电力工程，在不使用过多数学的条件下，两层等值模型是足够准确的。7.3.1地质资料和土壤试样

为分析由地质勘探所提供的资料，不必用专门的工具或数学方程式。7.3.2深度变化法（三点法，附录A)）在下列分析中，假定被试电极是一个打入深度为1的接地棒。与1相比较，接地棒的半径是小的。对于其他型式的被试电极，其计算方法与以下所列者相似。埋在同质土壤内的接地棒的接地电阻为：R

或者为：

接地电阻；

式中，R——

视在土壤电阻率；

接地棒埋深；

接地棒半径。

·（5）

·（6)

此二式选用那一个，取决于近似的程度。从接地棒埋深的每一1值所测得的电阻值R，可得出视在土壤电阻率e，将e与对应的1值绘成曲线，可看出土壤电阻率随深度变化的情况。为更清楚起见，现假设从现场测试数据得出如图4所示的曲线。9