四极法测量土壤电阻率及注意事项

采用四级法测量土壤电阻率时，其接线如图1-1所示。

 图1-1 四极法测地壤电阻率的试验接线图

 由外侧电极C₁、C₂通入电流I，若电极的埋深为ι，电极间的距离为aι，则C₁、C₂电极使P₁、P₂上出现的电压分别为：
        U₂＝ρI／2π[1／α－1／2α]
        U'₂＝ρI／2π[1／2α－1／α]
    而两极间的电位差为：
        U₂－U'₂＝ρι／2πα
    因此ρ＝[2πα(U₂－U'₂)]／I＝2πα(U／I)＝2παR_g    (1-1)
    式中 ρ——土壤电阻率，Ω·m;
         a——电极间的距离，m;
         U——P₁、P₂点的实测电压，V；
         R_g——实测土壤电阻，Ω。
    由式(1-1)可知，当a己知时，测量P₁、P₂两极间的电压和流过的电流，即可算出土壤的电阻率。
    四极法测得的土壤电阻率，与电极间的距离a有关，当a不大时所测得的电阻率，仅为大地表层的电阻率，其反映的深度随a的增大而增加。一般测得的ρ值是反映0.75a深处的数值。
    具有四个端头的接地电阻测试仪，均可用于四极法测量土壤的电阻率。
    用四极法测量土壤电阻率时，电极可用四根直径2cm左右，长0.5～1.0m的圆钢或钢管作电极，考虑到接地装置的实际散流效应，极间距离可选取20m左右，埋深应小于极间距离的1/20。测量变电所的ρ值时，应取3～4点以上测量数的平均值作为测量值。
    用以上方法测出的土壤电阻率，不一定是一年中的最大值，所以应按下式进行校正。
        ρ_max＝ψρ
    式中 ρ_max——土壤最大电阻率，Ω·m;
         ρ——实测土壤电阻率，Ω·m;
         ψ——考虑到土壤干燥的季节系数，其值如表1-1所示，测量时如大地比较干燥，则取表中的较小值，比潮湿时，则取较大值：

埋深/m 水平接地体 长2-3m垂直接地体 埋深/m 水平接地体 长2-3m垂直接地体 0.5 1.4～1.8 1.2～1.4 2.5～3.0 1.0～1.1 1.0～1.1 0.8～1 1.25～1.45 1.15～1.3 - - -

 注：测量时，如果土壤比较干燥，计算时采用表中较小的ψ值；土壤比较潮湿，则采用较大ψ值。
用四极法测量时有以下注意事项
    1.对于已运行的变电所测土壤电阻率时，因电流要受到地中水平接地体的影响，因而测量时要找土质相同的远离接地网的地方进行。
    2.为了全面的了解电阻率的水平方向的分布情况，要在被测试的范围内找不同的4～6点进行测量。
    3.为了了解土壤的分层情况，应改变几种不同的a值进行测量，比如a＝10、20、30、50m等。
    4.测土壤电阻率时尽量避开地下的管道等，以免影响测试结果。
    5.不要在雨后土壤较湿时测土壤电阻率。