Cách đo điện trở đất

Tính chất điện vật lý của trái đất

Các tính chất điện vật lý của mặt đất nơi đặt điện cực nối đất được xác định bởi nó sức chống cự... Điện trở riêng càng thấp thì điều kiện bố trí hệ thống nối đất điện cực càng thuận lợi.

Điện trở của trái đất gọi là điện trở giữa các mặt phẳng đối diện của trái đất hình lập phương có cạnh 1 m và được đo bằng ôm.

Để hình dung điện trở này, hãy nhớ lại rằng một khối lập phương bằng đồng có các đường gân 1 m có điện trở 175-10-6 ôm ở 20 °C; vì vậy, ví dụ, với giá trị p = 100 Ohm-m, trái đất có điện trở lớn hơn 5,7 tỷ lần so với điện trở của đồng trong cùng một khối lượng.

Dưới đây là các giá trị gần đúng của điện trở đất, Ohm m, ở độ ẩm trung bình.

Cát — 400 — 1000 trở lên

Đất thịt pha cát — 150 — 400

Đất sét — 40 — 150

Đất sét — 8 — 70

Vườn — 40

Chernozem — 10 — 50

Than bùn — 20

Đất sét đá (khoảng 50%) — 100

Marl, đá vôi, cát thô có đá — 1000 — 2000

Đá, đá — 2000 — 4000

Nước sông (ở đồng bằng) — 10 — 80

Nước biển — 0,2

Nước máy — 5 — 60

Đối với việc xây dựng các điện cực nối đất, cần phải biết không phải giá trị gần đúng mà là giá trị chính xác của điện trở của trái đất tại nơi trang bị vũ khí. Chúng được xác định cục bộ bằng các phép đo.

Các đặc tính của đất có thể thay đổi tùy thuộc vào điều kiện của nó—độ ẩm, nhiệt độ và các yếu tố khác—và do đó có thể có các giá trị khác nhau vào các thời điểm khác nhau trong năm do khô hoặc đóng băng, cũng như điều kiện tại thời điểm đo. Các yếu tố này được tính đến khi đo điện trở của trái đất với các hệ số theo mùa và các hệ số có tính đến trạng thái của trái đất tại thời điểm đo, để điện trở cần thiết của thiết bị nối đất được duy trì trong bất kỳ mùa nào và bất kỳ lúc nào. độ ẩm của trái đất, tức là . trong điều kiện không thuận lợi.

Bảng 1 cho thấy các hệ số có tính đến tình trạng của đất trong quá trình đo được đưa ra trong bảng.1.

Hệ số k1 được áp dụng nếu mặt đất ẩm ướt, các phép đo trước đó có lượng mưa lớn; k2 - nếu đất có độ ẩm bình thường, nếu phép đo được thực hiện trước một lượng mưa nhỏ; k3 — nếu đất khô, lượng mưa dưới mức bình thường.

Bảng 1. Hệ số so với giá trị đo được của điện trở đất, có tính đến trạng thái của nó trong quá trình đo

Điện cực k1 k2 k3 Dọc

dài 3 m 1,15 1 0,92 dài 5 m 1,1 1 0,95 Ngang

chiều dài 10 m 1,7 1 0,75 chiều dài 50 m 1,6 1 0,8

Có thể đo điện trở nối đất bằng thiết bị loại bốn điện cực MC-08 (hoặc tương tự) (đầu dò nối đất). Các phép đo nên được thực hiện trong mùa ấm áp.

Thiết bị hoạt động trên nguyên tắc của một tỷ số kế điện từ. Thiết bị này chứa hai khung, một trong số đó được bao gồm dưới dạng ampe kế, khung còn lại là vôn kế. Các cuộn dây này tác động lên trục của thiết bị theo hướng ngược lại, do đó độ lệch của mũi tên của thiết bị tỷ lệ thuận với điện trở. Thang đo của thiết bị được chia độ theo đơn vị ôm. Nguồn điện cho phép đo là máy phát điện một chiều quay tay G. Bộ ngắt mạch P và bộ chỉnh lưu Bp được gắn trên một trục chung với máy phát.

Sơ đồ thiết bị đo tiếp đất loại MS-07 (MS-08)

Nếu dòng điện đi qua các điện cực cuối thì giữa các điện cực ở giữa có sự chênh lệch về hiệu điện thế U. Các giá trị của U trong một (lớp) trái đất đồng nhất tỷ lệ thuận với điện trở p và cường độ dòng điện I và tỷ lệ nghịch với khoảng cách a giữa các điện cực: U = ρAz /2πa hoặc p = 2πaU / I = 2πaR, trong đó R là số đọc của thiết bị.

Giá trị của a càng lớn thì thể tích mặt đất bao phủ bởi điện trường của các điện cực dòng điện càng lớn. Do đó, bằng cách thay đổi khoảng cách a, có thể thu được các giá trị điện trở đất phụ thuộc vào khoảng cách của các điện cực. Với cơ sở đồng nhất, giá trị tính toán ρ sẽ không thay đổi tại. thay đổi khoảng cách a (thay đổi có thể do độ ẩm khác nhau). Do kết quả của các phép đo sử dụng sự phụ thuộc ρ vào khoảng cách giữa các điện cực, nên có thể ước tính giá trị của điện trở suất ở các độ sâu khác nhau.

Sơ đồ đo điện trở đất bằng thiết bị MS-08

Các phép đo nên được loại bỏ khỏi đường ống và các cấu trúc và bộ phận khác có thể làm sai lệch kết quả.

Điện trở đất có thể được đo sơ bộ bằng phương pháp điện cực thử nghiệm. Để làm điều này, điện cực (góc, thanh) được nhúng xuống đất trong hố sao cho đầu của nó ở độ sâu 0,6-0,7 m so với mặt đất và điện trở của điện cực gv được đo bằng thiết bị loại MS08. Và sau đó, sử dụng dữ liệu về các giá trị gần đúng của điện trở của các điện cực dọc (bảng 2), bạn có thể nhận được giá trị gần đúng của điện trở cụ thể của mặt đất.

Bảng 2. Điện trở lan truyền của điện cực nối đất

Điện trở, ohm Dọc, thép góc, thanh, ống ρ / l , trong đó l — chiều dài của điện cực tính bằng mét Thép dải rộng 40 mm hoặc thép tròn có đường kính 20 mm 2ρ / l , trong đó l — chiều dài của dải tính bằng mét Tấm hình chữ nhật (với tỷ lệ khung hình nhỏ), được đặt theo chiều dọc 0,25 (ρ / (ab-1/2)), trong đó a và b — kích thước của các cạnh của tấm tính bằng m.

Một ví dụ về tính toán điện trở của đất. Một góc dài 3 m bị lún xuống đất. Điện trở được đo bằng thiết bị MS-08 hóa ra là 30Ω Sau đó, chúng ta có thể viết: Rism = rv l = 30NS3 = 90 ohm x m.

Nên thực hiện các phép đo ở hai hoặc ba nơi và lấy giá trị trung bình. Các điện cực thử nghiệm phải được điều khiển hoặc ép để tiếp xúc ổn định với mặt đất; thanh vít cho mục đích đo lường không được khuyến khích.

Không nên sử dụng phương pháp đo tương tự với các dải được đặt trong lòng đất: phương pháp này tốn nhiều công sức và không đáng tin cậy, vì chỉ có thể đạt được sự tiếp xúc thích hợp của dải với mặt đất sau khi lấp đầy và đầm sau một thời gian.

Để tính đến trạng thái của mặt đất trong quá trình đo, một trong các hệ số k được lấy từ bảng. 1.

Như vậy, điện trở đất bằng: p = k x Rism

Giao thức hiển thị trạng thái của mặt đất (độ ẩm) tại thời điểm đo và hệ số đóng băng hoặc làm khô mặt đất theo mùa được khuyến nghị.