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電阻率法的基本原理范文第1篇

【關鍵詞】高密度電阻率法；風化巖地基；勘察

中圖分類號： D918.4文獻標識碼： A

一、前言

在風化巖地質的勘察過程中，高密度電阻率法具有較好的勘察效果，因此，在風化巖地質勘察中使用高密度電阻率法非常有必要，是保證勘察結構準確可靠的有效途徑。

二、高密度電阻率法的基本原理及發展概況

1、基本原理

高密度電法的基本原理與傳統的電阻率法完全相同，不同的是在觀測中設置了較高密度的測點，現場測量時只需將全部電極布置在一定間隔的測點上進行觀測。由于使用電極數量多，而且電極之間可以自由組合，這樣可以提供更多的地電信息，使電法勘探能像地震勘探一樣使用覆蓋式的測量方式。

與常規電法相比，高密度電法的優點表現在很多方面，其能夠減少因電極設置引起的干擾和測量誤差；還能夠有效地進行多種電極排列方式的測量，從而可以獲得豐富的地質信息；自動化的數據采集，不僅提高了速度，還避免了由于人工操作所引起的誤差和失誤；可以實現資料的現場實時處理和脫機處理，大大提高了電阻率法的智能化程度。利用高密度電法開展地質礦產勘探工作，具有非常好的效果。

2、發展概況

高密度電法是直流高密度電阻率法，由于從中發展出直流激發極化法，因此稱之為高密度電法。高密度電阻率法實際上是一種陣列勘探方法，野外測量將全部電極放置測量點上，利用程控電極轉換開關和微機工程電測儀就能實現數據的快速自動采集。當測量結果送入微機后，還可以對數據進行處理并給出關于地電斷面分布的各種物理解釋的結果。

高密度電阻率勘探技術的運用于發展，提高了電法勘探的智能化程度。早在20世紀70年代就有相關的學者利用陣列電探的思想設計最初模式的高密度電法。80年代，日本借助電極轉換實現了野外高密度電阻率法的數據采集，由于其整體的設計不夠完善，這套設備沒有完全發揮其明顯的優勢。

80年代后期，我國地質礦產部系統率先開展高密度電阻率法及其應用技術研究，從理論結合實際的方向，逐步完善了基礎理論及相關的方法和技術問題。近年來，高密度方法在眾多工程地質勘探領域取得了明顯的地質效果和顯著的社會經濟效益。

三、工程概況

阿爾及利亞某煉油廠是中國在海外投資建設的一個重大煉油項目,根據區域資料和初步勘查報告,該場地在鉆孔揭示的深度范圍內主要為不同風化程度的風化白云質灰巖、砂巖和泥質砂巖或泥巖。風化白云質灰巖厚度相對較薄,一般為2~5m左右,局部較厚,水平方向上厚度變化較大,且與下伏砂巖接觸帶有溶蝕現象。下伏砂巖雖然在深度方向上厚度很大且沿水平方向上分布穩定,但由于其膠結物的差異具有明顯隔層風化的特點,從而使得場區地層復雜化。因此評價場區基巖在水平方向上和豎直方向上的風化均勻程度及空間分布狀況是詳勘階段需要解決的主要問題,根據5巖土工程勘察規范6(50021)2001)對這類地層的勘探點布置要求,需要布置大量勘探孔,這將勢必增加勘察成本?；诖?筆者采用高密度電阻率法與其它傳統手段相結合進行勘察方案的優化,試圖降低勘察成本并提高勘察的精度。

四、剖面解釋、結果驗證及方案優化

場區實測的兩類典型視電阻率剖面見圖1、圖2。實測剖面組合后的三維立體圖見圖3?，F解釋如下。

圖1DF4高密度電法剖面(SON)

圖2DF8高密度電法剖面(WOE)

圖3三維立體圖

從圖1的DF4號剖面看,根據視電阻率的明顯差異,可將剖面分為三個區。I區:水平方向距離約0~230m、深度3~20m的范圍,視電阻率值主要在900~13008#m之間；II區:水平方向距離約230~340m、深度4~25m的范圍,視電阻率值主要在450~8008#m之間；III區:水平方向距離約340~550m、深度3~25m的范圍,視電阻率值主要在200~4008#m之間。這說明了三個區域的地層導電性差別很大,其原因可能是地層的礦物成分、地下水位、結構構造、風化程度、巖性等存在明顯差異造成的,經該剖面上的47號、65號和102號鉆孔揭示的結果驗證(見圖4),電阻率高的I區主要是完整性較好的白云質灰巖且厚度較大；II區的白云質灰巖厚度相對較薄,電阻率主要受下部中-強風化的砂巖控制因而較I區低；III區盡管也存在一定厚度的白云質灰巖,但其電阻率主要受下部中風化的泥巖和強風化的泥質砂巖控制,電阻率值更低。而DF8號剖面所反映的視電阻率具有III區的特征,將其劃為III區的范圍。這說明了電阻率值的差異主要是由于基巖巖性不同且存在不同發育程度的結構面,即電阻率值的變化反映了巖體的結構特征和風化變化規律。

基于鉆探與電阻率法的結果間存在良好的相互印證關系,筆者認為,可根據視電阻率所反映的差異在三個區域采用不同的勘探點間距對詳勘方案進行優化。由于I區基巖完整性較好,而III區基巖的風化程度基本相同,因此可以采用較大的勘探點間距；而風化程度變化較大的II區和三個區的交界部位是需要重點查明的部位,勘探點距離應適當加密。圖3的三維立體圖從空間的角度反映了各個區域的均勻性和場地地層狀況。據這種分區的布孔原則,大大節約了鉆孔量,使勘察方案得到了優化。

圖4鉆孔地層柱狀圖

五、高密度電阻率法的施工

首先要考慮它的制約因素：

1、地形的影響。這是工程勘察最常見的影響因素，盡管目前也出現了地形改正軟件，但功能并不完善，總體效果不理想。

2、探測體埋深過大。根據電法理論，探測體的規模與埋深需達到一定比例后方能被探測。如果規模偏小，埋深偏大，則不能被儀器有效接收。有理論推導有效探測深度的徑深比大約為1：6的范圍內。

3、多解性。探測體的電阻率和埋深之間存在S等值和T等值關系，如果其中一個參數不確定，那就可能對應多個結果而曲線形態和曲線擬合結果完全一樣，這會在工程應用中造成很大誤差。

4、旁側影響。兩個相鄰的測點，其中一個點靠近山體或水邊，其曲線形態會發生較大變化，相應的解釋也會發生大的變動，而事實上地質結構卻沒有多大變化。雖然高密度電法有多種裝置，如對稱四極裝置、施倫貝爾1裝置、施倫貝爾2、偶極裝置、微分裝置等，但是對于具體的施工條件選擇的裝置要綜合考慮。四極裝置是公認的最穩妥的裝置，所以在工作中應予優先選用；偶極裝置靈敏度最高，但引起假象的可能性也同時增大，并且該裝置信號衰減最快，信噪比會隨探測深度的加大迅速降低，其勘探深度偏??；對于剖面測量任務，宜采用多種裝置。如果場地開闊，一般都使用四極裝置。因為該法能獲得最大的測量電位。這對于節省外接電源，減少供電電壓，特別是壓制干擾，增強有效信號，有著重要意義。但是如果場地不允許，最好使用三極裝置(AMN、MNB)。三極裝置比四極將節省一半場地。

六、結束語

綜上所述，高密度電阻率法應用于風化巖地基勘察中的時候，必須要結合地質情況進行勘察，進而提高勘察的效果，為獲得有效可靠的勘察結果提供基本的技術保障。

【參考文獻】

電阻率法的基本原理范文第2篇

【關鍵詞】高密度電法；滑坡；勘察；應用

中圖分類號：U469文獻標識碼： A

一、前言

隨著科學技術的不斷向前發展，在進行滑坡地質災害的勘查過程中，人們開始不斷的采用先進技術，本文就針對高密度電法的應用進行分析。

二、高密度電法勘探的基本原理及工作方法

1.基本原理

高密度電阻率法俗稱高密度電法，是近幾年新興的物探方法。電阻率法是以地殼中巖石的電阻率差異為物質基礎，觀測和研究人工電場的變化和分布規律，進而進行解決地質問題的一種勘探方法。

高密度電法屬于電阻率法范疇，是一種陣列勘探方法。傳統的電阻率法有電測深法和電剖面法。電測深法反映測點下方不同電性的巖層隨深度的分布情況。電剖面法反映地下一定深度內沿水平方向地電斷面的特征。高密度電法同時具備上述2種方法的特點，并彌補了傳統電阻率法測點相對稀少和解釋依據單一的不足。

高密度電法勘探的前提條件是地下介質間的導電性差異，和常規電法一樣，它通過A、B電極向地下供電(電流為I)，然后測量M、N極電位差U，從而求得該記錄點的視電阻率值Ps=K×U／I。根據實測的視電阻率剖面進行計算、處理、分析，便可獲得地層中的電阻率分布情況，從而解決相應的工程地質問題。

2.工作方法

在本次滑坡體勘探中，將采用如下采集參數：裝置類型：溫納裝置(AMNB)，如圖1所示；電極距：2m；電極排列：50一100個；記錄層數：20層。

圖1溫納裝置

三、滑坡區的相關分析

1.地形地貌與地質構造

該滑坡區為一階梯狀的斜坡地貌，地勢東高西低，坡體的上部較陡，下部相對較緩，坡度為20°～30°，東南高山的坡度則為40°，且有陡崖。區內的地面高程為333～500m，相對高差為167m。該滑坡區是一單斜構造，東北西南走向，傾向西北方向，傾角為73°～85°，部分傾角近90°，滑坡體的南北兩側是深切溝谷，后緣和陡崖相連。

2.地層巖性

在滑坡區的出露巖石及土層主要有泥巖夾泥質粉砂巖、第四系松散堆積層、泥巖等，都是軟質巖石，節理裂隙發育、風化嚴重，在滑坡帶的主要物質多是松散體，如塊石、粘土、粉質粘土夾碎石等。

3.氣候條件

該滑坡區的氣候為亞熱帶濕潤季風氣候， 雨水充足，氣溫為-2.5°～44°，年平均氣溫為22.5°，最大日降雨量192.9mm，年平均降雨量1082.6mm，雨季為5～9 月，是全年降雨量的67%。

4.水文地質條件

該滑坡區的地下水主要是基巖裂隙水及松散層孔隙水。松散層孔隙水主要存在于滑坡體的堆積層中，含水層是崩積及殘積的粉質粘土夾碎塊石層，在基巖和覆蓋層的接觸帶周邊的透水性較好，其地下水主要沿著基巖頂面的強風化層流動，以大氣降雨為主要補給，季節性較強。

四、應用實例

1.測區地質概況和地球物理勘探前提

測區位于青海省西寧市郊區褚家營溝某擬建鐵路隧道的進口部分，地形比較陡峭．測區山上布有光纜，山腳下為防空洞和居民區，緊挨蘭西高速公路。

據野外地質調查，隧道進口存在巨型滑坡．覆蓋層主要為第四系全新統沖積砂質黃土、坡積碎石類土，基巖主要為第三系泥巖及砂巖。據前人資料和一般巖土視電阻率經驗值統計分析，各地質體視電阻率值統計見表1。

表1工區視電阻率值統計表

由此可見，各地質體之問具有一定的電性差異，滿足高密度電法的地球物理勘探前提條件。

2.野外施工方案

為了查明滑坡體的成份、厚度及滑動面等，一般選擇綜合物探。但據上述前提條件，地震折射、電測深工作不便開展，因此只好單獨采用高密度電法．根據地形、地質條件和目標層埋深選用不同的電極距和排列長度，采用5 m電極距。由于地形起伏較劇烈，地層以層狀結果為主，故設計溫納裝置采集。野外工作共布置了二條剖面，剖面均超過了滑坡存在范圍，剖面兩端均有延長。其中I-I’剖面沿隧道中線布置，剖面長為550 m；Ⅱ一Ⅱ’剖面沿滑坡軸線布置，剖面長350 m。其工作步驟為：首先利用GPS點和地形圖，找到剖面位置起點樁，儀器主機放在起點處，然后順線路樁布置排列，超過線路部分，利用GPS方位角沿線路方向順延，排列布置完畢后，儀器檢查電纜開關是否連通，然后檢查電極接地是否合格，如果不合格，重新釘電極，等電纜開關、電極都正常后，儀器開始采集。采集過程中，儀器操作人員可以實時監測所測電流、電壓大小，隨時可以處理采集過程中的異?，F象。采集結束后，存盤，將原始數據導人U盤，野外工作結束。

由于地表干燥，為了改善接地條件，采用了給每個電極澆水的措施。由于地形較陡，容易造成距離損失，為了得到比較準確的解釋結果，工作人員采用了現場素描地形的辦法，將地形變化點與電極位置一一對應，這樣可對反演時的地形校正提供準確的地面信息，從而減少了因地形起伏而引起的解釋誤差。其野外布置見圖2所示。

圖2高密度電法剖面平面布置示意圖

3.數據處理及反演

在高密度電法數據采集中，往往包含有一些錯誤和誤差。因此，在反演之前，需要對數據進行人工和計算機程序相結合的方法進行預處理工作。人工預處理主要憑個人的知識與經驗，基本處理方法是：對原始視電阻率所對應的觀測電流、電壓值進行排序，剔除掉電流、電壓值過大或過小的數據(一般電流小于10 mA、電壓小于0.3 mV為剔除對象)，再根據視電阻率曲線的大體趨勢，利用手工進行視電阻率數據曲線的修正與圓滑。然后使用計算機程序處理，這樣可以減少人工處理的勞動強度，提高處理效率，基本處理方法是利用“數據比值插值法”來壓制外界干擾帶來的誤差，利用軟件的數據編輯“窗口平滑”來壓制布極和觀測不準確帶來的偶然誤差。

高密度電法反演使用軟件為瑞典ABEM公司的RES2DINV二維電法處理軟件。其反演程序基于圓滑約束最小二乘法(deGroot--Hedlin andConstable 1 990，Sasaki 1992)的計算機反演計算程序，使用了基于準牛頓最優化非線性最小二乘新算法(Loke and Barker，1996)，使得大數據量下的計算速度較常規最小二乘法快10倍以上，且占用內存較少。

這種算法可以依據采集數據的質量來調節阻尼系數和平滑濾波器，以適應各種不同類型的地質情況。將預處理后的數據加上地形文件，結合測區實際地質概況和地球物理特征，選擇合適的反演參數進行二維反演，選擇合適結果形成物性地質斷面圖。其數據處理流程見圖3。

圖3 高密度電法數據處理流程示意圖

由于地形起伏較劇烈，觀測數據受地形影響較大，反演時需對數據進行地形校正。目前的高密度電法反演軟件基本都有地形校正功能，軟件在帶地形反演時，它首先把地形線進行線性擬合、圓滑處理和線性切割，把地下空間模型的矩形塊和地形線揉合到一起進行反演。

針對該工區地質情況，RES2DINV主要反演參數設置如下：阻尼因子設置為0.02～0.2，阻尼因子隨深度增加遞增系數設置為1.1倍，視電阻率值限制范圍設置為0.1～10倍平均值，水平垂直濾波比設置為0.5，有限元網格形狀選擇為梯形，4個節點，地形線切割類型設置為線性最小二乘法，地形模型設置為帶扭曲有限元網格的S-C變換。反演程序使用的二維模型把地下空間劃分為許多矩形塊，然后確定這些矩形塊的視電阻率，使正演計算出的視電阻率擬斷面與實測擬斷面相吻合。最優化方法主要靠調節模型矩形塊的視電阻率值來減少正演值與實測值的差異，這種差異用均方誤差(RMS)來衡量。迭代次數越多，均方誤差越小。但是，反演結果的RMS誤差并不是越小越好，要結合實際地質模型選擇合適迭代結果，一般選擇2~3次迭代結果較好。

4.成果資料解釋

選擇最接近實際地層模型的第2次迭代結果，形成視電阻率斷面圖(圖4)。

圖4 剖面視電阻率斷面圖

依據視電阻率斷面圖的等值線形態和梯度變化，再結合工區地質資料分析，推測表層高阻體為覆蓋層，表層低阻體并往下延伸為泥巖層，底部較厚中阻體為砂巖層。根據滑坡的特征，推測剖面范圍內斜坡的泥巖和砂巖界面為滑動面，滑體為泥巖。根據以上分析繪制出工區物性地質斷面圖(圖5)。

圖5工區物性地質斷面圖

據工區物性地質斷面圖分析，滑體下為砂巖和泥巖，I-I’剖面滑體最大厚度約為25 m，從滑動面形態看，可能為二期次滑坡；Ⅱ一Ⅱ’剖面滑體已延伸到山頂，其最大厚度約為30 m。為驗證高密結果，在里程HDzKl72+900處設計了一個鉆孔，結果為：0~16 m為泥巖，16～30 m為砂巖，與高密所即解釋的深度相比較，其相對誤差為6.3％。

五、結語

綜上所述，在進行滑坡勘察的過程中，高密度電法的應用極大的提高了勘察的效率和便捷性，同時提高了勘察的準確度。

參考文獻

[1]張勇，藍紅珠 高密度電法在滑坡勘察中的應用 [J] 《科技廣場》 -2010年9期-

[2]江玉樂，張楠，周清強，張朝霞 高密度電法在巖溶路基勘察中的應用 [J] 《物探化探計算技術》 ISTIC -2010年6期-

電阻率法的基本原理范文第3篇

1高密度電阻率成像法的基本原理

高密度電阻率成像法是電剖面法和電測深法的組合，以地層的導電性差異為基礎，研究人工電場作用下地層中傳導電流的分布規律。在野外數據采集時多采用三電位電極系來獲得豐富的地電信息，三電位電極系是一種由溫納裝置、偶極裝置及微分裝置按一定方式組合后構成的統一探測系統，探測過程中可以通過轉換電極開關在一個測點上得到多種電極排列的裝置參數，各種裝置探測視電阻率的計算公式分別為。現場探測工作進行時，首先選取a為基本點距進行剖面測量，然后在改變A、M、N、B之間的相互位置情況下，再進行剖面測量。一般情況下，令AM=MN=NB=na（n=1，2，3……），不論n等于多少，每次剖面測量時向前移動的距離均為a［5］。每組視電阻率ρa值表示該組裝置的中點正下方AB/2處，如圖2所示。

2綜合電阻率法的地球物理響應特征

由于煤礦采空區會使深部地層及淺部地層的連續性遭到破壞，使得采空區上覆地層的電性特征發生變化，根據裂縫發育程度和含水性特征可以判斷地層的電性特征。一般情況下，若采空區上覆地層裂隙較為發育且不含水時，地層電阻率將會大幅度升高，而當裂隙、裂縫中大量充水時，地層的電阻率將有所降低，其降低的程度與富水程度有關；若采空區上覆地層裂縫不發育，則地層的電性特征跟巖性及地層的含水性有關。據此，通過探測地下巖層的電阻率及其變化，可以判定巖層的結構狀態和含水狀況。

3工程應用實例

某礦1505工作面采用綜放回采，近2a的回采造成采空區上地面塌陷以及附近某村大部分村民所居住的房屋出現不同程度的裂縫，為調查該礦采空區塌陷造成的地表影響范圍，采用綜合電阻率法對采空區邊界及地表隱伏裂縫范圍進行探測。

3.1探測方案本次探測采用EH4和高密度電法2種方法進行綜合探測，設計測線垂直于煤層采空區走向邊界。這里選擇其中一條綜合測線進行分析，EH4可控制目的層深度為10~500m，探測點數為32個，測線總長度約310m；高密度電法測線總長度310m。

3.2地質解釋和成果圖3為EH4某測線視電阻率斷面圖。由圖3可知，隨探測深度的增加，視電阻率值表現為由低到高的整體電性特征。圖3上部探測深度小于100m段視電阻率值變化范圍較大，但相對較低，其中，在樁號段0~190m、深度為0~80m范圍內其視電阻率值在0~100Ω•m之間，推斷該區域為受到干擾引起視電阻率值波動；在樁號段190~310m、深度為10~100m范圍內其視電阻率值約100~600Ω•m范圍，推斷該區域為隱伏裂縫引起的視電阻率值增大，而隱伏裂縫則可能為由地下采空區的塌陷在淺部地層中形成的。圖3中部（深度在100~350m之間）的視電阻率值變化范圍較大，在樁號段為0~220m內其視電阻率值在100~300Ω•m范圍，判斷為正常地層反應；在樁號段為220~310m、深度為190~350m內其視電阻率值在200~700Ω•m范圍，推斷該區域為地下采空區或冒落帶引起的視電阻率值增大。因此，可以將采空區的邊界在地面投影位置確定為樁號段為200m處。圖3下段（探測深度在350~500m之間）的視電阻率值整體較高，反映了深部地層正常的電性特征。圖4為高密度電法測線視電阻率剖面圖。由圖4可知，該剖面地層視電阻率層狀特征比較明顯，淺部視電阻率值較低，反映出第四系地層的電性特征，局部出現高阻，可判斷為地表裂縫發育引起。標高為1315~1320m，樁號195~310m段所對應的區域視電阻率值相對較高，局部出現高阻異常現象，可判斷為近地表裂縫發育區，主要受地下采空區影響。深部視電阻率值總體上表現為高電阻率值，反映出深部基巖的電性特征。但220~245m段視電阻率值偏低，可判斷為受采動影響的地表裂縫因雨水下滲形成低電阻率異常區。兩種方法的探測結果顯示：淺部裂縫發育的范圍吻合較好，中深部和深部區域采空區或冒落帶的影響范圍吻合較好。

3.3地質驗證根據綜合電阻率法地質解釋結果圈定的采空區邊界及隱伏裂縫邊界與礦方提供的1505工作面采空區邊界基本吻合，其中EH4電導率成像系統確定的采空區邊界比礦方提供的邊界略大，但差別小于10m，滿足有關規程要求。高密度電阻率法確定的由采空區引起的淺部地層隱伏裂縫波及范圍較為準確。

4結語

電阻率法的基本原理范文第4篇

而伏安法測電阻中的電流表的連接方式是該實驗的重要組成部分之一，伏安法測電阻的電路中電流表的連接方式有兩種，如圖1和圖2所示。圖1的接法稱為電流表的外接法，圖2的接法為電流表的內接法。由于電流表和電壓表內阻對電路的影響，這兩種接法對電阻的測量都存在著系統誤差。本文將對這兩種電路產生系統誤差的原因以及在實際測量中如何選擇電路進行比較詳細的分析，以期對老師們的課堂教學有所幫助。

一、伏安法測電阻的原理

用電壓表測出待測電阻兩端的電壓U，用電流表測出通過待測電阻的電流I，利用部分電路歐姆定律可以算出待測電阻的阻值Rx，即Rx=U/I，這就是待測電阻的測量值。

二、伏安法測電阻的系統誤差分析

1.電流表外接法

在這種電路中，電壓表的示數是加在待測電阻Rx兩端的真實電壓，但由于電壓表內阻分流的影響，電流表的示數比通過電阻的真實電流大，按這種電路測出的電阻值實質上是電壓表內阻和待測電阻Rx并聯后的總阻值，所以Rx測量值比真實值小。設電壓表的示數為U，電流表的示數為I，通過電阻的電流為IR，通過電壓表的電流為IV，則I=IR+IV，所以R真=>R測=測量值比真實值偏小。這里的系統誤差來源于電壓表的分流作用，分流越小，誤差越小，相對誤差δ=

=。所以該電路適合測量小電阻，即當滿足條件Rx

2.電流表內接法

在這種電路中，電流表的示數是通過待測電阻Rx的真實電流，但由于電流表內阻分壓的影響，電壓表的示數比加在待測電阻Rx兩端的電壓大，所以按這種電路測出的待測電阻的阻值比真實值偏大。設電流表的示數為I，電壓表的示數為U，加在待測電阻Rx兩端的電壓為UR，加在電流表兩端的電壓為UA，則U=UR+UA，所以R真=>R測=測量值比真實值偏大。這里的系統誤差來源于電流表的分壓，分壓越小，誤差越小，相對誤差δ=

=。所以該電路適合測量大電阻，即當滿足條件Rx>>RA時，采用電流表內接法測量系統誤差小。為了幫助學生理解和記憶電流表兩種連接方式的系統誤差特點，我在課堂教學中和同教研組的老師們共同總結了如下規律：“大內偏大；小外偏小。”即：電阻值大的電阻采用電流表內接法測量，測量值比真實值偏大；電阻值小的電阻采用電流表外接法測量，測量值比真實值偏小。

三、伏安法測電阻電流表連接方式的選擇方法

1.比較法。若已知待測電阻的大約值Rx，電流表的內阻RA和電壓表的內阻RV可以分別計算出電流表外接法的相對誤差和電流表內接法的相對誤差兩個比值，然后進行比較。

（1）若

（2）若>，則選用電流表內接法，系統誤差??；

（3）若=，則電流表兩種接法都可以。

2.算術根法。若已知待測電阻的大約值Rx，電流表的內阻RA和電壓表的內阻RV可以分別計算出Rx和兩個比值，然后進行比較。

（1）若Rx

（2）若Rx>，則選用電流表內接法，系統誤差??；

電阻率法的基本原理范文第5篇

關鍵詞：降低，變電站，接地電阻，研究應用

中圖分類號：TM63文獻標識碼： A

一、引言

變電站的接地系統是一項能夠維護電力系統安全可靠運行,和保障電力設備和操作人員安全的重要措施。當接地電阻非常大的時候,如果電力系統發生接地短路故障的話,地網電位就會變的十分的高。不僅會威脅操作人員的安全,還可能由于電纜皮環流或反擊而造成設備二次絕緣產生破壞,控制室如果串入高壓,不僅會使控制或監測設備發生誤動作或拒動,還可能會使監測設備遭到破壞而使事故擴大,從而造成嚴重的經濟損失和社會影響。所以,降低變電站的接地電阻,對變電站電網起著至關重要的作用。

二、變電站接地電阻的主要構成

1、接地極與接地線電阻

接地極同接地線電阻是接地電阻的重要組成部分，由于其自身屬于金屬類的導體，該部分電阻通常只占整個接地電阻的一小部分，約為1%-2%，該部分阻值主要會受其幾何尺寸及材質的影響。

2、土壤接觸與接地體表面的電阻土壤接觸同接地體表面的電阻，其阻值同土壤的顆粒大小、土壤性質及土壤中的含水量有著十分密切的關系，同時其還與地面的接觸面積有關。該部分的阻值在整個接地電阻中所占比重較大，約占20%-60%。

3、散流電阻

散流電阻主要是指：由接地體逐漸向外部延伸至20米的圓周范圍內，在擴散電流通過的土壤所產生的電阻，其阻值大小同土壤中的電阻率以及接地極的幾何大小、形狀有著十分密切的聯系。

接地電阻雖由三部分構成,但第一部分所占的比例很小,起決定作用的是接觸電阻和散流電阻。故降低接地電阻應從這兩部分著手,從接地體的材料選擇,接地網的構成(與土壤的接觸面積、地網大小和埋深等)常用的和特殊環境下降低接地電阻方法等方面來討論降低接觸電阻和散流電阻的方法。

三、幾種常用的降低變電站接地電阻的方法和措施

1、從選材上降低接地電阻

通常接地體的金屬材料包括不銹鋼、銅包鋼、扁鋼、鍍鋅圓鋼和純銅材等幾種類型。目前，鍍鋅圓鋼是我國變電站采用最廣而且最為經濟的一種接地體材料。配有高強度特種鋼制成的驅動頭和鉆頭,施工時可以輕易地將棒打入地下,深度可達30m以上,以獲得恒定的低電阻。除了金屬接地體材料外,適合于變電站接地的接地產品還有電解離子接地極。IEA為電解離子接地系統(Ionic Earthing Array)簡稱。IEA接地系統的工作原理是由于大氣壓力的改變和自然空氣的流動,促使空氣流入IEA頂端的通氣孔,使之與接地極內的金屬鹽化合,經過吸濕處理形成電解液。這些電解液聚積在接地極底部并溢出,向四周擴散而形成“接地根”,使土壤電阻降低,從而達到接地電阻持續降低的效果。適用于各類有較高接地要求、接地工程難度較大的變電站。在設計變電站的接地網的過程中,一般接地電阻的目標值通常為O.5歐,可以把接地網和IEA接地環網相結合，以達到更好的降低接地電阻的目標。

2、引外接地

在一些高土壤電阻率的地方,當變電站主接地網的接地電阻不能滿足要求的時候，而且旁邊有低土壤電阻率地區或水源可設置人工接地裝置的時候，這樣選擇引外接地的措施來降低變電站的接地電阻。

3、人工降阻

人工降阻通常采用降阻劑,由于變電站接地網散流范圍需要覆蓋整個站區地層土壤,散流深度達到1/2站區長度,因此,僅在站區上層土壤使用降阻劑效果不大,其費用較高,而且具有腐蝕和維護困難等缺點.

4、深井接地

深井接地措施的實施不會涉及政策處理等方面的問題。當水和地下深處的土壤電阻率比較低的時候，可以選擇用深埋接地極的方式來降低接地電阻。由于變電站往往建立在城市區域環境狹窄的條件下，深井接地方式的采取能夠克服場地窄小的缺點，另外氣候、季節等條件也不會對其造成影響。根據實際經驗，附加于水平接地網的垂直接地體，接地電阻僅能減少2.8％～8％，只有當這些附加的垂直接地體的長度增大到可以和均壓網的長、寬尺寸相比擬，均壓網趨近于一個半球時，接地電阻才會有較大的減小，可減小30％左右。在采取措施前，要進行地質勘察的同時，還要和其它的方法想比較，從而避免打井無效而造成的浪費。

5、更換土壤或采用導電性混凝土

對土壤電阻率較高的變電站，可采用電阻率較低的土(如粘土、黑土及砂質粘土等)替換原有電阻率較高的土壤，置換范圍在接地體周圍0.5m以內。這樣處理后接地電阻可減小為原來的3／5左右。在水泥中摻入碳質纖維來作為接地極使用。

6、電解接地

電解接地系統是近些年來我國出現的一種接地降阻的方式,這種降低接地電阻的方式在國內外已經得到實際應用并且積累了一定的經驗。電解接地的原理：在地中那些垂直鋪設或者水平鋪設的金屬管道中,加入一些特殊的電解化學物質,是其和空氣或者土壤中的潮氣接觸,從而使管道中的化學物質發生一系列的化學反應而產生電解溶液。通過管道上的過濾孔使電解溶液向土壤周圍滲透,進而使土壤的電導率得到提高,同時降低電極和土壤的接觸電阻。為了使電解地極具有良好吸水性、膨脹性、滲透性和防腐性，通常在金屬管道外部采用降阻材料回填技術,這樣可以深入巖土層，而形成一種樹根網狀,泄流面積也會被增大,散流電阻也能夠被降低,電解地極同時還會得到保護而免遭腐蝕,從而降低變電站的接地電阻。

四、一些特殊的降低變電站接地電阻的措施

1、爆破接地技術

爆破技術的基本原理就是指：在地中垂直鉆的地方利用鉆孔機鉆一個直徑為100mm，幾十米深的孔，將接地電極安置在孔中。接著為了爆破方便，沿著鉆孔隔一定的距離安放一定量的炸藥，把附近的巖石爆裂、爆松。然后將調成漿狀的物理降阻劑用壓力機壓入深孔和那些由于爆破產生的裂縫隙中，為了使降阻劑能夠和地下巨大范圍內的土壤內部接觸和溝通，使巖石、土壤和接地電極的接觸面積變大，進而實現大幅度降低接地電阻的目標。在一些土質十分堅硬的地質結構其深層為在花崗巖、砂巖等的地方，由于上層土壤的電阻率遠遠低于深層土壤電阻率，比較適用爆破技術。

2、斜井降阻技術

打斜井降低接地電阻的基本原理：通過采用非開挖技術，沿著變電站進站的道路和線路的終端塔外，把接地電極從站內的主接地網的邊緣，牽引到電阻率較低的站外地區，從而達到較為理想的擴網效果。打斜井技術是一種往土壤釋放電介質來降低土壤電阻率的方法。施放電解質的載體通常選用DK．AG作為電解地極。這種電解地極是一種無毒的埋在地下的銅管內填裝的化合物晶體。土壤里的水分通過銅管上的呼吸孔而被銅管吸收，從而使化合物晶體接觸水分而變成電介質溶液，再從銅管的呼吸孔中排泄出，并向四周流人土壤，在土壤中形成良好的電解質離子土壤，使原來導電率差的地質結構形成良好的電解質導電通道，因此降低大面積內的土壤電阻率。

五、結束語

總之，降低接地電阻的方法各種各樣,每種方法都有其應用的特定條件,針對不同地區、不同土壤條件，必須適當地對各種降低接地電阻措施進行綜合評價，并結合考慮各種方法的實際適用范圍，采用不同的方法才能有效地降低電阻,另外各種方法也不是獨立的,在使用過程中可相互配合,而獲得較好的降阻效果。

參考文獻：

[1] 徐宏宇：《接地模塊接地工頻電阻計算及在送電線路中的應用》，《四川電力技術》,2009年05期

[2] 賀體龍：《淺談變電站接地網的降阻措施》，《電氣應用》,2008 年13期