Для чего измеряют удельное сопротивление грунта: Методика определения удельного электрического сопротивления грунта в полевых условиях.

Содержание

Методика определения удельного электрического сопротивления грунта в полевых условиях.

За величину удельного электрического сопротивления принимается сопротивление грунта, заключённого в объёме с поперечным сечением 1м2 и длиной 1м. Принимается размерность – Ом×м.

Одним из критериев опасности коррозии сооружений являются коррозионная агрессивность среды (грунтов, грунтовых и других вод) по отношению к металлу сооружения (включая биокоррозионную агрессивность грунтов).

Для оценки коррозионной агрессивности грунта по отношению к стали определяют удельное электрическое сопротивление грунта, измеренное в полевых и лабораторных условиях (таблица 8.1). Если при определении одного из показателей установлена высокая коррозионная агрессивность грунта (а для мелиоративных сооружений – средняя), то другой показатель не определяют.

Таблица 8.1 – Коррозионная агрессивность грунта по отношению к углеродистой и низколегированной стали

Удельное электрическое сопротивление грунта измеряют непосредственно на трассе подземного трубопровода, в местах расположения анодных заземлителей и протекторов.

На участках высокой и повышенной коррозионной опасности измерения выполняют через каждые 100 м. На других участках – через 500 м. Дополнительные измерения проводятся между точками измерения, указанными выше, в тех местах, в которых ожидаются минимальные значения удельного электрического сопротивления, как правило, на участках с пониженными формами рельефа. 

В случае отсутствия данных об удельном электрическом сопротивлении грунта измерения его производят через 100 м и через 50 м в местах резко неоднородных грунтов

При проведении работ со вскрытием трубопровода обязательно должно проводиться измерение удельного сопротивления грунта на глубине залегания трубопровода.

Измерение удельного электрического сопротивления грунта в полевых условиях производится с  использованием измерителей сопротивления заземления М416, Ф4103, АС-72, ИСЗ-1, MoData (все приборы должны быть откалиброваны в соответствующих государственных органах). Электроды в виде стальных стержней длиной от 250 до 350 мм и диаметром от 15 до 20 мм.

При измерении удельного электрического сопротивления грунта в шурфе расстояние между электродами должно быть равным 10 см. Четырех электродную установку монтируют на пластине из непроводящего материала размером 400×100 мм. Глубина погружения электродов не должна превышать 1 см. 

Измерение проводят на стенках шурфа, на глубине укладки нефтепровода, поверхность выравнивают на площади, превышающей площадь пластины.

Количество точек, в которых измеряется удельное электрическое сопротивление грунта должно быть не менее трех.

Удельное электрическое сопротивление грунта измеряют непосредственно на трассе подземного трубопровода по четырехэлектродной схеме (рисунок 8.1).

Рисунок 8.1 – Схема определения удельного сопротивления грунта:

1 – электрод, 2 – прибор с клеммами: 

I – токовые выводы; E – потенциальные выводы; a – расстояние между электродами 

Электроды размещают на поверхности земли на одной прямой линии, совпадающей с осью трассы для проектируемого сооружения, а для сооружения, уложенного в землю, – на линии, проходящей параллельно на расстоянии в пределах от 2 до 4 м от оси сооружения. Измерения выполняют с интервалом от 100 до 200 м в период, когда на глубине заложения сооружения отсутствует промерзание грунта.

Глубина забивания электродов в грунт должна быть не более 1/20 расстояния между электродами.

Удельное электрическое сопротивление грунта ρ, Ом·м, вычисляют по формуле:

                                                                ρ = 2πRга,                                                              (8.1)

где   Rг – электрическое сопротивление грунта, измеренное прибором, Ом;

         а – расстояние между электродами, равное глубине (для кабелей связи – двойной глубине) прокладки подземного сооружения, м.

Измерения удельного сопротивления грунта – Энциклопедия по машиностроению XXL

II.4. ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА  [c.213]

Измерение удельного сопротивления грунта  [c.115]

Ввиду сложности конфигурации инженерных коммуникаций расчет катодной защиты городских подземных сооружений сводится к расчету сопротивления анодного заземления тип которого определяется на основании проведения опытных защит и измерения удельного сопротивления грунта, расчету сечения дренажных и питающих кабелей и выбору типа катодной станции.[c.174]


В каждом отдельном случае исходя из измерений удельного сопротивления грунта и влажности. Чем больше влажность и ниже удельное сопротивление грунта, тем больше допустимая плотность тока.  [c.184]

Результаты измерения удельного сопротивления грунта  [c.67]

После подписания договора и перечисления аванса проектная организация приступает к выполнению изыскательских работ. Они включают измерение удельного сопротивления грунта, измерение потенциала “труба-грунт”, записи потенциалов “труба-грунт” регистрирующими приборами и потенциалов “рельс-грунт” по медно-сульфатному или стальному электродам сравнения, если есть необходимость. Если по трассе проектируемого водовода имеются существующие установки активной защиты, то определяется эффективность их работы.  [c.126]

Значения коэффициента k даются в зависимости от влажности грунта перед измерением методом ВЭЗ и используются для приведения измеренного удельного сопротивления грунта слоя сезонных изменений к расчетным условиям зимы для расчета защитных и рабочих заземлителей электроустановок.

[c.14]

Измерение удельного сопротивления грунта выполняется различными методами.  [c.84]

Этот прибор предназначен для измерения удельного сопротивления грунта. Он состоит из магазина сопротивления, логометра с тремя рамками, индуктора и насаженных на его ось коммутаторных прерывателей и выпрямителя. Прибор позволяет измерять три предела сопротивления О—1000 ом О—100 ом О—10 ом.  [c.84]

Дли измерения удельного сопротивления грунта потенциометром составляется схема, приведенная на рис. 42. Пользуясь системой четырех электродов, производится измерение падения напряжения и тока. Расчет значения удельного сопротивления производится по формуле  [c.85]

Помимо рассмотренных наиболее распространенных методов измерения удельного сопротивления грунта принимается и ряд  [c.85]

Рид. 44. Схема двухполюсного метода измерения удельного сопротивления грунта.  

[c. 86]

При измерении удельного сопротивления грунта с помощью источника тока с переключением полюсов (реверсора) на медных электродах исключается действие блуждающих токов. При подаче тока известной величины через медные электроды можно по падению напряжения в полуэлементах определить плотность токов в земле.  [c.808]

Для определения технического состояния заземляющего устройства следует периодически производить а) внешний осмотр видимой части заземляющего устройства б) осмотр с проверкой наличия цепи между заземлителем и заземляемыми элементами (отсутствие обрывов и неудовлетворительных контактов в проводке, соединяющей аппарат с заземляющим устройством), а также проверку пробивных предохранителей трансформаторов в) измерение сопротивления заземляющего устройства г) измерение полного сопротивления петли фаза — нуль д) проверку надежности соединений естественных заземлителей е) выборочное вскрытие грунта для осмотра элементов заземляющего устройства, находящихся в земле ж) измерение удельного сопротивления грунта для опор линий электропередачи напряжением выше 1000 В.

[c.306]


Рис. 8.4. Схема измерения удельного сопротивления грунта прибором типа МС-08.
Для проведения измерения удельного сопротивления грунта применяется схема с четырьмя электродами, расположенными на равном расстоянии друг от друга по прямой линии, которая для проектируемого сооружения должна совпадать с осью трассы, а для существующего сооружения — должна проходить параллельно последнему в 3—4 м от него. Глубина забивки электродов не должна быть более 7 го расстояния между ними. Пункты измерений удельного сопротивления грунта располагаются вдоль трассы сооружения через каждые 100—200 м. Если при из]мерении вдоль трассы кабеля получены разные значения удельного сопротивления грунта, то среднее значение этой величины, Ом-м, может быть определено по выражению [21]  
[c.114]

При устройстве заземлений с малой величиной сопротивления целесообразно произвести предварительное измерение удельного сопротивления грунта. Для этого в грунт забивают стальную трубу длиной 1—3 ж и измеряют величину сопротивления заземления.  [c.102]

Измерение удельного сопротивления грунта Способы снижения коррозии блуждающими то  [c.7]

Для правильной оценки условий службы железобетонных конструкций необходимо проводить электрические и электрохимические измерения удельного сопротивления грунта, потенциалов, тока утечки и сопротивления.  
[c.96]

Сила тока в цепи (рис. 1 А, Б, В), создаваемая протектором 1, зависит от его массы, качества изоляционного покрытия сооружения 2 и удельного сопротивления грунта. Для измерения силы тока в цепи и контроля no-  [c.11]

При способе, наиболее часто применяемом для измерения сопротивления грунта, исходят из показанного на рис. 3.20 (в верхней части) симметричного расположения четырехэлектродного устройства на поверхности земли. Распределение тока и потенциалов соответствует характерному для электрического диполя. Ввиду более тесного расположения линий тока у электродов А и В, через которые подводится ток, здесь происходит наибольшее падение напряжения, тогда как в области напряжения U, снимаемого между электродами С к D, распределение напряженности поля получается сравнительно равномерным. По результату измерения можно рассчитать согласно формуле (24.41) удельное сопротивление грунта [34]. При неизменном расстоянии между внутренними электродами а (например, 1,6 м) увеличивали расстояние между наружными электродами Ь (например, с 1,6 до 3,2 м) и тем самым расширяли охватываемый диапазон глубин. График функции F(a, Ь) показан на рис. 24.3.  

[c.116]

При измерении по четырехэлектродной схеме, проводимом с поверхности, всегда получается усредненное удельное сопротивление грунта с охватом большого участка. Сопротивление сравнительно узко ограниченного слоя грунта или глинистой чечевицеобразной прослойки возможно только при погружении одного стержневого электрода.[c.117]

Поскольку стержень Веннера в механическом отношении получается довольно непрочным, его можно применять только в рыхлых грунтах или в пробуренных шпурах. У всех стержневых измерительных электродов удельное сопротивление грунта определяется как произведение измеренного сопротивления переменному току на коэффициент формы Fo, устанавливаемый при тарировке. На рис. 3.22 показаны размеры и коэффициенты формы различных стержневых электродов.  

[c.118]


В измеренное таким способом напряжение сооружение — грунт входит наряду с электродным потенциалом и омическое падение напряжения, пропорциональное удельному сопротивлению грунта и плотности тока. Вызванное стеканием тока фактическое изменение потенциала с элиминированием омической составляющей падения напряжения на практике обычно не может быть измерено. Кроме того, оно и не дает прямой информации о коррозионной опасности, так как характер кривой анодный частичный ток — потенциал неизвестен. Согласно рис. 2,9, повышение истинного (без омической составляющей)  
[c.237]

Фактическое строение грунта в районах предполагаемой установки анодных заземлений для установок электрохимической защиты неоднородно и весьма сложно. Измерение удельного сопротивления грунта на площадке, предназначенной для сооружения анодного заземления, необходимо проводить при помощи четырехэлектродной установки (рис. 42 и 43). При этом необходимо, чтобы плотность тока, протекающего в земле от измерительной установки, была на порядок выше блуждающих токов. Для проведения измерений могут быть использованы приборы MG-08, M-416j ИКС-lj ЭП-1, а также любой источник постоянного тока.  [c.174]

Тип анодного заземления определяется на основании измерений удельного сопротивления грунта. Электроды анодного заяр.мден-ия желательно закладывать в слои грунта с низким удельным сопротивлением. Эффективно применение глубинных анодных заземлений, аЁШШШнйх в нижние слои грунта, удельное сопротивление которых не менее чем в 4 раза ниже удельного сопротивления слоя грунта, где размещены подземные сооружения.

[c.176]

В качестве расчетного удельного сопротивления грунта слоя сезонных изменений следует принимать возможное максимальное значение удельного сопротивления грунта. Поэтому если ВЭЗ, проводится не в расчетный наиболее тяжелый период года, измеренное удельное сопротивление грунта слоя сезонных изменений ршм (толщиною Яс) следует привести к расчетному значению ррасч-  [c.14]

Простым способом является двухполюсный метод измерения удельного сопротивления грунтов. В грунт забиваются два дубовых стержня, снабженных металлическими сердечниками и наконечниками. Между ними составляется цепь из трехвольтовой батареи и миллиамперметра, позволяющего производить измерение до 100 жа. Один из наконечников делается больших размеров, он служит катодом, а другой меньших — анодом. Минус батареи соединяется с катодом (рис. 44). Удельное сопротивление грунта определяется по формуле  

[c.86]

Измерения удельного сопротивления грунта, целью которых является получение информахщи об относительной коррозионной агрессивности грунта вдоль трассы трубопровода.[c.100]

Удельное сопротивление грунта можно измерить с помощью четырех электродов, расположенных по прямой линии на равном расстоя1 и (рис. 11.4). Постоянный ток / из батареи течет через два внешних металлических электрода, одновременно с этим измеряется разность потенциалов между двумя внутренними электродами сравнения (например, Си — uSOJ. Обычно измерения повторяют, меняя направление тока, чтобы избежать влияния блуждающих токов. Тогда  [c.213]

Результаты измерения зависят не только от степени пойреждения изоляционного покрытия трубопровода, но и от удельного сопротивления грунта у дефектных мест. Средняя плотность защитного тока Js на участках трубопровода A/i, Л/2,. .. Мп будет относиться к потенциалам выключения (U )m= h U +U , ),если разделить ток Мп на  [c.113]

Защитный ток, появляющийся в области дефектов изоляции трубопроводов с катодной защитой, приводит к образованию в грунте катодной воронки напряжений (см. раздел 3.6.2). На трубопроводах, изоляционные покрытия которых отличаются высокой механической прочностью, например имеющих полимерные покрытия, обычно могут встретиться лишь немногочисленные дефекты на больших расстояниях один от другого. Поблизости от этих дефектов распределение потенциалов в воронке может быть принято таким же, как в воронке напряжений от односторонне заземленной пластины, а на большем расстоянии — как в воронке ог зарытого сферического заземлителя (см. раздел 3.6.2.2). На рис. 10.15 показана воронка напряжений над дефектом с защитным током 1 мА при удельном сопротивлении грунта р=100 Ом-м. При помощи выражения (3.52а) можно путем измерения параметра воронки напряжений hUx и разности между потенциалами включения и выключения оценить размеры малых дефектов. Если однако изоляция трубопровода имеет очень много дефектов на небольших расстояниях один от другого, то воронки напряжений от отдельных дефектов взаимно накладываются и образуют цилиндрическое поле напряжений вокруг трубопровода (Ij17] см. раздел 3.6.2.2). На рис. 10.15 показан более крутой характер цилиндрической воронки напряжений при плотности защитного тока Л = 1 мА-м 2 для трубопровода с условным проходом 300 мм. В частности, на старых трубопроводах с изоляцией из джута или войлока с пропиткой битумом при средней плотности защитного тока порядка нескольких миллиампер на кв. метр следует ожидать распределения потенциалов согласно формуле (3.53). Большой требуемый защитный ток старых трубопроводов нередко обусловливается наличием арматуры без покрытий, плохо изолированных сварных швов и металлических контактов с другими трубопроводами или неизолированными футлярами. Поскольку для катодной защиты неизолированной поверхности железа в грунте требуется плотность защитного тока до 100 мА-м , при этом получаются воронки напряжения с разностью потенциалов порядка нескольких сотен милливольт.  [c.240]


В случае измерения удельного сопрогивленпя грунта прибором МС-08 расстояния между электродами принимаются одинаковыми и равным а, тогда формула для определения удельного сопротивления грунта примет вид  [c. 71]

Изжритель заземления МС-08 (MG-07) предназначен для измерения сопротивления заземляющих устройств. Его также можно использовать для определения удельного сопротивления грунта.  [c.107]


Удельное электрическое сопротивление грунта: определение вида исследования

Определение удельного электросопротивления грунтов – это один из ключевых видов исследований, который является элементом комплексных геологических изысканий и позволяет характеризовать способность исследуемого грунта препятствовать прохождению электротока.

Измерение уровня удельного электросопротивления грунтов необходимо для:

  1. Определения степени вероятности возникновения опасных техногенных процессов (например, коррозии).
  2. Уточнения параметров расчета и проектирования заземляющих устройств (например, при прокладке трубопровода).
  3. Установления соответствия основной электрической характеристики конкретного грунта установленным нормам (сопротивление растеканию электротока с заземлителя).

Что включается в себя процесс исследования

Удельное электрическое сопротивление измеряется по специальной методике, учитывая заданный интервал. В некоторых случаях, при значительном превышении уровня грунтовых вод глубины закладки фундамента, проба должна иметь гораздо меньший объем.

В лабораторных условиях удельное электросопротивление рассчитывается по специальным формулам, а полученные в результате расчетов данные вписываются в протокол исследования. Для получения развернутых и детальных сведений о геологии исследуемого участка должно провести весь комплекс исследовательских работ как в полевых, так и в лабораторных условиях.

Геология участков бывает чрезвычайно сложной, вплоть до непредсказуемости. Качественное проведение всех необходимых мероприятий по исследованию свойств грунтов и характеристик природных вод возможно лишь с привлечением профессионалов, имеющих в своем арсенале специальное оборудование.

Чтобы предотвратить возникновение неприятных последствий в виде смещений, подтоплений или даже разрушений строений, необходимо со всей ответственностью подходить к расчетам фундамента и разработке проекта строительства, в том числе учитывая показатели удельного электрического сопротивления грунтов.

Удельное сопротивление почвы таблица. Расчет защитного заземления

Электрофизические свойства грунта, в котором находится заземлитель, определяются прежде всего его удельным сопротивлением. Чем меньше удельное сопротивление, тем более благоприятные условия для расположения заземлителя.

Удельное сопротивление грунта – сопротивление между противоположными плоскостями куба земли с ребром длины 1 м. Единица измерения удельного сопротивления – ом на метр (Ом·м).

Чтобы оценить величину удельного сопротивления грунта, сравним его с наиболее распространенным электротехническим материалом – медью. Так, куб меди таких же размеров имеет сопротивление 1,72·10 -8 Ом·м. При 20°С и средней влажности удельное сопротивление грунта составляет примерно ρ = 100 Ом·м, то есть земля имеет удельное сопротивление в 5,7 млрд. раз больше.

В табл. 6.3. приведены приближенные значения удельных сопротивлений различных типов почвы при средней влажности.

Таблица 6. 3 – Удельное электрическое сопротивление грунтов ρ гр

При оборудовании заземляющих устройств необходимо знать не приближенные, а точные значения удельных сопротивлений грунта в данном месте. Получение такой информации возможно только непосредственными измерениями на местах.

Свойства почвы могут меняться в зависимости от ее влажности и температуры, поэтому удельное сопротивление может иметь разные значения в разные времена года из-за высыхания или промерзания. Эти факторы учитываются при измерениях удельного сопротивления земли сезонными коэффициентами. В табл. 6.4 приведены коэффициенты, учитывающие состояние земли во время измерений.

Таблица 6.4 – Сезонные коэффициенты сопротивления грунта

Коэффициент k 1 применяется, если земля влажная и измерениям предшествовало выпадение большого количества осадков; k 2 – земля нормальной влажности и измерения предшествовало выпадение небольшого количества осадков; k 3 – земля сухая, количество осадков ниже нормы.

Измерение удельного сопротивления почвы обычно проводят в теплое время года. В данной лабораторной работе используется измеритель заземлений типа МС-08 (рис. 6.3). Прибор имеет собственный источник питания в виде генератора, приводимого во вращательное движение с помощью ручки. Если в процессе измерения стрелка прибора колеблется, это является признаком наличия посторонних токов в земле. Чтобы избежать погрешности в измерениях достаточно изменить частоту вращения ручки. Однако следует заметить, что для обеспечения надлежащей точности измерения эта частота должна находиться в пределах 90…150 об/мин.

Измеритель заземления МС-08 имеет три шкалы: 0 – 1000 Ом, 0 – 100 Ом и 0 – 10 Ом. Удельное сопротивление грунта измеряют шкалой на 1000 Ом. Прибор работает по принципу магнитоэлектрического логометра, он содержит две рамки, одна из которых включается как амперметр, а другая – как вольтметр. Эти обмотки действуют на ось прибора в противоположных направлениях, благодаря чему отклонения стрелки прибора пропорциональны сопротивлению.

Рис. 6.3 – Измеритель заземлений МС-08

Шкала прибора градуирована в омах, источником питания при измерении служит генератор Г постоянного тока, приводимого во вращение от руки. На общей с генератором оси укреплены прерыватель П1 и выпрямитель П2 (рис. 6.4).

Рис. 6.4 – Электрическая схема измерителя заземлений МС-08: Г – генератор, Р – реостат, Л – логометр, П1 – прерыватель, П2 – выпрямитель, П3 – переключатель.

Измерение удельного сопротивления грунта следует выполнять в стороне от трубопроводов и других металлических конструкций, которые могут внести погрешность в результаты. Схема измерения показана на рис. 6.5.

Рис. 6.5 – Схема измерения удельного сопротивления грунта

Чем больше значение а , тем больший объем почвы охватывается электрическим полем электродов и более точными являются результаты измерений. Изменяя расстояние а, можно получить зависимость удельного сопротивления земли от разнесения электродов. При однородной структуре грунта значение ρ не зависит от расстояния а (изменения могут быть вследствие разной степени влажности).

Таким образом, используя зависимость ρ от расстояния между электродами, можно судить о величинах удельных сопротивлений на разной глубине. Удельное сопротивление грунта определяют по формуле

где R – сопротивление прибора, Ом.

Измерения удельного сопротивления желательно выполнять в нескольких местах, рассчитывая затем среднее значение. Электроды следует забивать в землю для более плотного контакта, ввертывание стержней для целей измерения не рекомендуется.

Важнейшей функцией заземления является электробезопасность. Перед его установкой в частном доме, на подстанции и в других местах необходимо произвести расчёт заземления.

Как выглядит заземление частного дома

Электрический контакт с землёй создаёт погруженная в грунт металлическая конструкция из электродов вместе с подключёнными проводами – всё это представляет собой заземляющее устройство (ЗУ).

Места соединения с ЗУ проводника, защитного провода или экрана кабеля называются точками заземления. На рисунке ниже изображено заземление из одного вертикального металлического проводника длиной 2500 мм, вкопанного в землю. Его верхняя часть размещается на глубине 750 мм в траншее, ширина которой в нижней части составляет 500 мм и в верхней – 800 мм. Проводник может быть связан сваркой с другими такими же заземлителями в контур горизонтальными пластинами.


Вид простейшего заземления помещения

После монтажа заземлителя траншея засыпается грунтом, а один из электродов должен выходить наружу. К нему подключается провод над поверхностью земли, который идет к шине заземления в электрощите управления.

При нахождении оборудования в нормальных условиях на точках заземления напряжение будет нулевым. В идеальном случае при коротком замыкании сопротивление ЗУ будет равно нулю.

При возникновении в заземлённой точке потенциала, должно произойти его зануление. Если рассмотреть любой пример расчёта, можно увидеть, что ток короткого замыкания I з имеет определенную величину и не может быть бесконечно большим. Грунт обладает сопротивлением растекания тока R з от точек с нулевым потенциалом до заземлителя:

R з = U з / I з, где U з – напряжение на заземлителе.

Решение задачи правильного расчёта заземления особенно важно для электростанции или подстанции, где сосредоточено много оборудования, работающего под высоким напряжением.

Величина R з определяется характеристиками окружающего грунта: влажностью, плотностью, содержанием солей. Здесь также важными параметрами являются конструкции заземлителей, глубина погружения и диаметр подключённого провода, который должен быть таким же, как у жил электропроводки. Минимальное поперечное сечение голого медного провода составляет 4 мм 2 , а изолированного – 1,5 мм 2 .

Если фазный провод коснётся корпуса электроприбора, падение напряжения на нём определяется величинами R з и максимально возможного тока. Напряжение прикосновения U пр всегда будет меньше, чем U з, поскольку его снижают обувь и одежда человека, а также расстояние до заземлителей.

На поверхности земли, где растекается ток, также существует разность потенциалов. Если она высокая, человек может попасть под шаговое напряжение U ш опасное для жизни. Чем дальше от заземлителей, тем оно меньше.

Величина U з должна иметь допустимое значение, чтобы обеспечить безопасность человека.

Снизить величины U пр и U ш можно, если уменьшить R з, за счёт чего также уменьшится ток, протекающий через тело человека.

Если напряжение электроустановки превышает 1 кВ (пример – подстанции на промышленных предприятиях), создаётся подземное сооружение из замкнутого контура в виде рядов металлических стержней, забитых в землю и соединённых сваркой между собой при помощи стальных полос. За счёт этого производится выравнивание потенциалов между смежными точками поверхности.

Безопасная работа с электросетями обеспечивается не только за счёт наличия заземления электроприборов. Для этого ещё необходимы предохранители, автоматические выключатели и УЗО.

Заземление не только обеспечивает разность потенциалов до безопасного уровня, но и создаёт ток утечки, которого должно хватать для срабатывания защитных средств.

Соединять с заземлителем каждый электроприбор нецелесообразно. Подключения производят через шину, расположенную в квартирном щитке. Вводом для неё служит провод заземления или провод РЕ, проложенный от подстанции к потребителю, например, через систему TN-S.

Расчёт заземляющего устройства

Расчёт заключается в определении R з. Для этого необходимо знать удельное сопротивление грунта ρ, измеряемое в Ом*м. За основу принимают его средние значения, которые сводят в таблицу.

Определение удельного сопротивления грунта

Грунт Грунт Удельное сопротивление р, Ом*м
Песок при глубине залегания вод менее 5 м 500 Садовая земля 40
Песок при глубине залегания вод менее 6 и 10 м 1000 Чернозем 50
Супесь водонасыщенная (текучая) 40 Кокс 3
Супесь водонасыщенная влажная (пластинчатая) 150 Гранит 1100
Супесь водонасыщенная слабовлажная (твердая) 300 Каменный уголь 130
Глина пластичная 20 Мел 60
Глина полутвердая 60 Суглинок влажный 30
Суглинок 100 Мергель глинистый 50
Торф 20 Известняк пористый 180

Из приведённых в таблице значений видно, что значение ρ зависит не только от состава грунта, но и от влажности.

Кроме того, табличные величины удельных сопротивлений умножают на коэффициент сезонности K м, учитывающий промерзание грунта. В зависимости от низшей температуры (0 С) его значения могут быть следующими:

  • от 0 до +5 — K м =1,3/1,8;
  • от -10 до 0 — K м =1,5/2,3;
  • от -15 до -10 — K м =1,7/4,0;
  • от -20 до -15 — K м =1,9/5,8.

Значения коэффициента K м зависят от способа заложения заземлителей. В числителе приведены его значения при вертикальном погружении заземлителей (с заложением вершин на глубине 0,5-0,7 м), а в знаменателе – при горизонтальном расположении (на глубине 0,3-0,8 м).

На выбранном участке ρ грунта может существенно отличаться от средних табличных значений из-за техногенных или природных факторов.

Когда проводятся ориентировочные расчёты, для одиночного вертикально заземлителя R з ≈ 0,3∙ρ∙ K м.

Точный расчёт защитного заземления производят по формуле:

R з = ρ/2πl∙ (ln(2l/d)+0.5ln((4h+l)/(4h-l)), где:

  • l – длина электрода;
  • d – диаметр прута;
  • h – глубина залегания средней точки заземлителей.

Для n вертикальных электродов, соединённых сверху сваркой R n = R з /(n∙ K исп), где K исп – коэффициент использования электрода, учитывающий экранирующее влияние соседних (определяется по таблице).

Расположение заземляющих электродов

Формул расчёта заземления существует много. Целесообразно применять метод для искусственных заземлителей с геометрическими характеристиками в соответствии с ПУЭ. Напряжение питания составляет 380 В для трёхфазного источника тока или 220 В однофазного.

Нормированное сопротивление заземлителя, на которое следует ориентироваться, составляет не более 30 Ом для частных домов, 4 Ом – для источника тока при напряжении 380 В, а для подстанции 110 кВ – 0,5 Ом.

Для группового ЗУ выбирается горячекатаный уголок с полкой не менее 50 мм. В качестве горизонтальных соединительных перемычек используется полоса сечением 40х4 мм.

Определившись с составом грунта, по таблице выбирается его удельное сопротивление. В соответствии с регионом, подбирается повышающий коэффициент сезонности K м.

Выбирается количество и способ расположения электродов ЗУ. Они могут быть установлены в ряд или в виде замкнутого контура.


Замкнутый контур заземления в частном доме

При этом возникает их экранирующее влияние друг на друга. Оно тем больше, чем ближе расположены заземлители. Значения коэффициентов использования заземлителей K исп для контура или расположенных в ряд, отличаются.

Значения коэффициента K исп при разных расположениях электродов

Количество заземлит. n (шт.)
1 2 3
2 0.85 0.91 0.94
4 0.73 0.83 0.89
6 0.65 0.77 0.85
10 0.59 0.74 0.81
20 0.48 0.67 0.76
Расположение электродов в ряд
Количество заземлит. n (шт.) Отношение расстояния между заземлителями к их длине
4 0.69 0.78 0.85
6 0.61 0.73 0.8
10 0.56 0.68 0.76
20 0.47 0.63 0.71

Влияние горизонтальных перемычек незначительно и в оценочных расчётах может не учитываться.

Примеры расчёта контура заземления

Для лучшего освоения методов расчёта заземления лучше рассмотреть пример, а лучше – несколько.

Пример 1

Заземлители часто делают своими руками из стального уголка 50х50 мм длиной 2,5 м. Расстояние между ними выбирается равным длине – h=2.5м. Для глинистого грунта ρ = 60 Ом∙м. Коэффициент сезонности для средней полосы, выбранный по таблицам, равен 1,45. С его учётом ρ = 60∙1,45 = 87 Ом∙м.

Для заземления по контуру роется траншея глубиной 0,5 м и в дно забивается уголок.

Размер полки уголка приводится к условному диаметру электрода:

d = 0.95∙p = 0.995∙0.05 = 87 Ом∙м.

Глубина залегания средней точки уголка составит:

h = 0,5l+t = 0.5∙2.5+0.5 = 1.75 м.

Подставив значения в ранее приведённую формулу, можно определить сопротивление одного заземлителя: R = 27.58 Ом.

По приближенной формуле R = 0.3∙87 = 26.1 Ом. Из расчёта следует, что одного стержня будет явно недостаточно, поскольку по требованиям ПУЭ величина нормированного сопротивления составляет R норм = 4 Ом (для напряжения сети 220 В).

Количество электродов определяется методом приближения по формуле:

n = R 1 /(k исп R норм) = 27,58/(1∙4) = 7 шт.

Здесь вначале принимается k исп = 1. По таблицам находим для 7 заземлителей k исп = 0,59. Если подставить это значение в предыдущую формулу и снова пересчитать, получится количество электродов n = 12 шт. Затем производится новый перерасчёт для 12 электродов, где опять по таблице находится k исп = 0,54. Подставив это значение в ту же формулу, получим n = 13.

Таким образом, для 13 уголков R n = R з /(n*η) = 27,58/(13∙0,53) = 4 Ом.

Пример 2

Нужно изготовить искусственное заземление с сопротивлением R норм = 4 Ом, если ρ = 110 Ом∙м.

Заземлитель изготавливается из стержней диаметром 12 мм и длиной 5 м. Коэффициент сезонности по таблице равен 1,35. Ещё можно учесть состояние грунта k г. Измерения его сопротивления производились в засушливый период. Поэтому коэффициент составил k г =0,95.

На основе полученных данных за расчётное значение удельного сопротивления земли принимается следующая величина:

ρ = 1,35∙0,95∙110 = 141 Ом∙м.

Для одиночного стержня R = ρ/l = 141/5 = 28,2 Ом.

Электроды располагаются в ряд. Расстояние между ними должно быть не меньше длины. Тогда коэффициент использования составит по таблицам: k исп = 0,56.

Находим число стержней для получения R норм = 4 Ом:

n = R 1 /(k исп R норм) = 28,2/(0,56∙4) = 12 шт.

После монтажа заземления производятся измерения электрических параметров на месте. Если фактическое значение R получается выше, ещё добавляются электроды.

Если рядом находятся естественные заземлители, их можно использовать.

Особенно часто это делается на подстанции, где требуется самая низкая величина R. Оборудование здесь используется максимально: подземные трубопроводы, опоры линий электропередач и др. Если этого недостаточно, добавляется искусственное заземление.


Естественное заземление на даче через арматуру фундамента

Устройство размещается внутри фундамента, где шина для подключения выводится наружу.

Любой приведённый пример можно использовать как алгоритм расчёта. При этом для оценки правильности может быть применена онлайн-программа.


Как выглядит онлайн-программа, с помощью которой можно рассчитать заземление

Ошибки монтажа. Видео

Избежать ошибок в монтаже заземляющего устройства поможет это видео.

Самостоятельные расчёты заземления являются оценочными. После его монтажа следует произвести дополнительные электрические измерения, для чего приглашаются специалисты. Если грунт сухой, нужно использовать длинные электроды из-за плохой проводимости. Во влажном грунте поперечное сечение электродов следует брать как можно больше по причине повышенной коррозии.

В технической литературе часто рассказывается про заземление и зануление. Действительно, вопрос о заземлении в домах и квартирах встал в нашей стране относительно недавно. Еще когда бригады коммунистов электрифицировали страну, в деревенские домики подводили только фазу и ноль. Про провод заземления умалчивали. Во-первых, экономили алюминий как стратегический металл для самолетов, а во-вторых, мало кого заботили проблемы с защитой населения от поражения электрическим током, а в-третьих, не думали о заземлении как о эффективной мере защиты людей. Прошло достаточно времени, чтобы исчезли коммунисты, а вместе с ними и распалась страна, в которой они правили, но памятники, оставшиеся после них, все еще стоят. Памятники стоят, а дома разрушаются.

В нашим домах заземлены только трубы водопровода, канализации и газопровода, а также поэтажные щитки. При этом трубы газопровода для заземления не подходят из-за взрывчатого газа, который по ним летит. Трубы канализации для заземления также использовать нельзя. Хоть канализация сплошь из чугуна, но стыки чугунных труб заделаны цементом, который является плохим проводником. Трубы водопровода вроде как являются неплохим заземлением, но нужно учитывать, что трубы прокладывают не в земле, а в слое изоляции в специальных каналах. Самое надежное заземление – от распределительного этажного щита.

На предприятиях все изначально делали грамотно и заземляли все, что можно. Кроме заземления на предприятиях используется зануление. Многие ошибочно считают, что зануление – это проводок в розетке от нулевого провода к заземляющему контакту. Понятия “заземление” и “зануление” тесно связаны с понятием нейтрали.

Нейтраль – точка схождения трех фаз через обмотки в трансформаторе, соединенных звездой. Если эту точку соединить с заземлителями, то образуется глухозаземленная нейтраль трансформатора, и общую систему называют заземленной. Если к этой точке приварить шину и соединить ее со всеми приборам и аппаратам, то оборудование окажется заземленным.

Если нейтраль соединить с нулевой шиной (без заземлителей), то образуется изолированная нейтраль трансформатора, и общую систему называют зануленной. Если эту шину соединить со всеми приборами и аппаратами, то оборудование окажется зануленным.

Идея в том, что по заземленному или зануленному проводнику течет ток только при перекосе фаз, но это для трансформатора и при аварийных режимах работы. Нельзя выбирать – занулять или заземлять оборудование. Это сделано уже на подстанции. Обычно используется глухозаземленная нейтраль.

Если к примеру обмотка двигателя стиральной машины разрушилась и появилось сопротивление между корпусом и обмоткой, то на корпусе стиральной машины будет потенциал, который можно обнаружить индикаторной отверткой. Если машина не заземлена, то при касании корпуса потенциал машины станет потенциалом вашей руки, а т.к. ванная, где находится машина, является помещением особо опасным с точки зрения поражения током и следовательно пол является токопроводящим, нога приобретет нулевой потенциал и значит вы получите удар напряжением, пропорциональным потенциалу руки. Если машину заземлить, то в теории сработает автоматический выключатель защиты. Если машину занулить, то потенциал растечется вокруг всей машины и при касании потенциалы руки и ноги будут одинаковыми. Только надо учитывать, что ток растекается вокруг и при шагании ноги оказываются под разными потенциалами. И, конечно, можно получить удар напряжением.

Критерии применения заземления

Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землёй или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением.

Защитное заземление применяется в сетях напряжением до 1000 В переменного тока – трёхфазные трехпроводные с глухозаземленной нейтралью; однофазные двухпроводные, изолированные от земли; двухпроводные сети постоянного тока с изолированной средней точкой обмоток источника тока; в сетях выше 1000 В переменного и постоянного тока с любым режимом нейтрали.

Заземление обязательно во всех электроустановках при напряжении 380 В и выше переменного тока, 440 В и выше постоянного тока, а в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках при напряжении 42 В и выше переменного тока, 110 В и выше постоянного тока; при любых напряжениях во взрывоопасных помещениях.

В зависимости от места размещения заземлителей относительно заземляющего оборудования различают два типа заземляющего устройств – выносное и контурное.

При выносном заземляющем устройстве заземлитель вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование.

При контурном заземляющем устройстве электроды заземлителя размещают по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, а также внутри этой площадки.

В открытых электроустановках корпуса присоединяют непосредственно к заземлителю проводами. В зданиях прокладывается магистраль заземления, к которой присоединяют заземляющие провода. Магистраль заземления соединяют с заземлителем не менее чем в двух местах.

В качестве заземлителей в первую очередь следует использовать естественные заземлители в виде проложенных под землёй металлических коммуникаций (за исключением трубопроводов для горючих и взрывчатых веществ, труб теплотрасс), металлических конструкций зданий, соединённых с землёй, свинцовых оболочек кабелей, обсадных труб артезианских колодцев, скважин, шурфов и т.д.

В качестве естественных заземлителей подстанций и распределительных устройств рекомендуется использовать заземлители опор отходящих воздушных линий электропередачи, соединённых с заземляющим устройством подстанций или распределительным устройством с помощью грозозащитных тросов линий.

Если сопротивление естественных заземлителей Rз удовлетворяет требуемым нормам, то устройство искусственных заземлителей не требуется. Но это можно только измерить. Посчитать сопротивление естественных заземлителей нельзя.

Когда естественные заземлители отсутствуют или использование их не даёт нужных результатов, применяют искусственные заземлители – стержни из угловой стали размером 50Х50, 60Х60, 75Х75 мм с толщиной стенки не менее 4 мм, длиной 2,5 – 3 м; стальные трубы диаметром 50-60 мм, длиной 2,5 – 3 м с толщиной стенки не менее 3,5 мм; прутковая сталь диаметром не менее 10 мм, длиной до 10 м и более.

Заземлители забивают в ряд или по контуру на такую глубину, при которой от верхнего конца заземлителя до поверхности земли остаётся 0,5 – 0,8 м. Расстояние между вертикальными заземлителями должно быть не менее 2,5-3 м.

Для соединения вертикальных заземлителей между собой применяют стальные полосы толщиной не менее 4 мм и сечением не менее 48 кв.мм или стальной провод диаметром не менее 6 мм. Полосы (горизонтальные заземлители) соединяют с вертикальными заземлителями сваркой. Место сварки обмазывается битумом для влагоизоляции.

Магистрали заземления внутри зданий с электроустановками напряжением до 1000 В выполняют стальной полосой сечением не менее 100 кв.мм или сталью круглого сечения той же проводимости. Ответвления от магистрали к электроустановкам выполняют стальной полосой сечением не менее 24 кв.мм или круглой сталью диаметром не менее 5 мм.

Нормируемые сопротивления заземляющих устройств приведены в табл.1.

Таблица 1. Допустимые сопротивления заземляющего устройства в электроустановках до и выше 1000 В

Наибольшие допустимые значения R з, Ом

Характеристика электроустановок

R з = 250 / I з

Для электроустановок напряжением выше 1000В и расчётным током замыкания на землю I з

R з = 125 / I з

При условии, что заземляющее устройство является общим для злектроустановок напряжением до и выше 1000 В и расчётном токе замыкания на землю I з

В электроустановках напряжением 660/380 В

В электроустановках напряжением 380/220 В

В электроустановках напряжением 220/127 В

Расчётные токи замыкания на землю принимают по данным энергосистемы либо путём расчётов. В принципе, при строительстве коттеджа ток замыкания на землю не нужен. Это вопрос заземления подстанции.

Расчёт заземления методом коэффициентов использования производится следующим образом.

1. В соответствии с ПУЭ устанавливается необходимое сопротивление заземления Rз по таблице 1.

2. Определяют путём замера, расчётом или на основе данных по работающим аналогичным заземлительным устройствам возможное сопротивление растеканию естественных заземлителей Rе.

3. Если RеRз, то необходимо устройство искусственного заземления.

4. Определяют удельное сопротивление грунта ρ из таблицы 2. При производстве расчётов эти значения должны умножаться на коэффициент сезонности, зависящий от климатических зон и вида заземлителя (таблица 3).

Таблица 2. Приближенные значения удельных сопротивлений грунтов и воды p, Ом м

Наименование грунта

Удельное сопротивление, Ом м

Суглинок

Садовая земля

Глина (слой 7-10 м) или гравий

Мергель, известняк, крупный песок с валунами

Скалы, валуны

Чернозём

Речная вода (на равнинах)

Морская вода

Примерное распределение государств СНГ по климатическим зонам:

1 зона: Архангельская, Кировская, Омская, Иркутская области, Коми, Урал;

2 зона: Ленинградская и Вологодская области, центральная часть России, центральные области Казахстана, южная часть Карелии.

3 зона: Латвия, Эстония, Литва, Беларусь, южные области Казахстана; Псковская, Новгородская, Смоленская, Брянская, Курская и Ростовская области.

4 зона: Азербайджан, Грузия, Армения, Узбекистан, Таджикистан, Киргизия, Туркмения (кроме горных районов), Ставропольский край, Молдова.

Таблица 3. Признаки климатических зон и значения коэффициента К с

Данные, характеризующие климатические зоны и тип применяемых заземляющих электродов

Климатические зоны СНГ

Климатические признаки зон:

средняя многолетняя низшая температура (январь), °С

от -20 до -15

от -14 до -10

средняя многолетняя высшая температура (июль), °С

от +16 до +18

от +18 до +22

от +22 до +24

от +24 до +26

среднегодовое количество осадков, мм

продолжительность замерзания вод, дн

Значение коэффициента Кс при применении стержневых электродов длиной 2 – 3 м и глубине заложения их вершины 0,5 – 0,8 м

Значение коэффициента К”с при применении протяжённых электродов и глубине заложения их вершины 0,8 м

Значение коэффициента Кс при длине 5 м и глубине заложения вершины 0,7-0,8 м

5. Определяют сопротивление, Ом, растеканию одного вертикального заземлителя – стержневого круглого сечения (трубчатый или уголковый) в земле:

Таблица 4. Коэффициенты использования М в вертикальных электродов из труб, уголков или стержней, размещённых в ряд без учёта влияния полосы связи

Отношение расстояния между электродами к их длине: а/l

Число электродов М в

Таблица 5. Коэффициенты использования Мв вертикальных электродов из труб, уголков или стержней, размещённых по контуру без учёта влияния полосы связи

Отношение расстояния
между электродами к их длине а/l

Число электродов М в

6. При устройстве простых заземлителей в виде короткого ряда вертикальных стержней расчёт на этом можно закончить и не определить проводимость соединяющей полосы, поскольку длина её относительно невелика (в этом случае фактически сопротивление заземляющего устройства будет несколько завышено). В итоге общая формула для расчета сопротивления вертикальных заземлителей выглядит так

р – Приближенные значения удельных сопротивлений грунтов и воды, Ом м, таблица 2

КС – Признаки климатических зон и значения коэффициента, таблица 3.

L – длина вертикального заземлителя, м

d – диаметр вертикального заземлителя, м

t’ – длина от поверхности земли до середины вертикального заземлителя, м

Мв – коэффициент использования вертикальных заземлителей, зависящий от количества заземлителей и расстояния между ними (табл.4, 5). Предварительное количество вертикальных заземлителей для определения Мв можно принять равным Мв=rв/Rз

а – расстояние между вертикальными заземлителями (обычно отношение расстояния между вертикальными заземлителями к их длине принимают равным а/l=1;2;3)

при этом l>d, t0>0,5 м;

для уголка с шириной полки b получают d=0,95b.

Для горизонтальных заземлителей расчет ведется тем же методом коэффициента использования

1. Определяют сопротивление, Ом, растеканию горизонтального заземлителя. Для круглого стержневого сечения:


Таблица 6. Коэффициенты использования М г горизонтального полосового электрода (трубы, уголки, полосы и т.д.) при размещении вертикальных электродов в ряд.

М г при числе электродов в ряд

Таблица 7. Коэффициент использования М г горизонтального полосового электрода (трубы, уголки, полосы и т.д.) при размещении вертикальных электродов по контуру.

Отношение расстояния между электродами к длине a/l

М г при числе электродов в контуре заземления

р – приближенные значения удельных сопротивлений грунтов и воды, Ом м, таблица 2

КС – признаки климатических зон и значения коэффициента, таблица 3.

L – длина горизонтального заземлителя, м

d – диаметр горизонтального заземлителя, м

t’ – длина от поверхности земли до середины горизонтального заземлителя, м

Мв-коэффициент использования горизонтальных заземлителей, зависящий от количества заземлителей и расстояния между ними (табл. 6, 7).

а – расстояние между горизонтальными заземлителями (обычно отношение расстояния между горизонтальными заземлителями к их длине принимают равным а/l=1;2;3)

Rз – Допустимые сопротивления заземляющего устройства в электроустановках до и выше 1000 В, таблица 1

Здесь l>d, l>>4t’. Для полосы шириной b получают d=0,5b.

Пример 1

Рассчитать заземляющее устройство заводской подстанции 35/10 кВ, находящейся во второй климатической зоне. Сети 35 и 10 кВ работают с незаземленной нейтралью. На стороне 35 кВ Iз=8А, на стороне 10 кВ Iз=19А. Собственные нужды подстанции получают питание от трансформатора 10/0,4 кВ с заземленной нейтралью на стороне 0,4 кВ, естественных заземлителей нет. Удельное сопротивление грунта при нормальной влажности p=62 Ом*м. Электрооборудования подстанции занимает площадь 18*8 кв.м.

Решение

Прикинем количество вертикальных электродов 10 шт. по таблице 5, Мв=0,58.


Если Nв

Если Nв>10, нужно увеличить Мв, что соответственно увеличит и примерное количество электродов.

Прикинем количество горизонтальных электродов 50 шт. по таблице 6, Мг=0,2.

Если Nг

Если Nг>50, то нужно увеличить Мв, что соответственно увеличит и примерное количество электродов.

Пример 2

Рассчитать заземляющее устройство коттеджа в Беларуси. Коттедж стоит на глинистой почве, следовательно удельное сопротивление грунта p=40 Ом*м. Для заземления используется арматура диаметром 12 мм и длиной 2 метра.

Решение

По таблице 1 – Rз=4

По таблице 2 – р=40 Ом*м

По таблице 3 – Кс=1,6

Электроды будут размещаться в ряд, поэтому по таблице 4 прикинем количество вертикальных электродов, например 10 шт. Мв=0,62
Глубина забивания всех электродов от поверхности земли – 0,7 метра, плюс к этому половина длины двухметрового электрода и следовательно t’=1,7 метра.

Найдем количество вертикальных электродов


Если Nв>10, то нужно увеличить Мв, что соответственно увеличит и примерное количество электродов.

По таблице 4 прикинем количество вертикальных электродов, итого 15 шт. Мв=0,56


Если Nв

Пойдем другим путем и из штырей сварим каркас, закопав его на 0,8 метра под землю. Так получаются горизонтальные заземлители.

По таблице 1 – Rз=4

По таблице 2 – р=40 Ом*м

По таблице 3 – Кс=1,6

Глубина забивания всех электродов от поверхности земли – 0,7 метра, плюс к этому половина длины двухметрового электрода и следовательно t’=1,7 метра

Прикинем количество горизонтальных электродов, например 30 шт. по таблице 6, Мг=0,24

Если Nг>30, то нужно увеличить Мг, что соответственно увеличит и примерное количество электродов.

По таблице 6 прикинем количество горизонтальных электродов, например 50 шт. Мг=0,21

Если Nг

Заземление учитывает свойство Земли проводить электричество. Электроды для заземления делают обычно из стали. Сталь со временем ржавеет и разрушается, и заземление пропадает. Процесс этот необратим, но можно использовать стальные стержни, покрытые цинком. Цинк тоже металл, но он плохо подвержен ржавлению до тех пор, пока слой цинка есть. Когда со временем цинк вымывается или стирается механическими способами, например, при забивании электродов в твердую почву камни могут ободрать покрытие, тогда скорость коррозии увеличится вдвое. Иногда используют специальные электроды с покрытием из меди.

Стержни для заземления можно брать те, которые использовались как арматура для бетона фундамента. Красить или покрывать смолистыми составами их нельзя – смола выступит как изолятор и заземления не будет вообще. Чем длиннее стержни, тем меньше их понадобится для заземления, но тем труднее их забить в почву. Поэтому вначале нужно выкопать траншею глубиной 1 метр. Забить в траншею кусок арматуры, предварительно заточенный, чтобы он выглядывал из дна траншеи не более 20 сантиметров. Следом через 2 метра забивают следующую арматуру и так далее по расчету. Следом на дно траншеи кладут арматуру и приваривают ее ко всем забитым штырям. Место сварки необходимо обмазать битумом для влагоизоляции. Это делается потому, что арматуру толщиной 12 миллиметров будет гнить в земле очень долго, а вот место сварки по площади относительно небольшое, но самое ответственное.

После забивания всех электродов можно провести эксперимент. Из дома вытягиваем удлинитель. Источник напряжения должен приходить со столба от подстанции. Использовать для проверки автономный источник типа генератора нельзя – не будет замкнутой цепи. На удлинителе находим фазу и подключаем один провод от лампочки, а вторым проводом прикасаемся к обваренным электродам. Если лампочка светится, то измеряем напряжение между фазным проводом и заземленными электродами, напряжение должно быть 220 В, а вот светиться лампочка должна достаточно ярко. Также можно измерить ток через лампочку в 100 Вт. Если ток примерно 0,45 А, все в порядке, но если ток значительно меньше – следует добавить заземляющих стержней.

Нужно добиться нормального свечения лампочки и тока в пределах нормы. После этого места сварки заливают битумом и выводят кусок арматуры из траншеи, прикрепив его к дому. После этого траншею можно засыпать. Выведенный кусок арматуры нужно приварить к электрическому распределительному щиту в коттедже. От щита уже развести медными кабелями все точки.

Основной величиной, которая вводится в расчет заземления и от которой зависят конструкции заземления, является удельное сопротивление грунта. Этот важнейший параметр, говорит об уровне “электропроводности” земли в роли проводника, то есть как хорошо будет идти в этой среде электрический ток от заземлителя.

Грунт – это пористое дисперсионное тело , состоящее из трех основных частей: твердой , жидкой (свободная и связанная вода) и газообразной . Структура грунта схематически показана на рисунке ниже.

1 – твердые частицы, 2 – связанная вода, 3 – свободная вода, 4 – газообразная составляющая

Земля – достаточно плохой проводник, ее проводимость в тысячи раз ниже, проводимости воды или металлов. Удельное сопротивление грунта – это физическая величина, характеризующая сопротивление грунта протеканию электрического тока, простыми словами – этим параметром мы делаем выводы о электропроводности грунта в качестве проводника при прокладке заземления.


– это сопротивление, оказоваемое различными веществами земли (грунта) в виде куба с размерами 1×1×1 метр, к которому подключены измерительные электроды к противоположным сторона куба. За физическую единицу объемного удельного сопротивления считают Ом на метр (международное обозначение Омм ).

Значение удельного сопротивления грунта это исходный и главный физический параметр для осуществления расчетов сопротивления заземления. Чем выше это значение, тем больше заземлителей потребуется, чтобы добиться требуемого значения сопротивления заземления. При расчете любого заземляющего устройства необходимо знать точное значение этого араметра в конкретном месте, где будем подключать заземление.

Данный параметр грунта зависит от большого числа внешних факторов: температуры, влажности, состава, структуры и уплотненности грунта, времени года, присутствия солей, щелочных и кислотных остатков.

На основе различных геодезических исследований, проводимых в верхних слоях грунта, можно сделать вывод о том, что электрическая составляющая структуры земли носит выраженный вид слоев, которые имеют совершенно различное сопротивление с достаточно определенными горизонтальными границами. Причем удельное сопротивление в горизонтальном направлении практически одинаковое и изменяется несущественно. При этом верхний слой земли подвергается интенсивным сезонным изменениям, из-за сильных температурных колебаний, а так же от количества попадающей в почву влаги. Другие факторы, влияют менее выражено. Наибольшее значение удельного сопротивления наблюдается в зимнее время года , когда грунт промерзает, и летом – при высыхании последнего. Самым высоким значением обладают как раз на вечномерзлые грунты в зоне мерзлоты. У воды в переходном состоянии из жидкого в твердое практически не идут процессы передачи заряда. На рисунке ниже представлен график зависимости удельного сопротивления грунта от значения температуры, на котором все выше сказанное, очень хорошо видно:


Характерно, что при снижении окружающей температуры всего до -5° Цельсия, значение удельного сопротивления увеличивается в 8 раз. Не менее важное значение, при расчетах заземления имеет и уровень влажности – при его даже незначительном падении у некоторых типов грунтов (пески, глина и суглинок) удельное сопротивление увеличивается в разы. Примеры этого, как раз, приводится в таблице ниже.

Точное и правильное измерение удельного сопротивления грунта позволяет существенно снизить затраты при монтаже заземления. Так, нет необходимости устанавливать лишние заземлители. Для получения правильного результата измерения необходимо осуществлять в течение всего года, как минимум по разу в течение каждого временного сезона. Гораздо чаще все замеры проводят в конце весны – начала лета, возможное увеличение сопротивления учитывают, вводя различные повышающие коэффициенты, смотри таблицу ниже.


Для измерения можно использовать прибор МС-08 или его аналоги. В основу работы положен принцип магнитоэлектрического логометра. В приборе имеются две рамки – одна подсоединена как вольтметр, вторая – амперметр. Эти обмотки, при одномоментном включении, создают на ось измерительного прибора воздействия, имеющие прямо противоположные направления. В результате этого противодействия – отклонение стрелки прибора будет прямо пропорционально значению сопротивления. Шкала измерительного устройства проградуирована в омах. В МС-08 источником напряжения при проведении измерений выступает генератор (Г) постоянного тока, который приводится в движение за счет вращения ручкой. Также имеется выпрямитель (Вп) и прерыватель (П).

При включение питания на крайние электроды между средними появится разность напряжений U . Для однородного грунта значение U будет прямо пропорционально току I и удельному сопротивлению ρ и обратно пропорционально расстоянию между электродами а .

откуда следует, что удельное сопротивление определяется так:

ρ = 2πaU/I . или из соотношений ρ = 2πaR

Чем выше расстояние между электродами, тем больший объем земли охватывается , генерируемым токовыми электродами. Изменяя значение а можно увидеть зависимость значения удельного сопротивления грунта от этого параметра. Для однородной земли значение ρ будет практически везде одинаковым.


Для увеличения точности проводимых измерений важно грамотно расположить на поверхности грунта измерительные щупы. При этом следует соблюдать следующие принципы :
Щтыри нужно хорошо почистить от грязи, оставшейся от предыдущих измерений. Засохшая грязь сильно увеличивает полученное значение
Щупы монтируются в землю строго вертикально по прямой линии, на равном расстоянии друг от друга
Растояние между измерительными щупами должно быть минимум в пять раз больше, чем глубина, на которую забиты щупы
Измерительные щупы желательно вдавливать или забивать в грунт – это даст хороший контакт с землей. Вкручивать стержни не советую – при этом между электродом и землей появляется воздушная прослойка, вносящая погрешность в результат измерений

Измерения необходимо осуществлять в отдалении от металлоконструкций и трубопроводов, которые могут влиять на погрешность и точность.

Приблизительное значение удельного сопротивления можно вычислить с помощью метода пробного электрода. В нем измерительный электрод погружают вертикально в грунт, чтобы над землей оставалось всего 60-70 см, после чего с помощью прибора МС-08 осуществляют замер сопротивления электрода. После чего делают коррекцию полученных данных, используя приближенные значения сопротивления вертикальных значений (смотри таблицу ниже), в результате находя приближенное значение. Измерение лучше всего проводить в двух-трех местах и за рабочее значение принять среднее значение.

Методика измерение сопротивления заземляющих устройств — Методики испытаний / Документы — Электротехническая лаборатория, г.Ханты-Мансийск

1. Вводная часть.

1.1 Область применения.

Настоящий документ устанавливает методику выполнения измерения сопротивления заземляющих устройств и возможность их дальнейшей эксплуата­ции согласно ПУЭ п. 1.8.39., а также измерения удельного сопротивления грун­та.

1.2. Определяемые характеристики и условия измерений.

1.2.1. Определяемые характеристики:

— сопротивление заземляющих устройств;

— удельное сопротивление грунта;

— активное сопротивление.

1.2.2. Условия измерений.

Измерения допускается проводить при температуре окружающей среды от — 25 до +55°С и относительной влажности до 90% при 30°С.

1.2.3. Для правильной оценки качества заземляющих устройств измерение их сопротивления рекомендуется проводить в период наименьшей проводимо­сти грунта: зимой — при наибольшем его промерзании, летом — при наибольшем просыхании. Для учета состояния земли, во время измерения применяют один из коэффициентов, приведенных в табл.2. При разветвленной заземляющей сети измерения производят раздельно: сопротивления заземлителей и сопротивления заземляющих проводников, т.е. металлической связи корпусов электрооборудова­ния с контуром заземления.

2. Средства измерений.

2.1.При выполнении измерений применяют следующие средства измере­ний:

2.1.1. Прибор М416, имеет четыре диапазона измерения:

0,1 -10 Ом;

0,5 -50 Ом;

2-200 Ом;

10 — 1000 Ом.

Основная погрешность прибора не превышает ±[5+ (N/Rх-1)] в про­центах от измеряемой величины при сопротивлениях вспомогательного заземлителя и зонда не более:

500 Ом в диапазоне 0,1 — 10 Ом;

1000 Ом в диапазоне 0,5 — 50 Ом;

2500 Ом в диапазоне 2 — 200 Ом;

5000 Ом в диапазоне 10-1000 Ом.

2.2. Прибор Ф4103-М1. Класс точности 4,0 на диапазоне 0-0,3 Ом и 2,5 на остальных диапазонах. Пределы допускаемой основной приведенной погреш­ности ± 4% на диапазоне 0 — 0,3 Ом и ± 2,5% на остальных диапазонах от ко­нечного значения диапазона измерения.

3. Характеристики погрешности измерений.

3.1. Методика расчета погрешности измерителя Ф4103-М1.

3.1.1. Класс точности 4.0 на диапазоне 0-0.3 Ом и 2.5 на остальных диапазонах.

3.1.2. Время установления показания в положении ИЗМ 1 не более 6с, в по­ложении ИЗМ II не более 30с.

3.1.3. Нормальные условия применения измерителя приведены в разделе 8 паспорта прибора.

3.1.4. Пределы допускаемой основной приведённой погрешности +4% на диапазоне 0-3 Ом и + 2,5% на остальных диапазонах от конечного значения диапа­зона измерения

3.1.5. Пределы допускаемой вариации показаний равны пределам допускае­мой основной погрешности.

3.1.6. Пределы допускаемой дополнительной погрешности, вызванной воз­действием помех, равны:

половине значения допускаемой основной погрешности при воздействии переменного тока синусоидальной формы частотой 50 Гц и её гармоник напряжени­ем до 3 В на диапазоне 0-0.3 Ом и до 7 В на остальных диапазонах;

удвоенному значению допускаемой основной погрешности при воздейст­вии скачкообразных изменений амплитуды однополярных импульсов напряжением от 0 до 1 В, частотой 50 Гц, скважностью 2;

значению допускаемой основной погрешности при воздействии высоко­частотных радиопомех напряжением до 0.3 В.

3.1.7. Пределы допускаемой дополнительной погрешности, вызванной ин­дуктивной составляющей измеряемого сопротивления с постоянной времени не бо­лее 0.0001 с, равны удвоенным значениям допускаемой основной погрешности.

3.1.8. Пределы допускаемой дополнительной погрешности, вызванной изме­нением напряжения питания на плюс 3 В и минус 0.5 В от минимального значения (12В) равны значениям допускаемой основной погрешности.

3.1.9. Пределы допускаемой дополнительной погрешности, вызванной воз­действием переменного магнитного поля частотой 50 Гц напряжённостью до 400 А/м, равны значениям допускаемой основной погрешности.

3.1.10. Пределы допускаемой дополнительной погрешности, вызванные от­клонением измерителя от горизонтального положения на угол 10 ° равны пределам допускаемой основной погрешности.

3.1.11. Пределы допускаемой дополнительной ‘погрешности, вызванной из­менением температуры окружающего воздуха равны пределам допускаемой основ­ной погрешности на каждые 10° С изменения температуры.

3.1.12. Пределы допускаемой дополнительной погрешности вызванной воз­действием повышенной влажности воздуха равны удвоенным значениям пределов допускаемой основной погрешности.

3.1.13. Приведённая погрешность измерения D в общем случае вычисляется по формуле (1)


(1)

где Dо — предел допускаемой основной приведённой погрешности;

Dcn — предел допускаемой дополнительной приведённой погрешности от n-го воздействующего фактора.

3.1.14. Перед проведением измерений необходимо по возможности умень­шить количество факторов, вызывающих дополнительную погрешность, например, устанавливать измеритель практически горизонтально, вдали от мощных силовых трансформаторов, использовать источник питания напряжением (12+0.25) В, индук­тивную составляющую учитывать только для контуров, сопротивление которых меньше 0.5 Ом, определять наличие помех и т.п.

ПРИМЕЧАНИЕ. Помехи переменного тока выявляются по качаниям в режиме ИЗМ II, стрелки при вращении ручки ПДСТ 1.Г.

Помехи импульсного (скачкообразного характера) и высокочастотные радиопомехи выявляются по постоянным непериодическим колебаниям стрелки.

3.2. Методика расчета погрешности измерителя М 416.

3.2.1.Основная погрешность прибора М416 не превышает величины ±[5+(N/Rх — 1)] в процентах от измеряемой величины при сопротивлениях вспо­могательного заземлителя и зонда не более:

500 Ом в диапазоне 0,1 — 10 Ом;

1000 Ом в диапазоне 0,5 — 50 Ом;

2500 Ом в диапазоне 2 — 200 Ом;

5000 Ом в диапазоне 10-1000 Ом.

3.2.2. Проверка основной погрешности производится в нормальных усло­виях на всех оцифрованных отметках остальных диапазонов.

3.2.3.Погрешность определяется путем сравнения показаний прибора с известными сопротивлениями, включенными согласно рис.1.

Рис. 1.

где R1 — магазин сопротивлений класса 0,2;

R2, RЗ сопротивления вспомогательного заземлителя и зонда, вели­чины которых для каждого диапазона выбирается согласно таблице 1:

Таблица 1.

Диапазон измере­ния, Ом

Величина сопротивления, Ом

R1

R2

0,1-10

0,1-10

500 ±25

1000 ±50

0,5-50

0,5-50

1000 ±50

2500 ± 25

2-200

2-200

2500 ±125

500 ±25

10-1000

10-1000

5000 ±250

5000 ±250

3.2.4.Поверку основной погрешности производить в следующем порядке:

а)переключатель установите в положение, соответствующее поверяемому диапазону:

б)вращая ручку «РЕОХОРД», установите соответствующую оцифрован­ную отметку (с учетом множителя ) против риски;

в)нажмите кнопку и подбором величины сопротивления на магазине К.1 установите стрелку индикатора на нулевую отметку.

По разности между показанием шкалы реохорда (с учетом множителя) и величиной сопротивления КЛ определите основную погрешность.

4. Метод измерения.

Измерение основано на компенсационном методе с применением вспомо­гательного заземлителя и зонда.

4.1. Методические указания при работе с измерителем Ф4103-М1.

4.1.1. Описание измерителя Ф4103-М1 и подготовка его к работе.

Измеритель выполнен в пластмассовом корпусе, имеющем съемную крышку и ремень для переноски. Съемная крышка в снятом состоянии может быть закреплена на боковой стенке корпуса. В нижней части корпуса имеется отсек для размещения сухих элементов. На лицевой панели расположены отсчетное устройство, зажимы для подключения токовых и потенциальных элек­тродов, органы управления, розетка для подключения внешнего источника тока.

4.1.2. Установить сухие элементы в отсек питания с соблюдением поляр­ности. При отсутствии их подключить измеритель к внешнему источнику с помощью шнура питания.

4.1.3. Установить измеритель на ровной поверхности и снять крышку, при необходимости закрепить её на боковой поверхности корпуса.

4.1.4. Проверить напряжение источника питания. Для этого закоротить зажимы Т1, Г11, П2, Т2, установить переключатели в положения КЛБ и “0.3”‘, а руч­ку КЛБ — в крайнее правое положение. Нажать кнопку ИЗМ. Если при этом лам­па КП не загорается, напряжение питания в норме.

4.1.5. Проверить работоспособность измерителя. Для этого, в положении КЛБ переключателя, установить ноль ручкой УСТО, нажать кнопку ИЗМ, ручкой КЛБ установить стрелку на отметку “30”.

ВНИМАНИЕ! Не забывайте устанавливать переключатель в положение ОТКЛ после окончания работ для предотвращения разряда внутреннего источни­ка питания. Для блокировки включения измерителя закрывайте крышку!

4.1.6. После пребывания измерителя, в предельных температурных условиях

(-50°С; +55°С) или длительной повышенной влажности (95% при 30°С) время выдержки в нормальных условиях не менее, соответственно 3 ч и 23 ч.

4.2. Последовательность проведения работ измерителем Ф4103-М1

4.2.1. Измерение сопротивления заземляющих устройств.

4.2.1.1. Измерение сопротивления заземляющих устройств ЗУ выполнять по схеме, приведённой на рис.2.

Рис.2.

4.2.1.2.Направление разноса электродов Rп1 и Rт1 выбирать так чтобы со­единительные провода не проходили вблизи металлоконструкций и параллельно трассе ЛЭП (линий электропередач). При этом расстояние между токовым и потен­циальным проводами должно быть не менее 1 м. Присоединение проводов к ЗУ вы­полнять на одной металлоконструкции, выбирая места — подключения на расстоя­нии (0.2-0.4) м друг от друга.

4.2.1.3.Измерительные электроды размещать по однолучевой или двухлучевой схеме. Токовый электрод (К.т1) установить на расстоянии 1 зт =2Д (предпочти­тельно 1зт =ЗД) от края испытуемого устройства (Д — наибольшая диагональ зазем­ляющего устройства), а потенциальный электрод (Кп1) — поочерёдно на расстояниях (0.2; 0.3; 0.4; 0.5; 0.6; 0.7; 0.8) 1зт.

4.2.1.4.Измерения сопротивления заземляющих устройств проводить при ус­тановке потенциального электрода в каждой из указанных точек. По данным изме­рений построить кривую “б” зависимости сопротивления ЗУ от расстояния по­тенциального электрода до заземляющего устройства. Пример такого построения приводится на рис.3.

Рис.3.

1зт — расстояние от края заземляющего устройства до токового электрода.

4.2.1.5.Полученную кривую “б” сравнить с кривой “а”, если кривая “б’; имеет монотонный характер (такой же, как у кривой “а”) и значения сопротивлений ЗУ, измеренные при положениях потенциального электрода на расстояниях 0.4 1зт и 0.6 1зт, отличаются не более, чем на 10%, то места забивки электродов выбраны правильно и за сопротивление ЗУ принимается значение, полученное при распо­ложении потенциального электрода на расстоянии 0.5 1 зт.

4.2.1.6. Если кривая “б” отличается от кривой “а” (не имеет монотонного характера, см. рис.3), что может быть следствием влияния подземных или назем­ных металлоконструкций, то измерения повторить при расположении токового электрода в другом направлении от заземляющего устройства.

4.2.1.7.Если значения сопротивления ЗУ, измеренные при положениях по­тенциального электрода на расстоянии 0.4 1зт и 0.6 1зт, отличаются более, чем на 10%, то повторить измерения сопротивления ЗУ при увеличенном в 1.5 — 2 раза рас­стоянии от ЗУ до токового электрода.

4.2.1.8. Измерения проводить в следующей последовательности.

4.2.1.9. Проверить напряжение источника питания по п.4.1.4.

4.2.1.10. Подключить провода от Кп1 и ЗУ соответственно к зажимам 111 и 112 (рис.1).

4.2.1.1 1. Проверить уровень помех в поверяемой цепи. Для этого установить переключатели в положение ИЗМ II и “0.3” и нажать кнопку ИЗМ. Если лампа КПм не загорается, то уровень помех не превышает допустимый и измерения можно про­водить. Если лампа КПм загорается — уровень помех превышает допустимый для диапазона 0-0.3 Ом (3 В) и необходимо перейти на диапазон 0-1 Ом, где допусти­мый уровень помех 7 В. Если в этом случае лампа не загорается, можно проводить измерения, на всех диапазонах (кроме 0-0.3 Ом).

ВНИМАНИЕ! Запрещается подключать провода к зажимам Т1, Т2 проводить измерения, если лампа КПм загорается на диапазоне 0-1 Ом, во избежание выхода

измерителя из строя. При кратковременном повышении уровня помех выше допус­тимого провести повторный контроль по истечении некоторого времени.

Рис.4

4.2.1.12. Измерение сопротивления потенциального электрода по двухзажимной схеме (рис.4). Для этого установить диапазон измерения, ориентировочно соот­ветствующий измеряемому сопротивлению электрода, затем установить ноль и откалибровать измеритель. Перевести переключатель в положение ИЗМ II и отсчитать значение сопротивления. Если оно превышает допустимое значение сопротивления. Если оно превышает допустимое значение, указанное в табл.2 для выбранного диа­пазона измерения, его необходимо уменьшить.

4.2.1.13.Подключить измеритель в схему измерения в соответствии с рис.2.

4.2.1.14.Установить необходимый диапазон измерений, затем провести уста­новку нуля и калибровку. Если при проведении калибровки стрелка находится левее отметки “30” — уменьшить сопротивление токового электрода, либо провести изме­рение по п.4.5. Перевести переключатель РОД РАБОТ в положение ИЗМ II и отсчи­тать значения сопротивления. Если стрелка под воздействием помех совершает ко­лебательные движения, устранить их вращением ручки ПДС г”.

4.2.1.15.При необходимости перейти на более высокий диапазон измерения, переключить ПРЕДЕЛЫ, 0, в необходимое положение.

Установить ноль и откалибровать измеритель по п.4.2.1.11-4.2.1.14. Затем перевести переключатель РОД РАБОТ в положение ИЗМ II и отсчитать значение сопротивления. При переходе на более низкий диапазон отключить провод от зажи­мов Т1 и Т2 и провести контроль помех и сопротивлений электродов, а затем изме­рение в соответствии с пп 2.6.-2.9.

4.2.1.16. Измерение сопротивления точечного заземлителя проводить при 1 тг не менее 30 м.

4.3. Измерение удельного сопротивления грунта.

Измерение удельного сопротивления грунта проводить по симметричной схеме Веннера (рис.5).

4.3.1. Измерения проводить в следующей последовательности.

4.3… 2. Проверить напряжение питания по п.4.1.4.

4.3.3. Подключить к измерителю потенциальные электроды по двухзажимной схеме (рис.4) и измерить их сопротивления по методике п. 4.2.1.12. Оно должно соответствовать указанному в табл. 1 паспорта прибора для выбранного диапазона измерения. При необходимости уменьшить его одним из известных способов.

4.3.4. Подключить измеритель в схему измерения в соответствии с рис. 5.

4.3.5. Провести измерение по методике п. 4.2.1.14. Кажущееся удельное сопротивление грунта rкаж на глубине, равной расстоянию между электродами «а», определить по формуле (1).

rкаж = 2pRa,

где R — показание измерителя Ом.

Примечание. Расстояние «а» следует принимать не менее, чем в 5 раз больше глубины погружения электродов.

4.3.6. Измерения на каждом из диапазонов проводить в соответствии с п. 4.2.14…

Рис. 5.

4.4. Измерение активного сопротивления.

4.4.1. Измерение активного сопротивления проводить по схеме, изображён­ной на рис.6, выполняя операции по пп.4.1.3; 4.2.1.14. Отсчёт измеряемого сопро­тивления проводить в положении переключателя ИЗМ П.4.5. Измерения при повышенных сопротивлениях электродов.

4.5.1. Измерителем допускается измерять сопротивление ЗУ при повышен­ных сопротивлениях электродов, при этом погрешность измерений определяется по формуле (2), приведенной ниже. Измерение сопротивлений ЗУ допускается прово­дить до десятикратного увеличения сопротивлений потенциальных и токовых элек­тродов, приведённых в табл.1, паспорта прибора.

Порядок работы.

4.5.2. Выполнять операции по пп.4.4. — 4.5.5.

4.5.3. Установить переключатель ПРЕДЕЛЫ, 0 на тот диапазон измерения, на котором отклонение стрелки максимальное, и отсчитать показания А в отделени­ях верхней шкалы.

4.5.4. Установить переключатель в положение КЛБ и отсчитать показания Iх в делениях верхней шкалы.

4.5.5. Измеряемое сопротивление Ро определить по формуле (2)


, (2)

где N — показание переключателя диапазонов, Ом;

А — показание измерителя в положении ИЗМ II, дел;

Iх — показание измерителя в положении КЛБ, дел.

При этом относительная погрешность измерения 8 (%) определяется ори­ентировочно по формуле (3).


(3)

где у — относительная погрешность, g = (N/Rх)D.

4.5.6. Для ускорения процесса измерений можно вместо режима ИЗМ — II пользоваться режимом ИЗМ I, если стрелка не колеблется под воздействием помех.

ВНИМАНИЕ! В режиме ИЗМ I возможна остановка стрелки и её после­дующее перемещение к отметке шкалы, соответствующей измеряемой величине.

4.6. Методические указания при работе с прибором М-416.

4.6.1.Описание прибора и подготовка его к работе.

4.6.1.1. Прибор выполнен в пластмассовом корпусе с откидной крыш­кой и снабжен ремнем для переноски. В отсеке нижней части корпуса разме­щены сухие элементы. На лицевой панели прибора расположены органы управления, ручка переключателя диапазона и реохорда. кнопка включения. Для подключения измеряемого сопротивления, вспомогательного заземлителя и зонда на приборе имеется четыре зажима, обозначенных цифрами 1,2, 3,4. Для грубых измерений сопротивления заземления и измерения больших сопротив­лений зажимы 1 и 2 соединяют перемычкой и прибор подключают к измеряе­мому объекту по трехзажимной схеме (рис. 7,9)

Рис.7 Подключение прибора по трехзажимной схеме.

При точных измерениях снимают перемычку с зажимов 1и 2 и прибор подключают к измеряемому объекту по четырехзажимной схеме (рис.8,10)

Рис. 8. Подключение по четырехзажимной схеме.

4.6.1.2 Установить сухие цилиндрические элементы типа 373, соблю­дая полярность, в отсек питания, расположенный в нижней части прибора.

4.6.1.3.Установить прибор на ровной поверхности. Открыть крышку.

4.6.1.4. Установить переключатель в положение «КОНТРОЛЬ 5» нажать кнопку и вращением ручки «РЕОХОРД» добиться установления стрелки индикатора на нулевую отметку. На шкале реохорда при этом должно быть показание (5_+0,3)Ом.

4.6.1.5. Прибор рассчитан для работы при напряжении источника пи­тания от 3,8 до 4,8 В.

4.7. Последовательность проведения работ прибором М-416.

4.7.1. Измерение сопротивления заземляющих устройств.

4.7.1.1.Для проведения измерения подключите измеряемое сопротив­ление Rх, вспомогательный заземлитель и зонд забейте в грунт на расстоя­ниях, указанных на рисунках 7-10. Глубина погружения не должна быть менее 500 мм.

Рис.9.Подключение прибора 3 — зажимной схеме к сложному (контурному) заземлителю.

Сложный

(контурный) заземлитель

Рис. 10. Подключение по 4-зажим. схеме к сложному (контурному) заземлителю.

При отсутствии комплекта принадлежностей для проведения измере­ний заземлитель и зонд могут быть выполнены из металлического стержня или трубы диаметром не менее 5 мм.

4.7.1.2.Во избежание увеличения переходного сопротивления заземлителя и зонда стержни следует забивать в грунт прямыми ударами, стараясь не раскачивать их.

4.7.1.3.Сопротивления вспомогательного заземлителя и зонда не должны превышать величин, указанных в разделе «Технические характеристики».

4.7.1.4.Практически для большинства грунтов сопротивление вспомо­гательных заземлителей не превышает указанных значений. При грунтах с высо­ким удельным сопротивлением для увеличения точности измерений рекоменду­ется увлажнение почвы вокруг вспомогательных заземлителей и увеличение их

количества.

4.7.1.5.Дополнительные стержни при этом должны забиваться на рас­стояниях не менее 2-3 метров друг от друга и соединяться между собой про­водами.

4.7.1.6.Измерение производите по одной из схем рис. 7-10 в зависи­мости от величин измеряемых сопротивлений и требуемой точности измерений. При измерениях по схемам рис. 7 и 9 в результат измерений входит сопротив­ление провода, соединяющего зажим 1сКх. Поэтому такое включение допусти­мо при измерении сопротивлений выше 5 Ом. Для меньших значений изме­ряемого сопротивления применяйте включение по схемам рис.8 и 10.

4.7.1.7. Для сложных заземлителей, выполненных в виде контура с протяженным периметром или электрически соединенной системы таких конту­ров, расстояние между вспомогательным заземлителем и ближайшим к нему заземлителем контура или системы контуров должно быть не менее пятикратного расстояния между двумя наиболее удаленными заземлителями контура или сис­темы контуров плюс 20 м.

4.7.1.8. Независимо от выбранной схемы измерение проводите в следующем порядке:

а) переключатель В1 установите в положение «XI»;

б) нажмите кнопку и, вращая ручку «РЕОХОРД», добейтесь макси­мального приложения стрелки индикатора к нулю.

в) результат измерения равен произведению показания шкалы рео­хорда на множитель. Если измеряемое сопротивление окажется больше 10 Ом, переключатель установите в положение «Х5», «Х20» или «XI00» и повторите операцию б).

4.8. Определение удельного сопротивления грунта.

4.8.1. Измерение удельного сопротивления грунта производится анало­гично измерению сопротивления заземления. При этом к зажимам 1 и 2 вместо Rх присоединяется дополнительный электрод в виде металлического стержня или трубы известных размеров.

4.8.2. Вспомогательный заземлитель и зонд расположите от дополни­тельного электрода на расстояниях, указанных на рис. 7-8.

4.8.3. В местах забивки стержня, вспомогательного заземлителя и зонда растительный или насыпной слой должен быть удален.

4.8.4. Удельное сопротивление грунта на глубине забивки трубы под­ считывается по формуле:


.

где Rх — сопротивление, измеренное измерителем сопротивления грунта, Ом;

Е — глубина забивки трубы (стержня), м; 6 — диаметр трубы ( стержня ), м;

4.8.5. Второй способ определения удельного сопротивления заключает­ся в следующем: на испытуемом участке земли по прямой линии забейте че­тыре стержня на расстоянии «а» друг от друга (см. рис. 11).

Рис.11.Схема измерения уд. сопротивления грунта по 4-зажим. схеме.

Глубина забивки стержней не должна превышать 1/20 расстояния «а». Зажимы 1 и 4 подсоедините к крайним стержням, а зажимы 2 и 3-к средним, перемычку между зажимами 1 и 2 разомкните и произведите измерение. Удельное сопротивление грунта определите по формуле:

R=2pRа,

где R показа­ния измерителя заземления, Ом; а — расстояние между стержнями; p = 3.14

4.8.6. Приближенно можно считать, что при этом способе измеряется среднее удельное сопротивление грунта на глубине, равной расстоянию между забитыми стержнями «а».

4.9. Измерение активных сопротивлений.

4.9.1.Измерение активных сопротивлений осуществляется подключе­нием их к прибору в соответствии с рис. 12.

Рис. 12. Схемы измерения активных сопротивлений.

а) — схема измерения без исключения погрешности, вносимой соедини­тельными проводами;

б) — схема измерения с исключением погрешности, вносимой соедини­тельными проводами.

5. Меры по технике безопасности.

5.1. Перед началом работ провести все организационные и технические мероприятия, согласно главе 5. «Межотраслевых Правил по охране труда (Правил безопасности) при эксплуатации электроустановок», для обеспечения безопасного проведения работ.

6. Требования к квалификации персонала.

6.1. К выполнению измерений допускается персонал, знающий требования НД на производимые измерения. Измерения выполняет бригада, состоящая не менее чем из 2-х человек. Руководитель испытаний должен иметь группу по электробезопасности не ниже III, а член бригады — не ниже П.

7. Обработка результатов измерений.

7.1. После окончания измерений выбрать из таблицы 2 поправочный коэффициент k., исходя из состояния грунта, метеорологических условий, характеристик заземляющего устройства.

7.2. Затем определить расчетное сопротивление заземлителя из выражения R= Rизм ´ k.

7.3. Полученный результат сравнить с проектным значением, с пре­дыдущими замерами (если таковые проводились), с требованиями нормативных документов.

8. Оформление результатов измерений.

8.1. Результаты измерений оформляются протоколом установленной формы.

Таблица 2.

Поправочный коэффициент к значению измеренного сопротивления заземлителя для средней полосы России.

Тип

заземлителя

Размеры

t = 0,7 — 0,8м

t = 0,5м

t = 0 м

К1

К2

КЗ

К1

К2

КЗ

К1

К2

КЗ

Горизонтальная

полоса

l = 5м

4,3

3,6

2,9

8,0

6,2

4,4

-

-

-

1 = 20м

3,6

3,0

2,5

6,5

5,2

3,8

-

-

-

Заземляющая

сетка или контур

S” = 400 м2

S” = 900 м2

2,6

2,2

2,3 2,0

2,0 1,8

4,6 3,6

3,8 3,0

3,2 2,7

-

-

-

S” = 3600 м2

1,8

1,7

1,6

3,0

2,6

2,3

-

-

-

Заземляющая

сетка или контур

с вертикальными

электродами

S = 900 м2

1,6

1,5

1,4

1,9

1,8

-

-

-

n = 1 0 шт.

S” = 3600 м2

1,5

1,4

1,3

2,0

1,9

1,7

-

-

-

n = 1 5 шт.

Одиночный

вертикальный

заземлитель

1 = 2,5 м

2,0

1,75

1,5

-

-

-

3,8

3,0

2,3

1 = 3,5 м

1,6

1,4

1,3

-

-

-

2,1

1,9

1,6

1 = 5,0 м

1,3

1,23

1,15

-

-

-

1,6

1,45

1,3

Примечание: t: — расстояние от поверхности земли до верхней точки заземлителя.

К1 применяется, когда измерение проводится при влажном грунте или к моменту измерения предшествовало выпадение большого количества осадков;

К2 — когда измерение проводится при грунте средней влажности или к моменту измерения предшествовало выпадение небольшого количества осадков;

КЗ — когда измерение проводится при сухом грунте или к моменту измерения предшествовало выпадение незначительного количества осадков;

1: — глубина заложения в землю горизонтальной части заземлителя или верхней части вертикальных заземлителей;

1 — длина горизонтальной полосы или вертикального заземлителя;

S — площадь заземляющей сетки;

п — количество вертикальных электродов.

Руководитель ЭТЛ

Удельное сопротивление грунта – это… Что такое Удельное сопротивление грунта?

Удельное сопротивление грунта

Удельное сопротивление грунта

Электрическое сопротивление, оказываемое грунтом объемом 1 м3 при прохождении тока от одной грани грунта к противоположной. Удельное сопротивление грунта, обозначаемое через r и выражаемое в омах на метр, следует измерять с учетом сезонных колебаний, принимая в качестве расчетной наиболее неблагоприятную величину

Смотри также родственные термины:

Удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда

Сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда типов II или III, отнесенное к площади боковой поверхности муфты трения

Удельное сопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда

Сопротивление грунта наконечнику (конусу) зонда, отнесенное к площади основания наконечника (конуса) зонда

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.

  • Удельное сопротивление газоразрядной лампы непрерывного действия
  • Удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда

Полезное


Смотреть что такое “Удельное сопротивление грунта” в других словарях:

  • Удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда — Сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда типов II или III, отнесенное к площади боковой поверхности муфты трения Источник: ГОСТ 20069 81: Грунты. Метод полевого испытания статическим зондированием …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Удельное сопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда — Сопротивление грунта наконечнику (конусу) зонда, отнесенное к площади основания наконечника (конуса) зонда Источник: ГОСТ 20069 81: Грунты. Метод полевого испытания статическим зондированием …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфтетрения) зонда — сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда типа II, отнесенное к площади боковой поверхности муфты трения. (Смотри: ГОСТ 19912 2001. Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием.)… …   Строительный словарь

  • удельное сопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда — сопротивление грунта наконечнику (конусу) зонда при статическом зондировании, отнесенное к площади основания наконечника (конуса) зонда. (Смотри: ГОСТ 19912 2001. Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием.)… …   Строительный словарь

  • сопротивление — 3.93 сопротивление (resistance): Способность конструкции или части конструкции противостоять действию нагрузок. Источник: ГОСТ Р 54382 2011: Нефтяная и газовая промышленность. Подводные трубопроводные системы. Общие технические требования …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ГОСТ 20069-81: Грунты. Метод полевого испытания статическим зондированием — Терминология ГОСТ 20069 81: Грунты. Метод полевого испытания статическим зондированием оригинал документа: Зонд Устройство, воспринимающее сопротивление грунта в процессе вдавливания Определения термина из разных документов: Зонд Измерительное… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ГОСТ 464-79: Заземления для стационарных установок проводной связи, радиорелейных станций, радиотрансляционных узлов проводного вещания и антенн систем коллективного приема телевидения. Нормы сопротивления — Терминология ГОСТ 464 79: Заземления для стационарных установок проводной связи, радиорелейных станций, радиотрансляционных узлов проводного вещания и антенн систем коллективного приема телевидения. Нормы сопротивления оригинал документа:… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Шаговое напряжение — У этого термина существуют и другие значения, см. Напряжение. Распределение электрического потенциала вокруг упавшего провода; US1 …   Википедия

  • Шаговое напряжение —         напряжение, обусловленное током, протекающим в земле (токопроводящем полу), и равное разности потенциалов между двумя точками поверхности земли (пола), находящимися на расстоянии одного шага человека. Ш. н. зависит от тока и удельного… …   Большая советская энциклопедия

  • метод — метод: Метод косвенного измерения влажности веществ, основанный на зависимости диэлектрической проницаемости этих веществ от их влажности. Источник: РМГ 75 2004: Государственная система обеспечения еди …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Измерение сопротивления грунта растеканию электрического тока и заземляющих устройств

Цель работы:измерение сопротивления грунта растеканию электрического тока и заземляющих устройств.

Содержание работы

1.  Ознакомиться с применяемым для измерений прибором.

2.  Измерить сопротивление заземляющего устройства и определить его соответствие ГОСТ 12.1.030-81.

3.  Измерить и рассчитать сопротивление грунта и определить состав грунта по таблице (см. стенд).

4.  Рассчитать сопротивление заземляющих устройств электрическому току.

5.  Сделать выводы по полученным результатам измерений и по расчету.

Методы измерения заземляющих устройств

В практике измерений используют 2 метода: метод АМПЕРМЕТРА-ВОЛЬТМЕТРА и КОМПЕНСАЦИОННЫЙ.

При измерении сопротивления заземляющих устройств данными методами, помимо испытуемого заземлителя, необходимо иметь еще два электрода: вспомогательный ВСП (токовый и зонд (потенциальный).

Назначение вспомогательного электрода – создание цепи для изме­рительного тока через этот электрод и испытуемый заземлитель.

Назначение зонда – получение в схеме точки с нулевым потенциалом, по отношению к которой измеряют потенциал испытуемого заземлителя.

Эти дополнительные электроды длиной 0.8-1 м забивают в землю на глубину не менее 0.5 м.

На компенсационном методе основан принцип работы прибора М-416. Электрическая схема прибора состоит из трех основных функциональных узлов: источника постоянного тока, преобразователя постоянного тока в переменный и измерительного устройства.

Пределы измерений от 0.1 до 1000 Ом разделены на четыре диапазона: 0.10-10 Ом, 0.5-50 Ом, 2-200 Ом, 10-1000 Ом.

Для подключения испытуемого заземлителя, вспомогательного электрода и зонда на приборе имеются зажимы: 1,2,3,4.

Для правильного проектирования заземляющих устройств необходимо знать удельное сопротивление грунта в том месте, где предполагают устраивать заземление.

Для измерения сопротивления грунта на испытуемом участке забивают в землю по прямой линии четыре стержня на расстоянии друг от друга L= 20м.

В данной работе проводники от этих стержней выведены на рабочий стол и присоединены к соответствующим клеммам 1, 2, 3,4, с которыми и соединяют прибор МС-416 по соответствующим схемам.

Измерение сопротивления грунта

1.  Открыть прибор и, проверив наличие перемычки между контактами 1 и 2, установить переключатель в левое положение «контроль 5 Ом». Нажать кнопку «К» и, вращая ручку реохорда «Р», добиться установления стрелки индикатора на нулевую отметку. На шкале прибора при этом должно быть показание «5 ± 0.30М».

2.  Присоединить провода по схеме, помещенной на крышке прибора (мегометра) или на схеме стенда. При этом клеммы 1 и 2 прибора М-416 должны быть изолированы (перемычка между ними убрана).

3.  Переключатель «П» установить в положение «х1».

4.  Нажать кнопку «К» и, вращая ручку «реохорда», добиться минимального приближения стрелки прибора к нулю. Если измеряемое сопро­тивление окажется более 10 Ом, переключатель установить в положение «х5», «х20», «100».

5.  Результат измерения равен произведению показания шкалы прибора на множитель переключателя «П».

6.  Удельное сопротивление грунта р рассчитывается по формуле

р = 2πLR,    Ом*м(Ом*см),

где R-показание индикатора прибора (5), Ом;

L – Расстояние между стрежнями, м.

7.    По величине удельного сопротивления грунта (p), определить тип грунта по таблице на стенде.

Измерение сопротивления заземляющего устройства мегометром М- 416

1.    Установить перемычку между клеммами 1 и 2. Переключатель ус­тановить в левое положение «Контроль 5 Ом». Нажать кнопку и, вращая ручку реохорда «Р», добиться установления стрелки индикатора на нулевую отметку. На шкале прибора при этом должно быть показание «5±О.3 Ом».

2.  Собрать схему, помещенную на крышке мегометра.

3.  Переключатель «П» установить в положение «х 1».

4.  Нажать кнопку «К» и, вращая ручку «Реохорд», добиться макси­мального приближения стрелки прибора к нулю (на неподвижной шкале). Если измеряемое сопротивление будет 10 Ом, то переключатель установить в положение «х5», «х20», или «х100».

5.  Результат измерения равен произведению показания шкалы прибора на множитель переключателя «П». Величина измерения и будет сопротивлением заземляющего устройства.

6.  Полученный результат сравнить с нормативными значениями ГОСТ, где сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрале генераторов (трансформаторов) или выводы однофазного источника тока, в сети напряжением до 1000В с учетом естественных заземлителей и повторных заземлителей нулевого провода должно быть не более 2,4 и 8 Ом соответственно, при междуфазных напряжениях 660, 380, 220В трехфазного источника питания или 380, 220 и 127В однофазного источника питания.

Сопротивление заземляющего устройства в стационарных сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000В должно быть не более 10 Ом.

Измеритель сопротивления Ф 4103

Измеритель сопротивления заземления Ф 4103 предназначен для изме-рения сопротивления заземляющих устройств электрических установок, удельного сопротивления грунта и активных сопротивлений при температуре окружающего воздуха от -25°С до +45°С и относительной влажности до 90% при температуре +300С.

Подготовка прибора к работе

1. Установить прибор на ровной поверхности и открыть крышку.

2.  Проверить напряжение источника питания. Для этого установить переключатели в положении ПТН и «0.3». Закоротить зажимы Т1, Т2, П1, П2. Нажать кнопку ИЗМ. Если напряжение питания в норме, то стрелка должна находиться .в пределах зачерненной зоны шкалы.

% PDF-1.4 % 810 0 объект > эндобдж xref 810 73 0000000016 00000 н. 0000002834 00000 н. 0000002996 00000 н. 0000004117 00000 н. 0000004252 00000 н. 0000004394 00000 п. 0000004848 00000 н. 0000005024 00000 н. 0000005138 00000 н. 0000005415 00000 н. 0000005903 00000 н. 0000006990 00000 н. 0000008006 00000 н. 0000008979 00000 н. 0000009876 00000 н. 0000010790 00000 п. 0000011792 00000 п. 0000012208 00000 п. 0000012615 00000 п. 0000012892 00000 п. 0000013300 00000 п. 0000014273 00000 п. 0000015191 00000 п. 0000025971 00000 п. 0000026088 00000 п. 0000026201 00000 п. 0000026280 00000 п. 0000026377 00000 п. 0000026526 00000 п. 0000030525 00000 п. 0000030560 00000 п. 0000030638 00000 п. 0000041143 00000 п. 0000041476 00000 п. 0000041542 00000 п. 0000041658 00000 п. 0000041736 00000 п. 0000042051 00000 п. 0000042106 00000 п. 0000042222 00000 н. 0000042292 00000 п. 0000042374 00000 п. 0000045846 00000 п. 0000046113 00000 п. 0000046278 00000 н. 0000046305 00000 п. 0000046604 00000 п. 0000046674 00000 п. 0000046758 00000 п. 0000050339 00000 п. 0000050612 00000 п. 0000050784 00000 п. 0000050811 00000 п. 0000051112 00000 п. 0000059197 00000 п. 0000059488 00000 п. 0000059886 00000 п. 0000066356 00000 п. 0000066395 00000 п. 0000066473 00000 п. 0000066742 00000 п. 0000066820 00000 н. 0000067131 00000 п. 0000072770 00000 п. 0000078409 00000 п. 0000107299 00000 н. 0002094079 00000 п. 0002096657 00000 п. 0002099235 00000 н. 0002101193 00000 п. 0002109414 00000 п. 0000002639 00000 н. 0000001793 00000 н. трейлер ] / Назад 7450613 / XRefStm 2639 >> startxref 0 %% EOF 882 0 объект > поток htSYHTaL3.ږ miH (L / ƖV), r4dIǪG {{M I’o56w4] &. VAi%, ȶ.TVzzLϏ. \ HoMG9U ֐ B3M ֺ = gPӮ2 @ վ QV

Что такое испытание на удельное сопротивление почвы и как оно проводится

Сопротивление заземляющего электрода связано с удельным сопротивлением почвы, в которой он установлен и перемещен, и, таким образом, расчеты и измерения удельного сопротивления почвы являются решающим аспектом при проектировании заземляющих устройств.

Свойство удельного сопротивления может быть определено для любого материала, и это делается Американским обществом испытаний и материалов (ASTM), которое публикует стандарты для испытаний и измерений.При применении к почве удельное сопротивление является показателем способности данной почвы проводить электрический ток.

Поток электричества в почве в значительной степени является электролитическим, определяемым переносом ионов, растворенных во влаге. Понимание удельного сопротивления почвы в определенном месте и того, как оно изменяется в зависимости от различных факторов, таких как температура, глубина, влажность и т. Д., Дает нам понимание того, как желаемое значение сопротивления заземления должно быть получено и сохранено в течение всего срока службы установки с наименьшими затратами. стоимость и неприятности.

Почему важно проводить испытания на удельное сопротивление почвы?

Основная цель системы заземления – создать общий опорный потенциал для конструкции здания, системы электроснабжения, электрических каналов, стальных конструкций завода и системы контрольно-измерительных приборов. Для достижения этой цели желательно подходящее заземление с низким сопротивлением. Однако этого часто бывает трудно добиться и зависит от ряда факторов:

  • Удельное сопротивление грунта
  • Стратификация
  • Размер и тип используемого электрода
  • Глубина покрытия электрода
  • Влажность и химический состав почвы

Цели испытаний на удельное сопротивление грунта:

  • Для получения набора измерений, которые можно интерпретировать для получения эквивалентной модели электрических характеристик земли с точки зрения конкретной системы заземления.
  • Геофизические исследования выполняются с использованием этих значений в качестве помощи в определении глубины коренных пород, мест расположения кернов и других геологических явлений.
  • Определена степень коррозии подземных трубопроводов. Падение удельного сопротивления пропорционально появлению коррозии в разрушающих трубопроводах.

Удельное сопротивление грунта абсолютно влияет на план системы заземления и является основным фактором, определяющим сопротивление заземления системы заземления.Таким образом, перед проектированием и установкой новой системы заземления необходимо проверить определенное место, чтобы определить удельное сопротивление почвы.

Тип почвы или воды Типичное сопротивление Ом м Обычный предел Ом м
Морская вода 2 0,1 до 10
Глина 40 8 до 70
Колодец и родниковая вода 50 от 10 до 150
Смеси глино-песчаные 100 4 до 300
Сланец, сланцы, песчаник и др. 120 от 10 до 100
Торф, суглинок и грязь 150 5 по 250
Вода озера и ручья 250 от 100 до 400
Песок 2000 200 до 3000
Моренный гравий 3000 40 до 10000
Гребной гравий 15000 3000 до 30000
Массив гранита 25000 от 10000 до 50000
Лед 100000 от 10000 до 100000

Что делается во время испытания на удельное сопротивление почвы?

Удельное сопротивление почвы широко варьируется в зависимости от следующих факторов:

  • Тип земли
  • Стратификация
  • Содержание влаги; удельное сопротивление может быстро падать при увеличении влажности
  • Температура
  • Химический состав и концентрация растворенной соли.
  • Наличие металлических и бетонных труб, резервуаров, больших плит.
  • Топография

Результаты, если до теста не было проведено надлежащее исследование или тест был проведен неправильно, могут быть неверными или вводящими в заблуждение. Для решения этих проблем предлагаются следующие рекомендации по сбору данных и тестированию:

  • Требуется начальная фаза исследования, чтобы обеспечить адекватную основу для определения программы тестирования и на основании которой можно интерпретировать результаты.
  • Данные, относящиеся к близлежащим металлическим конструкциям, а также геологическому, географическому и метеорологическому характеру местности, очень полезны. Например, геологические данные, касающиеся типов пластов и их толщины, дадут указание на водоудерживающие свойства верхних слоев, а также ожидаемые вариации удельного сопротивления из-за содержания воды.
  • Сопоставляя новые данные об осадках со средним сезонным, минимумом и максимумом для данного местоположения, можно определить, точны ли результаты или нет.
  • Метод испытания При выборе типа испытания необходимо учитывать такие факторы, как максимальная глубина зонда, длина необходимых кабелей, эффективность метода измерения, стоимость и простота интерпретации данных.

Примечание. Температура и влажность становятся более стабильными по мере увеличения расстояния от поверхности земли. Таким образом, чтобы система заземления работала круглый год, ее необходимо закрепить как можно глубже.

Следующие шаги обычно выполняются во время испытания удельного сопротивления грунта:

Метод испытаний
Необходимо учитывать такие факторы, как максимальная глубина зонда, требуемая длина кабелей, эффективность метода измерения, стоимость (определяемая временем и размером исследовательской бригады) и простота интерпретации данных. при выборе типа теста.Три распространенных типа испытаний:

  • Массив Веннера: Массив Веннера наименее эффективен с точки зрения эксплуатации. Для этого требуется самая длинная разводка кабеля, наибольшее расстояние между электродами и большие расстояния для каждого электрода по одному человеку, чтобы завершить обследование в разумные сроки. Поскольку все 4 электрода смещаются после каждого анализа, матрица Веннера наиболее уязвима для боковых колебаний.
  • Schlumberger Array: В массиве Schlumberger широко используются трудовые ресурсы, поскольку при каждом перемещении внутренних электродов внешние электроды перемещаются четыре или пять раз.Уменьшение количества смещений электродов также снижает последствия бокового отклонения для конечных результатов. Значительная экономия времени может быть достигнута за счет использования теоремы взаимности с массивом Шлюмберже, когда контактное сопротивление является проблемой.
  • Метод ведомой штанги: Метод ведомой штанги (или метод трех штифтов, или метод падения потенциала) обычно подходит для использования в таких условиях, как земля в конструкции линии электропередачи или в труднопроходимой местности, по следующим причинам: неглубокое проникновение, которое может быть достигаются в практических ситуациях, в очень ограниченной области измерения и неточностях, встречающихся в условиях двухслойной почвы.

Точки пересечения.

Удельное сопротивление почвы может значительно различаться как от одного местоположения к другому, так и по глубине на участке, и единственное значение удельного сопротивления грунта, как правило, недостаточно. Чтобы получить более точное представление о разнице удельного сопротивления почвы, целесообразно провести тщательное обследование. Обследование Line Traverse недорогое и позволяет легко обнаружить различия в удельном сопротивлении грунта в определенном месте и может дать значительную экономию денег с точки зрения трудозатрат и материалов при попытке получить необходимое значение сопротивления.

Диапазон расстояний.

Определенный предел расстояния включает в себя точные расстояния между датчиками, т.е. менее 1 м, которые необходимы для определения удельного сопротивления верхнего слоя, используемого для количественной оценки напряжения прикосновения и ступенчатого напряжения. Большие интервалы используются для количественной оценки импеданса сети и удаленных градиентов напряжения. Расчеты на огромных расстояниях обычно создают значительные проблемы, и они жизненно важны, если нижний слой имеет большее удельное сопротивление, то есть ρ2> ρ1.В таких случаях возникает значительная ошибка, если реалистичное значение ρ2 не измеряется из-за недостаточного расстояния.

Практические рекомендации по тестированию.

  • Было обнаружено, что при испытании на:
  • требуется особая осторожность.
  • Устранение взаимной связи или помех из-за проводов, параллельных линиям электропередач.
  • Убедитесь, что оборудование и настройки соответствуют требованиям
  • Провести оперативные проверки точности
  • Уменьшить контактное сопротивление
  • Поручить персоналу использовать более мелкие тестовые интервалы в областях, демонстрирующих резкие изменения
  • Постройте результаты теста сразу же во время тестирования, чтобы выявить такие проблемные области

Как проводятся испытания на удельное сопротивление почвы?

Этот тест требует, чтобы пользователь поместил четыре равноотстоящих вспомогательных зонда в землю, чтобы определить фактическое сопротивление почвы, традиционно в Ом-см или Ом-м.Этот тест должен проводиться на всей территории, чтобы определить ценность почвы во всех местах. Этот тест проводится на разном расстоянии от 5 до 40 футов, чтобы определить значение сопротивления на разной глубине. Эти знания помогут в разработке и внедрении правильной системы заземления, отвечающей конкретным требованиям площадки. Ниже приведены шаги, выполняемые при измерении удельного сопротивления почвы:

  • 4 испытательных стержня равномерно расставлены по прямой линии и вбиваются в землю для проверки на глубину не более одной двадцатой расстояния между соседними стержнями.
  • К этим четырем стойкам подключен тестер сопротивления заземления.
  • Затем на тестере выбирается и выполняется опция испытания постоянным током, и записывается значение сопротивления R.
  • Затем определяется уровень удельного сопротивления почвы r в Ом / см по формуле:
    • r = 2 ρaR
    • где: R = показатель сопротивления (в омах), a = расстояние между испытательными столбами, в метрах.

Испытания на удельное сопротивление почвы для проектирования катодной защиты

В этой статье обсуждается наиболее распространенный метод испытания удельного сопротивления грунта и приводятся некоторые рекомендации по правильному сбору достаточных данных для разработчика системы катодной защиты.

Одним из наиболее важных проектных параметров при рассмотрении применения катодной защиты заглубленных конструкций является удельное сопротивление грунта. Испытания на удельное сопротивление грунта – важное соображение для оценки коррозионной активности окружающей среды по отношению к подземным конструкциям. Это также оказывает огромное влияние на выбор типа, количества и конфигурации анода. Таким образом, очень важно, чтобы проектировщик CP имел точные данные о состоянии грунта как в конструкции, так и в любых предлагаемых местах расположения анодной системы.Отсутствие достаточных данных об удельном сопротивлении грунта может сделать конструкцию системы катодной защиты (системы CP) неэффективной и может привести к дорогостоящим усилиям по восстановлению во время ввода в эксплуатацию.

Коррозионная активность почвы

Удельное сопротивление почвы является основным диагностическим фактором, используемым для оценки коррозионной активности почвы. При проведении испытаний на удельное сопротивление почвы можно оценить множество факторов, включая состав почвы, содержание влаги, pH, концентрации хлоридов и сульфат-ионов, а также окислительно-восстановительный потенциал.Все это общие компоненты программы лабораторных или полевых испытаний почвы, и все они влияют на удельное сопротивление почвы. Хотя может потребоваться комплексная программа испытаний почвы, особенно при выполнении анализа отказов, для большинства сред данные испытаний на удельное сопротивление почвы обеспечивают отличную основу для оценки коррозионной активности почвы. Ниже представлена ​​типичная диаграмма, которая коррелирует между удельным сопротивлением почвы и ее коррозионной активностью.

Удельное сопротивление почвы (Ом-см) Рейтинг коррозии
> 20 000 Практически не вызывает коррозии
от 10 000 до 20 000 Слабоагрессивный
от 5 000 до 10 000 Умеренно коррозионная
от 3000 до 5000 Коррозийный
от 1000 до 3000 Сильно агрессивный
<1 000 Чрезвычайно коррозионно-агрессивный

ИСТОЧНИК: Основы коррозии: Введение, NACE Press Book, 2 nd , издание Pierre Roberge

Испытания на удельное сопротивление грунта

Четырехштырьковый метод измерения удельного сопротивления грунта Веннера

Хотя существует несколько методов измерения удельного сопротивления грунта, наиболее распространенным методом полевых испытаний является четырехштырьковый метод Веннера (ASTM G57).В этом тесте используются четыре металлических зонда, вбитых в землю и разнесенных на одинаковом расстоянии друг от друга. Внешние контакты подключены к источнику тока (I), а внутренние контакты подключены к вольтметру (V), как показано на рисунке 1.

Когда известный ток вводится в почву через внешние датчики, внутренние датчики могут использоваться для измерения падения напряжения из-за сопротивления почвы при прохождении тока между внешними датчиками. Затем это значение сопротивления R может быть преобразовано в значение удельного сопротивления почвы по формуле: ρ = 2 × π × a × R, где «ρ» измеряется в Ом-см, а «a» – это расстояние между штырями в см.Это значение представляет собой среднее удельное сопротивление почвы на глубине, эквивалентной расстоянию между зондами, поэтому, если зонды расположены на расстоянии 5 футов друг от друга, полученное значение будет эквивалентно среднему удельному сопротивлению почвы на глубине 5 футов.

При проектировании системы катодной защиты обычно проводят несколько измерений удельного сопротивления почвы с использованием этой методики с различными расстояниями между зондами. Для неглубокого размещения анода обычно достаточно снять показания на глубине 2,5 футов, 5 футов, 10 футов, 20 футов, 25 футов.Для применения с глубокими анодами измерения удельного сопротивления почвы могут быть рекомендованы на гораздо больших глубинах, соответствующих предполагаемой глубине системы глубоких анодов.

Эффекты слоя

Важно отметить, что значения удельного сопротивления грунта, полученные при испытании с помощью четырех штифтов, представляют собой среднее удельное сопротивление грунта от поверхности земли до глубины, и каждое последующее расстояние между датчиками включает все показания сопротивления на мелководье над ним. Для целей проектирования катодной защиты часто необходимо определять сопротивление почвы на анодной глубине путем «вычитания» верхних слоев из показаний на глубине.Этот процесс «вычитания» верхних слоев требует некоторой вычислительной настройки. Один популярный подход называется методом Барнса, который предполагает слои почвы одинаковой толщины с границами, параллельными поверхности земли. Если измеренные данные указывают на уменьшение сопротивления с увеличением расстояния между электродами, этот метод можно использовать для оценки удельного сопротивления слоев.

Значения сопротивления (R) должны быть представлены в табличном формате, а затем преобразованы в проводимость, которая просто обратна значению сопротивления.Затем рассчитывается изменение проводимости для каждого последующего промежутка. Затем это значение преобразуется обратно в значение сопротивления слоя, принимая обратное значение изменения проводимости. Наконец, удельное сопротивление слоя рассчитывается с использованием ρ = 2 × π × a × R.

Для анализа Барнса, приведенного ниже, данные показывают, что зона низкого сопротивления существует на глубине от 60 до 100 метров.

ДАННЫЕ ИСПЫТАНИЙ АНАЛИЗ БАРНСА

Расстояние а
(м)

Сопротивление
(Ом)
Электропроводность 1 / R
(Сименс)
Изменение проводимости
(Сименс)
Сопротивление слоев
(Ом)

Удельное сопротивление слоя
(Ом-м)

20 1.21 0,83 1,21 152
40 0,90 1.11 0,28 3,57 449
60 0,63 1,59 0,48 2,08 261
80 0,11 9,09 7,5 0,13 17
100 0,065 15.38 6,29 0,16 20
110 0,058 17,24 1,86 0,54 68

Рекомендации по оборудованию для испытаний на удельное сопротивление почвы

С точки зрения электричества, земля может быть довольно шумной средой с воздушными линиями электропередач, электрическими подстанциями, железнодорожными путями и многими другими источниками, которые способствуют шуму сигнала. Это может исказить показания, что может привести к значительным ошибкам.По этой причине специализированное оборудование для измерения сопротивления почвы, которое включает в себя сложные электронные блоки, способные отфильтровывать шум, имеет решающее значение при получении данных удельного сопротивления почвы.

Существует два основных типа измерителей удельного сопротивления грунта: высокочастотные и низкочастотные.

Высокочастотные измерители удельного сопротивления почвы

Высокочастотные измерители работают на частотах значительно выше 60 Гц и должны ограничиваться сбором данных на глубине около 100 футов. Это связано с тем, что им не хватает напряжения для обработки длинных переходов, и они вызывают шумовое напряжение в потенциальных выводах, которое невозможно отфильтровать, поскольку удельное сопротивление почвы уменьшается, а расстояние между датчиками увеличивается.Они менее дороги, чем их части для низкочастотных счетчиков, и на сегодняшний день являются наиболее распространенным измерителем, используемым для тестирования удельного сопротивления почвы. В целях проектирования CP они часто используются для оценки коррозионной активности почвы и для проектирования мелких анодов.

Низкочастотные измерители удельного сопротивления грунта

Низкочастотные измерители генерируют импульсы в диапазоне от 0,5 до 2,0 Гц и являются предпочтительным оборудованием для более глубоких измерений удельного сопротивления почвы, поскольку они могут снимать показания с очень большим расстоянием между зондами.Некоторые модели могут работать с расстояниями в несколько тысяч футов. Эти модели обычно включают в себя более сложные блоки фильтрации электроники, которые превосходят те, что используются в высокочастотных моделях. Для конструкций CP, предусматривающих установку с глубоким анодом, низкочастотный измеритель является предпочтительным оборудованием для получения точных данных на глубине ниже 100 футов.

Рекомендации по работе с полевыми данными

При сборе точных данных об удельном сопротивлении грунта для проектирования системы катодной защиты важно учитывать следующие передовые методы, чтобы избежать ошибочных показаний:

  1. Пригодность места проведения испытаний. Для использования метода тестирования с четырьмя выводами Веннера требуется открытое пространство, достаточное для правильного размещения выводов и сбора данных на необходимую глубину. Для систем катодной защиты с глубоким анодом это потребует минимум в три раза большей глубины анодной системы.
  2. Избегать заглубленных трубопроводов и других металлических предметов. Наличие каких-либо заглубленных металлических конструкций (трубопроводов, трубопроводов, железобетонных конструкций, систем заземления и т. Д.) Обеспечивает слаботочные пути, которые могут вызвать эффект короткого замыкания, который исказит показания сопротивления и приведет к ошибочным показаниям удельного сопротивления почвы.
  3. Глубина зондов. Важно, чтобы датчики были правильно вставлены в землю. Для показаний удельного сопротивления на мелководье слишком глубокие зонды могут повлиять на показания на мелководье. В идеале штифты не должны быть глубже 1/20 и расстояния между штифтами и не более 10 см (4 дюйма).
  4. Избегайте мест с высоким электрическим шумом. Испытания почвы не следует проводить непосредственно под системами передачи высокого напряжения или рядом с другими внешними источниками тока в почве, такими как системы легкорельсового транспорта постоянного тока.
  5. Точно запишите место и условия проведения испытания. Важно точно записать место проведения испытания, а также условия почвы и температуру во время испытания. Тестирование не следует проводить в мерзлой почве, а также в периоды сильной засухи или аномально влажных условий.

Сводка

Проверка удельного сопротивления грунта с точным сбором данных является лучшим индикатором коррозионной активности грунта для заглубленных металлических конструкций и оказывает значительное влияние на проектирование систем катодной защиты.Наиболее распространенной методологией испытаний для сбора данных о почве в полевых условиях является четырехконтактный метод Веннера. При правильном сборе и использовании соответствующих аналитических методов полевые данные сопротивления почвы могут обеспечить точную оценку значений удельного сопротивления почвы для использования при проектировании соответствующей системы катодной защиты.

Узнайте об услугах по испытанию удельного сопротивления грунта MATCOR


У вас есть вопросы по испытаниям на удельное сопротивление почвы или вам нужно расценки на услуги или проектирование катодной защиты и материалы? Свяжитесь с нами по ссылке ниже.

СВЯЗАТЬСЯ С КОРРОЗИЕЙ

Приложение I – SES (Услуги и технологии безопасного проектирования)

Измерения удельного сопротивления почвы составляют основу любого исследования заземления и поэтому имеют первостепенное значение.

Измерения удельного сопротивления почвы производятся путем подачи тока в землю между двумя внешними электродами и измерения результирующего напряжения между двумя датчиками потенциала, расположенными вдоль прямой линии между электродами подачи тока.Когда соседние токовые и потенциальные электроды расположены близко друг к другу, измеренное удельное сопротивление почвы указывает на местные характеристики поверхности почвы. Когда электроды расположены далеко друг от друга, измеренное удельное сопротивление грунта указывает на средние глубинные характеристики грунта на гораздо большей площади.

В принципе, измерения удельного сопротивления почвы должны проводиться на расстояниях (между соседними токовыми и потенциальными электродами), которые, по крайней мере, находятся в том же порядке, что и максимальная протяженность исследуемой системы (или систем) заземления, хотя предпочтительно увеличить расстояние измерения. по возможности в несколько раз превышает максимальный размер системы заземления.Часто оказывается, что максимальное расстояние между электродами определяется другими соображениями, такими как максимальная протяженность доступного участка земли, на котором отсутствуют мешающие оголенные подземные проводники.

В таблицах данных (доступных в пакетах программного обеспечения SES) указаны расстояния между электродами, которые можно использовать, начиная с малых расстояний между электродами, для получения информации о поверхностных слоях почвы и заканчивая наибольшими расстояниями между электродами. Как можно видеть, расстояние между электродами увеличивается экспоненциально, чтобы максимально эффективно охватить весь диапазон требуемых глубин измерения.

Особые меры предосторожности

Фоновый шум . Из-за близлежащих источников тока с частотой 50 или 60 Гц и их гармоник при измерениях ожидается электрический шум на этих частотах, особенно для больших расстояний между электродами. Обычные методы измерения могут смешивать этот шум с измерительным сигналом, что приводит к показаниям кажущегося удельного сопротивления почвы, которые могут на порядок или более превышать истинные значения.Это подчеркивает необходимость в оборудовании, которое использует частоту сигнала, отличную от 50 или 60 Гц, и его гармоники и может эффективно различать фильтр сигнала и шум. Тестер удельного сопротивления почвы, такой как SYSCAL Junior или R1 Plus (последний настоятельно рекомендуется, когда ожидается очень большое расстояние между выводами или материал поверхности с высоким удельным сопротивлением), производства Iris Instruments (Орлеан, Франция), или одноканальная память SuperSting R1 IP измеритель удельного сопротивления земли и IP производства Advanced Geosciences, Inc.из Остина, штат Техас, США, выполняют эту функцию. Вышеупомянутое оборудование способно точно измерять низкочастотный сигнал, даже когда фоновый шум 50 или 60 Гц в несколько тысяч раз больше по величине. Далее мы имеем в виду измеритель удельного сопротивления SYSCAL. Однако измеритель SuperSting имеет эквивалентные возможности. Некоторые высокопроизводительные измерители удельного сопротивления, производимые другими организациями во многих странах, могут иметь аналогичные или лучшие характеристики. Пожалуйста, сравните продукты, прежде чем выбирать оборудование, которое лучше всего соответствует вашим потребностям и бюджету.

Промежуточная муфта . Другая проблема, с которой можно столкнуться при больших расстояниях между электродами, особенно когда кажущееся удельное сопротивление от низкого до умеренного, – это связь магнитного поля между выводами ввода тока и выводами измерения напряжения. Эта связь вызывает шум на той же частоте, что и сигнал, в измеряемое напряжение и усиливает измеренное удельное сопротивление. В то время как одно оборудование может обнаруживать результирующий фазовый сдвиг в измеренном напряжении и выполнять частичную коррекцию, другое оборудование не может.Высококачественный измеритель удельного сопротивления почвы позволяет обойти эту проблему за счет использования очень низкочастотного сигнала (от 500 миллисекунд до 2000 миллисекунд прямоугольных импульсов, причем 2000 миллисекунд является предпочтительной настройкой), который создает незначительную связь магнитного поля.

Влияние обнаженных металлических конструкций . Оголенные металлические конструкции (в том числе металлические в бетонной оболочке) значительной длины, закопанные в непосредственной близости от измерительной траверсы, могут исказить измеренное удельное сопротивление земли.Когда измерительная траверса проходит параллельно длинной конструкции этого типа, может возникнуть значительная ошибка, если зазор между траверсой и конструкцией будет того же порядка, что и расстояние между электродами. Ошибка увеличивается с увеличением расстояния между электродами по сравнению с зазором. Аналогичный эффект наблюдается, когда электроды размещаются рядом с относительно небольшими системами заземления, которые связаны между собой воздушными проводами. Как показывает практика, во избежание значительной ошибки не должно быть никаких металлических конструкций значительного размера, заглубленных в радиусе р любого из измерительных электродов, где р расстояние между соседними токовыми и потенциальными электродами.Когда измерительная траверса проходит перпендикулярно заглубленной металлической конструкции, не пересекая ее, требования к свободному зазору не столь строги. Компьютерное моделирование заглубленной конструкции и измерительных электродов может дать оценку ожидаемой ошибки измерения для различных типов структуры грунта.

Слабый сигнал . Слабый измерительный сигнал может быть результатом источника низкой мощности, источника низкого напряжения или высокого контактного сопротивления одного или обоих электродов ввода тока.Эта проблема чаще всего возникает при движении электродов в поверхностных грунтах с высоким удельным сопротивлением или когда расстояние между электродами становится большим (сила сигнала обратно пропорциональна расстоянию между электродами для Веннер 4-контактный метод и обратно пропорционален квадрату расстояния между электродами для 4-контактного метода Schlumberger при прочих равных). Использование мощного источника высокого напряжения – очевидное первое соображение, позволяющее избежать этой проблемы.Однако даже при наличии хорошего источника контактное сопротивление может легко стать проблемой в почвах с высоким удельным сопротивлением при больших расстояниях между электродами. В этом случае решение состоит в том, чтобы загнать токоподводящие электроды как можно глубже и смочить почву вокруг этих электродов. соленая вода : это следует делать только для больших расстояний между электродами. При необходимости несколько стержней можно вбить в землю и соединить вместе, чтобы образовать более крупный электрод с более низким импедансом.На твердой скале или в скале с неглубоким слоем почвы поверх нее электроды можно уложить горизонтально на скале и покрыть проводящим материалом, например землей, смоченной соленой водой. Если порода сильно локализована, то положение электрода можно изменить (и отметить), чтобы избежать попадания в породу; программное обеспечение для интерпретации, такое как вычислительный модуль RESAP из программного пакета CDEGS, будет учитывать это.

Несколько измерителей удельного сопротивления почвы хорошего качества обеспечивают источник высокого напряжения и большой мощности по сравнению со многими другими менее мощными доступными моделями: их выходное напряжение варьируется от 50 В до 400 В или выше, а их выходная мощность может достигать 50–250 Вт (в зависимости от на модели).

Слабый сигнал можно обнаружить, исследуя величины измеренного напряжения сигнала и тока инжекции, а также проверяя согласованность показаний. Такие измерители удельного сопротивления могут обеспечить достаточно точные показания для вводимых токов от 1 мА (предпочтительно минимум 5 мА) и сигнальных напряжений до 1 мВ при наличии шума 50 или 60 Гц, который в 4389 раз больше по величине. . С другой стороны, очень низкочастотный фоновый шум может потребовать более сильного сигнала для хорошей точности.Такую потребность можно определить по значению стандартного отклонения. или другие показатели качества сообщает прибор, поскольку он снимает серию показаний с помощью прямоугольной волны переменной полярности. Когда показатель качества 0 в конце серии показаний, измерение достоверное; в противном случае следует искать более сильный сигнал. Для каждого измерения следует выбирать серию из 10 циклов или около того. Также, показатель качества во время измерения следует наблюдать: если во время измерения появляется строка «***», измерение следует отклонить.Обычно это указывает на то, что один из токоведущих выводов отключился. Еще одна мера предосторожности – по возможности считывать удельное сопротивление при двух разных токах инжекции. Если показания совпадают, они считаются действительными. Оператор прибора должен использовать таблицу данных, чтобы обеспечить правильную регистрацию этих важных значений.

Ошибочные показания . Ошибочные показания могут возникать из-за плохих соединений или высокого контактного сопротивления, фонового шума с частотой, аналогичной частоте, используемой измерительным оборудованием, близлежащих подземных металлических конструкций, отказа оборудования, ошибки оператора и других факторов.Измеренные удельные сопротивления должны быть нанесены на миллиметровую бумагу в полевых условиях, чтобы можно было обнаруживать нерегулярные измерения, чтобы можно было немедленно предпринять корректирующие действия. Следует построить график зависимости удельного сопротивления от расстояния между электродами: ожидается плавная кривая. Резкие изменения предполагают необходимость проверки настройки оборудования, повторения измерений и проведения дополнительных измерений при более коротких и больших расстояниях между электродами, близких к проблемным.

Чрезмерное напряжение. Некоторым измерителям удельного сопротивления требуется входное напряжение (включая сигнал и шум) менее 5 В для получения показаний. При чрезмерном фоновом шуме может возникнуть напряжение, превышающее 5 В: в этом случае входное напряжение должно быть уменьшено с помощью схемы делителя напряжения (например, напряжение от двух внутренних потенциальных электродов подается на резистор 100 кВт последовательно с 1 Резистор MW, а напряжение на резисторе 100 кВт измеряется потенциальными выводами измерителя сопротивления, в результате получается 90.Снижение напряжения на 9%). Избыточное напряжение также может возникать при малых расстояниях между электродами из-за чрезмерной силы сигнала. В этом случае напряжение можно снизить, уменьшив настройку напряжения источника или уменьшив глубину токового электрода.

Обратите внимание, что глубина выводов ввода тока никогда не должна превышать 33% расстояния между соседними токовыми и потенциальными электродами; штифты для измерения внутреннего потенциала следует вводить на еще меньшую глубину. Это повышает точность измерения при малых расстояниях между электродами.

Детали измерения

Выводы для ввода тока подключаются к токовым клеммам прибора (обозначены «A» и «B» или C1 и C2), а потенциальные выводы подключаются к клеммам потенциала (обозначены «M» и «N» или P1 и P2. ). Вводится расстояние между электродами и запускается процесс измерения. Прибор записывает и усредняет столько показаний, сколько пользователь устанавливает прибор для снятия (например,г., 6 или около того).

Измерения необходимо проводить по ходам, определенным совместно с SES (представлен в отдельном документе). Важно, чтобы максимальное расстояние между двумя выводами подачи тока вдоль самой длинной траверсы было как минимум в три раза больше максимальной протяженности проектируемой системы заземления, если это может быть достигнуто без помех со стороны близлежащих заглубленных металлических предметов. конструкции.

Метод Шлюмберже

Измерения следует проводить по 4-контактному методу Schlumberger с учетом мер предосторожности, описанных в этом документе.Выводы потенциалов P1 и P2 должны быть установлены в центре траверсы, первоначально на расстоянии 1,0 м друг от друга. Токовые выводы C1 и C2 должны быть вбиты в землю на постепенно увеличивающемся расстоянии от их соответствующих потенциальных выводов, начиная с 0,10 м от ближайшего потенциального вывода и увеличиваясь до максимального расстояния между выводами, указанного SES для каждого измерительного перехода. «Максимальное расстояние между выводами», указанное для любого заданного траверса, является максимальным расстоянием между каждым потенциальным выводом и соседним с ним токовым выводом.Расстояние между внутренними выводами потенциалов остается на уровне 1,0 м для первых нескольких измерений, затем увеличивается по мере необходимости для получения достаточно сильного сигнала измерения (т. Е. Не менее 1-10 мВ, если возможно, и показатель качества значение 0). Обратите внимание, что перед увеличением расстояния между выводами потенциалов следует предпринять все практические попытки улучшить контактное сопротивление выводов внешнего ввода тока. Этого можно достичь, забивая их глубже, используя группы стержней на больших расстояниях или смачивая землю рядом с стержнями соленой водой (без или, конечно, смачивания земли вблизи потенциальных зондов).По возможности убедитесь, что ток впрыска составляет 5 мА или более, а измеренное напряжение сигнала – 1 мВ или более. Каждый раз, когда расстояние между потенциальными выводами увеличивается, повторяйте предыдущее измерение, т. Е. Размещайте токовые выводы на расстоянии, отделяющем их от потенциальных выводов во время предыдущего измерения, для проверки.

Метод Веннера (фиксированные контакты C1 и C2): односторонний

Измерения следует проводить на основе модифицированного 4-контактного метода Веннера с соблюдением мер предосторожности, описанных ранее в этом документе.Выбранный здесь метод тестирования придает больший вес передаваемым потенциалам от электрода C1 в места, проверяемые в будущей зоне, а также устраняет необходимость перемещать испытательный электрод C2.

Электрод С1 следует установить в центре тестируемой будущей подстанции на 260 кВ (таких площадок две). Электрод C2 следует устанавливать на расстоянии 4 км (места указаны ниже). Электроды C1 и C2 должны быть установлены таким образом, чтобы обеспечить низкое сопротивление заземления: мы хотим, чтобы ток от измерителя удельного сопротивления грунта, подключенного последовательно с двумя электродами, не превышал 500 мА.Начните с вбивания 3 стержней заземления 0,7–1,0 м в землю в форме треугольника, расположенных на расстоянии 1,7 м друг от друга, с 3 стержнями заземления, соединенными между собой. Забейте стержни глубже и при необходимости добавьте стержни; Также при необходимости облейте соленой водой каждый стержень заземления, чтобы добиться достаточно низкого сопротивления заземления. Подключите провод от клеммы «A» измерительного прибора к электродной матрице C1, а другой провод от клеммы «B» измерительного прибора к электродной матрице C2. Используйте соответствующую функцию (Rtest для измерителя SYSCAL), чтобы убедиться, что полное сопротивление цепи C1-C2 составляет порядка 800 Ом или меньше.

Эта установка электродов должна использоваться для всех измерений, при которых электрод P1 находится на расстоянии 30 м или более от центра группы электродов C1. Когда электрод P1 находится на расстоянии менее 30 м от электрода C1, последний должен быть уменьшен до одиночного заземляющего стержня, вбитого примерно на 0,7 м в землю. Для еще более коротких интервалов глубина, на которую вводится электрод C1, никогда не должна превышать 30% или около того расстояния между C1 и P1. Нет необходимости изменять настройку электродов C2: они могут оставаться неизменными для всех расстояний между электродами.

Электроды P1 и P2 устанавливаются между электродами C1 и C2, так что все электроды находятся на прямой линии. Подключите электрод P1 к клемме «M» SYSCAL, а электрод P2 к клемме «N». Для первого измерения каждой траверсы разместите P1 и P2 так, чтобы расстояния между соседними электродами (т. Е. C1-P1, P1-P2, P2-C2) были равны. Это стандартная аранжировка Веннера. Однако после этого первого испытания необходимо перемещать только два потенциальных электрода и всегда в сторону электрода C1.Расстояние между C1-P1 и P1-P2 всегда одинаково: действительно, если бы не электрод C2, который остается неподвижным, тест был бы настоящим тестом Веннера. От каждого шага штифта к следующему зазоры C1-P1 и P1-P2 уменьшаются на 1/3: другими словами, умножьте шаг каждого штифта на 2/3, чтобы получить следующий меньший шаг штифта. Минимально необходимое расстояние между пальцами составляет 0,3 м.

Стержни P1 и P2 (только по одному стержню или шипу каждый) следует вбивать всего на несколько дюймов в землю, чтобы достичь разумного контактного сопротивления: если электрод проявляет сопротивление при вытаскивании из земли, то он определенно достаточно глубок. .Для малых расстояний между электродами глубина, на которую вводятся электроды P1 и P2, не должна превышать 10% расстояния между электродами.

Чтобы оценить кажущееся сопротивление, двойной расстояние между C1 и P1, а не просто расстояние между C1 и P1, как при обычном методе Веннера: т.е. кажущееся удельное сопротивление приблизительно равно 4 π a R, где a – расстояние C1-P1, а R – кажущееся сопротивление.Если вы используете SYSCAL для вычисления кажущегося сопротивления, всегда вводите двойной интервал, который вы тестируете. Это будет справедливо для большинства расстояний между выводами и, безусловно, удовлетворительно для проверки данных на предмет нестабильного поведения.

Все данные, указанные в технических паспортах, должны быть записаны для каждой траверсы, от минимального расстояния между штифтами, указанного в форме, до максимального расстояния между штифтами, связанного с траверсой (как указано в списке измерительных траверс, необходимых для проекта). .

На каждом расстоянии между выводами измерения должны проводиться при двух существенно разных уровнях тока инжекции, если это возможно, что может быть достигнуто путем изменения приложенного напряжения источника: должна быть двукратная разница (в этом порядке) между двумя токами инжекции. полученный. Измеренное удельное сопротивление должно быть одинаковым для обоих уровней тока. Если это не так, начните устранение неполадок.

В соответствующей форме данных измерений, предоставленной SES:

  • «Напряжение источника» – это напряжение, приложенное к контактам подачи тока (12 В, 50 В, 100 В, 200 В, 400 В или 600 В), которое устанавливается ручкой на некоторых приборах; на других прибор устанавливает это автоматически.
  • «Q: ***?» указывает, появились ли 3 звездочки в качестве значения показателя качества Q, пока счетчик подает ток в контакты C1 и C2. В этом столбце следует указать «да» или «нет».
  • «Q%» – это значение стандартного отклонения, Q или показатель качества, сообщаемый глюкометром.
  • «Vsignal» – это напряжение, измеренное измерителем удельного сопротивления почвы между выводами потенциала (P1 и P2).
  • «Iinject» – это ток, подаваемый измерителем удельного сопротивления почвы на токовые контакты (C1 и C2).
  • «Кажущееся удельное сопротивление» – это кажущееся удельное сопротивление почвы, рассчитываемое измерителем или вручную.

Измеренные кажущиеся удельные сопротивления должны быть нанесены на график в зависимости от расстояния между выводами на миллиметровой бумаге по мере проведения измерений. В результате должна получиться довольно плавная кривая. Следует проверить соединения проводов и контакт стержня с почвой, если наблюдаются резкие изменения; наличие длинных заглубленных металлических конструкций также может быть причиной таких изменений.Как указано выше, если тестовые значения низкого тока не совпадают с тестовыми значениями высокого тока, проблема существует, и ее источник должен быть исследован. Аналогичным образом, если Q% больше 0, следует проверить соединение и контакт стержня с почвой.

Кроме того, для каждого измерительного хода:

  • Прикрепите эскиз, показывающий местоположение и начальную точку траверса по отношению к существующим близлежащим сооружениям, включая приблизительные расстояния от них; также показать траверс на плане участка.
  • Пожалуйста, сообщайте о любых признаках труб, трубопроводов, трубопроводов, длинных железобетонных участков, заборов или любых других длинных металлических конструкций в любом месте вблизи траверса.

Если используется прибор, который не отфильтровывает напряжения, наведенные в проводах измерения потенциала с помощью токоведущих выводов (это следует принять, если нет никаких указаний на обратное), тогда следует принять следующие меры предосторожности:

  1. Отделите измерительные провода подачи тока от проводов измерения потенциала на фиксированное расстояние (например,г., 10 футов).
  2. Для каждого расстояния между выводами выполните измерения, используя другой набор потенциальных выводов, которые находятся значительно дальше от токоподводов и отделены от них на фиксированное расстояние (например, 100 футов).
  3. SES может сравнивать эти два набора данных для оценки наведенных напряжений и корректировать данные для наведенных напряжений.

Интерпретация

Кажущееся удельное сопротивление грунта, измеренное на каждом участке, может быть нанесено на график вместе с кривой, соответствующей эквивалентному грунту, вычисленному модулем RESAP программного пакета CDEGS.На каждом графике также показана эквивалентная структура грунта, соответствующая этим данным, и указано место на трубопроводе, которому она соответствует. Обычно может быть достигнуто хорошее соответствие между двумя ортогональными переходами и рассчитанными кривыми, так что получается многослойная модель грунта и используется для анализа интерференции переменного тока.


  1. 4-контактные методы Веннера и Шлюмберже различаются только расстоянием между двумя внутренними потенциальными электродами.
  2. Обратите внимание, что таким образом следует смачивать только область около электродов ввода тока.Это не окажет значительного влияния на измерения, при условии, что смачиваемая площадь мала по сравнению с расстоянием между электродами.

Удельное сопротивление почвы – Все производители – eTesters.com

Отображение недавних результатов 1 – 15 из 26 найденных продуктов.

  • Тестер сопротивления земли 2/3/4 провода

    Модель КМ 1320 – КУСАМ-МЕКО

    KM 1320 Earth Resistance Tester специально разработан и изготовлен для измерения сопротивления заземления, удельного сопротивления грунта, напряжения заземления и переменного напряжения.Применение новейших технологий цифровой и микропроцессорной обработки, точный 4-полюсный, 3-полюсный и простой 2-полюсный метод измерения сопротивления заземления, импорт технологий FFT и AFC, уникальная функция защиты от помех и способность адаптироваться к окружающая среда, последовательность повторных испытаний, для обеспечения высокой точности, высокой стабильности и надежности для длительных измерений, что широко используется в электроэнергетике, телекоммуникациях, метеорологии, нефтяном месторождении, строительстве, молниезащите, промышленном электрическом оборудовании и другом сопротивлении заземления, почве удельное сопротивление, напряжение земли, измерение напряжения переменного тока.

  • Заземление / Тестер заземления

    A-SUN TEST LTD.

    «Тестирование земли» включает в себя тестирование заземляющих электродов и измерение удельного сопротивления почвы. Требования к прибору зависят от области применения. Испытание на сопротивление заземления включает в себя испытание заземляющих электродов и измерение удельного сопротивления грунта. Требования к прибору зависят от диапазона приложений.

  • ЦИФРОВОЙ ТЕСТЕР ЗАЗЕМЛЕНИЯ

    MTD-20KWe – MEGABRAS srl

    Цифровой тестер заземления MTD-20KWe позволяет измерять сопротивление земли и удельное сопротивление почвы, а также паразитные напряжения, вызванные паразитными напряжениями, присутствующими в почве.

  • Измеритель сопротивления заземления

    MTD20KWe – Объем T&M Pvt, Ltd.

    Цифровой тестер заземления MTD-20KWe позволяет измерять сопротивление земли и удельное сопротивление почвы, а также паразитные напряжения, вызванные паразитными напряжениями, присутствующими в почве.

  • Влагомер

    A-SUN TEST LTD.

    Прибор для определения процентного содержания влаги в материале (например, в древесине, муке, почве или табаке) обычно путем измерения его удельного электрического сопротивления.

  • Система проверки сопротивления заземления

    R1L-C – TEGAM Inc.

    Модель R1L-C представляет собой омметр сопротивления заземления, разработанный для измерения сопротивления системы заземления, а также удельного сопротивления почвы в диапазоне от 2 до 20 кОм по полной шкале.Эти измерения сопротивления соответствуют удельному сопротивлению почвы от 2 см до 600 000 см. R1L-C поддерживает методы Веннера, падения потенциала, 62%, а также измерения сцепления и целостности. Два, три и четыре являются стандартными для этого инструмента.

  • Измеритель удельного электрического сопротивления

    MiniSting R1 ™ – Advanced Geosciences, Inc.

    MiniSting R1 – это мощный прибор для измерения наведенной поляризации (IP) и удельного электрического сопротивления, используемый для тестирования заземляющих сетей, тестирования удельного сопротивления почвы для проектирования защиты от коррозии и многого другого.Этот одноканальный инструмент спроектирован так, чтобы стать лучшим инструментом для ручных работ по измерению сопротивления – простота использования, низкая стоимость и высокая точность делают его идеальным для исследований с небольшим количеством персонала, а также для образовательных и обучающих демонстраций.

  • Тестеры сопротивления заземления

    Shanghai MCP Corp

    .Много тестового напряжения. Измерение сопротивления проводника (DET4300). Измерение удельного сопротивления почвы (DET4300) .ЖК-фоновая подсветка.Сохранение данных. Работающий светодиодный индикатор. Предупреждение о низком заряде батареи. Отображение функциональных символов

    .
  • Импеданс шага, касания и заземления

    Алтанова Группа

    Комплект, применяемый с STS 5000, STS 4000 или eKAM, позволяет выполнять следующие виды испытаний: удельное сопротивление грунта, сопротивление заземляющей сети, ступенчатые и контактные испытания, а также коэффициенты нулевой последовательности и взаимной связи воздушных линий

Энвирадж | Проверка удельного сопротивления почвы

Обзор При тестировании удельного сопротивления почвы измеряется способность земли пропускать электрический ток.Это свойство используется в электроэнергетике для оценки проектных требований систем заземления.
Массив электродов для измерения удельного сопротивления грунта (метод Веннерса)
Как это работает Четырехточечный метод Веннера на сегодняшний день является наиболее часто используемым методом испытаний для измерения удельного сопротивления почвы. Существуют и другие методы, такие как общие методы и методы Шлюмберже, однако они нечасто используются для проектирования заземления и лишь незначительно различаются по расстоянию между зондами по сравнению с методом Веннера.Стандартная процедура измерения удельного сопротивления грунта включает четыре эквидистантных электрода, установленных в фиксированной конфигурации, как показано на изображении выше. Электрический ток низкой частоты подается на внешние электроды, и напряжение измеряется между внутренними потенциальными электродами. Полученное значение сопротивления почвы впоследствии преобразуется стандартными уравнениями в значение удельного сопротивления. Это значение представляет собой среднее удельное сопротивление земли между потенциальными электродами.Показания глубины получают путем электрического зондирования с использованием расширяющейся электродной решетки, центрированной в той же точке. Глубина проникновения, достигаемая по отдельным показаниям удельного сопротивления, увеличивается прямо пропорционально расстоянию между электродами массива.
Параметры теста Сопротивление грунта, Удельное сопротивление грунта
Время тестирования 2-3 часа
Точность
Область применения Проектирование системы заземления
Стоимость изысканий ₹ 6,000-15,000 / сутки
Меры предосторожности
Источники данных: https: // www.geophysical.biz/soil-resistivity.htm

% PDF-1.6 % 426 0 объект > эндобдж xref 426 163 0000000016 00000 н. 0000005750 00000 н. 0000005887 00000 н. 0000006101 00000 п. 0000006145 00000 н. 0000006181 00000 п. 0000006656 00000 н. 0000007213 00000 н. 0000007365 00000 н. 0000007402 00000 н. 0000007516 00000 н. 0000007628 00000 н. 0000007877 00000 н. 0000008397 00000 н. 0000009633 00000 н. 0000010819 00000 п. 0000011423 00000 п. 0000011835 00000 п. 0000012095 00000 п. 0000012528 00000 п. 0000012783 00000 п. 0000013392 00000 п. 0000014527 00000 п. 0000015739 00000 п. 0000016813 00000 п. 0000017893 00000 п. 0000018949 00000 п. 0000019956 00000 п. 0000022606 00000 п. 0000057210 00000 п. 0000071764 00000 п. 0000109524 00000 н. 0000111929 00000 н. 0000114334 00000 н. 0000123070 00000 н. 0000146506 00000 н. 0000150860 00000 н. 0000151136 00000 н. 0000151207 00000 н. 0000151378 00000 н. 0000151405 00000 н. 0000151706 00000 н. 0000151778 00000 н. 0000151934 00000 н. 0000152042 00000 н. 0000152099 00000 н. 0000152214 00000 н. 0000152271 00000 н. 0000152416 00000 н. 0000152473 00000 н. 0000152600 00000 н. 0000152658 00000 н. 0000152824 00000 н. 0000152918 00000 н. 0000152975 00000 н. 0000153067 00000 н. 0000153230 00000 н. 0000153388 00000 н. 0000153446 00000 н. 0000153637 00000 н. 0000153814 00000 н. 0000153988 00000 н. 0000154045 00000 н. 0000154173 00000 н. 0000154346 00000 н. 0000154445 00000 н. 0000154502 00000 н. 0000154604 00000 н. 0000154781 00000 н. 0000154921 00000 н. 0000154978 00000 н. 0000155141 00000 н. 0000155198 00000 н. 0000155332 00000 н. 0000155390 00000 н. 0000155493 00000 н. 0000155550 00000 н. 0000155719 00000 н. 0000155823 00000 н. 0000155880 00000 н. 0000155992 00000 н. 0000156102 00000 н. 0000156159 00000 н. 0000156313 00000 н. 0000156370 00000 н. 0000156480 00000 н. 0000156537 00000 н. 0000156595 00000 н. 0000156732 00000 н. 0000156789 00000 н. 0000156846 00000 н. 0000156904 00000 н. 0000156963 00000 н. 0000157066 00000 н. 0000157123 00000 н. 0000157240 00000 н. 0000157299 00000 н. 0000157410 00000 н. 0000157467 00000 н. 0000157524 00000 н. 0000157581 00000 н. 0000157795 00000 н. 0000157918 00000 п. 0000157975 00000 н. 0000158175 00000 н. 0000158350 00000 н. 0000158408 00000 н. 0000158547 00000 н. 0000158606 00000 н. 0000158663 00000 н. 0000158721 00000 н. 0000158915 00000 н. 0000158972 00000 н. 0000159137 00000 н. 0000159194 00000 н. 0000159358 00000 н. 0000159418 00000 н. 0000159629 00000 н. 0000159686 00000 н. 0000159743 00000 н. 0000159802 00000 н. 0000159905 00000 н. 0000159962 00000 н. 0000160131 00000 п. 0000160188 00000 п. 0000160375 00000 н. 0000160514 00000 н. 0000160571 00000 н. 0000160720 00000 н. 0000160855 00000 н. 0000160913 00000 н. 0000161096 00000 н. 0000161153 00000 н. 0000161210 00000 н. 0000161267 00000 н. 0000161325 00000 н. 0000161383 00000 н. 0000161490 00000 н. 0000161547 00000 н. 0000161698 00000 н. 0000161819 00000 н. 0000161877 00000 н. 0000162011 00000 н. 0000162124 00000 н. 0000162181 00000 н.

Вам может понравится

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.