道路货物运输经营安全生产管理制度

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1、土壤电阻率测量技术应用研究何良石艺[1]中国地质大学，[2]中南电力设计院一.项目概况电力系统的接地问题是一个看似简单、而实际上却非常复杂又至关重要的问题。它是维护电力系统安个可靠运行、保障运行人员和电气设备安全的根本保证和重要措施。特别是随着我国电力事业的飞速发展，电网规模不断扩大，系统电压等级不断提高，系统容量的不断增大，接地短路电流亦越来越大，一个安全有效的接地装置显得越来越重要。接地电阻值是发电厂、变电站接地系统的.主要技术指标。接地电阻的变化直接关系到电力系统的安全运行。实际工作中，电阻率测试偏小，会造成安全上的隐患。电阻率测试偏大，又会

2、造成不必要的资源浪费。如何简便、准确地测量接地电阻是长期困扰电力工作者的一大难题。本项目通过研究影响土壤电阻率的影响因素，对比不同的测试方法，总结和提出土壤电阻率测试中应注意的问题以及改进方法。二.土壤电阻率及其影响因素2.1什么是电阻率：表征某种物质导电性的参数是电阻率ρ。在国际单位制中，某种物质的电阻率被定义为电流垂直通过每边长度为一米的立方体均匀物质时，所遇到的电阻值。电阻率的单位为欧姆米，记作Ωm。显然，物质的导电性愈好，其电阻率值愈小，反之，如果某种物质的电阻率很大，则该物质的导电性很差。我们知道，自然状态下的岩石土壤是由各种固体矿物组成

3、的，并且或多或少都含有一定数量的孔隙水。因此，研究岩石土壤的导电性，必须分别考察它的组成成分——固体矿物和孔隙水的导电性。按照导电机制可将固体矿物为分三种类型：金属导体、半导体和固体电解质。金属导体的导电性十分好，其电阻率ρ值很低，一般ρ≤10－6Ωm；大多数金属矿物属于半导体其电阻率高于金属导体，通常ρ＝10－６～1０６Ωm；固体电解质的电阻率非常大。几乎所有的天然岩石都或多或少地含有水分。这些存在岩石裂隙或孔隙中的水分(统称孔隙水)通常对岩、矿石的导电性质有影响。纯的蒸馏水的导电性极差，几乎可以看成是缘绝体。但是，天然岩石中的孔隙水总是在不同程

4、度上含有某些盐份(电解质)，当电解质溶于水形成电解液时，其中一部分电解质的正、负离子会彼止分开，并可在溶液中互不依赖地自由运动，即所谓电离或离解。电解液正是借助于其中处于电离状态的正、负离子而导电，故为离子导体。因此，孔隙水的电阻率一般都远小于造岩矿物。大量实测资料证明，岩石孔隙水的电阻率值很少超过100Ωm，通常在1～10Ωm之间。2.2土壤电阻率的影响因素土壤都是矿物的集合体，并且常常含有一定的孔隙水。因此，岩、矿石的电阻率必然和它的组成矿物及所含水的导电性、含量、结构、构造及其相互作用等有关。2.2.1岩、矿石电阻率与其成分和结构的关系大多数

5、岩石和矿石，可视为均匀相连的胶结物和不同形状的矿物颗粒所组成。岩、矿石的电阻率决定于这些胶结物和矿物颗粒的电阻率、形状及其百分含量。研究不同结构岩、矿石的电阻率与其成份和含量的关系：假设胶结物的电阻率为ρ1，矿物颗粒的电阻率为ρ2。若岩、矿石仅由这两种矿物组成时，其电阻率与ρ1、ρ2及矿物颗粒的百分体积含量V有关，并且当矿物颗粒的形状不同时，其关系不同。根据等效电阻率的近似理论，不同结构岩、矿石的电阻率分别有如下表达形式：矿物颗粒为球形的岩、矿石(如砂岩、砾岩、浸染状的金属矿石)电阻率为：下图分别给出了三种不同形态矿物颗粒组成的岩、矿石之电阻率与矿

6、物颗粒体积含量V的关系曲线由图可见，在球形矿物颗粒的情况下，不论矿物本身为高阻还是低阻，当其体积含量不太大(V＜60%)时，则岩、矿石的电阻率值均接近于胶结物的电阻率ρ1，而受ρ2之影响甚小；仅当矿物颗粒的体积含量相当大时(V≥60%)，ρ2才对岩、矿石的电阻率值有明显作用。这是由于当矿物颗粒含量不大时，矿物颗粒被胶结物隔离开，其对导电作用的影响不大，而胶结物彼此连通，故岩、矿石整体的导电作用主要取决于它。总之，岩、矿石中某种组成部分对整体岩、矿石电阻率影响的大小，决定于其连通情况。连通者起的作用大，孤立者起的作用小。综上所述，自然界含片状或针状良

7、导矿物的网脉状或细脉状金属矿石，沿网脉或细脉方向的电阻率值，大大低于同等金属矿物含量的浸染状矿石电阻率；而含片状、树枝状高阻矿物(如石英脉)的岩石，垂直于岩脉方向上的电阻率值往往很高。因此，一般情况下，岩、矿石的结构构造比矿物颗粒含量对岩、矿石电阻率的影响更重要。2.2.2土壤电阻率与所含水分的关系孔隙中充满水分的砂、砾石的电阻率ρ与其体积含水量(湿度)和孔隙水电阻率ρ水的关系可由(1.3-1)式导出：式中：ρ水为孔隙水的电阻率，ω为岩石的体积含水量，并有ω＝1－V上式表明：岩石电阻率ρ随ρ水成正比关系变化，同时与湿度ω成反变关系。这种反变关系在湿

8、度很小时(ω从零到百分之几)尤其明显，因为当湿度减小到一定程度后，岩石中的水呈现为附着在岩石孔隙表面的薄膜水，彼此不相连通