Удельное сопротивление земли таблица: Удельное сопротивление грунта

Содержание

Удельное сопротивление грунта

Грунт

Удельное сопротивление, среднее значение (Ом*м) Сопротивление заземления для комплекта
ZZ-000-015, Ом
Сопротивление заземления для комплекта
ZZ-000-030, Ом
Сопротивление заземления для комплекта
ZZ-100-102, Ом
Асфальт 200 - 3 200 17 - 277 9,4 - 151 8,3 - 132
Базальт 2 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Бентонит (сорт глины) 2 - 10 0,17 - 0,87 0,09 - 0,47
0,08 - 0,41
Бетон 40 - 1 000 3,5 - 87 2 - 47 1,5 - 41
Вода    
Вода морская 0,2 0 0 0
Вода прудовая 40 3,5 2 1,7
Вода равнинной реки 50 4 2,5 2
Вода грунтовая 20 - 60 1,7 - 5 1 - 3 1 - 2,5
Вечномёрзлый грунт (многолетнемёрзлый грунт)    
Вечномёрзлый грунт - талый слой (у поверхности летом) 500 - 1000 - - 20 - 41
Вечномёрзлый грунт (суглинок) 20 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Вечномёрзлый грунт (песок) 50 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Глина    
Глина влажная 20 1,7 1 0,8
Глина полутвёрдая
60
5 3 2,5
Гнейс разложившийся 275 24 12 11,5
Гравий    
Гравий глинистый, неоднородный 300 26 14 12,5
Гравий однородный 800 69 38 33
Гранит 1 100 - 22 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Гранитный гравий 14 500
Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Графитовая крошка 0,1 - 2 0 0 0
Дресва (мелкий щебень/крупный песок) 5 500 477 260 228
Зола, пепел 40 3,5 2 1,7
Известняк (поверхность) 100 - 10 000 8,7 - 868 4,7 - 472 4,1 - 414
Известняк (внутри) 5 - 4 000 0,43 - 347 0,24 - 189 0,21 - 166
Ил 30 2,6 1,5 1
Каменный уголь 150 13 7 6
Кварц 15 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Кокс 2,5 0,2 0,1 0,1
Лёсс (желтозем) 250 22 12 10
Мел 60 5 3 2,5
Мергель
 
 
Мергель обычный 150 14 7 6
Мергель глинистый (50 - 75% глинистых частиц) 50 4 2 2
Песок    
Песок, сильно увлажненный грунтовыми водами 10 - 60 0,9 - 5 0,5 - 3 0,4 - 2,5
Песок, умеренно увлажненный 60 - 130 5 - 11 3 - 6 2,5 - 5,5
Песок влажный 130 - 400
10 - 35
6 - 19 5 - 17
Песок слегка влажный 400 - 1 500 35 - 130 19 - 71 17 - 62
Песок сухой 1 500 - 4 200 130 - 364 71 - 198 62 - 174
Супесь (супесок) 150 13 7 6
Песчаник 1 000 87 47 41
Садовая земля 40 3,5 2 1,7
Солончак 20 1,7 1 0,8
Суглинок    
Суглинок, сильно увлажненный грунтовыми водами 10 - 60 0,9 - 5 0,5 - 3 0,4 - 2,5
Суглинок полутвердый, лесовидный 100 9 5 4
Суглинок при температуре минус 5 С° 150 - - 6
Супесь (супесок) 150 13 7 6
Сланец 10 - 100      
Сланец графитовый 55 5 2,5 2,3
Супесь (супесок) 150 13 7 6
Торф    
Торф при температуре 10° 25 2 1 1
Торф при температуре 0 С° 50 4 2,5 2
Чернозём 60 5 3 2,5
Щебень    
Щебень мокрый 3 000 260 142 124
Щебень сухой 5 000 434 236 207

Удельное сопротивление грунта -Статьи

Грунт

Удельное сопротивление, среднее значение (Ом*м) Сопротивление заземления для глубинного комплекта 15м, Ом Сопротивление заземления для глубинного комплекта 30м, Ом
Асфальт 200 - 3 200 17 - 277 9,4 - 151
Базальт 2 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Бентонит (сорт глины) 2 - 10 0,17 - 0,87 0,09 - 0,47
Бетон 40 - 1 000 3,5 - 87 2 - 47
Вода    
Вода морская 0,2 0 0
Вода прудовая 40 3,5 2
Вода равнинной реки 50 4 2,5
Вода грунтовая 20 - 60 1,7 - 5 1 - 3
Вечномёрзлый грунт (многолетнемёрзлый грунт)    
Вечномёрзлый грунт - талый слой (у поверхности летом) 500 - 1000 - -
Вечномёрзлый грунт (суглинок) 20 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Вечномёрзлый грунт (песок) 50 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Глина    
Глина влажная 20 1,7 1
Глина полутвёрдая 60 5 3
Гнейс разложившийся 275 24 12
Гравий    
Гравий глинистый, неоднородный 300 26 14
Гравий однородный 800 69 38
Гранит 1 100 - 22 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Гранитный гравий 14 500 Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Графитовая крошка 0,1 - 2 0 0
Дресва (мелкий щебень/крупный песок) 5 500 477 260
Зола, пепел 40 3,5 2
Известняк (поверхность) 100 - 10 000 8,7 - 868 4,7 - 472
Известняк (внутри) 5 - 4 000 0,43 - 347 0,24 - 189
Ил 30 2,6 1,5
Каменный уголь 150 13 7
Кварц 15 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Кокс 2,5 0,2 0,1
Лёсс (желтозем) 250 22 12
Мел 60 5 3
Мергель    
Мергель обычный 150 14 7
Мергель глинистый (50 - 75% глинистых частиц) 50 4 2
Песок    
Песок, сильно увлажненный грунтовыми водами 10 - 60 0,9 - 5 0,5 - 3
Песок, умеренно увлажненный 60 - 130 5 - 11 3 - 6
Песок влажный 130 - 400 10 - 35 6 - 19
Песок слегка влажный 400 - 1 500 35 - 130 19 - 71
Песок сухой 1 500 - 4 200 130 - 364 71 - 198
Супесь (супесок) 150 13 7
Песчаник 1 000 87 47
Садовая земля 40 3,5 2
Солончак 20 1,7 1
Суглинок    
Суглинок, сильно увлажненный грунтовыми водами 10 - 60 0,9 - 5 0,5 - 3
Суглинок полутвердый, лесовидный 100 9 5
Суглинок при температуре минус 5 С° 150 - -
Супесь (супесок) 150 13 7
Сланец 10 - 100    
Сланец графитовый 55 5 2,5
Супесь (супесок) 150 13 7
Торф    
Торф при температуре 10° 25 2 1
Торф при температуре 0 С° 50 4 2,5
Чернозём 60 5 3
Щебень    
Щебень мокрый 3 000 260 142
Щебень сухой 5 000 434 236

таблица средних значений и применение для различных целей

Физико-химические особенности верхних слоёв земли, где протекают токи электрических установок, влияют на состояние подземных металлических конструкций. При проектировании и монтаже деталей трубопроводов и заземлителей необходимы знания об электропроводности почвы. Важное значение имеет показатель удельного сопротивления грунта. Этот параметр обуславливает уровень коррозионной опасности для заглубляемых металлоизделий.

Общие понятия и определения

Свойства почвы, позволяющие проводить ток, зависят от структуры и содержания различных компонентов. Преимущественное влияние на сопротивление заземлителей оказывают верхние грунтовые слои на глубине от 20 до 25 м. Изоляторы в виде кремнезёма, глинозёма и известняка заставляют выступать в роли проводника т. н. почвенный раствор, где между твёрдыми частями диэлектриков циркулируют соли и влага. Это обуславливает возникновение ионной проводимости почвы, а от электронной проводимости металлов её отличает оказание большего сопротивления электрическому току.

Коррозионной активностью земли называют её способность к разрушительным физико-химическим взаимодействиям с металлами. Влажность, пористость, кислотность и проницаемость почвы, присутствие органических соединений и продуктов жизнедеятельности бактерий, минерализация, количественный и качественный состав солей электролита могут увеличивать или уменьшать эту активность.

Удельное электросопротивление грунта, или просто сопротивление, обозначается буквой греческого алфавита ρ и определяет свойства в отношении электропроводности. Оно характеризует способность почвы сопротивляться движению электрических зарядов (токорастеканию) в условном проводнике, имеющем площадь поперечного сечения 1 кв. метр и длину 1 метр. За единицу измерения показателя принят Ом·м.

Чтобы определить значение удельного сопротивления грунта, применяются два основных способа:

  • Метод контрольного электрода (употребляется в проектировании одиночных заземляющих устройств). Для этого изготавливают образец, соответствующий размерам будущей установки заземления, и погружают в исследуемую почву. Затем туда же помещают пару вспомогательных электродов и производят измерение сопротивления растеканию тока от контрольного устройства.
  • Метод четырёх электродов. Их опускают в землю с расстоянием от 2 до 4 метров друг от друга на глубину до 1/20 от этого расстояния. Значение, измеренное таким образом, соответствует той глубине, на которую разнесены электроды.

Существуют и специальные высокоточные приборы для анализа активности грунта. Они позволяют работать не только в лабораторных, но и полевых условиях.

Влияние различных факторов

Состав земли, размеры, конфигурация и компактность размещения её фрагментов, влагосодержание и температура, содержание растворимых химических компонентов (солей, кислот, щелочей, остатков гниения органических примесей) отражаются на значении уровня электропроводности. Все эти параметры трансформируются в зависимости от времени года, поэтому меняются и свойства грунта, причём в обширном диапазоне.

В условиях сухого и жаркого лета верхние почвенные слои просыхают, зимой промерзают, в обоих случаях противодействие токорастеканию значительно увеличивается. Так, на глубине 30 см при понижении температуры воздуха с 0 °C до минус 10 °C удельное электросопротивление грунта возрастает в 10 раз, а на глубине 50 см — в 3 раза. Это позволяет оценить коррозионную активность почвы и получить исходные данные для выбора эффективной конструкции заземления или проектирования электрозащитного оборудования для подземного сооружения.

Исходя из этого, коррозионная активность грунтов делится на группы, сведения о которых приводятся в таблице:

Коррозионная активность Удельное электросопротивление, Ом·м
Низкая более 100
Средняя от 20 до 100
Повышенная от 10 до 20
Высокая от 5 до 10
Весьма высокая до 5

Электросопротивление грунта непосредственно влияет на монтажные работы: чем меньше его значение, тем проще произвести установку заземляющих устройств, а это снижает денежные и трудовые затраты.

Ведь для того чтобы эффективно противостоять растеканию тока при организации заземления установки для производства электроэнергии, отопительного или молниезащитного оборудования в почве с низким удельным сопротивлением, будут применяться заземлители существенно меньшего размера.

Роль табличных значений параметра

При расчёте устройства заземления проектировщиков интересуют сведения об электропроводящих свойствах почвы. Для предварительной оценки пользуются их средними величинами, но для нужд конкретного строительства выполняют пересчёт характеристик заземлителей. Исходные данные получают путём контрольных измерений и изыскательских работ, уточняющих для конкретной территории параметры удельного сопротивления грунта.

Таблица приблизительных значений выглядит таким образом:

Наименование грунта Среднее удельное электросопротивление, Ом·м
Базальт 2 тыс.
Песчаник 1 тыс.
Слюдистые сланцы 800
Песок 500
Супесок 300
Пористый известняк 180
Каменный уголь 150
Суглинок 80
Глина 60
Чернозём 50
Земля садовая 40
Ил 30
Торф 25
Солончак 20

Грунты типа глины, чернозёма, суглинка (т. н. хорошие) обладают низким удельным электросопротивлением. Показатели песка во многом зависят от влагосодержания и лежат в пределах от 10 до 4 тыс. Ом·м. В случае скальных грунтов счёт уже идёт на тысячи, у щебенистых — от трёх до пяти тысяч, а у гранитных пород — 20 тыс. Ом·м.

Особенно сложно дело обстоит с вечномёрзлыми грунтами, ведь понижение температуры резко увеличивает их удельное сопротивление. Например, для того же суглинка при +10 °C оно равно 80 Ом·м, а при минус 10 °C уже достигает 1 тыс. Ом·м. Почвенный монолит зимой промерзает в глубину на километры, а летом оттаивание верхних слоёв происходит всего на несколько метров.

Влияние свойств грунта на заземление

Уменьшение значений удельного электросопротивления почвы создаёт более благоприятные условия для растекания электрического заряда. Поглощение токов утечки и разрядов молний надёжно защищает заглублённые металлоконструкции. Тем самым предотвращаются электротравмы работников и нарушения функционирования других приборов.

Средства и сети связи, электрические подстанции и медицинские учреждения с энергоёмким оборудованием требуют более низких значений сопротивления заземлителей, нежели компоненты электрической сети в виде ЛЭП и простые жилые дома. Их установка и безопасное использование регламентируется ПУЭ и многочисленными отраслевыми стандартами, а нормы указываются в сопроводительной документации к установленным приборам.

Во всех климатических зонах одни и те же явления природы по-разному воздействуют на почву, что нашло отражение в специальных коэффициентах промерзания, увлажнения и сезонности. Когда грунт намокает, его удельное сопротивление в несколько раз снижается, а при промерзании — увеличивается. Коэффициент увлажнения оказывает существенное влияние на удельное электросопротивление грунта. Его применяют для корректировки измерений в местах планируемого устройства заземления в ряде случаев:

  1. Грунт перенасыщен влагой — выпало много осадков. Измеренный показатель соответствует минимально возможному.
  2. Грунт имеет среднюю влажность — осадки были немногочисленными. Замеры тоже имеют среднее значение.
  3. Грунт сухой — осадков мало. Результат измерений сопротивления грунта — максимальный.

Рост размеров заземляющих устройств уменьшает зависимость конструкции от климатических явлений.

Это объясняется тем, что ток растекается на глубину, соответствующую горизонтальным габаритам заземлителя, и основное воздействие приходится на внутренние слои почвы, которые имеют заведомо невысокое удельное сопротивление.

Способы получения необходимых параметров

Заземлители традиционной конструкции состоят из набора вертикальных и горизонтальных электродов и монтируются в беспроблемных, «хороших» грунтах. Вертикальные электроды обладают множеством достоинств, т. к. с увеличением глубины:

  • характеристики почвы более стабильны;
  • сезонные колебания меньше дают о себе знать;
  • содержание влаги повышается и тоже снижает сопротивление.

Горизонтальные электроды применяются для нужд соединения, но могут использоваться и как самостоятельные элементы, когда невозможно нормально смонтировать вертикальные заземлители или требуется устройство определённой конструкции. В критических условиях вечной мерзлоты или тяжёлых грунтов монтаж классического заземления неэффективен. Специфическая ситуация местности потребует гигантских размеров заземляющих устройств, а в результате явления выталкивания электроды просуществуют в почве не более года.

Для решения этих проблем специалисты разработали ряд методик:

  • Нужные объёмы «плохих» грунтов изымаются и заменяются «хорошими»: углём или глиной. В случае вечной мерзлоты эффект от этого будет краткосрочным, т. к. грунт-заместитель тоже рано или поздно застывает.
  • В районах, имеющих низкое удельное сопротивление почв, монтируются установки выносного заземления на удалении до 2 км от основного источника.
  • Используются химические соединения — соли и электролиты. Хлористый натрий (обычная поваренная соль), хлористый кальций, сернокислая медь (медный купорос) уменьшают сопротивление промерзающего грунта, но требуют обновления через непродолжительное время (от 2 до 4 лет), т. к. подвержены вымыванию.

Лучшее решение проблемы — создание комплекса электролитического заземления. В нём выгодно сочетается химическая обработка почвы и замена грунта. Для этого используются электролитические электроды, которые наполняются подготовленной смесью минеральных солей и равномерно распределяются по рабочему пространству. Процесс выщелачивания реагентов становится более стабильным за счёт использования специального околоэлектродного заполнителя, увеличивающего площадь контакта с почвой. Это позволяет решать проблемы установки традиционных заземлителей, существенно уменьшает размеры и количество оборудования, снижает объёмы общестроительных работ.

Применение на практике

Уровень электропроводности земли — величина непостоянная. На его значение влияют разнообразные факторы, среди которых основные — влажность, температура, структура и воздухопроницаемость. При установке заземляющего устройства требуется достоверная информация о местах проведения строительных работ. Чтобы сопротивление заземлителя не превысило допустимую норму, необходимо точно обозначить пределы, в которых оно может изменяться.

Все данные для нужд проектирования получают при помощи геологических изысканий и измерений на конкретном объекте. Полученные результаты подлежат корректировке с учётом времени года, ведь нормируемые значения необходимо обеспечить при самых критических условиях. И только если выясняется, что возможность привязки к местности по разным причинам отсутствует, пользуются справочными таблицами, при этом расчёт всегда будет ориентировочным.

Удельное электрическое сопротивление грунта | Отопление водоснабжение

ГрунтУдельное сопротивление, среднее значение (Ом*м)Сопротивление заземления для комплекта
ZZ-000-015, Ом
Сопротивление заземления для комплекта
ZZ-000-030, Ом
Сопротивление заземления для комплекта
ZZ-100-102, Ом
Асфальт200 — 3 20017 — 2779,4 — 1518,3 — 132
Базальт2 000Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Бентонит (сорт глины)2 — 100,17 — 0,870,09 — 0,470,08 — 0,41
Бетон40 — 1 0003,5 — 872 — 471,5 — 41
Вода  
Вода морская0,2000
Вода прудовая403,521,7
Вода равнинной реки5042,52
Вода грунтовая20 — 601,7 — 51 — 31 — 2,5
Вечномёрзлый грунт (многолетнемёрзлый грунт)  
Вечномёрзлый грунт — талый слой (у поверхности летом)500 — 100020 — 41
Вечномёрзлый грунт (суглинок)20 000Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Вечномёрзлый грунт (песок)50 000Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Глина  
Глина влажная201,710,8
Глина полутвёрдая60532,5
Гнейс разложившийся275241211,5
Гравий  
Гравий глинистый, неоднородный300261412,5
Гравий однородный800693833
Гранит1 100 — 22 000Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Гранитный гравий14 500Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Графитовая крошка0,1 — 2000
Дресва (мелкий щебень/крупный песок)5 500477260228
Зола, пепел403,521,7
Известняк (поверхность)100 — 10 0008,7 — 8684,7 — 4724,1 — 414
Известняк (внутри)5 — 4 0000,43 — 3470,24 — 1890,21 — 166
Ил302,61,51
Каменный уголь1501376
Кварц15 000Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Кокс2,50,20,10,1
Лёсс (желтозем)250221210
Мел60532,5
Мергель  
Мергель обычный1501476
Мергель глинистый (50 — 75% глинистых частиц)50422
Песок  
Песок, сильно увлажненный грунтовыми водами10 — 600,9 — 50,5 — 30,4 — 2,5
Песок, умеренно увлажненный60 — 1305 — 113 — 62,5 — 5,5
Песок влажный130 — 40010 — 356 — 195 — 17
Песок слегка влажный400 — 1 50035 — 13019 — 7117 — 62
Песок сухой1 500 — 4 200130 — 36471 — 19862 — 174
Супесь (супесок)1501376
Песчаник1 000874741
Садовая земля403,521,7
Солончак201,710,8
Суглинок  
Суглинок, сильно увлажненный грунтовыми водами10 — 600,9 — 50,5 — 30,4 — 2,5
Суглинок полутвердый, лесовидный100954
Суглинок при температуре минус 5 С°1506
Супесь (супесок)1501376
Сланец10 — 100   
Сланец графитовый5552,52,3
Супесь (супесок)1501376
Торф  
Торф при температуре 10°25211
Торф при температуре 0 С°5042,52
Чернозём60532,5
Щебень  
Щебень мокрый3 000260142124
Щебень сухой5 000434236207

Удельное электрическое сопротивление основных типов почв, грунта, земли, камня.

Ом*м. Таблица.




Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Физический справочник / / Электрические и магнитные величины / / Электрическое сопротивление и проводимость проводников, растворов, почв....  / / Удельное электрическое сопротивление основных типов почв, грунта, земли, камня. Ом*м. Таблица.

Поделиться:   

Удельное электрическое сопротивление основных типов почв, грунта, земли, камня. Ом*м. Таблица.

Полезные данные для пректирования систем с заземленными электродами и собственно заземлений.

Тип почвы Средняя величина
(Ом*м, Ω*м)
Глина (глинозем), уплотнённая 100 - 200
Глина (глинозем), мягкая 50
Глинозем с песком 50 - 500
Гранит 1500 - 10000
Гранит, диагенетически измененный 100 - 600
Дерн, торф 5 - 100
Чернозем, перегной растительный 10 - 150
Известняк, юрский (юрский мрамор) 30 - 40
Известняк, трещиноватый 500 - 1000
Известняк 100 - 200
Торф, дерн 5 - 100
Песчаник 1500 - 10000
Песчаник, диагенетически измененный 100 - 600
Кварцевый песок 200 - 300
Почва известняковая 100 - 300
Почва болотистая 1 - 30
Каменистая подпочва, покрытая травой 300 - 500
Каменистая почва, каменистый грунт 1500 - 3000
Сланец Аспидный; кристаллический сланец 50 - 300
Сланец слюдяной 800
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста.
Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.
Коды баннеров проекта DPVA.ru
Начинка: KJR Publisiers

Консультации и техническая
поддержка сайта: Zavarka Team

Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator

Удельное электрическое сопротивление грунта 100 Ом*м, 2 вертикальных очага

  • Граундтех /
  • Статьи /
  • Удельное электрическое сопротивление грунта 100 Ом*м, 2 вертикальных очага

Молниезащита объекта III категории
Контур заземления

Общие данные 

Устройство молниезащиты предназначено для обеспечения защиты от прямых ударов молнии (ПУМ).
Здание относится к III категории молниезащиты согласно пп.9, таблицы 1 Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87.

Таблица 1

№ пп.

Здания и сооружения

Местоположение

Тип зоны защиты при использова­нии стержне­вых и тросо­вых молние­отводов

Катего­рия молние­защиты

1

2

3

4

5

9

Небольшие строения III-V степеней огнестойкости, расположенные в сельской местности, в которых отсутствуют помещения, относимые по ПУЭ к зонам взрыво - и пожароопасных классов

В местностях со средней про­должительностью гроз 20 ч в год и более для III, IIIa, IIIб, IV, V степеней огнестойкости при N<0,1, для IVа степени огнестойкости при N<0,02

-

III

В случае с данным зданием, молниеприемником являются металлические фермы крыши промышленного здания, токоотводами служат металлические колонны, к колонне приваривается кусок металлической арматуры, выходящий сквозь стену наружу, к которому и крепится зажим соединения тип N с последующим устройством очага заземления.

Заземление объекта.

Согласно п.п. 2.13 «В качестве заземлителей защиты от прямых ударов молнии во всех возможных случаях (см. п. 1.8) следует использовать железобетонные фундаменты зданий и сооружений. При невозможности использования фундаментов предусматриваются искусственные заземлители:

  • при наличии молниеприемной сетки или металлической кровли по периметру здания или сооружения прокладывается наружный контур следующей конструкции:
  • в грунтах с эквивалентным удельным сопротивлением   500 Омм при площади здания более 250 м2 выполняется контур из горизонтальных электродов, уложенных в земле на глубине не менее 0,5 м, а при площади здания менее 250 м2 к этому контуру в местах присоединения токоотводов приваривается по одному вертикальному или горизонтальному лучевому электроду длиной 2—3 м;»

3.2.3.2. Специально прокладываемые заземляющие электроды СО 153-34. 21.122-2003.

«Сильно заглубленные заземлители оказываются эффективными, если удельное сопротивление грунта уменьшается с глубиной и на большой глубине оказывается существенно меньше, чем на уровне обычного расположения. Заземлитель в виде наружного контура предпочтительно прокладывать на глубине не менее 0,5 м от поверхности земли и на расстоянии не менее 1 м от стен. Глубина закладки и тип заземляющих электродов выбираются из условия обеспечения минимальной коррозии, а также возможно меньшей сезонной вариации сопротивления заземления в результате высыхания и промерзания грунта.»

Необходимо выполнить траншею глубиной 0,5 м и шириной 0,25 м

Таким образом, согласно таблице 2. 11 РД 34.21.122-87, минимальный диаметр стального вертикального электрода заземления: 10 мм.

Выбираем стержень стальной оцинкованный диаметром 16 мм длиной 1,5 (Z10161).

Конструкция стержня такова, что толщина стержня позволяет заглублять его вертикально при помощи электроинструмента. А резьбовая оснастка позволяет соединять стержня между собой для увеличения глубины залегания. Так достигается наилучшее растекание тока, кроме того на большой глубине, грунт не промерзает и не высыхает.

Стержень оцинкованный длиной 1,5 м – соединяется между собой при помощи муфты (Z10163) и образует вертикальный очаг заземления длиной 3 м.

Стержни заглубляются при помощи кувалды или электроинструмента. Удар должен осуществляться по удароприемной головке (Z10174), которая закручивается в соединительную муфту.

При использовании электроинструмента типа «отбойный молоток» или «перфоратор» необходимо использовать тип патрон SDS-MAX и насадку (Z10105) для передачи удара в головку.

Заглубить вертикальные стержни заземления в местах опусков токоотводов. При установке вертикальных заземлителей необходимо оставить на дне траншеи выпуск стержня длиной 150 мм для подключения горизонтального заземлителя (S10309).

Горизонтальный заземлитель полоса стальная оцинкованная 40х4 мм. П.п. Таблица 3. РД 34.21.122-87.
Таблица 3

 

 

Форма токоотвода и заземлителя

Сечение (диаметр) токоотвода и заземлителя, проложенных

 

снаружи здания на воздухе

в земле

Круглые токоотводы и перемычки диаметром, мм

6

Круглые вертикальные электроды диаметром, мм

10

Круглые горизонтальные* электроды диаметром, мм

10

Прямоугольные электроды:

 

 

сечением, мм

48

160

толщиной, мм

4

4

* Только для выравнивания потенциалов внутри зданий и для прокладки наружных контуров на дне котлована по периметру здания.

Контур прокладывается вокруг здания и соединяется между собой сваркой. Перед сваркой необходимо зачистить слой цинка. После сварки требуется окрасить цинконаполненным составом (M10247). Длина шва 6 см.

 

Выполнить соединение горизонтального и вертикального заземлителя при помощи специального зажима типа N (Z10106). Подключить к зажиму токоотвод.

Очистить соединение «полоса-токоотвод-стержень» от грунта, воды. Обмотать соединение лентой изоляционной (Z10104).

Расчет сопротивления растекания заземляющего устройства

Для сопротивления внешней молниезащиты здания требуется заземляющее устройство с сопротивлением до 10 Ом. Для расчета возьмем усредненную величину удельного сопротивления грунта – 400 Ом/м.

Сопротивление растеканию вертикального заземлителя определяется по формуле:

 

Где:

ρ- удельное сопротивление грунта, Ом/м;

Сij – безразмерный коэффициент, зависящий от формы заземлителя и условий его заглубления;

l - длина вертикального электрода, м;

d - диаметр глубинного электрода, м;

n - количество электродов, шт;

H - заглубление (расстояние от поверхности земли до середины заземлителя, м).

Как правило, с учетом прокладки заземляющего проводника на глубине 0,5 м, H = L/2 + 0,5;

ρ- 100 Ом/м;

l - 7,5 м;

d – 0,016 м;

n – 2 шт;

H – 2 м.

Сопротивление одного вертикального электрода

Коэффициент использования стержней равен 0,8

Сопротивление всех вертикальных заземлителей

Безразмерный коэффициент вертикального электрода, зависящий от формы заземлителя и условий его заглубления:

Найдем коэффициент по формуле, указанной в п.6 таблицы 8 справочника по молниезащите Р.Н. Карякина

Предусматривая коэффициент использования стержней находим сопротивление всех вертикальных заземлителей по формуле:

Число заземлителей

Отношение расстояний между электродами к их длине

1

2

3

1

2

3

Электроды размещены в ряд (рас. 1)

Электроды размещены по контуру (рис.2)

2

0,85

0,91

0,94

-

-

-

4

0,73

0,83

0,89

0,69

0,78

0,85

6

0,65

0,77

0,85

0,61

0,73

0,80

10

0,59

0,74

0,81

0,56

0,68

0,76

20

0,48

0,67

0,76

0,47

0,63

0,71

40

-

-

-

0,41

0,58

0,66

60

-

-

-

0,39

0,55

0,64

100

-

-

-

0,36

0,52

0,62

Отношение расстояний между вертикальными электродами к их длине

Число вертикальных электродов

2

4

6

10

20

40

60

100

Вертикальные электроды размещены в ряд (рис. 1 см. выше)

1

0,85

0,77

0,72

0,62

0,42

-

-

-

2

0,94

0,80

0,84

0,75

0,56

-

-

-

3

0,96

0,92

0,88

0,82

0,68

-

-

-

Вертикальные электроды размещены по контуру (рис. 2 см. выше)

1

-

0,45

0,40

0,34

0,27

0,22

0,20

0,19

2

-

0,55

0,48

0,40

0,32

0,29

0,27

0,23

3

-

0,70

0,64

0,56

0,45

0,39

0,36

0,33

Условия эксплуатации

Для обеспечения постоянной надежности работы устройства молниезащиты ежегодно перед началом грозового сезона производится проверка и осмотр всех устройств молниезащиты.

Во время осмотра и проверки устройств молниезащиты рекомендуется:

  • проверить визуальным осмотром целостность молниеприемников и токоотводов, надежность их соединения и крепления к мачтам;
  • выявить элементы устройств молниезащиты, требующие замены или ремонта вследствие нарушения их механической прочности;
  • определить степень разрушения коррозией отдельных элементов устройств молниезащиты, принять меры по антикоррозионной защите и усилению элементов, поврежденных коррозией;
  • проверить надежность электрических соединений между токоведущими частями всех элементов устройств молниезащиты;
  • проверить соответствие устройств молниезащиты назначению объектов и в случае наличия строительных или технологических изменений за предшествующий период наметить мероприятия по модернизации и реконструкции молниезащиты в соответствии с требованиями настоящей Инструкции;
  • уточнить исполнительную схему устройств молниезащиты и определить пути растекания тока
  • молнии по ее элементам при разряде молнии методом имитации разряда молнии в молниеприемник с помощью специализированного измерительного комплекса, подключенного между молниеприемником и удаленным токовым электродом;
  • Внеочередные осмотры устройств молниезащиты следует производить после стихийных бедствий (ураганный ветер, наводнение, землетрясение, пожар) и гроз чрезвычайной интенсивности.

Для определения технического состояния заземляющего устройства должны проводиться визуальные осмотры видимой части, осмотры заземляющего устройства с выборочным вскрытием грунта, измерение параметров заземляющего устройства в соответствии с нормами испытания электрооборудования.

Визуальные осмотры видимой части заземляющего устройства должны производиться по графику, но не реже 1 раза в 6 месяцев ответственным за электрохозяйство Потребителя или работником, им уполномоченным.

При осмотре оценивается состояние контактных соединений между защитным проводником и оборудованием, наличие антикоррозионного покрытия, отсутствие обрывов.

Результаты осмотров должны заноситься в паспорт заземляющего устройства.

Для определения технического состояния заземляющего устройства в соответствии с нормами испытаний электрооборудования должны производиться:

  • измерение сопротивления заземляющего устройства;
  • измерение напряжения прикосновения (в электроустановках, заземляющее устройство которых выполнено по нормам на напряжение прикосновения), проверка наличия цепи между заземляющим устройством и заземляемыми элементами, а также соединений естественных заземлителей с заземляющим устройством;
  • измерение удельного сопротивления грунта в районе заземляющего устройства

Периодическому контролю со вскрытием в течение шести лет подвергаются все искусственные заземлители, токоотводы и места их присоединений, при этом ежегодно производится проверка до 20 % их общего количества. Пораженные коррозией заземлители и токоотводы при уменьшении их площади поперечного сечения более чем на 25 % должны быть заменены новыми.

Внеочередные замеры сопротивления заземления устройств молниезащиты следует

производить после выполнения ремонтных работ как на устройствах молниезащиты, так и на самих защищаемых объектах и вблизи них.

Результаты проверок оформляются актами, заносятся в паспорта и журнал учета состоянияустройств молниезащиты.

Земляные работы у защищаемых зданий и сооружений объектов, устройств молниезащиты, а также вблизи них производятся, как правило, с разрешения эксплуатирующей организации, которая выделяет ответственных лиц, наблюдающих за сохранностью устройств молниезащиты.

Во время грозы работы на устройствах молниезащиты и вблизи них не производятся.

Приложения 1 – Схема заземляющего устройства

 

Добавить комментарий

Нормы сопротивления заземляющих устройств, сопротивление заземления

Электричество, хотим мы того или нет, есть везде. В космическом пространстве, пронизывая все на своем пути, несутся бесчисленные космические лучи – электрически заряженные элементарные частицы. За пределами нашей планеты на высоте около 17 000 км над ее поверхностью находятся радиационные пояса, наполненные электрическими зарядами. На высоте 1000 км расположилась ионосфера – ионизированный космическими лучами слой воздушной оболочки Земли.

Атмосфера пронизана радиоволнами. Поверхность Земли покрыта линиями электропередачи. Например, в Беларуси по состоянию на 01.01.2017 суммарная длина воздушных линий 0.4 кВ – 750 кВ составила более 275 000 км. И, конечно же, электричество есть в каждом доме, на каждом заводе, в каждом предприятии. Сегодня все люди так или иначе взаимодействуют с электричеством, которое, однако, может быть не только другом.

Для уменьшения вероятности электротравматизма применяют защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей нетоковедущих частей, которые могут оказаться под опасным напряжением. Цель – защитить человека от действия тока в случае прикосновения к токопроводящим частям, находящимся под напряжением. Допустимое сопротивление заземляющего устройства закреплено в ПУЭ и ТКП 181-2009. Человек может по неосторожности прикоснуться непосредственно к токоведущим элементам или неосмысленно к корпусу электроустановки, на котором появилось напряжение из-за повреждения изоляции, замыкания фазы на корпус, обрыва нулевого провода в случае заземления нейтрали трансформатора и т.п. В обоих случаях через человека начнет протекать ток. Наиболее важное значение в такой экстремальной ситуации имеет величина этого тока, которая зависит от значений сопротивления земли и сопротивления заземления. В зависимости от силы ток, протекающий через пострадавшего, может вызвать три варианта развития событий:

1) Зуд, покалывание или ощущение тепла - при токе (0,5…1,5) мА;

2) Сильное непроизвольное сокращение мышц, которое может привести к тому, например, что рука, держащая проводник или рукоять, не сможет разжаться – при токе (10…25) мА;

3) Хаотическое судорожное сокращение сердца или его остановка – при токе более 50 мА.

Однако заземление используется и для целей эффективного и экономичного функционирования электрических сетей. Такое заземление называется рабочим. Поэтому при эксплуатации сетей 110 кВ и выше производят регулярное измерение сопротивления заземления, которое согласно методике расчета пропорционально зависит от удельного электрического сопротивления грунта. Этими измерениями занимаются лаборатории электрофизических измерений, у которых можно заказать испытание заземляющих устройств. После проведения измерения заказчику выдается акт проверки контура заземления.

Приведем таблицу ориентировочных величин расчетного удельного сопротивления грунта для разных пород по механическому составу и воды (все значения в Ом∙м). На территории Беларуси преобладают суглинистые и супесчаные почвы.

Глина, меловой песок

10…60

Суглинок

40…150

Супесок

150…400

Песок

От 400 до нескольких тысяч

Крупнозернистый песок, гравий, щебень

1000…10 000 или выше

Гранит, гнейс, сланец, базальт

от 1000 до нескольких десятков тысяч

Речная вода

5. ..100

Морская вода

0,2…1,0 или выше

Удельное сопротивление земли целесообразно измерять без нарушения целостности ее строения, поэтому наилучшим методом измерения является т.н. «метод четырех точек», при котором для измерений в землю вбиваются штыри диаметром около 1 см. Заказать измерение удельного сопротивления грунта в лаборатории электрофизических измерений «ТМРсила-М», имеющей большой опыт работы в области электроизмерений. 

Также согласно источникам приведем таблицу с нормируемыми сопротивлениями заземлений в зависимости от удельного сопротивления грунта (ПУЭ, ТКП 181-2009):

 Вид электроустановки  Характеристика заземляемого объекта  Характеристика заземляющего устройства  Сопротивление, Ом
 1. Электроустановки напряжением выше 1000 В, кроме ВЛ*  Электроустановка сети с эффективно заземленной нейтралью  Искусственный заземлитель с подсоединенными естественными заземлителями   0,5
 2. Электроустановки напряжением до 1000 В с гпухозаземлененой нейтралью, кроме ВЛ***  Электроустановка с глухозаземленными нейтрапями генераторов ипит рансформаторов или выводами источников однофазного тока

 Искусственный заземпигель с подключенными естественными заземлителями и учетом испопьзования заземпитепей повторных заземлений нулевого провода ВЛ до 1000 В при количестве отходящих линий не менее двух при напряжении источника, В:

 трехфазный               однофазный

     660                             380

     380                             220

     220                             127

 Искусственный заземпитель, расположенный
в непосредственной близости от нейтрали
генератора или трансформатора или вывода
источника однофазного тока при напряжении
источника, В:

 трехфазный               однофазный

     660                             380

     380                             220

     220                             127

 

 

 

 

 

2

4

8

 

 

 

 

15

30

 60 

 3. ВЛ напряжением выше 1000 В****

 Опоры, имеющие грозозащитный трос или другие устройства грозозащиты, железобетонные и металлические опоры ВЛ 35 кВ и такие же опоры ВЛ 320 кВ в населенной местности, на подходах к трансформаторным подстанциям с высшим напряжением 3-20 кВ, а также заземлители электрооборудования, установленного на опорах ВЛ 110 кВ и выше

 

 Электрооборудование, установленное на опорах ВЛ 3-35 кВ

 

 Железобетонные и металлические опоры ВЛ 3-20 кВ в ненаселенной местности

 3аземпитепь опоры при удельном сопротивлении грунта р, Ом-м:

 до 100;

 более 100 до 500

 более 500 до 1000

 более 1000 до 5000

 более 5000

 

 Заземлитель опоры

 

 Заземлитель опоры при удельном сопротивлении грунта р, Ом/м:

 до 100

 более 100

 

 

10*****

15*****

20*****

30*****

6-103 р*****

 

250/l**, но не более 10

 

 

30*****

0,3р*****

 4. ВЛ напряжением до 1000 В***

 

 

 

 

 

ВЛ напряжением до 1000 В****

 

 

 

 

 Опора ВЛ с устройством грозозащиты

 Опоры с повторными заземлителями нулевого провода

 

 

 

 

 Опоры с повторными заземлителями нулевого провода

 

 

 

 

 

 Заземлитель опоры для грозозащиты

 Общее сопротивление заземления всех повторных заземлений при напряжении источника, В:

 трехфазный                  однофазный

      660                               380

      380                               220

      220                               127

 Заземлитель каждого из повторных заземлений при напряжении источника, В:

 

 трехфазный                  однофазный

      660                               380

      380                               220

      220                               127

 

 

 30

 

 

5

10

20

 

 

 

 

15

30

60

 

 

 * Для злектроустановок напряжением выше 1000 В и до 1000 В с изолированной нейтралью при удельном сопротивлении грунта р более 500 Ом-м допускается увеличение сопротивления в 0,002 р раз, но не более десятикратного.

 ** I - расчетный ток замыкания на землю, А.

 В качестве расчетного тока принимается:

 - в сетях без компенсации емкостного тока - ток замыкания на землю;

 - в сетях с компенсацией емкостного тока;

 - для заземляющих устройств, к которым присоединены дугогасящие реакторы, - ток, равный 125 % номинального тока зтих реакторов;

 - для заземляющих устройств, к которым не присоединены дугогасящие реакторы, - ток замыкания на землю, проходящий в сети при отключении наиболее мощного из дугогасящих реакторов ипи наиболее разветвленного участка сети.

 *** Для установок и ВЛ напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью при удельном сопротивлении грунта р более 100 Ом-м допускается увеличение указанных выше норм в 0,01 р раз, но не более десятикратного.

 **** Сопротивление заземлителей опор ВЛ на подходах к подстанциям должно соответствовать требованиям ТКП 339.

 ***** Для опор высотой более 40 м на участках ВЛ, защищенных тросами, сопротивление заземлитепей должно быть в 2 раза меньше приведенных в таблице.

 

Удельное сопротивление грунта и сопротивление грунта для сухого и влажного грунта

В моделировании Cymgrd использовалась двухслойная модель грунта [20] для расчета сопротивления грунта, повышения потенциала земли и других соответствующих параметров. Для моделирования сопротивления заземления, ступенчатого потенциала и потенциала прикосновения масса тела, толщина поверхностного слоя, удельное сопротивление поверхностного слоя и продолжительность удара принимались равными 70 кг, 0,2 м, 2500 Ом · м и 0,5 с соответственно. Эти значения были выбраны согласно стандарту IEEE [20].Модель двухслойной почвы обычно представлена ​​верхним слоем почвы конечной глубины х , расположенным над нижним слоем бесконечной глубины. На этапе моделирования кажущееся сопротивление рассчитывалось по уравнению, приведенному в [19]. В процессе моделирования измеренные значения удельного сопротивления почвы из таблицы 1 сначала вводились в программное обеспечение, из которого программное обеспечение сгенерировало график удельного сопротивления и длины после отбрасывания сомнительных точек данных, как показано на рис. 4. Та же процедура была проведена для элементов данных удельного сопротивления почвы в Таблице 4, и в этом случае был получен результирующий график удельного сопротивления и длины, как показано на Рис. 5. Отчеты об анализе грунта показаны в Таблице 5 и Таблице 6 в влажные и сухие почвы, соответственно, где входные параметры были заданы (для программного обеспечения) согласно стандарту IEEE, а выходные параметры были получены в результате.

Фиг.4 Таблица 4 Измеренное сопротивление заземления на сухой почве Фиг.5 Таблица 5 Отчет по анализу сетки для влажной почвы Таблица 6 Отчет по анализу сетки для сухой почвы

Как показано в таблице 5, рассчитанные значения удельного сопротивления верхнего и нижнего слоев составляют 26,19 и 47,13 Ом · м соответственно. Кроме того, среднеквадратичная погрешность, максимально допустимые потенциалы прикосновения и шага равны 0%, 903,32 и 2947,19 В соответственно. Среднеквадратичная ошибка 0% представляет более высокую точность между измеренным и моделированным удельным сопротивлением почвы.В случае сухой почвы (показано в Таблице 6) среднеквадратичная погрешность, максимально допустимые потенциалы касания и шага составляют 4,92%, 671,58 и 2194,17 В соответственно. Из этих сравнений видно, что среднеквадратичная ошибка, ступенчатый и контактный потенциалы немного больше в случае сухой почвы. При моделировании глубина заглубления сетки в почву со стержнями и без них принималась равной 0,5 м для определения параметров, связанных с грунтом. Отчеты об анализе сетки (со стержнями и без них) для влажных и сухих почв показаны в Таблице 7 и Таблице 8, соответственно.Из Таблицы 3 и Таблицы 7 видно, что минимальные значения измеренного и рассчитанного (имитационного) сопротивления заземления с применением сетки со стержнями для влажного грунта составляют 7,08 и 7,24 Ом соответственно. В этом случае смоделированное сопротивление заземления очень близко к измеренному сопротивлению заземления. Для сухого грунта с применением заземляющей сетки без стержней минимальные значения измеренного и расчетного сопротивления заземления составляют 34,5 и 27.87 Ом, соответственно, как показано в Таблице 4 и Таблице 8. В этом случае разница между измеренным и рассчитанным сопротивлением грунта немного больше по сравнению со значениями влажного грунта. Эта разница возникает из-за более высоких значений удельного сопротивления почвы на этом участке.

Таблица 7 Отчет по анализу сетки со стержнями для влажной почвы Таблица 8 Отчет по анализу сетки без стержней для сухого грунта

Полоса с цветовой кодировкой, полученная при моделировании сетки со стержнями для влажной почвы, показана на рис.6. Область, окрашенная между зеленым и голубым цветом на полосе, означает, что значения потенциалов прикосновения в этой области составляют менее 25% от максимально допустимого потенциала прикосновения 667,42 В. На другой стороне полосы окрашенная область между фиолетовым и красным означает, что значения потенциалов прикосновения в этой области превышают 75% максимально допустимого потенциала прикосновения. Область, превышающая 100% максимально допустимого потенциала прикосновения, представляет собой небезопасное состояние.Область фиолетового цвета около 75% представляет поверхностный потенциал, который характеризует безопасную систему заземления. Такое же объяснение можно дать в случае сетки без стержней, как показано на шкале с цветовой кодировкой на рис. 7. Максимально допустимый потенциал касания для сетки без стержней для сухой почвы составляет 671,85 В, что немного выше, чем у сетки со стержнями для мокрый грунт. Однако потенциалы касания для решеток со стержнями и без них составляют приблизительно 2,6 и 11,5 кВ для влажных и сухих почв соответственно, как показано на контурных кривых, приведенных на рис.8 и 9. Потенциал касания сетки без стержней для сухой почвы оказался намного больше, чем у сетки со стержнями для влажной почвы, и это был ожидаемый результат. Графики потенциальных профилей сетки со стержнями и без стержней для влажных и сухих грунтов показаны на рис. 10 и 11 соответственно. Повышение потенциала земли (GPR) сетки со стержнями для влажной почвы составляет 7432,08 В, тогда как это значение составляет 28522,10 В для сетки без стержней для сухой почвы, как показано в Таблице 7 и Таблице 8, соответственно.Чрезвычайно высокий уровень георадара для участков с сухой почвой достигается благодаря высокому сопротивлению грунта.

Рис.6

Цветовая кодировка сетки для влажной почвы

Рис.7

Цветовая кодировка решетки для сухой почвы

Рис.8

Контурные графики потенциала касания сетки для влажного грунта

Рис.9

Контурные графики потенциала касания сетки для сухого грунта

Фиг.10

Профиль потенциалов сетки для влажного грунта

Рис.11

Профиль потенциалов сетки для сухого грунта

Общие сведения об удельном сопротивлении почвы | Проектирование электрического заземления

Понимание удельного сопротивления почвы имеет решающее значение при проектировании системы электрического заземления.

Удельное сопротивление грунта

Удельное сопротивление почвы - это показатель того, насколько почва сопротивляется току электричества. Таким образом, понимание удельного сопротивления почвы и того, как оно изменяется в зависимости от глубины в почве, необходимо для проектирования системы заземления в электрической установке.


Почему понимание удельного сопротивления почвы имеет решающее значение при проектировании системы электрического заземления?

Удельное сопротивление грунта является наиболее важным при определении конструкции системы заземления для новых установок (применение с нуля). Чтобы соответствовать требованиям к сопротивлению заземления, в идеале следует располагать место с минимально возможным сопротивлением.

Преодоление плохих почвенных условий с помощью творческого проектирования системы заземления обсуждалось в предыдущем посте.Потому что состав почвы, содержание влаги и температура - все это влияет на удельное сопротивление почвы. Почва редко бывает однородной, и ее удельное сопротивление будет варьироваться географически и на разной глубине почвы.

Сезонное изменение удельного сопротивления почвы

Влагосодержание и гидрология могут изменяться в зависимости от сезона и будут меняться в зависимости от природы нижних слоев земли и глубины постоянного уровня грунтовых вод. Почва и вода, как правило, более стабильны на более глубоких пластах, может быть полезно разместить заземляющие стержни на такой глубине, чтобы они могли проникать в слои с более низким сопротивлением.Иногда, если возможно, у уровня грунтовых вод. Также заземляющие стержни следует устанавливать там, где есть стабильная температура, то есть ниже линии замерзания.

Для того чтобы система заземления была эффективной, она должна быть спроектирована так, чтобы выдерживать самые худшие из возможных условий. Таким образом, измерение и понимание удельного сопротивления почвы имеет решающее значение.

Измерение удельного сопротивления грунта

Поскольку качество почвы может сильно варьироваться в зависимости от глубины и на большой боковой поверхности, оценка удельного сопротивления почвы на основе классификации почвы дает только грубое приближение.Фактические измерения удельного сопротивления грунта необходимы для полной оценки удельного сопротивления и его влияния на общую электрическую систему.

Методы измерения удельного сопротивления грунта описаны в ссылке на статью ниже.

Метод Веннера

Метод Шлюмберже

Испытания на удельное сопротивление почвы для проектирования катодной защиты

В этой статье обсуждается наиболее распространенный метод измерения 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 коррозионной активности
> 20,000 Практически не вызывает коррозии
от 10 000 до 20 000 Умеренно коррозионная
5 000–10 000 Умеренно коррозионная
от 3000 до 5000 Коррозийный
от 1000 до 3000 Сильнокоррозийный
<1000 Чрезвычайно коррозионно-агрессивный

ИСТОЧНИК: Основы коррозии: Введение, NACE Press Book, 2 nd edition by 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 подключаются к источнику тока (I), а внутренние контакты - к вольтметру (V), как показано на рисунке 1.

Когда через внешние датчики в почву подается известный ток, внутренние датчики можно использовать 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 разнесены на 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 снятия показаний 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 слоев

Важно отметить, что значения удельного сопротивления почвы, полученные при испытании с помощью четырех штифтов, представляют собой среднее удельное сопротивление почвы от поверхности земли до глубины, и каждое последующее расстояние между зондами 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

Шаг
(м)

Сопротивление
(Ом)
Электропроводность 1 / R
(Сименс)
Изменение проводимости
(Сименс)
Сопротивление слоя
(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 грунта

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.

Измерители удельного сопротивления грунта низкочастотные

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 электронные фильтры, которые превосходят те, что используются в высокочастотных моделях. Для конструкций CP, включающих установку с глубоким анодом, низкочастотный измеритель является предпочтительным оборудованием для получения точных данных на глубине ниже 100 футов.

Рекомендации по полевым данным

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 испытания. 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 слабые пути тока, 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, чтобы место проведения испытания было точно записано вместе с условиями почвы и температурой во время испытания. Тестирование не следует проводить в мерзлой почве, а также в периоды сильной засухи или аномально влажных условий.

Резюме

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 об испытаниях на удельное сопротивление грунта или вам нужно расценки на услуги или проектирование катодной защиты и материалы? Свяжитесь с нами по ссылке ниже.

СВЯЗАТЬСЯ С КОРРОЗИЕЙ

% 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 п. 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 н. 0000157975 00000 п. 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. 0000162239 00000 н. 0000162406 00000 н. 0000162463 00000 н. 0000162629 00000 н. 0000162687 00000 н. 0000162744 00000 н. 0000162801 00000 н. 0000162943 00000 н. 0000163001 00000 п. 0000163155 00000 н. 0000163303 00000 н. 0000163361 00000 н. 0000163498 00000 н. 0000163556 00000 н. 0000163719 00000 н. 0000163777 00000 н. 0000163834 00000 н. 0000003633 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 588 0 объект > поток д-е.JEb

% PDF-1.6 % 282 0 объект > эндобдж xref 282 764 0000000016 00000 н. 0000016830 00000 п. 0000017016 00000 п. 0000017145 00000 п. 0000017181 00000 п. 0000026764 00000 н. 0000026894 00000 п. 0000027050 00000 п. 0000027180 00000 п. 0000027334 00000 п. 0000027461 00000 п. 0000027615 00000 п. 0000027834 00000 п. 0000027988 00000 н. 0000028207 00000 п. 0000028362 00000 п. 0000029011 00000 п. 0000029919 00000 н. 0000030075 00000 п. 0000030255 00000 п. 0000030458 00000 п. 0000030660 00000 п. 0000050746 00000 п. 0000062443 00000 п. 0000070308 00000 п. 0000077787 00000 п. 0000084696 00000 п. 0000085007 00000 п. 0000085044 00000 п. 0000085226 00000 п. 0000085761 00000 п. 0000085878 00000 п. 0000133734 00000 н. 0000133773 00000 н. 0000134671 00000 н. 0000134797 00000 н. 0000141780 00000 н. 0000156223 00000 н. 0000181011 00000 н. 0000183704 00000 н. 0000187940 00000 н. 0000194199 00000 н. 0000195546 00000 н. 0000195606 00000 н. 0000195657 00000 н. 0000195713 00000 н. 0000196049 00000 н. 0000196250 00000 н. 0000196312 00000 н. 0000196618 00000 н. 0000196809 00000 н. 0000197225 00000 н. 0000197757 00000 н. 0000197897 00000 н. 0000211986 00000 н. 0000212025 00000 н. 0000212560 00000 н. 0000212677 00000 н. 0000268201 00000 н. 0000268240 00000 н. 0000268918 00000 н. 0000269071 00000 н. 0000269674 00000 н. 0000269827 00000 н. 0000269980 00000 н. 0000270591 00000 н. 0000270743 00000 н. 0000271341 00000 н. 0000271494 00000 н. 0000271646 00000 н. 0000271799 00000 н. 0000271952 00000 н. 0000272105 00000 н. 0000272257 00000 н. 0000272410 00000 н. 0000272561 00000 н. 0000272714 00000 н. 0000272867 00000 н. 0000273019 00000 н. 0000273172 00000 н. 0000273324 00000 н. 0000273477 00000 н. 0000273630 00000 н. 0000273783 00000 н. 0000273936 00000 н. 0000274089 00000 н. 0000274241 00000 н. 0000274394 00000 н. 0000274546 00000 н. 0000274697 00000 н. 0000274848 00000 н. 0000275001 00000 н. 0000275154 00000 н. 0000275307 00000 н. 0000275459 00000 н. 0000275612 00000 н. 0000275765 00000 н. 0000275917 00000 н. 0000276069 00000 н. 0000276221 00000 н. 0000276373 00000 н. 0000276526 00000 н. 0000276678 00000 н. 0000276831 00000 н. 0000276983 00000 н. 0000277136 00000 н. 0000277289 00000 н. 0000277441 00000 н. 0000277593 00000 н. 0000277745 00000 н. 0000277898 00000 н. 0000278049 00000 н. 0000278201 00000 н. 0000278355 00000 н. 0000278508 00000 н. 0000278663 00000 н. 0000278818 00000 н. 0000278972 00000 н. 0000279128 00000 н. 0000279283 00000 н. 0000279436 00000 н. 0000280033 00000 н. 0000280187 00000 н. 0000280764 00000 н. 0000280917 00000 н. 0000281503 00000 н. 0000281657 00000 н. 0000282223 00000 н. 0000282376 00000 н. 0000282531 00000 н. 0000282685 00000 н. 0000282837 00000 н. 0000282991 00000 н. 0000283143 00000 п. 0000283297 00000 н. 0000283450 00000 н. 0000283604 00000 н. 0000283758 00000 н. 0000283912 00000 н. 0000284065 00000 н. 0000284219 00000 п. 0000284371 00000 п. 0000284524 00000 н. 0000284678 00000 н. 0000284832 00000 н. 0000284986 00000 н. 0000285139 00000 н. 0000285293 00000 н. 0000285446 00000 н. 0000285598 00000 п. 0000285750 00000 н. 0000285903 00000 н. 0000286057 00000 н. 0000286211 00000 н. 0000286364 00000 н. 0000286516 00000 н. 0000286670 00000 н. 0000286823 00000 н. 0000286977 00000 н. 0000287130 00000 н. 0000287283 00000 н. 0000287436 00000 н. 0000287589 00000 н. 0000287742 00000 н. 0000287896 00000 н. 0000288050 00000 н. 0000288204 00000 н. 0000288358 00000 п. 0000288511 00000 н. 0000288665 00000 н. 0000288819 00000 н. 0000288973 00000 н. 0000289127 00000 н. 0000289278 00000 н. 0000289432 00000 н. 0000289585 00000 н. 0000289739 00000 н. 0000289892 00000 н. 00002 00000 н. 00002 00000 п. 00002

00000 н. 00002 00000 н. 00002 00000 н. 00002 00000 н. 00002 00000 н. 00002 00000 н. 00002 00000 н. 00002 00000 н. 00002 00000 н. 0000291853 00000 н. 0000292007 00000 н. 0000292160 00000 н. 0000292312 00000 н. 0000292464 00000 н. 0000292618 00000 н. 0000292771 00000 н. 0000292925 00000 н. 0000293076 00000 н. 0000293230 00000 н. 0000293384 00000 н. 0000293537 00000 н. 0000293690 00000 н. 0000293844 00000 н. 0000293997 00000 н. 0000294150 00000 н. 0000294303 00000 н. 0000294456 00000 н. 0000294608 00000 н. 0000294760 00000 н. 0000294914 00000 н. 0000295067 00000 н. 0000295221 00000 н. 0000295375 00000 п. 0000295529 00000 н. 0000295682 00000 н. 0000295836 00000 н. 0000295990 00000 н. 0000296144 00000 н. 0000296728 00000 н. 0000296880 00000 н. 0000297449 00000 н. 0000297601 00000 н. 0000298171 00000 н. 0000298323 00000 н. 0000298475 00000 н. 0000299037 00000 н. 0000299189 00000 н. 0000299341 00000 п. 0000299493 00000 н. 0000299646 00000 н. 0000299798 00000 н. 0000299949 00000 н. 0000300101 00000 п. 0000300251 00000 н. 0000300402 00000 п 0000300553 00000 п. 0000300704 00000 п. 0000300856 00000 п. 0000301008 00000 н. 0000301159 00000 н. 0000301312 00000 н. 0000301463 00000 н. 0000301615 00000 н. 0000301766 00000 н. 0000301918 00000 н. 0000302068 00000 н. 0000302219 00000 н. 0000302370 00000 н. 0000302521 00000 н. 0000302673 00000 н. 0000302823 00000 н. 0000302976 00000 н. 0000303127 00000 н. 0000303278 00000 н. 0000303430 00000 н. 0000303582 00000 н. 0000303734 00000 н. 0000303886 00000 н. 0000304038 00000 н. 0000304190 00000 н. 0000304342 00000 п. 0000304494 00000 н. 0000304646 00000 п. 0000304798 00000 н. 0000304950 00000 н. 0000305099 00000 н. 0000305249 00000 н. 0000305398 00000 н. 0000305550 00000 н. 0000305702 00000 н. 0000305853 00000 п. 0000306005 00000 н. 0000306156 00000 н. 0000306309 00000 н. 0000306460 00000 н. 0000306610 00000 н. 0000306762 00000 н. 0000306914 00000 н. 0000307066 00000 н. 0000307218 00000 н. 0000307370 00000 н. 0000307521 00000 н. 0000307670 00000 н. 0000307822 00000 н. 0000307975 00000 п. 0000308126 00000 н. 0000308278 00000 н. 0000308429 00000 н. 0000308580 00000 н. 0000308732 00000 н. 0000308883 00000 н. 0000309035 00000 н. 0000309187 00000 н. 0000309339 00000 н. 0000309490 00000 н. 0000310109 00000 п. 0000310263 00000 н. 0000310416 00000 н. 0000310568 00000 н. 0000310720 00000 н. 0000310871 00000 н. 0000311023 00000 н. 0000311175 00000 н. 0000311327 00000 н. 0000311479 00000 н. 0000311631 00000 н. 0000311781 00000 н. 0000311930 00000 н. 0000312083 00000 н. 0000312234 00000 н. 0000312385 00000 н. 0000312537 00000 н. 0000312688 00000 н. 0000312840 00000 н. 0000313385 00000 н. 0000313539 00000 н. 0000314073 00000 н. 0000314226 00000 н. 0000314768 00000 н. 0000314922 00000 н. 0000315450 00000 н. 0000315603 00000 н. 0000315758 00000 н. 0000315911 00000 н. 0000316446 00000 н. 0000316600 00000 н. 0000317117 00000 н. 0000317270 00000 н. 0000317788 00000 н. 0000317942 00000 н. 0000318462 00000 н. 0000318615 00000 н. 0000318770 00000 н. 0000318924 00000 н. 0000319078 00000 н. 0000319230 00000 н. 0000319383 00000 п. 0000319537 00000 н. 0000319690 00000 н. 0000319844 00000 н. 0000319997 00000 н. 0000320151 00000 н. 0000320303 00000 н. 0000320457 00000 н. 0000320610 00000 н. 0000320762 00000 н. 0000320915 00000 н. 0000321068 00000 н. 0000321221 00000 н. 0000321374 00000 н. 0000321528 00000 н. 0000321681 00000 н. 0000321834 00000 н. 0000321986 00000 н. 0000322139 00000 н. 0000322293 00000 н. 0000322447 00000 н. 0000322601 00000 н. 0000322755 00000 н. 0000322909 00000 н. 0000323062 00000 н. 0000323216 00000 н. 0000323368 00000 н. 0000323522 00000 н. 0000323676 00000 н. 0000323830 00000 н. 0000323983 00000 н. 0000324137 00000 н. 0000324290 00000 н. 0000324443 00000 н. 0000324594 00000 н. 0000324747 00000 н. 0000324901 00000 н. 0000325055 00000 н. 0000325208 00000 н. 0000325361 00000 н. 0000325513 00000 н. 0000325666 00000 н. 0000325820 00000 н. 0000325972 00000 н. 0000326126 00000 н. 0000326279 00000 н. 0000326432 00000 н. 0000326585 00000 н. 0000326739 00000 н. 0000326891 00000 н. 0000327044 00000 н. 0000327198 00000 н. 0000327351 00000 н. 0000327503 00000 н. 0000327657 00000 н. 0000327811 00000 н. 0000327965 00000 н. 0000328117 00000 н. 0000328269 00000 н. 0000328421 00000 н. 0000328574 00000 н. 0000328727 00000 н. 0000328880 00000 н. 0000329033 00000 н. 0000329185 00000 н. 0000329338 00000 н. 0000329491 00000 н. 0000329645 00000 н. 0000329797 00000 н. 0000329949 00000 н. 0000330102 00000 п. 0000330255 00000 н. 0000330409 00000 н. 0000330563 00000 н. 0000330716 00000 н. 0000330870 00000 н. 0000331024 00000 н. 0000331178 00000 н. 0000331329 00000 н. 0000331481 00000 н. 0000331634 00000 н. 0000331788 00000 н. 0000331942 00000 н. 0000332096 00000 н. 0000332250 00000 н. 0000332401 00000 н. 0000332554 00000 н. 0000332706 00000 н. 0000332859 00000 н. 0000333012 00000 н. 0000333165 00000 н. 0000333318 00000 н. 0000333471 00000 н. 0000333624 00000 н. 0000333776 00000 н. 0000333928 00000 н. 0000334080 00000 н. 0000334234 00000 н. 0000334387 00000 н. 0000334539 00000 п. 0000334691 00000 п. 0000334845 00000 н. 0000334997 00000 н. 0000335150 00000 н. 0000335303 00000 п. 0000335455 00000 н. 0000335609 00000 н. 0000335763 00000 н. 0000335917 00000 н. 0000336071 00000 н. 0000336224 00000 н. 0000336378 00000 п. 0000336532 00000 н. 0000336684 00000 н. 0000336838 00000 н. 0000336991 00000 п. 0000337144 00000 н. 0000337298 00000 н. 0000337450 00000 н. 0000337604 00000 н. 0000337757 00000 н. 0000337910 00000 п. 0000338063 00000 н. 0000338215 00000 н. 0000338366 00000 н. 0000338518 00000 н. 0000338671 00000 н. 0000338824 00000 н. 0000338978 00000 н. 0000339131 00000 п. 0000339284 00000 н. 0000339437 00000 н. 0000339590 00000 н. 0000339744 00000 н. 0000339897 00000 н. 0000340050 00000 н. 0000340204 00000 н. 0000340358 00000 п. 0000340512 00000 н. 0000340665 00000 н. 0000340818 00000 н. 0000340971 00000 п. 0000341125 00000 н. 0000341279 00000 п. 0000341431 00000 н. 0000341583 00000 н. 0000341735 00000 н. 0000341889 00000 н. 0000342043 00000 н. 0000342197 00000 н. 0000342351 00000 п. 0000342505 00000 н. 0000342659 00000 п. 0000342813 00000 н. 0000342967 00000 н. 0000343120 00000 н. 0000343273 00000 н. 0000343426 00000 н. 0000343580 00000 н. 0000343734 00000 н. 0000343888 00000 н. 0000344040 00000 н. 0000344192 00000 п. 0000344343 00000 п. 0000344495 00000 н. 0000344646 00000 н. 0000344799 00000 н. 0000345328 00000 н. 0000345480 00000 н. 0000345633 00000 п. 0000346153 00000 п. 0000346303 00000 п. 0000346828 00000 н. 0000346980 00000 н. 0000347497 00000 н. 0000347647 00000 н. 0000347800 00000 н. 0000347952 00000 н. 0000348104 00000 п. 0000348255 00000 н. 0000348406 00000 п. 0000348557 00000 н. 0000348709 00000 н. 0000348862 00000 н. 0000349014 00000 н. 0000349165 00000 н. 0000349317 00000 п. 0000349468 00000 н. 0000349620 00000 н. 0000349771 00000 п. 0000349923 00000 н. 0000350073 00000 н. 0000350224 00000 н. 0000350376 00000 н. 0000350529 00000 н. 0000350682 00000 н. 0000350834 00000 н. 0000350986 00000 н. 0000351137 00000 н. 0000351288 00000 н. 0000351440 00000 н. 0000351592 00000 н. 0000351744 00000 н. 0000351896 00000 н. 0000352048 00000 н. 0000352200 00000 н. 0000352352 00000 н. 0000352503 00000 н. 0000352655 00000 н. 0000352806 00000 н. 0000352958 00000 н. 0000353109 00000 н. 0000353261 00000 н. 0000353411 00000 п. 0000353563 00000 н. 0000353713 00000 н. 0000353865 00000 н. 0000354018 00000 н. 0000354170 00000 н. 0000354321 00000 н. 0000354473 00000 н. 0000354623 00000 н. 0000354775 00000 н. 0000354927 00000 н. 0000355078 00000 н. 0000355230 00000 н. 0000355382 00000 н. 0000355534 00000 н. 0000355686 00000 н. 0000355838 00000 н. 0000355989 00000 н. 0000356141 00000 п. 0000356293 00000 н. 0000356444 00000 н. 0000356595 00000 н. 0000356747 00000 н. 0000356899 00000 н. 0000357051 00000 н. 0000357202 00000 н. 0000357355 00000 н. 0000357506 00000 н. 0000357658 00000 н. 0000357810 00000 п. 0000357962 00000 н. 0000358114 00000 п. 0000358265 00000 н. 0000358417 00000 н. 0000358569 00000 н. 0000358721 00000 н. 0000358873 00000 н. 0000359024 00000 н. 0000359176 00000 н. 0000359328 00000 н. 0000359480 00000 н. 0000359632 00000 н. 0000359783 00000 н. 0000359935 00000 н. 0000360086 00000 н. 0000360238 00000 п. 0000360387 00000 н. 0000360539 00000 н. 0000360692 00000 н. 0000360844 00000 н. 0000360996 00000 н. 0000361148 00000 н. 0000361297 00000 н. 0000361449 00000 н. 0000361600 00000 н. 0000361752 00000 н. 0000361904 00000 н. 0000362055 00000 н. 0000362205 00000 н. 0000362358 00000 п. 0000362509 00000 н. 0000362659 00000 н. 0000362811 00000 н. 0000362962 00000 н. 0000363114 00000 п. 0000363265 00000 н. 0000363416 00000 н. 0000363566 00000 н. 0000363718 00000 н. 0000363869 00000 н. 0000364022 00000 н. 0000364173 00000 н. 0000364323 00000 н. 0000364475 00000 н. 0000364627 00000 н. 0000364779 00000 н. 0000364930 00000 н. 0000365080 00000 н. 0000365232 00000 н. 0000365384 00000 п. 0000365536 00000 н. 0000365688 00000 н. 0000365840 00000 н. 0000365991 00000 н. 0000366142 00000 н. 0000366293 00000 н. 0000366443 00000 н. 0000366593 00000 н. 0000366743 00000 н. 0000366894 00000 н. 0000367045 00000 н. 0000367197 00000 н. 0000367349 00000 н. 0000367502 00000 н. 0000367653 00000 н. 0000367805 00000 н. 0000367957 00000 н. 0000368109 00000 н. 0000368259 00000 н. 0000368410 00000 н. 0000368560 00000 н. 0000368711 00000 н. 0000368862 00000 н. 0000369013 00000 н. 0000369166 00000 п. 0000369317 00000 п. 0000369469 00000 н. 0000369621 00000 н. 0000369772 00000 н. 0000369924 00000 н. 0000370076 00000 н. 0000370228 00000 п. 0000370380 00000 н. 0000370530 00000 н. 0000370682 00000 п. 0000370835 00000 н. 0000370987 00000 н. 0000371139 00000 н. 0000371290 00000 н. 0000371442 00000 н. 0000371594 00000 н. 0000371746 00000 н. 0000371898 00000 н. 0000372050 00000 н. 0000372202 00000 н. 0000372354 00000 п. 0000372507 00000 н. 0000372657 00000 н. 0000372808 00000 н. 0000372961 00000 н. 0000373114 00000 н. 0000373267 00000 н. 0000373420 00000 н. 0000373573 00000 н. 0000373726 00000 н. 0000373879 00000 п. 0000374032 00000 н. 0000374185 00000 н. 0000374338 00000 н. 0000374491 00000 н. 0000374644 00000 н. 0000374797 00000 н. 0000374950 00000 н. 0000375102 00000 н. 0000375255 00000 н. 0000375407 00000 н. 0000375557 00000 н. 0000375710 00000 н. 0000375863 00000 н. 0000376016 00000 н. 0000376169 00000 н. 0000376322 00000 н. 0000376474 00000 н. 0000376626 00000 н. 0000376779 00000 н. 0000376932 00000 н. 0000377085 00000 п. 0000377238 00000 п. 0000377391 00000 н. 0000377544 00000 н. 0000377696 00000 н. 0000377849 00000 н. 0000378001 00000 н. 0000378154 00000 н. 0000378307 00000 н. 0000378460 00000 н. 0000378613 00000 н. 0000378765 00000 н. 0000379212 00000 н. 0000379260 00000 н. 0000383774 00000 н. 0000384195 00000 п. 0000384245 00000 н. 0000384734 00000 н. 0000385028 00000 н. 0000385077 00000 н. 0000385465 00000 н. 0000386490 00000 н. 0000387252 00000 н. 0000387302 00000 н. 0000388100 00000 п. 0000389745 00000 н. 00003 00000 н. 00003 00000 н. 00003 00000 н. 00003 00000 н. 0000392019 00000 н. 0000392069 00000 н. 0000392484 00000 н. 0000393019 00000 н. 0000393549 00000 н. 0000394081 00000 н. 0000394612 00000 н. 0000395142 00000 н. 0000395672 00000 н. 0000396205 00000 н. 0000396742 00000 н. 0000397278 00000 н. 0000397810 00000 н. 0000398343 00000 н. 0000398877 00000 н. 0000399410 00000 н. 0000399941 00000 н. 0000400016 00000 н. 0000400176 00000 п. 0000400268 00000 н. 0000400362 00000 п. 0000400470 00000 н. 0000400578 00000 н. 0000400709 00000 п. 0000400860 00000 н. 0000400961 00000 п. 0000401074 00000 н. 0000401184 00000 н. 0000015576 00000 п. трейлер ] / Назад 1482021 >> startxref 0 %% EOF 1045 0 объект > поток h ޼ V} h [U? 4m4M & d ݠ kM ۭ 6 ؤ͏ sJ @ [i LX ׍ "B3C] mev? Qa1 $ - ޽ # 9w = s = w {

Информация об удельном сопротивлении почвы и полевые испытания

Оценка систем заземления, систем катодной защиты и некоторых других исследований инфраструктуры требует знания электрических характеристик почвы.Обычно инженеры заботятся о допуске на грунт электрического тока, который определяется как удельное сопротивление грунта с единицей СИ в Ом-м.

На фундаментальном уровне проводимость электричества в земле в основном определяется двумя типами вкладов тока:

  • Ионный (или электролитический) вклад: движение свободных ионов в материале
  • Электронный вклад: движение свободных электронов в материале

Обычно электролитическая проводимость является преобладающим фактором протекания электрического тока в почве и зависит от влажности почвы, температуры и химического состава.Факторы, которые способствуют или препятствуют электролитическим растворам в почве, соответственно уменьшают или увеличивают удельное сопротивление почвы. Оценки, основанные на классификации почв из литературы, дают лишь приблизительное значение удельного сопротивления для конкретного участка. Большой разброс даже для схожих по внешнему виду почв показан в таблице ниже:

Тип почвы Диапазон удельного сопротивления (Ом-м)
Глина 15–150
Суглинок 15-100
Песчаная глина 50-300
Песок 200-3000
Гравий и песок 500-5000
Solid Rock 10000+

Требуются фактические измерения удельного сопротивления почвы, которые следует проводить в нескольких местах на площадке или как можно ближе к ней.Участки, где почва может характеризоваться равномерным сопротивлением по всей площади и до значительной глубины, встречаются редко. Часто вертикальная стратификация почвы дает несколько слоев с разным сопротивлением. Боковые изменения также происходят, но обычно более постепенные, чем вертикальные. Исследования показывают, что удельное сопротивление слоев почвы глубиной в несколько десятков или сотен футов влияет на результат проекта, такой как повышение потенциала земли для исследования заземления. Мы не можем переоценить важность точных измерений в масштабе и глубине, необходимых для каждого конкретного проекта.

Четырехконтактное сопротивление

Существует множество методов измерения удельного сопротивления почвы, но наиболее распространенными являются методы Веннера и Шлюмберже, также называемые четырехконтактными методами. Независимо от метода, общая концепция может быть описана как введение известного тока в почву и измерение напряжения. На следующем рисунке показан ток и эквипотенциальные линии, создаваемые током, который вводится через землю с двумя разными слоями почвы.


Измерение удельного сопротивления грунта

Метод Веннера

Альфа-четырехконтактный метод Веннера - наиболее часто используемый метод для измерения удельного сопротивления почвы. Это выполняется путем размещения четырех контактов на равном расстоянии, подачи известного тока на крайние электроды и регистрации напряжения между внутренними электродами. На следующем рисунке показан четырехконтактный альфа-метод Веннера.


Альфа-методика Веннера с четырьмя выводами

Если глубина зонда, b << a, как в случае, когда электроды проникают в землю только на короткое расстояние (как обычно бывает), кажущееся удельное сопротивление можно рассчитать следующим образом:

Используя альфа-метод Веннера, расстояние между электродами увеличивается вдоль траектории для измерения большей глубины почвы.Это возможно, потому что по мере увеличения расстояния между электродами ток испытательного источника проникает на большие площади как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях, независимо от того, насколько искажается путь тока из-за меняющихся условий почвы. Меньшие измерения расстояния между электродами, более мелкие измерения важны для характеристики почвы, с которой будет контактировать система заземления. Обычно проводятся более длинные расстояния между электродами и более глубокие измерения, чтобы максимальное расстояние между контактами было эквивалентно максимальному размеру оцениваемой системы заземления.Если удельное сопротивление заметно меняется с глубиной, часто желательно увеличить диапазон расстояний между электродами, чтобы оценить удельное сопротивление.

Метод Шлюмберже

В методе Шлюмберже расстояние между электродами напряжения «a» и расстояния от электрода напряжения и электрода тока «c» различны (см. Рисунок).


Четырехконтактный метод Schlumberger

Если b << a и b << c (как обычно бывает), кажущееся сопротивление можно рассчитать следующим образом:

Конфигурация с a> c известна как «метод Шлюмберже-Палмера», а конфигурация с a

По сравнению с методом Веннера на равных условиях, использование метода Шлюмберже с c> a требует более чувствительных инструментов, потому что измеренное сопротивление ниже, в то время как с c

Проблемы измерения

Независимо от процедуры измерения существуют проблемы с получением точных измерений для объекта. Типичные проблемы:

  • Обрыв цепи электрода / зонда
  • Скрытые металлические системы, мешающие измерениям естественного грунта
  • Индуктивная связь испытательных проводов или внешних источников
  • Недостаточная мощность и / или чувствительность измерительного прибора

Простые методы, включая дополнительные зонды, измерения в соленой воде или перпендикулярные измерения, могут решить некоторые из вышеперечисленных проблем.Симптомы этих проблем могут быть обнаружены опытными техническими специалистами и инженерами, выполняющими тестирование, чтобы внести изменения в план тестирования.

Полевые испытания

Перед тестированием персонал должен составить план тестирования для разработки целей и устранения проблем, указанных выше. Например, новый объект, выделенный желтым цветом ниже, будет иметь систему заземления с максимальным размером 200 футов. Используя метод Веннера для измерения удельного сопротивления почвы, тестовые пересечения, показанные красным цветом, обеспечивают меньшее удельное сопротивление на участке с измерениями дальше, чтобы получить более глубокое удельное сопротивление почвы порядка 200 футов, для общей длины пересечения 600 футов.

Обратите внимание, что каждое местоположение включает два перпендикулярных хода, чтобы помочь определить помехи в измерениях.

Часто два или более измерения могут быть выполнены при расстоянии между датчиками, которое меньше глубины сетки, например, расстояние между электродами 9 и 18 дюймов, которые прогрессируют до большего расстояния между электродами, чтобы соответствовать или превышать размеры системы заземления. На изображении ниже, любезно предоставленном GreyMatterGlobal, показан этот тест в полевых условиях.

Надлежащее планирование и подготовка позволяют получить более точные данные об удельном сопротивлении почвы для более точного анализа системы заземления.

Дополнительные соображения с данными о почве

Выполнение измерений удельного сопротивления почвы, как и подходы, описанные выше, уместны для точной оценки различных типов исследований; однако измерения предоставят электрические характеристики почвы в определенное время. Такие факторы, как температура, влажность и химический состав, в первую очередь влияют на более мелкие слои почвы, но могут существенно повлиять на анализ. На химический состав обычно влияет взаимодействие человека, тогда как влажность может меняться изо дня в день из-за осадков.К счастью, температура в целом предсказуема, что позволяет использовать методы расчета для определения изменения удельного сопротивления почвы между сезонами. В регионах, где почва может замерзнуть, движение ионов становится ограниченным, часто резко увеличивая удельное сопротивление. Инструмент сезонного анализа в XGSLab показывает, как температура может повлиять на систему заземления: от совместимого напряжения прикосновения и шагового напряжения летом до опасных условий всего несколько месяцев спустя (обратите внимание на области желтого цвета, которые указывают на несоответствие напряжения прикосновения).

Для инженеров важно понимать точность и ограничения измерений, которые они используют в своих исследованиях, поскольку это оказывает значительное влияние на их конструкции.

Диаграмма AWG и удельное электрическое сопротивление и проводимость

Диаграмма AWG
) ( ) 900 0,1 3 0.1144 900 0907 0,08

9 3

9 0,08 3 3 900 0.0285 0226 3

9 3 0142

9
AWG Диаметр Витки провода Площадь Медь
Сопротивление [6]
Медный провод NEC
Ампер / сила тока 75/
C
изоляция (A) [7]
Приблизительно
стандартных метрических эквивалента
Ток предохранителя
(медь) [8] [9]
(дюйм) (мм) (на дюйм) (на см) (kcmil) (мм 2 ) (Ом / км)
(мОм / м)
(Ом / кФт)
(мОм / фут)
Preece
(~ 10 с)
Onderdonk
(1 с)
Onderdonk
(32 мс)
0000 (4/0) 0.4600 11,684 2,17 0,856 212 107 0,1608 0,04901 195/230/260 31 кА 173 кА 0,4096 10,404 2,44 0,961 168 85,0 0,2028 0,06180 165/200/225 24,5 13710 кА 900 2/0) 0.3648 9,266 2,74 1,08 133 67,4 0,2557 0,07793 145/175/195 19,5 кА 109 кА
0,3249 8,252 3,08 1,21 106 53,5 0,3224 0,09827 125/150/170 1,9 кА 15,5 8710 кА 900 900 1 0.2893 7,348 3,46 1,36 83,7 42,4 0,4066 0,1239 110/130/150 1,6 кА 12 кА 10 688103 2 2 2 0,2576 6,544 3,88 1,53 66,4 33,6 0,5127 0,1563 95/115/130 1,3 кА 9,7 кА 9010 9010 900 0.2294 5,827 4,36 1,72 52,6 26,7 0,6465 0,1970 85/100/110 196 / 0,4 1,1 кА 7,7 кА 4310 кА 4310 кА 4310 кА 4 0,2043 5,189 4,89 1,93 41,7 21,2 0,8152 0,2485 70/85/95 946 A 6,1 кА 5 0.1819 4,621 5,50 2,16 33,1 16,8 1,028 0,3133 126 / 0,4 795 A 4,8 кА 27 кА
4,115 6,17 2,43 26,3 13,3 1,296 0,3951 55/65/75 668 A 3,8 кА 21 кА 7108
1443 3,665 6,93 2,73 20,8 10,5 1,634 0,4982 80 / 0,4 561 A 3 kA 17 kA
3,264 7,78 3,06 16,5 8,37 2,061 0,6282 40/50/55 472 A 2,4 кА 13,5 кА 2,906 8,74 3,44 13,1 6,63 2,599 0,7921 84 / 0,3 396 A 1,9 кA 10,710
10,7 1019 900 2,588 9,81 3,86 10,4 5,26 3,277 0,9989 30/35/40 333 A 1,5 кА 8,5 кА
11 2,305 11,0 4,34 8,23 4,17 4,132 1,260 56 / 0,3 280 A 1,2 кА 6,7 к103
2,053 12,4 4,87 6,53 3,31 5,211 1,588 25/25/30 235 A 955 A 5,3 кА
00720 1,828 13,9 5,47 5,18 2,62 6,571 2,003 50 / 0,25 198 A 758 A 4,2 кА
1,628 15,6 6,14 4,11 2,08 8,286 2,525 20/20/25 166 A 601 A 3,3 кА
15100.0571 1,450 17,5 6,90 3,26 1,65 10,45 3,184 30 / 0,25 140 A 477 A 2,7 k103
1,291 19,7 7,75 2,58 1,31 13,17 4,016 - / - / 18 117 A 377 A 2,1 кА
17 0.0453 1,150 22,1 8,70 2,05 1,04 16,61 5,064 32 / 0,2 99 A 300 A 1,7 кА
1,024 24,8 9,77 1,62 0,823 20,95 6,385 - / - / 14 24 / 0,2 83 A 237 A 1.3 кА
19 0,0359 0,912 27,9 11,0 1,29 0,653 26,42 8,051 70 A 189 1 0,0320 0,812 31,3 12,3 1,02 0,518 33,31 10,15 16 / 0,2 58,5 A 149 A 81034 A 0,723 35,1 13,8 0,810 0,410 42,00 12,80 13 / 0,2 49 A 119 A 662 A 0,644 39,5 15,5 0,642 0,326 52,96 16,14 7 / 0,25 41 A 94 A 525 A
23. 0,573 44,3 17,4 0,509 0,258 66,79 20,36 35 A 74 A 2416 A
49,7 19,6 0,404 0,205 84,22 25,67 1 / 0,5, 7 / 0,2, 30 / 0,1 29 A 59 A 330 A
25 0.0179 0,455 55,9 22,0 0,320 0,162 106,2 32,37 24 A 47 A 262 A
26100 62,7 24,7 0,254 0,129 133,9 40,81 1 / 0,4, 7 / 0,15 20 A 37 A 208 A
27
27 0,361 70,4 27,7 0,202 0,102 168,9 51,47
28 0,0126 0,0810 212,9 64,90 7 / 0,12
29 0,0113 0,286 88,8 35,0 0.127 0,0642 268,5 81,84
30 0,0100 0,255 99,7 39,3 0,101 0,0509 1 , 7 / 0,1
31 0,00893 0,227 112 44,1 0,0797 0,0404 426,9 130,1
0 .00795 0,202 126 49,5 0,0632 0,0320 538,3 164,1 1 / 0,2, 7 / 0,08
33 0,00708 1480 0,0501 0,0254 678,8 206,9
34 0,00630 0,160 159 62,4 0.0398 0,0201 856,0 260,9
35 0,00561 0,143 178 70,1 0,0315 0,0160 0,0160 36 0,00500 0,127 200 78,7 0,0250 0,0127 1361 414,8
37 0.

Вам может понравится

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *