Электрофизические характеристики земли

Электрофизические характеристики земли, в какой находится заземлитель, определяются ее удельным сопротивлением. Чём удельное сопротивление меньше, тем благоприятнее условия для расположения заземлителя.

Удельным сопротивлением земли именуют сопротивление меж обратными плоскостями куба земли ребрами размером 1 м и измеряется оно в омметрах.

Чтоб представить для себя это сопротивление, напомним, что куб меди с ребрами 1 м имеет сопротивление 175-10-6 Ом при 20°С; таким макаром, к примеру при значении р= 100 Ом-м земля имеет сопротивление в 5,7 миллиардов. раз больше, чем сопротивление меди в том же объеме.

Ниже приведены приближенные значения удельных сопротивлений земли, Ом м, при средней влажности.

Песок — 400 — 1000 и поболее

Супесок — 150 — 400

Суглинок — 40 — 150

Глина — 8 — 70

Садовая земля — 40

Чернозем — 10 — 50

Торф — 20

Каменистая глина (примерно 50%) — 100

Мергель, известняк, крупнозернистый песок с камнями — 1000 — 2000

Гора, камни — 2000 — 4000

Речная вода (на равнинах) — 10 — 80

Морская вода — 0,2

Водопроводная вода — 5 — 60

Для сооружения заземлителей следует знать не приближенные, а четкие значения удельных сопротивлений земли в месте вооружения. Они определяются на местах измерениями.

Характеристики земли могут изменяться зависимо от ее состояния — влажности, температуры и других причин — и могут иметь потому различные значения в различные времена года из-за высыхания либо вымерзания, также из-за состояния в момент измерения. Эти причины учитываются при измерениях удельного сопротивления земли сезонными коэффициентами и коэффициентами, учитывающими состояние земли при измерениях, с тем чтоб требующееся сопротивление заземляющего устройства сохранялось в хоть какой сезон и при хоть какой влажности земли, т. е. при неблагоприятных критериях.

В табл. 1 приведены коэффициенты, учитывающие состояние земли при измерениях, приведены в табл.1.

Коэффициент k1 применяется, если земля мокроватая, измерениям предшествовало выпадение огромного количества осадков; k2 — если земля обычной влажности, если измерению предшествовало выпадение маленького количества осадков; k3 — если земля сухая, количество осадков ниже нормы.

Таблица 1. Коэффициенты к измеренным значениям удельного сопротивления земли, учитывающие ее состояние во время измерения

Электрод	k1	k2	k3
Вертикальный
длина 3 м	1,15	1	0,92
длина 5 м	1,1	1	0,95
Горизонтальный
длина 10 м	1,7	1	0,75
длина 50 м	1,6	1	0,8

Измерить удельное сопротивление земли можно прибором (измерителем заземлений) типа МС-08 (либо другим схожим) способом 4 электродов. Измерение следует проводить в теплое время года.

Прибор работает по принципу магнитоэлектрического логометра. Прибор содержит две рамки, одна из которых врубается как амперметр, 2-ая как вольтметр. Эти обмотки действуют на ось прибора в обратных направлениях, по этому отличия стрелки прибора пропорциональны сопротивлению. Шкала прибора градуирована в омах. Источником питания при измерении служит генератор Г неизменного тока, приводимый во вращение от руки. На общей оси с генератором укреплены прерыватель П и выпрямитель Вп.

Принципная схема измерителя заземлений типа МС-07 (МС-08)

Если пропускать ток через последние электроды, то меж средними появляется разность напряжений U. Значения U в однородной земле (слое) прямо пропорциональны удельному сопротивлению р и току I и назад пропорциональны расстоянию а меж электродами: U = ρI /2πа либо р = 2πaU/I = 2πaR, где R — показания прибора.

Чем больше значение а, тем больший объем земли охватывается электронным полем токовых электродов. Благодаря этому, изменяя расстояние а, можно получить значения удельного сопротивления земли зависимо от разноса электродов. При однородной земле вычисленное значение ρ не будет изменяться при. изменении расстояния а (конфигурации могут быть вследствие разной степени влажности). В итоге измерений, используя зависимость ρ от расстояния меж электродами можно судить о величинах удельных сопротивленийна разной глубине.

Схема измерения удельного сопротивления земли прибором МС-08

Измерение следует создавать в стороне от трубопроводов и других конструкций и частей, которые могут исказить результаты.

Удельное сопротивление земли можно приближенно измерить способом пробного электрода. Для этого электрод (уголок, стержень) погружают в землю в приямок так, чтоб его верх находился на глубине 0,6—0,7 м от уровня земли, и определяют прибором типа МС-08 сопротивление электрода гв. А потом, пользуясь данными приближенных значений сопротивлений вертикальных электродов (таблицы 2), можно получить приближенное значение удельного сопротивления земли.

Таблица 2. Сопротивления растеканию электродов заземления

Электрод	Сопротивление, Ом
Вертикальный, угловая сталь, стержень, труба	ρ / l , где l — длина электрода в метрах
Полосовая сталь шириной 40 мм либо круглая сталь поперечником 20 мм	2ρ / l , где l — длина полосы в метрах
Прямоугольная пластинка (при маленьком соотношении размеров сторон), заложенная вертикально	0,25 (ρ / (ab-1/2)) , где а и b — размеры сторон пластинки в м.

Пример расчета удельного сопротивления грунта. В землю погружен уголок длиной 3 м. Сопротивление, измеренное прибором МС-08, оказалось равным 30Ом. Тогда можем написать: Ризм = rв l = 30х3 = 90 Ом х м.

Измерения лучше создавать в 2-3 местах и принимать среднее значение. Пробные электроды следует погружать забивкой либо вдавливанием, чтоб создавать плотное соприкосновение с землей; ввертывание стержней для целей измерения не рекомендуется.

Использовать аналогичный способ измерений с укладкой в землю полос не следует: способ трудоемок и малонадежен, потому что соответствующий контакт полосы с землей после засыпки и трамбовки может быть достигнут только через некое время.

Для учета состояния земли во время измерений принимается один из коэффициентов k из табл. 1.

Таким макаром, удельное сопротивление земли равно: р = k х Ризм

В протоколе указываются состояние земли (влажность) при измерениях и рекомендуемый сезонный коэффициент вымерзания либо высыхания земли.