接地コンサルティング

大地抵抗率測定・解析

現場土壌の大地抵抗率を測定し、接地設計を行う指標とします。

大地抵抗率ρ(ロー)とは

大地抵抗率とは大地抵抗の大きさをあらわすもので、1m³あたりの土壌の抵抗値と定義されています。
記号はρ(ロー)単位はΩ・mで表現されます。
大地抵抗率は、土の種類や含水率、温度などで大きく変化します。

大地抵抗率の調査(測定)の必要性

大地抵抗率(ρ)は土質(場所)毎に異なります。
表1に土質とρの関係を示しますが、同じ土質でもバラツキが大きいため、測定が必要です。

表1 地質・岩石の大地抵抗率の例
土質 大地抵抗率(Ω・m)
粘度層 0.8~100
ローム層 10~500
砂層 100~5,000
礫層・砂礫層 100~10,000
石灰岩 60~50,000
花崗岩 300~50,000
溶岩 1,000~50,000

大地抵抗値R(Ω)は次式より求められます。

R=ρ×f
f:電極の形状と寸法により定まる関数

接地抵抗値Rの推定には、ρの値が必要となるため、ρの測定が必須となります。

大地抵抗率調査(測定)の目的

接地極部材調達の明確化(部材種別、物量)

工期の明確化

接地極工事コストの明確化(工事コストの見える化実現)

大地抵抗率調査(測定)の方法

測定・解析はウエンナー(Wenner)の4電極法が用いられます。

(JIS A 4201:1992及びJIS T 1022:2018の解説より)

大地抵抗率測定手順

図1のように電流極C1、C2と電圧極P1、P2を用いて測定します。
C1、C2に電流を流し、P1、P2で電圧を測定して、地中深度毎の土壌抵抗を算出します。

図1 4電極法の測定電極配置例

図1 4電極法の測定電極配置例

見掛けの大地抵抗率ρ'と深さ方向のρ-a曲線(図2)を求めます。

図2 ρ―a曲線

図2 ρ―a曲線

各深度の層別の深さと大地抵抗率ρを算出して、設計の為の大地抵抗率ρを決定します。
解析は作図法を用いて行うため、正確な算出には、経験と専門性が必要となります。

大地抵抗率測定風景

大地抵抗率測定風景