地电阻率在新能源工程地质勘察中的运用分析

发表时间:2021/7/12   来源:《工程建设标准化》2021年6期   作者:常大琨
[导读] 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
        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]。
        

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.
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