地电阻率在新能源工程地质勘察中的运用分析

地电阻率在新能源工程地质勘察中的运用分析

常大琨

中石化新星河南新能源开发有限公司，河南 郑州， 450000

摘要：基于新能源工程项目建设范围更加广泛，为提升工程建设品质，更加注重对工程建设细节的优化，注重对工程地质勘察工作的完善，工程单位逐渐引入了地电阻率方法，加强对新能源工程项目建设的辅助应用，旨在提升新能源工程建设质量。

关键词：地电阻率；新能源工程；地质勘察

引言：地电阻率可起到电流阻碍作用，实践研究发现，地电阻率越大，对电流的阻碍相对越大，在相关工程建设中，可将地电阻率作为系统设计的重要参数。接地工作中，主要涉及到交流工作接地、安全保护接地、功率接地等，起到安全保护的作用，阻止静电导入地下，避免出现人员伤害。

1 分析地电阻率值测定方法

就地电阻率测试原理看，主要依托电极向地下供应直流电，进而形成强大的人工直流电场，为保证得到精准的地电阻率，使用了对称四极法进行测量（如图1所示），地电阻率计算公式可表示为： ；电极装置系数可表示为： 。在具体测量过程中，可根据公式计算推理，并得出最终的地电阻率，并在实践中不断总结地电阻率值的测定方法，分析地电阻率与电极之间的位置关系^[1]。

图 1 测量地电阻率的相关装置

2 探究地电阻率的影响因素

地电阻率受地质岩性、地质构造、含水量、矿物含量等因素的影响，实践研究发现，若岩浆岩的地电阻率越高哦，则变质岩的电阻率则就越高，此时的沉积岩的地电阻率达到了最低；研究还想，致密岩石的地电阻率越高的情况下，结构疏松岩石的电阻率则呈现变小的趋势；对于透水性较高的砂岩地质来说，其含水条件，直接关系到地质勘察效果，调查分析发现，孔隙水矿化度越高的情况下，则岩石电阻率会越高，在不同的水环境中，电解质越多的情况下，则电阻率越低。具体的影响因素如下：

2.1 颗粒组成

勘察发现，地基土颗粒是影响地电阻率的因素之一，当地基土颗粒粒径较小的情况下，会降低土层架空现象的出现，进而降低电阻率值。例如，当地基土为角砾层时，地电阻率值平均值在150~350Ω·m，当地基土为粉细砂时，地电阻率为58~90Ω·m；基于此，不同的地质颗粒，地电阻率存在一定的差异性，在新能源工程地质勘查中，要具体根据地质颗粒粒径进行对比分析，进而得出准确的地电阻率。

2.2 含水量

含水量也是影响地电阻率的因素之一，实际开展地质勘察工作发现，在松散堆积物中，水分的存在形式，主要以承压形式表现出来的，基于水分中的电解质含量不同、电阻不同，其地电阻率也会产生一定的影响，例如，雨水的地电阻率范围在1000Ω·m以上，潜水的地电阻率在100Ω·m以内，相关调查研究发现，当地层的含水量不断增加时，检测发现水中的电解质含量也随之增大，此时的地电阻率则呈现下降的趋势^[2]。

2.3 矿化度

矿化度因素与电解质含量因素，也会影响地电阻率值的变化，当地质地层中的矿化度越高，则电荷传导效果越高，其属性类似于含水量，因此，在矿化度较高的情况下，地层的地电阻率越小。

2.4 地基土的均匀性

地质勘察中发现，地基均匀程度越高，此时，检测出的地电阻率测试值中的离散性，也就越小，勘察发现，当地基土20m内为粉细砂层，测试发现，地电阻率测试值未发生明显的变化。当地基土均匀性较差的情况下，其地电阻值也会产生一定的差异性，最大值与最小值之间的差异也相对较大。

2.5 地电阻率值与测试时间段有关

实践研究发现，地电阻率值大小与不同的测试时间段有关，尤其在寒冷的冬季，地基土层的地电阻率值，较比温暖季节更高。

3 探究地电阻率值取值原则

相关研究人员通过时间调查发现，接点电阻与接地点所处的点位以及接地电流有关，同时，发现地电阻率值与相关接地装置结构、尺寸等因素有关。若金属接地体电阻率＜土壤地的地电阻率，则在实际计算电阻率过程中，可不计算接地体本身的电阻。基于，不同的接地装置对接地电阻要求存在一定的差异，因此在具体安装接地装置过程中，需要结合实际情况进行分析，例如，在安装防雷保护接地装置过程中，需要将接地电阻控制在10Ω内，防静电装置的接地电阻需要控制在100Ω左右，进而在最大程度上，提升接地装置安装的安全性。对于独立的安全保护接地电阻来说，需要将交流工作接地电阻、直流工作接地电阻控制在4Ω内，防静电接地电阻控制在100Ω内。针对需要满足垂直接地电阻的，需要精准控制接地电阻值，并通过埋设垂直接体的方式，满足接地电阻值要求。

研究发现，地电阻率与接地电阻值有关，直接关系到建筑物的安全性和可靠性，当地电阻率设计值较大的情况下，要求加大接地电流相对应的接地面积，并增设更多的接地装置，整个过程中造成了资源浪费的现象。然而，当设计值偏小的情况下，难以及时导出电流，极易引发安全隐患，增加安全事故发生几率，威胁人们的人身安全，基于此，在地电阻值取值上，需要选择合适的接地电阻，科学选取相吻合的安全系数。基于地基土构成因素较为复杂，以及地基土的均匀性不同，因此，在实际测试地电阻率时，存在一定的差异性，经过实际测量，可具体得出地电阻率的最大值、最小值预、平均值以及小值的平均值；针对土层的一般物理参数来说，一般进平均值看作是推荐值进行使用，然而，对于接地电阻来说，则出现完全不同的结果；有相关文献探究发现，当接地电阻平均值、最小值等不可作为推荐值，认为无法根据上述数值，提升工程项目的安全程度，难以从根本上保证工程的安全性

^[3]。有研究人员认为，在具体取地电阻值时，需要根据具体地层的均匀程度，将最大值、标准值等数值进行对比分析，并具体计算出安全系数；有研究人员，认为有必要结合具体的测定时段，判断地电阻率的变化情况，一般在雨季情况下，地层中含水量相对较高，温度也呈现上升趋势，那么，此时的电阻率值相对较小，安全系数较小。

4 探讨地电阻率在新能源工程地质勘察中的应用情况

为保证新能源工程建设品质，需要做好工程地质勘察工作，并保证相应的测试方式具有一定的可行性和可靠性。针对风电工程来说，涉及多个风塔的应用，需要保证每台风机接地，并保障精准测试出风机的地电阻率数值；对于火电站、建筑物、变电站等接地情况，需要设置测试接地部位的地电阻率，一般接地部位包括多个，均需要进行地电阻率的测试，确保拓宽地电阻率测试范围；在具体测试风机地电阻率过程中，相关测试人员使用的是单剖面法进行测试，进而保证测量结果的准确性；针对光伏发电工程来说，由于节点分布范围广泛，基于此，要具体测试整个场区内的地电阻率，实际测试过程中，使用的是网格状剖面测试法，根据测试变化值判断测点的密度值，并根据工程现场地基土的均匀程度，科学合理地计算测量工作量，并控制好测试间距，针对结构较为复杂的地层来说，电阻率变化越大，则需要布置的工作量也就越小，测试间距也小，为后续地质勘察工作提供了参考和借鉴。

结论：综上所述，新能源工程建设中，将地电阻率应用到工程勘察中，旨在提升新能源工程地质勘察效果，保证工程建设成效，在实际工程中，需要科学设置地电阻率的具体取值范围，保证测试的准确性。

参考文献：

[1]李义兵.工程勘察中电阻率与剪切波速的测试与应用[J].江西建材,2021(04):79-81.

[2]李腾,胡元潮,高晓晶.输电线路杆塔辅助接地网降阻效率及影响因素研究[J].水电能源科学,2021,39(04):165-169.