Специфично електрическо съпротивление на земята
Горните слоеве на земната кора, в които могат да текат токовете на електрическите инсталации, обикновено се наричат земя. Свойството на земята като токов проводник зависи от нейната структура и компонентите, които съдържа.
Основните компоненти на земята — силициев диоксид, алуминиев оксид, варовик, въглища и др. — са изолатори, а проводимостта на земята зависи от почвения разтвор, тоест от влагата и солите, уловени между непроводимите твърди частици на компонентите . По този начин земята има йонна проводимост, която, за разлика от електронната проводимост в металите, има по -голяма електрическо съпротивление на електрически ток.
Обичайно е да се определят свойствата на земята като токов проводник. специфично електрическо съпротивление ρ, което означава съпротивлението на почвен куб с ръбове 1 см. Тази стойност се определя от израза:
ρ = RS / l,
Ohm • cm2 / cm, или Ohm / cm, където R е съпротивлението (Ohm) на определен обем почва с напречно сечение С (cm2) и дължина л (см).
Стойността на съпротивлението на земята ρ зависи от естеството на почвата, влагата, съдържанието на основи, соли и киселини, както и от нейната температура.
Обхват на промяна вефективно електрическо съпротивление на земята ρ различните почви са огромни, например глината има устойчивост 1 — 50 Ohm- / m, пясъчник 10 — 102 Ом/ м, и кварц 1012 — 1014 Ом / м. За сравнение представяме специфичното електрическо съпротивление на естествените разтвори, запълващи порите и пукнатините. Например, естествените води, в зависимост от разтворените в тях соли, имат устойчивост 0,07 — 600 Ohm / m, от които речни и сладки подземни води 60 -300 Ohm / m, а морска и дълбоки води 0,1 — 1 Ом / м.
Увеличаването на съдържанието на разтворени вещества в почвата, общото съдържание на влага, уплътняването на нейните частици, повишаването на температурата (ако съдържанието на влага не намалява) водят до намаляване на ρ. Импрегнирането на почвата с масла и масло, както и замръзването, значително увеличават ρ.
Земята е разнородна, състои се от няколко слоя почва с различни стойности на ρ. Първоначално при изчисляване на заземяване и инженерни проучвания те се основават на предположението за хомогенността на ρ на земята във вертикална посока. Сега, при изчисляване на заземени електроди, се приема, че земята се състои от два слоя: горният — с съпротивлението ρ1 и дебелината h и долният — с съпротивлението ρ2. Такъв изчислен двуслоен модел на земния кладенец отразява особеностите на промените в дълбочината на земята, причинени от замръзване и изсушаване на повърхностния й слой, както и влиянието върху р зоната на подземните води.
Аналитичното изчисляване на всички фактори, влияещи върху стойността на ρ, е трудно, поради което съпротивлението, което отговаря на приетата точност на изчисление, се получава чрез директни измервания.
За измерване на параметрите на електрическата структура на земята — дебелината на слоевете и съпротивлението на всеки слой — в момента се препоръчват два метода: изпитателен вертикален електрод и вертикално електрическо измерване. Изборът на метод за измерване зависи от характеристиките на почвата и необходимата точност на измерване.
Вижте също: Как да се измери съпротивлението на земята
Таблицата по -долу показва съпротивлението на най -често срещаните почви.
Съпротивление на почвата Тип на почвата Съпротивление, Ом / m Глина 50 Плътен варовик 1000-5000 Хлабав варовик 500-1000 Варовик мек 100-300 Гранит и пясъчник в зависимост от атмосферните влияния 1500-10000 Изветрял гранит и пясъчник 100-600 Хумусен слой 10-150 Тинести почви 20-100 Маргели от юрския период 30-40 Мергел и плътна глина 100-200 Слюдна шисти 800 Глинен пясък 50-500 Силициев пясък 200-3000 Слоести почви от шисти 50-300 Гола скалиста почва 1500-3000 Камениста почва, покрита с трева 300-500 Влажни зони От няколко единици до 30 Мокри торфени почви 5-100