Kako izmeriti ozemljitveni upor
Elektrofizikalne lastnosti zemlje
Z njim so določene elektrofizikalne lastnosti tal, v katerih se nahaja ozemljena elektroda odpornost... Manjši kot je specifični upor, ugodnejši so pogoji za lokacijo ozemljitvenega sistema elektrode.
Ozemljitveni upor se imenuje upor med nasprotnimi ravninami zemeljske kocke z robovi 1 m in se meri v ohmih.
Za vizualizacijo tega upora se spomnimo, da ima bakrena kocka z 1 m reber upor 175-10-6 ohmov pri 20 °C; tako ima na primer pri vrednosti p = 100 Ohm-m upornost zemlje 5,7 milijard krat večjo od upornosti bakra v isti prostornini.
Spodaj so približne vrednosti ozemljitvenega upora, Ohm m, pri povprečni vlažnosti.
Pesek — 400 — 1000 in več
Peščena ilovica - 150 - 400
Glina - 40 - 150
Glina — 8 — 70
Vrt — 40
Černozem - 10 - 50
Šota - 20
Kamnita glina (približno 50%) - 100
Lapor, apnenec, grobi pesek s kamni - 1000 - 2000
Kamen, kamni - 2000 - 4000
Rečna voda (na nižinah) - 10 - 80
Morska voda - 0,2
Voda iz pipe - 5 - 60
Za izdelavo ozemljenih elektrod je treba poznati ne približne, ampak natančne vrednosti upora zemlje na mestu oborožitve. Določajo se lokalno z meritvami.
Lastnosti tal se lahko spreminjajo glede na njihovo stanje – vlažnost, temperaturo in druge dejavnike – in imajo zato lahko različne vrednosti v različnih obdobjih leta zaradi sušenja ali zmrzovanja, kot tudi stanja v času merjenja. Ti dejavniki se upoštevajo pri merjenju upornosti zemlje s sezonskimi koeficienti in koeficienti, ki upoštevajo stanje zemlje v času meritev, tako da se zahtevana upornost ozemljitvene naprave ohrani v katerem koli letnem času in kadar koli vlažnost zemlje, tj. pod neugodnimi pogoji.
V tabeli 1 so prikazani koeficienti, ki upoštevajo stanje tal med meritvami podani v tabeli.1.
Koeficient k1 se uporabi, če so tla mokra, pred meritvami je bila velika količina padavin; k2 — če ima tla normalno vlažnost, če je bila pred meritvijo majhna količina padavin; k3 — če je zemlja suha, je količina padavin pod normalno.
Tabela 1. Koeficienti izmerjenih vrednosti upornosti zemlje ob upoštevanju njenega stanja med meritvijo
Elektroda k1 k2 k3 Navpično
dolžina 3 m 1,15 1 0,92 dolžina 5 m 1,1 1 0,95 vodoravno
dolžina 10 m 1,7 1 0,75 dolžina 50 m 1,6 1 0,8
Izmerite ozemljitveni upor, ki je možen z napravo MC-08 (ali podobno) s štirimi elektrodami (ozemljitvena sonda). Meritve je treba opraviti v topli sezoni.
Naprava deluje na principu magnetoelektričnega raciometra. Naprava vsebuje dva okvirja, od katerih je eden vključen kot ampermeter, drugi kot voltmeter. Ta navitja delujejo na os naprave v nasprotnih smereh, zaradi česar so odstopanja puščice naprave sorazmerna z uporom. Lestvica naprave je graduirana v ohmih. Vir energije za merjenje je ročni DC generator G. Odklopnik P in usmernik Bp sta nameščena na skupni osi z generatorjem.
Shema ozemljitvene merilne naprave tipa MS-07 (MS-08)
Če tok teče skozi končne elektrode, potem med srednjima obstaja razlika v napetosti U. Vrednosti U v homogeni zemlji (plasti) so neposredno sorazmerne z uporom p in tokom I ter obratno sorazmerne z razdalja a med elektrodama: U = ρAz /2πa ali p = 2πaU / I = 2πaR, kjer je R odčitek instrumenta.
Večja kot je vrednost a, večja je prostornina tal, ki jo pokriva električno polje tokovnih elektrod. Zato je s spreminjanjem razdalje a mogoče dobiti vrednosti upornosti zemlje, odvisno od razdalje elektrod. Pri homogeni osnovi se izračunana vrednost ρ ne bo spremenila pri. sprememba razdalje a (spremembe so lahko posledica različnih stopenj vlažnosti). Kot rezultat meritev z uporabo odvisnosti ρ od razdalje med elektrodama je mogoče oceniti vrednost upornosti na različnih globinah.
Shema za merjenje ozemljitvenega upora z napravo MS-08
Meritve je treba odstraniti s cevovodov in drugih struktur ter delov, ki lahko popačijo rezultate.
Ozemljitveni upor se lahko grobo izmeri z metodo preskusne elektrode. Da bi to naredili, je elektroda (vogal, palica) potopljena v tla v jami, tako da je njena konica na globini 0,6-0,7 m od nivoja tal, in upor elektrode gv se meri z napravo za tip MS08. In nato z uporabo podatkov o približnih vrednostih upora navpičnih elektrod (tabela 2) lahko dobite približno vrednost specifičnega upora tal.
Tabela 2. Odpornost proti širjenju ozemljitvenih elektrod
Upornost elektrode, ohm Navpično, kotno jeklo, palica, cev ρ / l , kjer l — dolžina elektrode v metrih 40 mm širok trak iz jekla ali okroglo jeklo s premerom 20 mm 2ρ / l , kjer l — dolžina traku v metrih Pravokotna plošča (z majhnim razmerjem stranic), postavljena navpično 0,25 (ρ / (ab-1/2)), kjer a in b - dimenzije strani plošče v m.
Primer izračuna odpornosti tal. 3 m dolg vogal zarijemo v zemljo. Izkazalo se je, da je upor, izmerjen z napravo MS-08, 30Ω. Potem lahko zapišemo: Rism = rv l = 30NS3 = 90 ohm x m.
Priporočljivo je opraviti meritve na dveh ali treh mestih in vzeti povprečno vrednost. Preskusne elektrode je treba potisniti ali pritisniti, da vzpostavijo stabilen stik s tlemi; vijačenje palic za merjenje ni priporočljivo.
Podobne metode merjenja ne bi smeli uporabljati pri trakovih, položenih v tla: metoda je težavna in nezanesljiva, saj je pravilen stik traku s tlemi po zasipanju in nabijanju mogoče doseči šele čez nekaj časa.
Da bi upoštevali stanje tal med meritvami, vzamemo enega od koeficientov k iz tabele. 1.
Tako je talni upor enak: p = k x Rism
Protokol prikazuje stanje tal (vlažnost) v času meritev in priporočen sezonski koeficient zmrzovanja oziroma izsuševanja tal.