Эквивалентное удельное сопротивление грунтов

Грунт	Удельное сопротивление ρэкв, Ом∙м
	Пределы колебаний	При влажности грунта 10-12%
Чернозем	9…53	20
Торф	9…53	20
Глина	8…70	40
Суглинок	40. ..150	100
Супесь	150…400	300
Песок	400…700	700

Заглубление полосы t принимается равным 0,7 м – это глубина траншеи (рис. 2). Величина удельного сопротивления грунта непостоянна и зависит от его влажности. Степень влажности грунта определяется в основном количеством выпавших осадков и процессами их высушивания. Поверхностные слои грунта подвержены значительным изменениям влажности. Вследствие этого сопротивление заземлителя.

Таблица 2

Заземлитель	Климатическая зона
	1	2	3	4
Стержневой	1,8. ..2,0	1,6…1,8	1,4…1,5	1,2…1,4
Полосной	4,57,0	3,5…4,5	2,0…2,5	1,5…2,0

Значения расчетных климатических коэффициентов сезонности сопротивления грунтов будет тем стабильнее, чем глубже он расположен в грунте. Для уменьшения влияния климатических условий на сопротивление заземления верхнюю часть заземлителя размещают в грунте на глубину не менее 0,7 м. Следовательно, заглубление стержня можно определить по формуле

T = (L/2) + t . (6)

2. Определяем ориентировочное количество вертикальных за-землителей без учета сопротивления соединительной полосы:

n₀ = Rо/Rн, (7)

где Rн – нормируемое сопротивление растеканию тока заземляющего устройства согласно ПУЭ, Ом.

Для студентов электротехнических специальностей

n₀ = RоΨ/Rн. (8)

Коэффициент сезонности Ψ второй климатической зоны (средняя температура января от -15 до -10°С, июля – от +18 до +22°С) принимается равным 1,6…1,8.

Таблица 3

Нормируемые значения величины сопротивления растеканию тока заземляюших устройств (для электроустановок напряжением до 1000 в)

Вид заземлителя	Напряжение сети, В
	2207127	380/220	660/380
	Нормируемое сопротивление Rн, Ом
Рабочая заземление нулевой точки трансформатора (генератора)	8	4	2
Повторное заземление нулевого провода на вводе в объект	20	10	5
Повтороное заземление нулевого провода на воздушной линии	60	30	15

Величины, приведенные в табл. 3, справедливы при эквивалентном удельном сопротивлении грунта 100 Ом∙м и менее. Если эквивалентное удельное сопротивление грунта более 100 Ом∙м, необходимо эти величины умножить на коэффициент kз = рэкв/100. Коэффициент kз не может быть меньше 1 и больше 10 (даже при больших удельных сопротивлениях грунта).

3. Определяем сопротивление растеканию тока соединительной полосы:

(9)

где Ln, b – длина и ширина соединительной полосы, м; t – заглубление соединительной полосы; Тд – коэффициент сезонности для полосы (по табл. 2 – для полосовых заземлителей), коэффициент использования полосы (см. табл. 4).

Формула для приближенного расчета

(10)

Длину полосы можно определить по предварительному количеству вертикальных заземлителей. Если принять что они размещены в ряд, то длина полосы составит

(11)

где К – расстояние между соседними вертикальными заземлителями, м,

4. Определяем сопротивление вертикальных заземлителей с учетом сопротивления растеканию тока соединительной полосы (для студентов электротехнических специальностей):

(12)

5. Определяем окончательное количество заземлителей (для студентов электротехнических специальностей):

(13)

Так как токи, растекающиеся с параллельно соединенных одиночных заземлителей, оказывают взаимное влияние, возрастает общее сопротивление заземляющего контура, которое тем больше, чем ближе расположены вертикальные заземлители друг к другу. Это явление учитывается коэффициентом использования вертикальных заземлителей, величина которого зависит от типа и количества одиночных заземлителей, их геометрических размеров и взаимного расположения в грунте.

Таблица 4

Число заземлителей	Заземлители размещены в ряд			Заземлители размещены по замкнутому контуру
2	0,91	–	–		–
4	0,83	0,89	0,78		0,55
6	0,77	0,82	0,73		0,48
10	0,74	0,75	0,68		0,40
15	0,70	0,65	0,65		0,36
20	0,67	0,56	0,63		0,32
40	–	0,40	0,58		0,29

Примечание. Значения коэффициентов даны с учетом того, что отношение длины заземлителей к расстоянию между ними равно двум.

Найденное количество заземлителей округляем до ближайшего большего целого числа.

4*. Определяем сопротивление одиночного заземлителя с учетом коэффициента использования:

(14)

5*. Определяем общее сопротивление вертикальных заземлителей с учетом сопротивления соединительной полосы:

(15)

6*. Определяем окончательное количество заземлителей

(16)

Вычисленное количество заземлителей округляем до ближайшего большего целого числа.

По данным расчета составляем эскиз контура заземления (план размещения заземлителей в грунте – вид сверху, с нанесением размеров) и эскиз одиночного вертикального заземлителя (рис. 2).

Таблица 5

Microsoft Word – 27.

04_ГНФ 1_2017 испр

%PDF-1.6 % 1 0 obj > endobj 2 0 obj >stream 2017-04-28T15:32:14+05:002017-04-28T15:32:13+05:002017-04-28T15:32:14+05:00PScript5.dll Version 5.2.2application/pdf

Microsoft Word – 27.04_ГНФ 1_2017 испр

IAAbibulaeva

uuid:ec91964e-e17c-42d1-a02a-fdb5ac0d6e45uuid:b302438f-d687-4487-ad47-1cdcd469234bAcrobat Distiller 9.0.0 (Windows) endstream endobj 3 0 obj > endobj 5 0 obj > endobj 6 0 obj > endobj 14 0 obj >/Resources 22 0 R/Rotate 0/Type/Page>> endobj 15 0 obj >/Resources 24 0 R/Rotate 0/Type/Page>> endobj 16 0 obj >/Resources 26 0 R/Rotate 0/Type/Page>> endobj 17 0 obj >/Resources 28 0 R/Rotate 0/Type/Page>> endobj 18 0 obj >/Resources 30 0 R/Rotate 0/Type/Page>> endobj 29 0 obj >stream hޔ;]۶|jV(J N il{

EIZg3C݋o_\

֑UVȹ8Q_j”ub”c_/>?}]ʘE&0v- &T߸%’?”d!䘀MMzE9T-oHc%?=+FF”c1BTxɲqVi?

Методы испытаний удельного сопротивления земли и оценки

Наземные испытания часто рассматриваются как заземление электродов испытаний: измерение сопротивления, связанного с конкретным стержнем или системой заземления. Полезным следствием этого является тестирование удельного сопротивления почвы . Удельное сопротивление — это электрическое свойство самой почвы, которое определяет, насколько хорошо она может проводить ток. Она сильно варьирует (табл. 1) в зависимости от физического и химического состава, влажности, температуры и других переменных. Его измерение имеет первостепенное значение при проектировании заземляющего электрода, который будет соответствовать всем требуемым электрическим параметрам для производительности и безопасности.

Таблица 1: Типичное удельное сопротивление значительно зависит от типа грунта.

ИСПЫТАНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗЕМЛИ

Градиенты потенциала поверхности земли имеют решающее значение для определения потенциалов шага и прикосновения вокруг электрических объектов, таких как подстанции, и обеспечения их безопасности в случае экстремальных условий, таких как электрические неисправности. Сопротивление заземляющего электрода в первую очередь зависит от удельного сопротивления глубокого грунта. Здесь «глубокое удельное сопротивление почвы» относится к глубине, примерно эквивалентной диаметру системы горизонтальных электродов или до десяти раз превышающей глубину вертикального электрода. Сопротивление заземляющего электрода гораздо важнее, чем удельное поверхностное сопротивление, имеет решающее значение для безопасности, устранения неисправностей и электрических характеристик.

При установке системы заземления геотехнические работы часто имеют решающее значение. Помимо удельного сопротивления почвы, эта информация может включать слои почвы, содержание влаги, рН почвы и глубину залегания грунтовых вод. Хотя иногда используется измерение сопротивления между двумя пластинами, не рекомендуется пытаться получить удельное сопротивление почвы из сопротивления, измеренного между противоположными сторонами образца почвы, из-за неизвестных межфазных сопротивлений между образцом и включенными электродами.

Уточнением этого грубого метода является измерение образцов в специально предназначенном для этой цели ящике, но этот метод может быть ограничен сложностью получения репрезентативного образца почвы такого небольшого объема, а также дублированием уплотнения почвы и содержания влаги. . Этот метод все еще может быть полезен, если его строго контролировать и усердно применять, но были разработаны альтернативные специализированные методы для проверки удельного сопротивления грунта на месте.

МЕТОД ИЗМЕНЕНИЯ ГЛУБИНЫ

Одним из этих альтернативных методов является вариация глубины или метод трех точек. Здесь измерения сопротивления грунта повторяются в соответствии с постепенным увеличением глубины заземляющего стержня. Этот метод пропускает больший испытательный ток через глубокий грунт, и изменения удельного сопротивления могут быть отмечены на каждой глубине. Забивные стержни также обеспечивают подтверждение того, насколько глубоко они могут быть забиты во время установки. Недостатком, однако, является то, что стержень может вибрировать во время движения, тем самым уменьшая контакт с грунтом и делая преобразование в истинное кажущееся сопротивление менее точным.

Метод изменения глубины дает полезную информацию о грунте вблизи стержня, который обычно считается в пять-десять раз длиннее стержня. Для больших площадей полезно провести несколько тестов в репрезентативных местах, чтобы отобразить поперечные изменения, чтобы результирующая наземная сетка не оказалась в конечном итоге установленной в почве с более высоким удельным сопротивлением, чем предполагалось для данной области.

Вызывающее беспокойство сопротивление обозначено r ₁ . Выполняется серия из трех двухточечных измерений сопротивления между испытуемым электродом и каждым из двух вспомогательных электродов, обозначенных цифрой 9.0003 r ₂ и r ₃ . Тогда три измерения будут следующими: – r ₂₃ + r ₁₃ ] /2.

Если сопротивление вспомогательных электродов существенно выше, чем у испытательного электрода, это значительно увеличит погрешность результата измерения. Следовательно, электроды должны быть расположены достаточно далеко друг от друга, чтобы свести к минимуму взаимное сопротивление. Там, где использовались неадекватные расстояния, иногда можно вычислить такие нелепости, как нулевое и отрицательное сопротивление. Следовательно, вспомогательные стержни должны быть отделены от испытательного стержня не менее чем на трехкратную глубину испытательного стержня. Вспомогательные стержни следует вбивать на ту же глубину, что и испытательный стержень, или даже меньше. Этот метод может стать трудным для применения в больших системах и там, где требуется высокая точность, поэтому могут быть предпочтительны другие методы.

ЧЕТЫРЕХТОЧЕЧНЫЕ МЕТОДЫ

Четырехточечные методы когда-то было несколько сложнее в применении, в основном это требовало большего пространства и более длинных отведений. В своей грубой форме метод требует источника тока и потенциометра или вольтметра с высоким импедансом. Но современные приборы стали довольно изощренными, помогая оператору сократить шаги и устранить ошибки. Некоторые приборы даже отображают настройку и выполняют сопутствующие математические операции на экране. Однако при приобретении тестового прибора следует помнить, что он должен быть четырехконтактной моделью. Существуют тестеры с тремя клеммами для выполнения заземления 9.0003 сопротивление испытаний. Для испытаний удельного сопротивления необходимо использовать четырехполюсную модель.

Метод Веннера

Безусловно, наиболее широко применяемым четырехточечным методом является метод Веннера. Это было описано в предыдущей статье и будет затронуто только здесь. Подходящий тестер имеет конфигурацию моста Кельвина (рис. 1). Две клеммы внешнего тока подают испытательный ток через почву. Две внутренние клеммы напряжения измеряют падение напряжения между ними, а параметры тока и напряжения используются для расчета сопротивления между датчиками напряжения, которое затем отображается на дисплее. Четыре датчика расположены на равном расстоянии друг от друга.

Рисунок 1: Конфигурация датчика для метода Веннера

Формула Веннера, 2πaR, где a — расстояние между датчиками напряжения, затем используется для расчета удельного сопротивления, обычно в единицах Ом-см, хотя другие при желании можно использовать единицы длины. Это среднее удельное сопротивление грунта до глубины a Ом. Полная формула Веннера более сложна, но упрощается до вышеупомянутой, если глубина зонда составляет 1/20 ^th a используется.

Путем систематического изменения и можно добиться того, что называется вертикальной разведкой. То есть можно нанести на график изменения удельного сопротивления на разных глубинах (рис. 2), что поможет распознать значительные изменения, такие как коренная порода.

Рис. 2: Слоистость почвы трудно определить.

Хотя метод Веннера широко используется, он имеет два недостатка.

1. Относительно большое расстояние между двумя внутренними (потенциальными) электродами может привести к уменьшению величины потенциала. Это может показаться нелогичным, но помните, испытательный ток, относительно которого измеряется падение напряжения, распространяется во всех направлениях, а не по прямой линии, как в проводе. Чувствительность современных тестеров повышается, что помогает смягчить этот недостаток.

2. Вторым недостатком является то, что Веннеру необходимо перемещать все четыре зонда для измерения на различной глубине. Ходьба вперед и назад может стать недопустимой при большом расстоянии между датчиками.

Метод Шлюмберже

При использовании метода Шлюмберже внутренние (потенциальные) датчики располагаются ближе друг к другу (рис. 3). Затем перемещаются только внешние зонды для расчета удельного сопротивления на различных глубинах.

Рис. 3. Конфигурация зонда для метода Schlumberger

Если глубина зондов ( b ) мала по сравнению с расстоянием между ними ( c и d ) и c больше 2 d , то можно рассчитать удельное сопротивление:

πc( c + d ) R/d

Это дает кажущееся сопротивление на приблизительной глубине [2 c + d ]/2, которая является расстоянием от центра испытания до внешней текущие зонды.

Уверенность в результатах обоих методов можно получить, повторив тесты с датчиками, расположенными на 90 градусов к предыдущему набору. Показания должны быть практически одинаковыми. Это поможет устранить подземные помехи от водопроводных труб, валунов, линий электропередач и т. д., которые не должным образом влияют на измерения.

СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ

Метод вариации глубины можно использовать для расчета сопротивлений по формуле: длина ( l ) до которой загоняется испытуемый стержень, измеренное значение сопротивления R определяет значение кажущегося сопротивления ρ _a . Здесь r представляет собой просто радиус тестируемого стержня и остается малым по сравнению с l . График R против l дает наглядное пособие для определения удельного сопротивления земли в зависимости от глубины. Предположим, что этот метод был использован для построения графиков, показанных на рисунке 4. На рисунке 4a показаны два отдельных слоя: неглубокий около 300 Ом-м и более глубокий слой около 100 Ом-м. Получена информативная двухслойная модель грунта. Рисунок 4б показывает относительно проводящий неглубокий слой 100 Ом-м, но данные для более глубокого слоя не могут быть определены этим методом. Хорошая проводимость в более глубоком слое предпочтительна для эффективного и надежного устранения молнии и повреждения, поскольку поверхностная проводимость может быть непостоянной. И, как уже упоминалось, изменение глубины дает данные для относительно небольшой области вокруг испытательного стержня. Сбор данных для больших сеток может быть лучше реализован четырехточечным методом.

Рисунок 4: Изменения удельного сопротивления с глубиной могут указывать на слои грунта.

Точно так же результаты четырехточечных методов могут быть представлены как измеренное кажущееся сопротивление в зависимости от расстояния между электродами. Структуру почвы можно оценить по полученным кривым, но полевые работники установили некоторые эмпирические правила, помогающие идентифицировать слои.

• Разрыв или изменение кривизны указывает на другой слой.

• Глубина нижнего слоя принимается равной двум третям расстояния между электродами, при котором происходит перегиб.

• Можно следовать пяти аксиомам:

1. Вычисленные кажущиеся сопротивления всегда положительны.

2. Поскольку фактические сопротивления увеличиваются или уменьшаются с глубиной, кажущиеся сопротивления увеличиваются или уменьшаются с расстоянием между зондами.

3. Максимальное изменение кажущегося сопротивления происходит при расстоянии между зондами больше, чем глубина, на которой происходит соответствующее изменение фактического сопротивления. Поэтому изменения кажущегося сопротивления всегда наносятся справа от расстояния между зондами, соответствующего изменению фактического сопротивления.

4. Амплитуда кривой всегда меньше или равна амплитуде зависимости фактического удельного сопротивления от глубины.

5. В многослойной модели изменение фактического сопротивления толстого слоя приводит к аналогичному изменению кривой кажущегося сопротивления.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Измерения сопротивления и удельного сопротивления, связанные с заземлением, особенно сложны и сложны, потому что земля не похожа ни на какой другой объект электрических испытаний. Фундаментальные знания охватывают большинство ситуаций, но всегда есть куда расти.

СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

IEEE Std 81-2012, Руководство IEEE по измерению удельного сопротивления земли, импеданса земли и потенциалов поверхности земли системы заземления.

Джеффри Р. Джоуэтт — старший инженер по применению компании Megger в Вэлли-Фордж, штат Пенсильвания, обслуживает производственные линии Biddle, Megger и Multi-Amp для электрических контрольно-измерительных приборов. Он получил степень бакалавра биологии и химии в Колледже Урсинуса. Он проработал 22 года в компании James G. Biddle Co., которая стала Biddle Instruments и теперь называется Megger.

Таблица удельного сопротивления почвы настольное исследование

Главная » Спросите экспертов Блог по электрическому заземлению » Что такое настольное исследование удельного сопротивления почвы?

06. 02.2016 Ян Оставить комментарий

Перед установкой системы электрического заземления необходимо решить еще несколько важных задач. Одной из таких задач является «Настольное исследование удельного сопротивления почвы» . Это исследование показано в таблице удельного сопротивления почвы ниже.

Исторически монтажные компании предлагали вбить одиночный заземляющий стержень в землю и снимать с него ряд показаний на различной глубине по мере его погружения. Этот подход в настоящее время считается совершенно неприемлемым для чего-либо, кроме самого простого дизайна, например. заземление генератора.

Таблица удельного сопротивления грунта

Единственным тщательным, научным и логическим методом определения безопасной системы электрического заземления является проведение полного исследования удельного сопротивления грунта. Проводится по утвержденной методике.

В GreyMatters мы не одобряем ничего, кроме этого профессионального подхода к получению информации, которая послужит основой для принятия решений по безопасности при проектировании вашей системы электрического заземления. Следовательно, важность этого разнообразия спасающих жизни критических систем безопасности требует, чтобы определения требований основывались на точных, значимых и полезных данных.

Использование огромного количества информации об электрическом поведении почвенных масс по всему миру позволяет GreyMatters использовать эти знания для анализа каждого нового проекта. Мы обращаемся к нашей базе данных моделей почвы. Наряду с непосредственным опытом геологии области. Включая влияние сезонных колебаний климата, чтобы принимать разумные решения по профилированию почвы в отношении проектов наших клиентов.

Самый первый шаг — компьютерное исследование удельного сопротивления почвы. Кроме того, за этим исследованием следует техническая записка о выводах.

Образец технической заметки приведен ниже.

(СКАЧАТЬ бесплатно шаблон отчета по исследованию удельного сопротивления почвы) Скачать здесь…

Отчет по исследованию удельного сопротивления почвы

Анализ

Коренная порода в этом районе имеет очень высокое сопротивление. Однако глубина и удельное сопротивление верхнего слоя почвы и других поверхностных слоев сильно различаются. В основном это будет полностью определено только при проведении испытаний удельного сопротивления грунта на месте.

Таким образом, предоставленные данные предназначены для предоставления ориентировочного руководства о том, что может присутствовать на основе наилучшей доступной информации в открытом доступе (только для Великобритании).

Таблица удельного сопротивления грунта

Получение точного представления удельного сопротивления грунта в виде модели грунта или таблицы является критически важной базой данных для всех последующих расчетов безопасности/проектирования для безопасного проектирования систем электрического заземления и молниезащиты. Потому что данные, содержащиеся в этом настольном исследовании, можно считать лишь отправной точкой.

Итак, каков ваш следующий шаг..?

Испытание удельного сопротивления почвы

Ничто не заменит надежные физические испытания для получения точных данных с самого участка (или насколько это практически возможно). Но есть много подходов для рассмотрения. А именно, методы Веннера и Шлюмберже, которые являются наиболее широко распространенными методами. Однако в обоих случаях используемое оборудование играет неотъемлемую роль в обеспечении безошибочности данных.

Именно благодаря такому подходу инструменты GreyMatters выбирают для измерения удельного сопротивления грунта с выходным напряжением сигнала 400–800 В.  Это означает, что это более чем в x8 раз превышает проникающую способность более традиционного общего оборудования для испытания грунта. Который обычно имеет напряжение сигнала от 50 до 150 В.

Это означает, что, помимо очевидной точности, преимущество достигается за счет подавления любых подземных шумов. В 8 раз более сильный сигнал проникает в каждую известную геологию Европы без вопросов. Следовательно, нет необходимости повторно посещать сайт, чтобы переработать тесты. Самопроверка оборудования на ошибки во время выполнения задачи, обеспечивающая выполнение измерений ПРАВИЛЬНО, ПЕРВЫЙ РАЗ, КАЖДЫЙ РАЗ.

Инвестиции в испытательное оборудование, входящее в 1% лучших, — еще одна причина, по которой GreyMatters входит в число 1% лучших консультантов по заземлению в Европе. Таким образом, делая свою жизнь чуть более комфортной в процессе.

Взаимодействуйте с нами…

• Услуги по проектированию заземления и проектированию молниезащиты. Если системы высокого напряжения и молния вызывают у вас беспокойство, почему бы не узнать, как мы можем помочь с помощью быстрого «живого чата» ниже для начала.
• XGSLab — полный программный инструмент для моделирования систем электропитания, заземления, заземления и молний. Свяжитесь с нами, чтобы запросить бесплатную демонстрацию.
• Получите сертификацию — начните свой путь, чтобы получить сертификацию в области заземления и проектирования Power Systems.
• Электронное обучение — Введение в заземление, получите бесплатную пробную версию здесь.
• Быстро получайте ответы в разделе технических блогов с возможностью поиска.

Рубрика: Удельное сопротивление грунта, Испытание удельного сопротивления грунта С тегами: BS7430, CDEGS, Методы испытания удельного сопротивления грунта

Обучение электрическому заземлению — бесплатная пробная версия Учебный сайт взгляните или получите доступ к бесплатной пробной версии здесь.

Recent Posts:

Вы занимаетесь проектированием, установкой или обслуживанием систем заземления? Хотите обеспечить безопасность и надежность электроустановок? Тогда этот блог для вас! В этой статье мы рассмотрим последние обновления и изменения стандарта BS EN 50522:2022. Подчеркивая изменения, внесенные в стандарт […]

Если вы инженер-электрик, вы знаете, насколько важно иметь надежную систему заземления для ваших электроустановок. Правильная конструкция заземления защищает от поражения электрическим током, обеспечивает электробезопасность и продлевает срок службы вашего оборудования. Но что происходит, когда вы сталкиваетесь со сложной задачей заземления, которая выходит за рамки вашего опыта? Вот где «как сделать» […]

Мы рассмотрим удельное сопротивление грунта и дадим практические советы о том, что такое удельное сопротивление грунта, почему мы его измеряем и какие распространенные ошибки при измерении удельного сопротивления грунта:

Методы измерения удельного сопротивления грунта популярный пост. Первоначально опубликовано в 2013 году и теперь обновлено. Зонд Веннера — это геотехнический метод исследования, используемый для определения удельного электрического сопротивления грунта. Измерение удельного сопротивления грунта может проводиться различными методами. Тест Wenner 4 Probe является одним из наиболее распространенных тестов удельного сопротивления грунта […]

Массив Шлюмберже — это геотехнический метод исследования, который определяет удельное электрическое сопротивление почвы. Это похоже на тест зонда Веннера, но в нем используется несколько токовых электродов, а не только два. Это позволяет более детально и точно измерить удельное сопротивление грунта. Испытания сопротивления грунта проводились с использованием различных методов, это […]

О Яне

Этот пост написан Яном Гриффитсом, главным инженером GreyMatters, консультантом по заземлению и молниезащите с 28-летним стажем, одним из 1% лучших аккредитованных CDEGS и Консультанты XGSLab и профессиональные советники международных коммунальных компаний, разработчиков центров обработки данных и инфраструктуры.