Špecifický elektrický odpor zeme

Horné vrstvy zemskej kôry, v ktorých môžu prúdiť prúdy elektrických inštalácií, sa zvyčajne nazývajú zemou. Vlastnosť zeme ako prúdového vodiča závisí od jej štruktúry a komponentov, ktoré obsahuje.

Hlavné zložky zeme - oxid kremičitý, oxid hlinitý, vápenec, uhlie atď. — sú izolanty a vodivosť zeme závisí od pôdneho roztoku, to znamená od vlhkosti a solí zachytených medzi nevodivými pevnými časticami komponentov. Zem má teda iónovú vodivosť, ktorá na rozdiel od elektronickej vodivosti v kovoch má väčšiu elektrický odpor voči elektrickému prúdu.

Je zvykom definovať vlastnosti zeme ako vodiča prúdu. špecifický elektrický odpor ρ, čo znamená odpor pôdnej kocky s hranami 1 cm. Táto hodnota je určená výrazom:

ρ = RS / l,

Ohm • cm2 / cm, alebo Ohm / cm, kde R je odpor (Ohm) určitého objemu pôdy s prierezom C (cm2) a dĺžkou l (cm).

Hodnota zemného odporu ρ závisí od charakteru pôdy, jej vlhkosti, obsahu zásad, solí a kyselín, ako aj od jej teploty.

Rozsah zmeny efektívneho elektrického odporu zeme ρ rôznych pôd je obrovský, napríklad hlina má odpor 1 — 50 Ohm-/m, pieskovec 10 — 102 Ohm/m a kremeň 1012 — 1014 Ohm/m Pre porovnanie uvádzame špecifický elektrický odpor prírodných roztokov vypĺňajúcich póry a trhliny. Napríklad prírodné vody, v závislosti od solí rozpustených v nich, majú odpor 0,07 - 600 Ohm / m, z toho riečne a sladké podzemné vody 60 - 300 Ohm / m, a morské a hlboké vody 0,1 - 1 Ohm / m.

Zvýšenie obsahu rozpustených látok v pôde, celková vlhkosť, zhutnenie jej častíc, zvýšenie teploty (ak vlhkosť neklesne) vedú k poklesu ρ. Olejová a olejová impregnácia pôdy, ako aj mrazenie výrazne zvyšujú ρ.

Zem je heterogénna, pozostáva z niekoľkých vrstiev pôdy s rôznymi hodnotami ρ. Spočiatku pri výpočte uzemňovacích a inžinierskych štúdií vychádzali z predpokladu homogenity ρ na teréne vo vertikálnom smere. Teraz pri výpočte uzemnených elektród sa predpokladá, že zem pozostáva z dvoch vrstiev: hornej s odporom ρ1 a hrúbkou h a spodnej s odporom ρ2. Takto vypočítaný dvojvrstvový model zeme dobre odráža znaky zmien hĺbky zeme spôsobených zamrznutím a vysychaním jej povrchovej vrstvy, ako aj vplyv na p zónu podzemnej vody.

Analytický výpočet všetkých faktorov ovplyvňujúcich hodnotu ρ je náročný, preto sa odpor, ktorý spĺňa akceptovanú presnosť výpočtu, získava priamym meraním.

Na meranie parametrov zemskej elektrickej štruktúry – hrúbky vrstiev a odporu každej vrstvy – sa v súčasnosti odporúčajú dve metódy: vertikálna testovacia elektróda a vertikálne elektrické meranie. Výber metódy merania závisí od vlastností pôdy a požadovanej presnosti merania.

Pozri tiež: Ako merať zemný odpor

Nižšie uvedená tabuľka ukazuje odolnosť najbežnejších pôd.

Odolnosť pôdy Typ pôdy Odolnosť, Ohm / m Hlina 50 Hustý vápenec 1000-5000 Sypký vápenec 500-1000 Mäkký vápenec 100-300 Žula a pieskovec v závislosti od poveternostných vplyvov 1500-10000 Zvetraná žula a pieskovec 100-600 Vrstva humusu 2500 -100 jurské sliepky 30-40 slieň a hustá hlina 100-200 sľudová bridlica 800 ílovitý piesok 50-500 kremičitý piesok 200-3000 vrstvené bridlicové pôdy 50-300 holá skalnatá pôda 1500-3000 kamenistá pôda pokrytá trávou-300 kamenistá pôda jednotiek do 30 Zamokrené rašelinové pôdy 5-100