在高壓電力系統(tǒng)中，接地裝置承擔(dān)著故障電流泄放、雷電沖擊防護和設(shè)備安全運行的關(guān)鍵功能。無論是發(fā)電廠、變電站的大型地網(wǎng)，還是輸電線路桿塔的接地體，其性能均與所處土壤的導(dǎo)電特性密切相關(guān)。土壤電阻率作為表征土壤導(dǎo)電能力的核心參數(shù)，是接地工程設(shè)計階段確定接地體尺寸、布置方式與埋深的首要依據(jù)，也是運行階段評估接地裝置狀態(tài)的重要參考。

電力行業(yè)對土壤電阻率測試有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。DL/T 475《接地裝置特性參數(shù)測量導(dǎo)則》明確規(guī)定了土壤電阻率測試的一般原則、方法、判據(jù)和周期，適用于發(fā)電廠、變電站、換流站、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、光伏電站、儲能電站以及輸電線路桿塔等接地裝置的交接驗收試驗和預(yù)防性試驗。本文結(jié)合該標(biāo)準(zhǔn)體系，對土壤電阻率測試儀的技術(shù)原理、操作規(guī)范及行業(yè)應(yīng)用進行系統(tǒng)闡述。

測量原理與標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)

四極法的基本原理

目前電力行業(yè)土壤電阻率測量普遍采用四極法（溫納法）。其基本原理是在土壤中沿直線等距布置四根電極，電極間距為a，通過外側(cè)兩根電流極（C1、C2）向大地注入交流電流 I，同時測量內(nèi)側(cè)兩根電位極（P1、P2）之間的電位差 V，由此得到視在電阻R=V/I。土壤電阻率ρ按以下公式計算：

ρ=2πaR

其中a為電極間距（m），R 為測得的電阻值（Ω）。儀器在"土壤電阻率"測量模式下，用戶輸入電極間距后可直接讀取 ρ 值。

標(biāo)準(zhǔn)體系的規(guī)范要求

電力行業(yè)土壤電阻率測試的核心標(biāo)準(zhǔn)是DL/T475《接地裝置特性參數(shù)測量導(dǎo)則》。該標(biāo)準(zhǔn)歷經(jīng)多次修訂，2017版取消了單極法測試內(nèi)容，進一步規(guī)范了四極法的應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)適用于發(fā)電廠、變電站、換流站、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的升壓站和風(fēng)力發(fā)電機、光伏電站、儲能電站、電氣化鐵路牽引站、輸電線路桿塔等各類電力設(shè)施的接地裝置測試。

此外，針對大型接地網(wǎng)的工頻接地阻抗測試，JJG 1180-2021《大型接地網(wǎng)工頻接地阻抗測試儀檢定規(guī)程》對測試儀器的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查提出了明確要求，適用于工作頻率45 Hz～55Hz、工作電流不小于1A的測試裝置。

測試儀器的技術(shù)特征

現(xiàn)代數(shù)字式土壤電阻率測試儀普遍采用微處理器控制和快速濾波技術(shù)，具備二線、三線、四線多種測量模式。以典型產(chǎn)品為例，其土壤電阻率量程可達0.00 Ωm～9999 kΩm，測量精度為±2%讀數(shù)±若干字，測試頻率通常為128Hz左右，具備數(shù)據(jù)存儲與傳輸功能。對于大型地網(wǎng)測試，部分高端儀器還具備雙頻測量（45 Hz/55 Hz）、跨步電壓和接觸電壓測量等擴展功能，短路電流可達5A。

現(xiàn)場測量操作規(guī)范

電極布置要求

四極法的測量準(zhǔn)確性高度依賴于電極布置的規(guī)范性。標(biāo)準(zhǔn)要求四根電極等距插入一條直線，電極間距 a 需遠大于電極入土深度，通常要求入土深度不超過間距的1/20。測試儀器的一般規(guī)格也明確要求"測ρ時電極間距 a > 20h"（h 為電極入土深度）。

探測深度控制

四極法測量反映的是深度約為電極間距 a 的0.75倍范圍內(nèi)土壤的平均電阻率。因此，改變電極間距即可獲得不同深度的土壤電阻率信息。在工程實踐中，如需了解分層土壤特性，應(yīng)采用不等距四極法進行多點測量，繪制土壤電阻率隨深度變化的曲線。

DL/T 475-2006版本即已增加了四極非等距法的內(nèi)容，為分層土壤電阻率的獲取提供了標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。

干擾規(guī)避措施

高壓電力設(shè)施現(xiàn)場存在多種干擾源，測試中需特別注意規(guī)避：

地下金屬結(jié)構(gòu)的影響：電極布置方向應(yīng)盡量與地下金屬管道、接地網(wǎng)主干線垂直，避開電纜溝、金屬水管等導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，減少電流分流導(dǎo)致的測量誤差。

電磁干擾的控制：變電站和換流站區(qū)域存在較強的工頻電磁場，儀器應(yīng)具備足夠的抗干擾能力。部分測試儀的抗工頻50 Hz電壓能力可達50 V。測量中若干擾電壓超過20 V或干擾電流超過2 A，應(yīng)暫停測量并排查干擾源。

環(huán)境條件的把握：土壤濕度對電阻率影響顯著，應(yīng)避免雨后立即測量。DL/T 475標(biāo)準(zhǔn)對測試周期有明確規(guī)定，預(yù)防性試驗應(yīng)安排在土壤條件相對穩(wěn)定的時段進行。

高壓電力行業(yè)的應(yīng)用要點

輸電線路桿塔接地

桿塔接地裝置的土壤電阻率測試是線路防雷設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對于新建線路，土壤電阻率數(shù)據(jù)直接決定接地體的型式和尺寸；對于運行線路，定期測試可為接地改造提供依據(jù)。測量時應(yīng)注意桿塔接地體與桿塔主體的連接狀態(tài)，必要時斷開連接以避免分流影響。

變電站與發(fā)電廠接地網(wǎng)

大型接地網(wǎng)的土壤電阻率測試具有面積大、干擾強、精度要求高的特點。DL/T 475標(biāo)準(zhǔn)要求此類測試應(yīng)結(jié)合接地阻抗測量同步開展。土壤電阻率數(shù)據(jù)用于接地網(wǎng)設(shè)計校驗和狀態(tài)評估，測試儀器應(yīng)滿足JJG 1180對工作電流和頻率的要求。

新能源場站接地

風(fēng)力發(fā)電場和光伏電站的接地系統(tǒng)具有分散布置、地形復(fù)雜的特點。DL/T 475-2017明確將風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的升壓站和風(fēng)力發(fā)電機、光伏電站、儲能電站納入適用范圍。這類場站的土壤電阻率測試需考慮不同機位或陣列區(qū)域的土壤差異性，必要時分區(qū)測試。

土壤電阻率測試是高壓電力工程接地技術(shù)體系中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。以DL/T 475為核心的標(biāo)準(zhǔn)體系，為測試方法、儀器選型和數(shù)據(jù)應(yīng)用提供了完整的技術(shù)依據(jù)。電力工程技術(shù)人員應(yīng)深入理解四極法的原理與局限，嚴(yán)格遵循電極布置、干擾規(guī)避和周期安排的操作規(guī)范，確保測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可比性。隨著新能源和智能電網(wǎng)的發(fā)展，土壤電阻率測試技術(shù)也需在分層測量、在線監(jiān)測等方面持續(xù)完善，以更好地服務(wù)于電力系統(tǒng)的安全運行。

參考文獻

DL/T 475-2017 接地裝置特性參數(shù)測量導(dǎo)則.

DL/T 475-2006 接地裝置特性參數(shù)測量導(dǎo)則.

JJG 1180-2021 大型接地網(wǎng)工頻接地阻抗測試儀檢定規(guī)程.

DL/T 266-2023 接地裝置沖擊特性參數(shù)測試導(dǎo)則.