D.1 总则
D.1.1 测量目的
为解决本标准中涉及到土壤电阻率ρ的相关规定和计算公式中的要求，附录D引用了GB/T17949.1的相关内容。
D.1.2 一般原则
D.1.2.1 土壤电阻率是土壤的一种基本物理特性，是土壤在单位体积内的正方体相对两面间在一定电场作用下，对电流的导电性能。一般取每边长为10mm的正方体的电阻值为该土壤电阻率ρ，单位为Ω·m。
D.1.2.2 土壤电阻率的影响因子有：土壤类型、含水量、含盐量、温度、土壤的紧密程度等化学和物理性质，同时土壤电阻率随时深度变化较横向变化要大很多。因此，对测量数据的分析应进行相关的校正。本标准只对接地装置所在的上层（几米以内）土壤层进行测量，不考虑土壤电阻率的深层变化。 D.1.2.3 在进行土壤电阻率测量之前，宜先了解土壤的地质期和地质构造，并参见表D.1，对所在地土壤电阻率进行估算。
表D.1地质期和地质构造与土壤电阻率
D.1.2.4 土壤电阻率的测量方法有：土壤试样法、三点法（深度变化法）、两点法（西坡Shepard土壤电阻率测定法）、四点法等，本标准主要介绍四点法。
D.1.2.5 在采用四点法测量土壤电阻率时，应注意如下事项：胃电图仪
(1）试验电级应选用钢接地棒，且不应使用螺纹杆。在多岩石的土壤地带，宜将接地棒按与铅垂方向成一定角度斜行打入，倾斜的接地棒应躲开石头的顶部。
(2）试验引线应选用挠性引线，以适用多次卷绕。在确实引线的长度时，要考虑到现场的温度。引线的绝缘应不因低温而冻硬或皲裂。引线的阻抗应较低。
(3）对于一般的土壤，因需把钢接地棒打入较深的土壤，宜选用2kg～4kg质量的手锤。
(4）为避免地下埋设的金属物对测量造成的干扰，在了解地下金属物位置的情况下，可将接地棒排列方向与地下金属物（管道）走向呈垂直状态。
(5）在测量变电站和避雷器接地极的时候，应使用绝缘鞋、绝缘手套、绝缘垫及其他防护手段，要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。 (6）不要在雨后土壤较湿时进行测量。
D.2 测量方法（四点法）
D.2.1 等距法或温纳（Wenner）法i9800
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a。测试电流I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。如图D.1所示。设a为两邻近电极间距，则以a,b的单位表示的电阻率ρ为：
式中：
宝黛体ρ——土壤电阻率；
R——所测电阻；
a——电极间距；
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b——电极深度。
图D.1 电极均匀布置
当测试电极入地深度b不超过0.la，可假定b＝0，则计算公式可简化为：
ρ＝2πaR …………………………（D.2)
D.2.2 非等距法或施伦贝格-巴莫（Schlumberger—Palmer）法
主要用于当电极间距增大到40m以上，采用非等距法，其布置方式见图D.2。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。
这种布置，当电极的埋地深度b与其距离d和c相比较甚小时，则所测得电阻率可按下式计算：
ρ＝πc（R/d …………………………（D.3)
式中：
ρ——土壤电阻率；
R——所测电阻；
c——电流极与电位极间距；
刘锦信海洋幼虫d——电位极距。
图D.2 电极非均匀布置
D.3 测量数据处理
D.3.1 为了了解土壤的分层情况，在用等距法测量时，可改变几种不同的a值进行测量，如a＝2、4、5、10、15、20、25、30(m）等。
D.3.2 根据需要采用非等距法测量，测量电极间距可选择40、50、60(m）。按公式D.3计算相应的土壤电阻率。根据实测值绘制土壤电阻率ρ与电极间距的二维曲线图。采用兰开斯特琼斯（The Laneaste-Jones）法判断在出现曲率转折点时，即是下一层土壤，其深度为所对应电极间距的2/3处。
D.3.3 土壤电阻率应在干燥季节或天气晴朗多日后进行，因此土壤电阻率应是所测的土壤电阻率数据中最大的值，为此应按下列公式进行季节修正：
ρ＝φρo…………………………（D.4)
式中：
ρo——所测土壤电阻率；
φ——季节修正系数，见表D.2。
表D.2 根据土壤性质决定的季节修正系数表
D.4 测量仪器
可按GB/T17949.1—2000中第12章测量仪器的规定选用下列任一种仪器：
a）带电流表和高阻电压表的电源；
b）比率欧姆表；
c）双平衡电桥；
d）单平衡变压器；
e）感应极化发送器和接收器。
变电站土壤电阻率设计值确定的新方法
作者：成都升洲科技有限公司
在对变电站接地工程设计中存在的如何确定土壤电阻率设计值的问题进行分析的基础上，提出了一种新的确定土壤电阻率设计值的方法。应用这种方法，对实际变电站接地工程进行了相关的计算分析，表明了这种方法的实用性和有效性。
随着电网的扩大，装机容量的不断增加，将新建更多的高压或超高压的变电站。为保护有限的土地资源，新建变电站的选址大都会利用土壤条件较差的山丘或坡地，其地下的土壤无论在横向或纵向，一般都由多层具有不同土壤电阻率和不同厚度的土壤层构成，且土壤电阻率较高。在这样复杂的地层结构上，如何正确地设计出变电站的接地网，其中需要解决的一个重要问题是，如何正确地确定出变电站土壤电阻率的设计值？针对这个问题，根据自己多年在实际工程中取得的经验，发表如下看法。
1 当前存在的问题分析
在接地设计技术规范《水力发电厂接地设计技术导则》（以下简称《导则》）中对如何确定变电站土壤电阻率设计值的问题有以下规定：首先，用四极法测量出变电站所在区域的土壤电阻率。其测量方法是，在被测场地中心设置两条相互垂直的基线，将四个测量电极沿基线布置，如图1所示。改变极距ａ可测得视电阻率ρs与极距ａ的关系曲线ρs＝f(ａ)。
当被测场地较大时，应在被测场地上按网格设置测点，如图２所示。同样按上述方法测出各点的视电阻率关系曲线。
利用以上测量结果，作出各不同深度土壤层的土壤电阻率等值曲线或各剖面的土壤电阻率等值曲线，然后，再采用加权平均法求出整个接地网区域的平均土壤电阻率，通常以这个平均土壤电阻率作为在设计计算时所使用的变电站土壤等值电阻率来确定为设计值。
按照《导则》规定的方法，需要进行大量的实地测量与计算分析工作，这不
仅要花费大量的时间、人力和物力，而且，往往在实际工程条件下也难以做到。例如，当变电站位于崎岖不平的山丘或坡地时，不可能先对被测场地进行平整并划分为规则的网格后再作测量。同时，在《导则》中对测量时所改变的极距的大小也无明确规定。因此，在设计收资阶段，相关工作人员往往很难按照《导则》规定的方法进行测量、计算并确定出变电站土壤电阻率的设计值。通常情况下，相关工作人员都是依据在变电站地质勘察报告中所表明的在被测场地范围
内，选定一个或多个接近或超过接地网等值半径的深孔，以地勘得到的各地质层的土壤电阻率作为视电阻率，再进行加权平均后得出平均土壤电阻率作为设计值。或者，在现场按照图1用四极法取极距等于10 ｍ和15 ｍ时测量土壤的电阻率，然后再进行加权平均以得出变电站土壤电阻率的设计值。
图1 基线测量布极图
图2 场地电阻率测量的网形系统
在这里存在两个问题，一是按照《变电站岩土工程勘测技术规程》要求：在可行性研究、初步设计、施工图设计各阶段，当地层不是太复杂时，其钻孔勘测的控制性勘测点的孔深为20 ｍ，一般性勘测点的孔深为8～15 ｍ。而大地对接地导体的有效影响范围，在垂直方向的深度为h=2～4r，在水平方向的宽度为
L=1～3r。式中，r=√（S/π），为接地网的等值半径，S为变电站接地网的面积。按照变电站接地网通常的使用面积计算，对于110 kV变电站，S=2 000 m2，r=25.2 m；对于220 kV变电站，S=6 000 m2，r=43.7 m。由于在变电站地质勘测时，其钻孔的孔深一般不超过20 ｍ，显然，取低于接地网等值半径r的地勘测孔深度
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