Savitoji žemės elektrinė varža
Viršutiniai žemės plutos sluoksniai, kuriuose gali tekėti elektros instaliacijų srovės, dažniausiai vadinami žeme. Įžeminimo, kaip srovės laidininko, savybė priklauso nuo jos struktūros ir joje esančių komponentų.
Pagrindiniai žemės komponentai – silicio dioksidas, aliuminio oksidas, kalkakmenis, anglis ir kt. — yra izoliatoriai, o žemės laidumas priklauso nuo grunto tirpalo, tai yra nuo drėgmės ir druskų, įstrigusių tarp nelaidžių kietųjų komponentų dalelių. Taigi žemė turi joninį laidumą, kuris, skirtingai nei metalų elektroninis laidumas, turi didesnį elektrinė varža elektros srovei.
Įprasta apibrėžti žemės, kaip srovės laidininko, savybes. specifinė elektrinė varža ρ, o tai reiškia dirvožemio kubo, kurio briaunos yra 1 cm, varžą. Ši reikšmė nustatoma pagal išraišką:
ρ = RS / l,
Ohm • cm2 / cm arba Ohm / cm, kur R yra tam tikro tūrio dirvožemio, kurio skerspjūvis C (cm2) ir ilgis l (cm), varža (Ohm).
Grunto varžos ρ reikšmė priklauso nuo dirvožemio pobūdžio, drėgmės kiekio, bazių, druskų ir rūgščių kiekio, taip pat nuo jo temperatūros.
Įvairių dirvožemių efektyvios elektrinės varžos kitimo diapazonas ρ yra didžiulis, pavyzdžiui, molio varža 1 — 50 omų/m, smiltainio 10 — 102 omų/m, o kvarco 1012 — 1014 omų/m. Palyginimui pateikiame natūralių tirpalų, užpildančių poras ir įtrūkimus, savitąją elektrinę varžą. Pavyzdžiui, natūralūs vandenys, priklausomai nuo juose ištirpusių druskų, turi 0,07 – 600 omų/m varžą, iš kurių upių ir gėlo požeminio vandens – 60 –300 omų/m, o jūros ir giluminio – 0,1 – 1 omų/m.
Padidėjęs ištirpusių medžiagų kiekis dirvožemyje, bendras drėgmės kiekis, jo dalelių sutankėjimas, temperatūros padidėjimas (jei drėgmė nemažėja) lemia ρ mažėjimą. Dirvožemio impregnavimas alyva ir alyva, taip pat užšalimas žymiai padidina ρ.
Žemė yra nevienalytė, susidedanti iš kelių dirvožemio sluoksnių su skirtingomis ρ reikšmėmis. Iš pradžių, skaičiuojant įžeminimo ir inžinerinius tyrimus, jie buvo pagrįsti ρ vienalytiškumo prielaida ant žemės vertikalia kryptimi. Dabar, skaičiuojant įžemintus elektrodus, daroma prielaida, kad žemė susideda iš dviejų sluoksnių: viršutinio su varža ρ1 ir storio h bei apatinio su varža ρ2. Toks skaičiuojamas dviejų sluoksnių žemės šulinio modelis atspindi žemės gylio pokyčių ypatumus, atsiradusius dėl jos paviršinio sluoksnio užšalimo ir džiūvimo, taip pat įtaką požeminio vandens p zonai.
Analitiškai apskaičiuoti visus veiksnius, turinčius įtakos ρ reikšmei, sunku, todėl tiesioginiais matavimais gaunama varža, atitinkanti priimtą skaičiavimo tikslumą.
Žemės elektrinės struktūros parametrams – sluoksnių storiui ir kiekvieno sluoksnio varžai – matuoti šiuo metu rekomenduojami du metodai: vertikalus bandymo elektrodas ir vertikalus elektrinis matavimas. Matavimo metodo pasirinkimas priklauso nuo grunto savybių ir reikiamo matavimo tikslumo.
Taip pat žiūrėkite: Kaip išmatuoti įžeminimo varžą
Žemiau esančioje lentelėje parodytas labiausiai paplitusių dirvožemių atsparumas.
Atsparumas dirvožemiui Dirvožemio tipas Atsparumas, Ohm / m Molis 50 Tankus kalkakmenis 1000-5000 Birus kalkakmenis 500-1000 Minkštas kalkakmenis 100-300 Granitas ir smiltainis priklausomai nuo oro sąlygų 1500-10000 Atvėsintas granitas ir smiltainis 100-600 sluoksnių Humusas -100 Juros periodo mergelių 30-40 Marlas ir tankus molis 100-200 Žėručio skalūnas 800 Molio smėlis 50-500 Silicio smėlis 200-3000 Sluoksniuotas skalūninis dirvožemis 50-300 Plikas uolingas dirvožemis 1500-3000 Akmenuotas dirvožemis 30000000-000 vienetų iki 30 Šlapių durpinių dirvožemių 5-100