地下电力电缆安装为何需要土壤热阻测量
土壤物理学在地下输配电系统的设计和实施中越来越重要。
不良的 rho 值会导致断电吗？
即使在设计良好的地下电缆系统中，土壤也可能占总热阻的一半或更多。 安全、专业的安装需要对热阻进行实际测量和评估。
热稳定性
在土壤等多孔介质中传热是一个复杂的过程。 热量通过土壤固体和水传导，但也会以潜热的形式在土壤孔隙中传输。 这就使得土壤中的热流建模既有趣又复杂，因为它涉及热力和水力过程。
水汽穿过孔隙时会携带大量潜热，但如果热源周围的土壤不够湿润，水汽无法回流并再次蒸发，热源周围的土壤就会变干。 热源（如电力电缆）周围土壤的干燥可能会导致热失控，从而导致电缆故障。了解土壤的热稳定性有助于电力工程师更准确地设计配电系统，防止热失控。
准确的安培计算取决于测量的 rho 值
国家电气规范》附录 B（B.310.15(B)(2)）规定："热阻率 (rho) 的典型值如下：
- 平均土壤（90% 的美国）= 90
- 潮湿土壤（沿海地区、高地下水位） = 60
- 非常干燥的土壤（岩石或沙土）=120"。
然而，正如许多将 "90 "作为安全和典型 rho 值的工程师所发现的那样，NEC 根本就是错误的。这些数字基本上毫无意义，因为不存在 "平均土壤"，无论潮湿还是干燥。
90 不是神奇的数字
四十年的土壤热研究表明
- 土壤和岩石的 rho 值实际上从 10 到 1000 ℃ cm/W 不等。
- 对于 90% 的土壤类型来说，没有一个 "典型 "值。
- 土壤、岩石和混凝土等多孔材料的热阻系数并非常数。
- 电阻率随土壤或混凝土的密度、含水量和温度而变化。
测量，不要猜测
即使在设计良好的地下电缆系统中，土壤也可能占总热阻的一半或更多。不应假设土壤和回填土的热特性。这些特性在现场和实验室中都比较容易测量。安全、专业的安装需要对热阻进行实际测量和评估。
无效报告中的 rho 值可能具有误导性
如果土壤热阻率报告中只写着 "土壤 X 的热阻率为 XXX °C-cm/W "，则应要求说明。含水量是多少？土壤的堆积密度如何？土壤中是否含有有机物？土壤湿度、密度和土壤成分是决定土壤热阻系数的关键因素。任何以设计为目的的热阻率报告都应包括含水量和密度数据。土壤的物理描述也应包括在内。热干缩曲线是报告土壤热阻系数最全面的方法。热干馏曲线可通过VARIOS 实验室仪器自动生成。
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土壤分析方法：第 4 部分
美国土壤科学学会 (SSSA) 的《土壤分析方法》第 4 部分第五章涉及土壤热量问题。该 TEMPOS和 VARIOS探针尺寸、加热时间、精度规格和内部数据分析均达到或超过 SSSA 方法中的建议。
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Rho 资源
测量见解
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