通信基站土壤电阻率测量及防雷接地装置设计.docVIP

精品论文 参考文献 通信基站土壤电阻率测量及防雷接地装置设计 崔健璋 　　佛山市富兰防雷研究所有限公司南海分所 528208 　　摘要：本文通过通信基站的实地考察，采用“四极法”、“三极法”去测量土壤电阻率，并通过测量数据的处理、分折、对比，指导人工接地体的设计并得到验证，是理论与实践紧密结合，是人工接地体的设计、施工值得参考的范例。 　　关键词：通信基站；土壤电阻率；四极法；三极法；分析对比；地网设计 　　众所周知，土壤电阻率（又叫土壤电阻系数）是决定接地体接地电阻的重要因数。不同性质的土壤固然有不同的电阻率，就是同一种土壤，由于温度、含水量以及水中的电解物质的不同，土壤电阻率也会发生显著的变化。因此，为了在进行接地装置设计时有正确的依据，使所设计的接地装置更能符合实际的需要，必须进行土壤电阻率测量。现在以对平洲夏东移动通信基站为例予以阐述。 　　1、从测量方法分析利弊，注意减小测量误差 　　测量土壤电阻率的常用方法有“三极法”和“四极法”。但哪一种方法测量出来的结果对设计接地装置有价值呢？（或者说对通信基站的地网设计更具参考价值及指导性意义呢？）为此，我们比较了两种方法测量土壤电阻率的效果。 　　“四极法”是一种将四个电极插入同一深度、同一直线上，由外边两个电极使土壤中流过电流，再用中间两个电极测出其附近间土壤的电位差，测量时可用电流电压法分别测得电流和电压或用接地电阻测试仪测得接地电阻R0，从而算出土壤电阻率rho;的方法。即在需要测量土壤电阻率的地方，用四根同样大小尺寸的接地棒（测试接地极）C1、P1、P2、C2在地面沿一直线以等距离a埋设（极间距离为a），四根测试接地极埋入深度为b，b不应大于极间距离a的1/20（即ble;a/20，通常取b = a/20），由外侧两接地棒（测试接地极）C1、C2通以电流，再用测量接地电阻的方法测出其接地电阻，然后计算出该处的土壤电阻率。如下图所示： 　　显然，“四极法”测得的土壤电阻率所反映的范围与极间距离a有关。当a不大时（即b埋入深度不大时，因取b = a/20）所得土壤电阻率仅为所测地方大地表层的电阻率，深度的土壤电阻率反映随a的增大而增大，反映的范围（或者说阔度）也随极间距离a的增大而增大。 　　由于采用“四极法”进行土壤电阻率测量时，接地棒（测试接地极）的接地电阻只会影响到通过的电流值I，由于电压差V与I成正比，所以这种方法的测量不会影响接地电阻R0，不会对土壤电阻率rho;的测量造成误差。为避免采用“四极法”进行土壤电阻率测量产生的误差及测量的简单操作，测量时采用圆钢，并尽量使作电流极和电压极的测试接地极引线间保持足够远的距离以减小测试接地极引线相互间互感对测量结果的影响。并应多间距（不同极间距离），分段（不同深度）垂直将接地棒（测试接地极）打入土壤，分别测出其接地电阻，然后计算出该处的土壤电阻率。 　　“三极法”是一种通过测量接地体的接地电阻，并用均匀电阻率的计算公式来反推土壤电阻率rho;的方法。即在需要测量土壤电阻率的地方，埋入一几何尺寸已知的接地体（通常为垂直接地圆钢、钢管或水平埋入土中的扁钢），用测量接地电阻的方法测出其接地电阻，然后计算出该处的土壤电阻率，如下图所示： 　　显然，“三极法”的这种测量方法接地棒（测试接地极）附近土壤起着决定性的作用，也就是说，测出的土壤电阻率，在很大程度上只反映测试接地极附近的土壤电阻率大小的局部情况，对于所要设计的接地装置占地面积大或接地装置所在土壤不太均匀有一定的局限性，而且“三极法” 测量土壤电阻率的最大缺点是在所测得的接地电阻R0中包括有接地棒（测试接地极）和土壤间的接触电阻，而该接触电阻和接地棒（测试接地极）对土壤接触的紧密程度（是否能晃动）有很大关系，往往给测量带来很大的误差。 　　为避免采用“三极法”进行土壤电阻率测量产生的误差及测量的简单操作，测量时采用圆钢，尽量使接地棒（测试接地极）与土壤紧密接触，并应多处（多地点）分段（不同深度）垂直将接地棒（测试接地极）打入土壤，分别测出其接地电阻，然后计算出该处的土壤电阻率。 　　2、采取多种方法测量，整理分析测量结果 　　鉴于上述的分析，我们采用了 “三极法”和“四极法”对通信基站的土壤电阻率进行了简单、科学的测量。 　　A1、用“四极法” 对桂城中心幼儿园进行改变测试接地极极间距离（15m，17m）测量其土壤电阻率，测得接地电阻R0，然后通过公式（1-1）计算出该处的土壤电阻率rho;。 　　rho;= 2pi;aR0 （1-1） 　　式中：a —— 测试接地极极间距离（m）； 　　R0—— 测得接地电阻（Omega;）； 　　rho;—— 该地区的土壤电阻率（Omega;.m）。 　　平洲夏东通