一、物理降阻劑的構成原理
物理降阻劑是由強導電材料、防腐材料、固化材料及填充材料等組成。強導電材料用來降低接地電阻；防腐材料抗腐蝕，用于延長接地體使用壽命；固化材料起凝聚作用，一方面使降電阻劑不會被雨水沖掉或流失，另一方面，能使降阻劑與接地體緊密結合，形成一體，并起到吸水及保水作用。
二、物理降阻劑的降阻原理
接地電阻主要有下面三個方面構成：
接地線和接地極本身的電阻；
接地極表面與土壤的接觸電阻；
從電極開始向遠處擴散的電流所經過的路徑的電阻。
因為接地極及其引線多為金屬材料，其阻值較小，所以（1）項可不考慮其對接地電阻的影響?？梢哉f（2）和（3）項幾乎占有全部的接地電阻值，因此改善此二項的阻值，使之整體接地電阻值降低是很重要的方面。
1、降電阻劑降低接觸電阻的機理
將降電阻劑用于金屬接地體周圍后，其首先緊緊地包裹在接地體的周圍，并與土壤層緊密連接，形成一個較大直徑的導電體，而且此導電體會在大地中出現(xiàn)樹枝狀的延伸體，產生樹枝效應（降電阻劑通過土壤縫隙向周圍土壤里滲透），這樣降阻劑成為一個較好的媒體，其內層與金屬接地體緊密相連，而其外層又與土壤緊密相連，從而大大地降低了接地體與土壤的接觸電阻。
2、降阻劑增加了金屬接地體的尺寸，從而降低了接地電阻
降阻劑本身的電阻率很小，物理降阻劑的電阻率僅為0.51Ω.m（在國內眾多降阻劑中是很先進的），把降阻劑包在接地體周圍，同土壤的電阻率相比，降阻劑的電阻率一般要小兩個數(shù)量級，因此可忽略降阻劑的電阻，把降阻劑視為金屬，這就相當于接地體的尺寸增加了，從而達到降低接地電阻的目的。
3、改善土壤環(huán)境，降低土壤的電阻率。
在接地體周圍使用降阻劑敷設時，糊狀降阻劑漿液會在土壤一定范圍內發(fā)生滲透，并向外擴散，使?jié)B透區(qū)間的土壤電阻率大大降低。這也正是我們在施工過程中經常遇到的，越是土壤電阻率高，越是土質惡劣的風化巖等，用了降阻劑后降阻效果越顯著的一個重要原因。
三、物理降阻劑的防腐原理
“降阻劑暫行技術條件”中規(guī)定，在金屬腐蝕試驗中，表面平均腐蝕率不大于0.05mm/年。
金屬接地體無論是在土壤中，還是在降阻劑中，經過長期變化，腐蝕是不可避免的。通常腐蝕強弱和金屬接地體周圍環(huán)境的物理和化學性質有很大的關系，影響土壤腐蝕性的因素有：酸性、氧、含水量、電阻率、含鹽量、雜散電流、細菌等。降阻劑之所以能夠大大降低腐蝕速度，除了防腐材料的作用外，還得益于它控制了腐蝕的環(huán)境，對上述諸多因素均有不同程度的改善作用，現(xiàn)著重講述前兩項：
氫離子（即酸性）的影響。
一般氫離子濃度越高，金屬在電解質溶液中所形成的原電池的電動勢愈大，如下式：
E=RI.Ln ………… （2）
從式（2）中可以看出酸性愈強，電動勢愈大，腐蝕電流亦增加，腐蝕速度隨之加快。反之，堿性增加，電動勢減小，對腐蝕有控制作用。HTJ-03型降阻劑的PH值為9.6，呈弱堿性，故能降低腐蝕速度。
2、氧對金屬接地體的腐蝕
氧對鋼鐵的腐蝕也是非常重要的因素：由式（2）同樣可以看出氧的影響，有人做過實驗，在沒有氧氣的場合，飽和食鹽水在80-150oC的范圍內，對鋼基本上沒有腐蝕。
但是，一般的土壤都比較松散，透氣性好，金屬接地體與土壤的接觸面有很多空隙，氧氣充足，這樣必然加大腐蝕速率，而降阻劑對金屬接地體包裹的很緊密，這樣便隔離了金屬表面的氧氣，同時又能隔離土壤中腐蝕液體的侵入，因而給對金屬接地體營造了一個密閉安全的環(huán)境。
四、物理降阻劑的穩(wěn)定性及長效性
在降阻劑的使用過程中，降阻劑使用后在24小時內能完全固化。不會被雨水沖走或流失；降阻劑的保水量40%以上，這就為降阻劑的長期穩(wěn)定地降低接地電阻創(chuàng)造了條件。同時，降阻劑的吸水性良好，其吸水性能可比沙質土壤高6倍，使其能隨時補充干旱失掉的水分，這一特性在北方多旱少雨的氣候條件下能體現(xiàn)出來。
五、物理降阻劑在工程建設中的應用
隨著防雷、防靜電工程建設規(guī)模的不斷擴大，解決工程的接地問題成了一個非常重要的環(huán)節(jié)，如何準確的控制降阻劑的用量，做到即能達到工程的設計要求，又能不造成材料的浪費，這是我們大家共同關心的一個問題。
不同的地理環(huán)境，不同地質條件，根據(jù)土壤電阻率高、低，我們可用下列方法來計算出接地電阻以及降阻劑的用量：
(一)使用物理降阻劑接地電阻之計算
實際接地電阻的計算比較復雜，涉及因素較多，諸如土壤情況、氣候條件等。以下計算公式是按照理論及實際工程運用中加以總結出的，僅供設計施工參考。
垂直接地體接地電阻值計算：
R=ρ/2πL1n 4L/dk（）
式中：ρ——原土壤電阻率（m）
L——接地體長度（一般為2-3m）
d——接地體等效直徑
當每米降阻劑用量10-15公斤時，系數(shù)K的取值如下：
ρ≤100m時，K=10； 100m＜ρ≤300m時，K=20；
300m＜500m時，K=25；500m＜ρ≤800m時，K=30；
800m＜ρ≤1000m時，K=35 。
水平接地體電阻之計算：
R=ρ/2πL1nL2/dk（）
式中：ρ——原土壤電阻率（m）
L——水平接地體長度（m）（L≥20m）
d——接地體等效直徑（m）
構成上述接地體時，埋入降阻劑中的金屬接地件，如使用圓鋼，直徑d應大于10mm；使用扁鋼時，應大于或等于40×4mm。
當每米降阻劑用量為9-12公斤時在上述ρ值為100、150、200、250、300 。
閉合均勻水平接地網（設施居于網內），當網面積S＞100m2時，則：
R#=0.5ρ/（√s K ）
式中：R#——地網接地電阻（）；
ρ——校正后的土壤電阻率（m）；
S——地網面積（m2）；
K——降阻系數(shù)取1.5 。
(二)物理降阻劑用量之計算
垂直接地體：
G=1/4Lgπ（D2-d2）
式中：G——降阻劑用量（kg）
L——接地體等效直徑（m）
g——降阻劑密度（g=1250kg/m3）
d——接地體等效直徑（m）
D——接地體直徑（m）
在土壤電阻率ρ≤500m時，取D=0.14m；500m＜ρ≤1000m時，取D=0.16m；1000m＜ρ≤2000m時，取D=0.19m；ρ＞2000m時，取D=0.22m 。
2、水平接地體：
G=（A2-S）. L . g
式中：
G——降阻劑用量（kg）
S——接地體的橫截面積（m2）
L——接地體的長度（m）
g——降阻劑密度（g=1250kg/m3）
A——投放降阻劑長方坑的邊長（m）
在土壤電阻率ρ≤500m時，取A=0.1m；500m＜ρ≤1000m時，取A=0.13m；1000m＜ρ≤2000m時，取A=0.15m；
在ρ＞2000m時，取A=0.18m 。
一般用量：
土壤電阻率Ωm ρ≤500 500＜ρ≤1000 1000＜ρ≤2000 ρ＞2000
接地形式
水平（用量kg/m ） 10—15 15—20 20—30 30—35
垂直（用量kg/m ） 12—16 16—22 22—32 32—40
