Ειδική ηλεκτρική αντίσταση της γης

Τα ανώτερα στρώματα του φλοιού της γης, στα οποία μπορούν να ρέουν τα ρεύματα των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων, ονομάζονται συνήθως γη. Η ιδιότητα της γης ως αγωγού ρεύματος εξαρτάται από τη δομή της και τα στοιχεία που περιέχει.

Τα κύρια συστατικά της γης - πυρίτιο, οξείδιο του αργιλίου, ασβεστόλιθος, άνθρακας κ.λπ. — είναι μονωτές και η αγωγιμότητα της γης εξαρτάται από το εδαφικό διάλυμα, δηλαδή από την υγρασία και τα άλατα που παγιδεύονται ανάμεσα στα μη αγώγιμα στερεά σωματίδια των συστατικών. Έτσι, η γη έχει ιοντική αγωγιμότητα, η οποία, σε αντίθεση με την ηλεκτρονική αγωγιμότητα στα μέταλλα, έχει μεγαλύτερη ηλεκτρική αντίσταση στο ηλεκτρικό ρεύμα.

Είναι σύνηθες να ορίζονται οι ιδιότητες της γης ως αγωγός ρεύματος. ειδική ηλεκτρική αντίσταση ρ, που σημαίνει την αντίσταση ενός κύβου εδάφους με άκρες 1 εκ. Αυτή η τιμή καθορίζεται από την έκφραση:

ρ = RS / l,

Ohm • cm2 / cm, ή Ohm / cm, όπου R είναι η αντίσταση (Ohm) ενός συγκεκριμένου όγκου εδάφους με διατομή C (cm2) και μήκος l (cm).

Η τιμή της αντίστασης εδάφους ρ εξαρτάται από τη φύση του εδάφους, την περιεκτικότητά του σε υγρασία, την περιεκτικότητα σε βάσεις, άλατα και οξέα, καθώς και από τη θερμοκρασία του.

Το εύρος μεταβολής της αποτελεσματικής ηλεκτρικής αντίστασης της γης σε διαφορετικά εδάφη είναι τεράστιο, για παράδειγμα, ο πηλός έχει αντίσταση 1 — 50 Ohm- / m, ο ψαμμίτης 10 — 102 Ohm / m και ο χαλαζίας 1012 — 1014 Ohm / m Για σύγκριση, παρουσιάζουμε την ειδική ηλεκτρική αντίσταση των φυσικών διαλυμάτων που γεμίζουν τους πόρους και τις ρωγμές. Για παράδειγμα, τα φυσικά νερά, ανάλογα με τα άλατα που διαλύονται σε αυτά, έχουν αντίσταση 0,07 - 600 Ohm / m, εκ των οποίων τα ποτάμια και τα γλυκά υπόγεια ύδατα 60 - 300 Ohm / m και τα θαλάσσια και βαθιά νερά 0,1 - 1 Ohm / m.

Η αύξηση της περιεκτικότητας σε διαλυμένες ουσίες στο έδαφος, η συνολική περιεκτικότητα σε υγρασία, η συμπίεση των σωματιδίων του, η αύξηση της θερμοκρασίας (αν δεν μειωθεί η περιεκτικότητα σε υγρασία) οδηγούν σε μείωση του ρ. Ο εμποτισμός του εδάφους με λάδι και λάδι, καθώς και η κατάψυξη, αυξάνουν σημαντικά το ρ.

Η γη είναι ετερογενής, αποτελούμενη από πολλά στρώματα εδάφους με διαφορετικές τιμές του ρ. Αρχικά, κατά τον υπολογισμό των μελετών γείωσης και μηχανικής, βασίστηκαν στην υπόθεση της ομοιογένειας του ρ στο έδαφος στην κατακόρυφη διεύθυνση. Τώρα, κατά τον υπολογισμό των γειωμένων ηλεκτροδίων, υποτίθεται ότι η γη αποτελείται από δύο στρώματα: το ανώτερο με την αντίσταση ρ1 και το πάχος h και το κάτω με την αντίσταση ρ2. Ένα τέτοιο υπολογιζόμενο μοντέλο δύο επιπέδων της γης αντανακλά τα χαρακτηριστικά των αλλαγών στο βάθος της γης που προκαλούνται από το πάγωμα και την ξήρανση του επιφανειακού στρώματός της, καθώς και την επίδραση στη ζώνη p των υπόγειων υδάτων.

Ο αναλυτικός υπολογισμός όλων των παραγόντων που επηρεάζουν την τιμή του ρ είναι δύσκολος, επομένως, η αντίσταση που πληροί την αποδεκτή ακρίβεια υπολογισμού λαμβάνεται με άμεσες μετρήσεις.

Για τη μέτρηση των παραμέτρων της ηλεκτρικής δομής της γης — το πάχος των στρωμάτων και η αντίσταση κάθε στρώματος — συνιστώνται επί του παρόντος δύο μέθοδοι: ένα κατακόρυφο ηλεκτρόδιο δοκιμής και μια κατακόρυφη ηλεκτρική μέτρηση. Η επιλογή της μεθόδου μέτρησης εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του εδάφους και την απαιτούμενη ακρίβεια μέτρησης.

Δείτε επίσης: Πώς να μετρήσετε την αντίσταση γείωσης

Ο παρακάτω πίνακας δείχνει την αντοχή των πιο κοινών εδαφών.

Αντοχή εδάφους Τύπος εδάφους Αντίσταση, Ohm / m Πηλός 50 Πυκνός ασβεστόλιθος 1000-5000 Χαλαρός ασβεστόλιθος 500-1000 Μαλακός ασβεστόλιθος 100-300 Γρανίτης και ψαμμίτης ανάλογα με τις καιρικές συνθήκες 1500-10000 Ξεπερασμένος γρανίτης και ψαμμίτης 610-01 χώμα Silty 100- -100 μάργες Jurassic 30-40 Marl και πυκνή άργιλος 100-200 σχιστόλιθος μαρμαρυγίας 800 αργίλη άμμος 50-500 πυριτική άμμος 200-3000 σχιστολιθικά εδάφη με στρώσεις 50-300 γυμνό βραχώδες έδαφος 1500-3000 πετρώδη εδάφη 500-30 μονάδες έως 30 Υγρά τυρφώδη εδάφη 5-100