Определение удельного сопротивления почвы //
Хотя само основание, являющееся очень большим телом, может действовать как бесконечный поток токов, втекающих в него, и может считаться имеющим очень низкое сопротивление текущему потоку, сопротивление слоев грунта, непосредственно прилегающих к электроду, может быть значительным.
4 Вещи Зависимость плотности почвы (фото: ecmweb.com)
Почва имеет определенное сопротивление, определяемое его удельным сопротивлением, которое варьируется в зависимости от типа почвы, наличия влаги и проводящих солей в почве и температуры почвы.
Сопротивление грунта можно определить как сопротивление куба грунта размером 1 м, измеренного между любыми двумя противоположными гранями. Единицей, в которой он обычно выражается, является омметр.
Сопротивление образца почвы, показанного на рисунке 1, можно получить по формуле:
R = ρ · L / A
Где:
- R - сопротивление между гранями P и Q Ом
- A -Area pr граничит с P и Q (mz)
- L- Длина образца почвы в метрах
- ρ -износность массы Ом-м
Рисунок 1 - Сопротивление грунта
Сопротивление грунта для данного типа почвы может сильно варьироваться в зависимости от:
- Присутствие проводящих солей
- Содержание влаги
- температура
- Уровень уплотнения.
Проводящие соли могут присутствовать естественным образом в почве или добавляться снаружи для снижения удельного сопротивления. В качестве почвенных добавок обычно используются хлориды, нитраты и сульфаты натрия, калия, магния или кальция.
Однако добавление таких солей может быть коррозионным и в некоторых случаях нежелательным с экологической точки зрения. В частности, присутствие сульфата кальция в почве наносит ущерб конкретным основаниям, и в случае его использования для улучшения качества электрода его следует ограничить электродами, расположенными далеко от таких оснований. Кроме того, в течение определенного периода времени они, как правило, выщелачиваются от поверхности электрода.
Кроме того, эти аддитивные соли должны сначала растворяться в влаге, присутствующей в почве, чтобы снизить удельное сопротивление, и необходимо предусмотреть добавление воды в почву, окружающую электрод, чтобы ускорить этот процесс, особенно в сухих местах.
Влажность почвы //
Влажность является важным требованием для хорошей проводимости почвы. Содержание влаги в почве может варьироваться в зависимости от сезона, поэтому по этой причине желательно найти электроды на глубине, на которой в течение года будет присутствовать влажность, так что удельный вес грунта не будет слишком сильно меняться в течение ежегодного погодного цикла.
Также возможно, что влажность испаряется во время землетрясений большой величины в течение длительного времени. Конструкция электрода должна учитывать этот аспект.
Влияние содержания влаги на удельное сопротивление почвы //
| Содержание влаги (%) | Сопротивление (в омметре) | ||
| Верхняя почва | Песчаный суглинок | Красная глина | |
| 2 | *** | 1850 | *** |
| 4 | *** | 600 | *** |
| 6 | 1350 | 380 | *** |
| 8 | 900 | 280 | *** |
| 10 | 600 | 220 | *** |
| 12 | 360 | 170 | 1800 |
| 14 | 250 | 140 | 550 |
| 16 | 200 | 120 | 200 |
| 18 | 150 | 100 | 140 |
| 20 | 120 | 90 | 100 |
| 22 | 100 | 80 | 90 |
| 24 | 100 | 70 | 80 |
Температура почвы //
Температура также оказывает влияние на удельное сопротивление грунта, но его эффект преобладает при или около 0ºC, когда удельное сопротивление резко возрастает. Аналогично, уплотняющее состояние почвы влияет на удельное сопротивление. Свободная почва более резистивная по сравнению с уплотненной почвой.
Влияние температуры на удельное сопротивление грунта
| Температура (° C) | Сопротивление (в омметре) |
| -5 | 700 |
| 0 | 300 |
| 0 | 100 |
| 10 | 80 |
| 20 | 70 |
| 30 | 60 |
| 40 | 50 |
| 50 | 40 |
Каменистая почва обладает высокой резистентностью и там, где встречается скала, следует проявлять особую осторожность. Одним из способов повышения проводимости почвы является окружающий электрод бентонитовой глиной, который обладает способностью удерживать воду, а также обеспечивает слой высокой проводимости.
В отличие от упомянутых ранее солей, бентонит представляет собой природную глину, которая содержит минеральный моммориллит, образованный из-за вулканического действия. Он не вызывает коррозии и не выщелачивается, поскольку электролит является частью самой глины. Он также очень стабилен.
Низкое удельное сопротивление бентонита в основном является результатом электролитического процесса между водой и оксидами натрия, калия и кальция, присутствующими в этом материале. Когда вода добавляется к бентониту, она набухает до 13 раз от ее первоначального объема и прилипает к любой поверхности, с которой он контактирует. Кроме того, при воздействии солнечных лучей он герметизируется и предотвращает сушку нижних слоев.
Любые такие меры повышения должны периодически повторяться для поддержания качества заземляющего электрода. Электроды используют эти принципы, чтобы резко снизить сопротивление отдельных электродов в экстремальных условиях почвы. Такие электроды широко известны как « химические электроды ».
IEEE 142 дает несколько полезных таблиц, которые позволяют определить удельное сопротивление грунта для обычно встречающихся почв в различных условиях, которые могут служить ориентиром для проектировщиков систем заземления. Они показаны в таблицах ниже.
Ссылка: практическое заземление, склеивание, защита и защита от перенапряжений Г. Виджаярагаван, Марк Браун и Малькольм Барнс (купите бумажную копию из Amazon)