Hvordan måle jordmotstand
Jordens elektrofysiske egenskaper
De elektrofysiske egenskapene til bakken som den jordede elektroden er plassert i, bestemmes av den motstand... Jo lavere spesifikk motstand, desto gunstigere er forholdene for plassering av elektrodejordingssystemet.
Jordmotstand kalt motstanden mellom de motsatte planene til jordens terning med kanter på 1 m og måles i ohm.
For å visualisere denne motstanden, husk at en kobberkube med 1 m ribber har en motstand på 175-10-6 ohm ved 20 °C; så, for eksempel, med en verdi på p = 100 Ohm-m, har jorden en motstand 5,7 milliarder ganger større enn motstanden til kobber i samme volum.
Nedenfor er de omtrentlige verdiene for jordmotstand, Ohm m, ved gjennomsnittlig luftfuktighet.
Sand - 400 - 1000 og mer
Sandjord - 150 - 400
Leire - 40 - 150
Leire — 8 — 70
Hage - 40
Chernozem - 10 - 50
Torv - 20
Steinleire (omtrent 50%) - 100
Mergel, kalkstein, grov sand med steiner - 1000 - 2000
Stein, steiner - 2000 - 4000
Elvevann (på slettene) - 10 - 80
Sjøvann - 0,2
Vann fra springen - 5 - 60
For konstruksjon av jordede elektroder er det nødvendig å vite ikke de omtrentlige, men de nøyaktige verdiene av motstanden til jorden på stedet for bevæpning. De bestemmes lokalt ved målinger.
Grunnegenskapene kan endres avhengig av tilstanden - fuktighet, temperatur og andre faktorer - og kan derfor ha forskjellige verdier til forskjellige tider av året på grunn av tørking eller frysing, samt tilstanden på måletidspunktet. Disse faktorene tas i betraktning ved måling av jordens motstand med sesongmessige koeffisienter og koeffisienter som tar hensyn til jordtilstanden på målingstidspunktet, slik at den nødvendige motstanden til jordingsanordningen opprettholdes til enhver årstid og til enhver tid. jordens fuktighet, dvs. under ugunstige forhold.
Tabell 1 viser koeffisientene som tar hensyn til grunnens tilstand under målingene er gitt i tabell.1.
Koeffisient k1 brukes hvis bakken er våt, målingene ble innledet av en stor mengde nedbør; k2 - hvis jorda har normal fuktighet, hvis målingen ble innledet av en liten mengde nedbør; k3 — hvis landet er tørt, er nedbørsmengden under normalen.
Tabell 1. Koeffisienter til de målte verdiene av motstanden til jorden, tatt i betraktning dens tilstand under målingen
Elektrode k1 k2 k3 Vertikal
lengde 3 m 1,15 1 0,92 lengde 5 m 1,1 1 0,95 Horisontal
lengde 10 m 1,7 1 0,75 lengde 50 m 1,6 1 0,8
Mål jordmotstand mulig med en MC-08 (eller lignende) fire-elektrode type enhet (jordsonde). Målinger bør tas i den varme årstiden.
Enheten fungerer etter prinsippet om et magnetoelektrisk forholdsmåler. Enheten inneholder to rammer, hvorav den ene er inkludert som et amperemeter, den andre som et voltmeter. Disse viklingene virker på enhetens akse i motsatte retninger, på grunn av hvilke avvikene til enhetens pil er proporsjonale med motstanden. Skalaen til enheten er gradert i ohm. Strømkilden for målingen er en håndsveivet DC-generator G. En effektbryter P og en likeretter Bp er montert på en felles akse med generatoren.
Skjematisk diagram av jordingsmåler type MS-07 (MS-08)
Hvis strømmen går gjennom endeelektrodene, er det en forskjell i spenning U mellom de midterste. Verdiene til U i en homogen jord (lag) er direkte proporsjonale med motstanden p og strømmen I og omvendt proporsjonal med avstanden a mellom elektrodene: U = ρAz /2πa eller p = 2πaU / I = 2πaR, hvor R er instrumentavlesningen.
Jo større verdien av a er, desto større er volumet av bakken dekket av det elektriske feltet til strømelektrodene. Derfor, ved å endre avstanden a, er det mulig å oppnå jordmotstandsverdiene avhengig av avstanden til elektrodene. Med et homogent grunnlag vil den beregnede verdien ρ ikke endres ved. endring i avstand a (endringer kan skyldes ulike grader av fuktighet). Som et resultat av målinger som bruker avhengigheten ρ av avstanden mellom elektrodene, er det mulig å estimere verdien av resistiviteten ved forskjellige dybder.
Skjema for måling av jordmotstand med MS-08-enheten
Målinger bør fjernes fra rør og andre strukturer og deler som kan forvrenge resultatene.
Jordmotstand kan måles grovt ved hjelp av testelektrodemetoden. For å gjøre dette blir elektroden (hjørne, stang) nedsenket i bakken i en grop slik at tuppen er i en dybde på 0,6-0,7 m fra bakkenivå, og motstanden til elektroden gv måles med en enhet av MS08-typen. Og så, ved å bruke dataene om de omtrentlige verdiene for motstanden til de vertikale elektrodene (tabell 2), kan du få en omtrentlig verdi av den spesifikke motstanden til bakken.
Tabell 2. Spredningsmotstand for jordingselektroder
Elektrodemotstand, ohm Vertikal, vinkelstål, stang, rør ρ / l , hvor l — lengde på elektroden i meter 40 mm bredt båndstål eller rundstål med en diameter på 20 mm 2ρ / l , hvor l — lengde på båndet i meter Rektangulær plate (med et lite sideforhold), plassert vertikalt 0,25 (ρ / (ab-1/2)), hvor a og b — dimensjoner på sidene av platen i m.
Et eksempel på beregning av jordmotstand. Et hjørne på 3 m er senket ned i bakken. Resistansen målt med MS-08 enheten viste seg å være 30Ω Da kan vi skrive: Rism = rv l = 30NS3 = 90 ohm x m.
Det anbefales å ta målinger på to eller tre steder og ta gjennomsnittsverdien. Testelektrodene må drives eller presses for å få stabil kontakt med bakken; skrustenger for måleformål anbefales ikke.
En lignende målemetode bør ikke brukes med strimler som legges i bakken: Metoden er arbeidskrevende og upålitelig, siden riktig kontakt av stripen med bakken etter tilbakefylling og stamping først kan oppnås etter en tid.
For å ta hensyn til grunnens tilstand under målingene, er en av koeffisientene k hentet fra tabellen. 1.
Dermed er jordmotstanden lik: p = k x Rism
Protokollen viser tilstanden til grunnen (fuktigheten) på tidspunktet for målingene og den anbefalte sesongmessige koeffisienten for frysing eller tørking av grunnen.