雷電流頻率與土壤電阻率關(guān)系的研究

1、 雷電流頻率與土壤電阻率關(guān)系的研究 （遼寧省防雷技術(shù)服務(wù)中心遼寧沈陽110166）摘要：作為一種較為常見的自然現(xiàn)象，雷電現(xiàn)象在發(fā)生時(shí)，不僅會(huì)有巨大的能量產(chǎn)生，其頻率也會(huì)呈現(xiàn)出較大的差異化狀態(tài)。當(dāng)雷電的頻率較高時(shí)，若擊中某物體，就會(huì)影響被擊中物周邊范圍內(nèi)土壤的電阻率。本文利用仿真模擬軟件MATLAB，模擬繪制了=50m時(shí)與=1000m時(shí)，依據(jù)雷電流頻率與土壤電阻率之間的函數(shù)關(guān)系，得出了三種土壤（粘粒、粉粒和砂粒）與雷電流頻率的關(guān)系曲線圖。關(guān)鍵詞：雷電流頻率；土壤電阻率；關(guān)系國外一些發(fā)達(dá)國家已在土壤電阻率與雷電流頻率關(guān)系方面的研究中，取得較為顯著的成果，得出了相對(duì)成熟的結(jié)論。近年來，我國的科研工作

2、者在這一領(lǐng)域的研究較少，大部分是針對(duì)我國的電網(wǎng)頻率（50Hz）得出的結(jié)論，存在著一定的片面性。因而進(jìn)一步地探討分析雷電流頻率與土壤電阻率之間的關(guān)系，對(duì)于我國塔桿防雷方面的工程建設(shè)具有重要的參考價(jià)值與應(yīng)用意義。一、雷電流頻率與土壤電阻率的關(guān)系研究分析電導(dǎo)率和頻率兩者之間存在一定的內(nèi)在聯(lián)系，所以電阻率會(huì)受到頻率的影響?，F(xiàn)階段，我國對(duì)于土壤電阻率受到頻率影響的研究還比較欠缺，一些科研工作者使用HIOKI3522-50LCR測試儀，對(duì)土壤箱里的土壤進(jìn)行配置，使用頻率（50Hz以上，200kHz下）的不同交流電流進(jìn)行了某些方面的研究。在50Hz以及1kHz下，通過對(duì)五種不同土樣的測量進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)：土壤電

3、阻率在1kHz之下，針對(duì)電阻率50kHz下降不超過6%，下降幅度小。因此說明頻率在1kHz之內(nèi)的土壤電阻率其測量的結(jié)果差異化小。但是，通過本文進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，頻率數(shù)據(jù)在雷電流頻率的試驗(yàn)中，其變化的范圍很大。例如雷電頻率的變化范圍為（0.01Hz-100000GHz）。但關(guān)于土壤電阻率受到高頻段（大于1kHz）影響方面的研究比較缺乏。根據(jù)IEEE的研究統(tǒng)計(jì)表明，雷電電流的脈沖頻率大都集中于100kHz的范圍進(jìn)行變化，這種變化，同在試驗(yàn)室里使用的數(shù)據(jù)測量的差異非常大。綜上所述，經(jīng)過粘粒、粉粒以及砂粒這三種土壤的電阻率隨著頻率變化的雷電流分析，得出結(jié)論：三種土壤的頻率和電阻率兩者之間的關(guān)系與非線性規(guī)

4、律相符合；土壤電阻呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，雷電流頻率是40kHz。通過之前科研工作者的測量數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)，可以得出結(jié)論：測試頻率的不斷增大，五種土壤會(huì)漸漸降低電阻率，同時(shí)五種土壤電阻率的降低具有線性規(guī)律。根據(jù)本文結(jié)論和前人結(jié)論的對(duì)比，表明土壤電阻率會(huì)在很大程度上受到高頻雷電流頻率的影響，其變化的規(guī)律呈現(xiàn)非線性規(guī)律。由此本文得出最終結(jié)論為：1、雷電有正極性的特點(diǎn)，一定會(huì)導(dǎo)致極化作用的產(chǎn)生，必然會(huì)影響結(jié)果。再者，雷電頻段種類很多，高頻段一定程度上會(huì)造成結(jié)果不準(zhǔn)確的情況。2、通過雷電流主導(dǎo)頻率，粘粒土壤、砂粒以及粉粒的頻率與電阻率兩者之間不屬于線性規(guī)律的關(guān)系，三種土壤關(guān)系類似于非線性規(guī)律。3、（100Hz-100

5、kHz）雷電流主導(dǎo)頻率在通常情況下，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)驗(yàn)的頻率。通過雷電流頻率，粘粒土壤、砂粒以及粉粒三者的電阻率很產(chǎn)生很大的變化，當(dāng)頻率是40kHz時(shí)，土壤的電阻率呈現(xiàn)穩(wěn)定趨勢(shì)。結(jié)束語：雷電流頻率與土壤電阻率關(guān)系的分析研究工作，需要不斷地補(bǔ)充和深入，才能夠真正地為我國塔桿防雷方面的工程建設(shè)提供科學(xué)的參考依據(jù)。Reference：1丁志敏,李桂銘.雷電流頻率與土壤電阻率關(guān)系的研究J.陜西電力,2015,02:35-38+44.2馬涵坤.土壤電阻電率較高地區(qū)降低接地電阻的方法對(duì)引外接地的探討J.電力技術(shù)通訊,2014,03:68-70.3周蜜，王建國，黃松波，等.土壤電阻率測量影響因素的試驗(yàn)研究J.巖土力學(xué)