Средняя сила сопротивления грунта: методика проведения замеров

При эксплуатации оборудования периодически необходимо проводить замер сопротивления заземляющих устройств. Данный показатель представляет собой отношение напряжения на самом заземляющем устройстве к току, который стекает с заземлителя в землю.

Содержание:

1. Сопротивление грунта.
2. Измерение сопротивления грунта.
3. Методика проведения замеров.

Измерение сопротивления грунта

Для того чтобы измерить сопротивление грунта, необходимо пропустить через него электрический ток. Это очень важный параметр, по которому определяется безопасная эксплуатация электрических объектов. Стоит всегда помнить и соблюдать все правила, которые в дальнейшем повлияют на работу оборудования.

В теории сопротивление заземлителя должно быть в районе нуля, но на практике очень тяжело достичь такого показания. Связано это с тем, что электропроводящие элементы и грунт имеют своё удельное сопротивление. Эти факторы в итоге увеличивают суммарное значение сопротивления.

Методика проведения замеров

Заземляющее устройство для электрических установок – это необходимый параметр, который должен соответствовать всем требованиям ПУЭ, чтобы тем самым обеспечить безопасные условия для людей и защитить само оборудование в ходе эксплуатации.

Для проверки состояния заземляющих устройств надо производить регулярные замеры сопротивления грунта. Таблица всех нормируемых значений приведена в пункте 1.8.36.5 ПУЭ или пункте 24.3 ПЭЭП. Для достоверности показаний необходимо все измерения проводить при сухом грунте. Все замеры осуществляются специальным прибором.

Удельное сопротивление грунта необходимо знать для того, чтобы определить эффективность земли. И в случае, если грунт обладает плохой проводимостью, то необходимо принять соответствующие меры.

Все результаты измерения заносятся в специальный протокол и сравниваются затем с нормирующим значением, которое для каждого типа пород грунта отдельное.

Вы должны знать, что условное сопротивление грунта необходимо для предварительного определения подошвы фундамента и допуска его или нет к использованию. Все измерения проводятся согласно СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений». Также необходимо найти среднюю силу сопротивления грунта.

Помимо этого, измерение сопротивление грунта позволит определить:

• степень влияния коррозии на подземные трубопроводы;
• залегающие породы, с той целью, чтобы определить их зону и глубину.

Чтобы все измерения были максимально точными и оформлены правильно, с профессиональной точки зрения, их должны проводить специальные лаборатории. В их команду входят высококвалифицированные специалисты, обладающие соответствующей группой допуска по электробезопасности.

Инженерный центр «ПрофЭнергия» имеет все необходимые инструменты для качественного проведения имерение удельного сопротивления грунта, слаженный коллектив профессионалов и лицензии, которые дают право осуществлять все необходимые испытания и замеры. Оставив выбор на электролаборатории «ПрофЭнергия» вы выбираете надежную и качествунную работу своего оборудования!

Если хотите заказать измерение удельного сопротивления грунта или задать вопрос, звоните по телефону: +7 (495) 181-50-34.

Введение ( Рекомендации по геотехническому расчету фундаментов )

Имеющиеся нормативные и литературные источники по проектированию и расчету водопропускных труб в транспортных сооружениях характеризуются достаточно детальными и подробными расчетами самих конструкций и их гидравлической работы, но при этом

ничтожно малым объемом расчетов по основаниям и фундаментам.

Учитывая, что проектирование нового строительства и реконструкции водопропускных труб ведется в нашей стране в больших объемах, а слабые грунты, представленные аллювиальными отложениями, характерными для водотоков, часто встречаются в качестве оснований для фундаментов сооружений, проблема расчетов оснований является весьма актуальной.

Проблема проектирования фундаментов водопропускных сооружений заключается в том, что решения принимаются, как правило, на основе типовых конструкций, привязка которых к конкретным грунтовым условиям осуществляется на основе условного сопротивления грунта R0 (табл. 1) и давления под подошвой фундамента (рис. 1).

Таблица 1

Определение условного сопротивления грунта

Не всегда по результатам полученных геологических данных возможно определить значение этого показателя, особенно когда дело касается слабых грунтов. Имея в таблице с физико-механическими показателями для инженерно-геологических элементов значение «н/н» (не нормируется), проектировщик затрудняется в принятии решения. Это не означает,5 что грунт не имеет несущей способности, это лишь свидетельствует о том, что необходимо выполнять уточняющие расчеты по механическим (прочностным) характеристикам. Уточнение осуществляется по различным формулам и в механике грунтов относится к определению первой или
второй критической нагрузки (безопасной или допустимой).

Рис. 1. График для определения давления под подошвой трубы

Имеющиеся в нормативных источниках расчетные методы заключаются в проверке выполнения известного условия: расчетное давление должно быть меньше несущей способности с учетом коэффициентов запаса.

Однако, это соотношение относится к несущей способности жесткого штампа, в лучшем случае, с учетом заглубления. Фактически же фундамент водопропускного сооружения является фундаментом глубокого заложения, если учитывать высоту насыпи. Таким образом, несущая способность системы «грунтовая среда-фундамент» не может оцениваться формулами, определяющими устойчивость жесткого штампа ввиду невозможности потери устойчивости в такой постановке. Для этого необходимы другие критерии оценки.

Специалисты НИИОСП им. Герсеванова, рассматривая эволюцию расчетов линейной деформируемости грунтового основания (с 1962 по 2010 гг.), пришли к выводу, что критерий, определяющий применение линейной теории упругости и основанный на известной формуле Н.

П. Пузыревского, в процессе переизданий СНиПов и СП превратился в «расчетное давление на основание», а затем в «расчетное сопротивление грунта основания» [3]. Недостатком формулы Н. П. Пузыревского является то, что рассматриваемые зоны — это фиктивные пластические зоны, поскольку условие Кулона – Мора выполняется только на их границах, а внутри них превышаются, что физически невозможно.

Расчетное сопротивление грунта основания стало со временем рассматриваться не только как ограничение на применение линейной
теории, но и как критерий прочности основания, который как бы перешел в группу предельных состояний, хотя предельная несущая способность может превосходить расчетное сопротивление в несколько раз.

Современные представления в области оснований и фундаментов предполагают заменить критерий линейной деформируемости по «расчетному сопротивлению грунта» методом определения глубины прорезки. Для обоснования этого метода используется метод конечных элементов, реализованный в геотехническом комплексе Plaxis [3].

В транспортном строительстве расчетные методики являются заимствованными из промышленно-гражданского и имеют свои упрощения.

Достижение приемлемого уровня заземления в бедной почве

Чтобы обеспечить правильное функционирование вашей электрической системы, важно, чтобы система подземного заземления имела низкий импеданс. Так как же достичь этой цели, не забывая о безопасности?

При проектировании и монтаже систем электроснабжения правильное заземление является не просто роскошью, а необходимостью. Все хорошие системы заземления должны обеспечивать путь с низким импедансом для проникновения в землю токов короткого замыкания и индуцированных молнией, обеспечивая максимальную безопасность от неисправностей электрических систем и молний. В частности, правильно установленная система заземления не только помогает защитить здания и оборудование от повреждений, вызванных непреднамеренными токами короткого замыкания или грозовыми перенапряжениями, но и защищает гораздо более важные инвестиции: людей.

Добиться приемлемого уровня грунта непросто. Правильная установка систем заземления требует знания национальных стандартов, материалов проводников, а также соединений и выводов (рис. 1 в оригинальной статье). Но это не все. Не забывайте учитывать состояние почвы в месте установки заземляющих стержней (или заземляющей сетки).

Влияние грунтовых условий на заземление. Хотя общая эффективность подземной системы заземления зависит от многих факторов, сопротивление земли (или удельное сопротивление земли) существенно влияет на общий импеданс подземного проводника. Характеристики почвы, такие как содержание влаги, температура и тип почвы, определяют общее удельное сопротивление земли. Заземляя систему, всегда помните следующее:

• Содержание влаги.

  Содержание влаги в почве важно, потому что оно помогает химическим веществам в почве, которые окружают заземляющие проводники, проводить электрический ток. Как правило, чем выше влажность, тем ниже удельное сопротивление почвы. Когда содержание влаги падает ниже 10%, удельное сопротивление значительно возрастает.

• Температура почвы.

  Температура ниже точки замерзания также увеличивает удельное сопротивление почвы. Как только влага превращается в лед, удельное сопротивление резко возрастает. В районах, подверженных замерзанию, необходимо вбить заземляющий стержень ниже линии промерзания, чтобы поддерживать заземление с низким сопротивлением.

• Тип почвы.

  Черная грязь или почвы с высоким содержанием органических веществ обычно являются хорошими проводниками, поскольку они сохраняют более высокий уровень влажности и имеют более высокий уровень электролита, что приводит к низкому удельному сопротивлению почвы. Песчаные почвы, которые быстрее дренируются, имеют гораздо более низкое содержание влаги и уровень электролитов. Следовательно, они имеют более высокий импеданс. Твердые горные породы и вулканический пепел, такие как на Гавайях, практически не содержат влаги или электролитов. Эти почвы имеют высокий уровень удельного сопротивления, и трудно добиться эффективного заземления. См. Таблицу 1 (в оригинальной статье) для удельного сопротивления различных грунтов.

Измерение удельного сопротивления земли. Эффективность заземляющих стержней во многом зависит от того, может ли почва, окружающая стержни, проводить большие электрические токи. Чтобы правильно спроектировать подземную систему заземления, вы должны измерить удельное сопротивление земли с помощью прибора для измерения сопротивления заземления. Этот прибор также должен иметь переключатели для изменения диапазона сопротивления. Вы можете использовать различные методы испытаний для измерения удельного сопротивления земли, но наиболее распространенными являются три:

После определения удельного сопротивления грунта вы сможете лучше определить, какая схема заглубленного заземления будет наиболее эффективной. В зависимости от удельного сопротивления почвы и требований к схеме заземления конкретная система может варьироваться от простого заглубленного заземляющего проводника до обширного слоя заземляющего стержня. Последнее может включать систему сетки или заземляющее кольцо (рис. 2, в оригинальной статье). Чтобы уменьшить импеданс системы заземления, вы можете использовать материал для улучшения заземления или электроды химического типа.

Как добиться приемлемого заземления. Существуют различные варианты снижения удельного сопротивления грунта. Одним из способов является повышение влажности почвы. Удельное сопротивление верхнего слоя почвы может быть снижено до 800 Ом·м за счет увеличения влажности с 5% до 10%. Дополнительное снижение удельного сопротивления, хотя и гораздо меньшее, может быть получено за счет увеличения влажности с 10% до 20%. Проблема с добавлением влаги в почву заключается в том, что в большинстве случаев это непрактичный вариант.

Еще один способ снизить удельное сопротивление земли — это обработка почвы солью, например сульфатом меди, сульфатом магния или хлоридом натрия. В сочетании с влагой соли выщелачиваются в почву, снижая удельное сопротивление земли. Однако этот недорогой процесс также может вызвать проблемы. Во-первых, по мере вымывания солей почва возвращается в свое необработанное состояние. В результате вы должны периодически перезаряжать систему. Во-вторых, некоторые соли могут вызывать коррозию заземляющих проводников. Наконец, соль может загрязнять грунтовые воды. Местные экологические нормы и Агентство по охране окружающей среды (EPA) могут возражать против добавления солей в почву.

Во многих местах обеспечить систему заземления с низким сопротивлением так же просто, как вбить заземляющий стержень в подповерхностный слой почвы, который имеет относительно постоянное и проводящее содержание влаги. Помните, что заземляющий стержень должен располагаться ниже минимальной глубины промерзания. Вы также можете использовать материал для улучшения грунта, чтобы добиться приемлемого сопротивления системы (рис. 3 в оригинальной статье).

Что следует знать при использовании материала для улучшения грунта. Практически при любых почвенных условиях использование материала для улучшения грунта повысит эффективность заземления. Некоторые из них являются постоянными и не требуют обслуживания. Вы можете использовать их в местах с плохой проводимостью, таких как каменистая почва, вершины гор и песчаная почва, где вы не можете использовать заземляющие стержни или где ограниченное пространство затрудняет адекватное заземление с помощью обычных методов.

Существует несколько видов материалов для улучшения земли. Но будьте внимательны при выборе материала. Он должен быть совместим с заземляющим стержнем, проводником и соединительным материалом. Некоторые варианты включают бентонитовую глину, коксовый порошок и специально разработанные вещества.

Бентонит представляет собой глинистое вещество, используемое в районах с высоким удельным сопротивлением почвы. Однако проводимость в бентонитовой глине осуществляется только за счет движения ионов. Ионная проводимость может иметь место только в растворе, а это означает, что бентонитовая глина должна быть влажной, чтобы обеспечить требуемый уровень сопротивления. Когда бентонитовая глина теряет влагу, ее удельное сопротивление увеличивается, а объем уменьшается. Эта усадка приводит к нарушению контакта между бентонитовой глиной и окружающей почвой, что еще больше увеличивает сопротивление системы.

Кока-кола – еще один вариант. Коксовый порошок, состоящий преимущественно из углерода, обладает высокой электропроводностью. Однако грунтовые воды могут смыть его.

Неагрессивное улучшающее вещество с низким сопротивлением представляет собой токопроводящий цемент, который можно укладывать сухим или влажным способом. В зависимости от вещества, оно не будет просачиваться в почву и соответствует требованиям Агентства по охране окружающей среды для полигонов. Железная дорога и коммунальное хозяйство успешно использовали этот материал. При сухой установке он поглощает влагу из окружающей почвы и затвердевает, удерживая влагу внутри своей структуры. При использовании в сухом виде смешивание не требуется, и вы достигаете максимальной эффективности за считанные дни. Это потому, что он поглощает достаточно воды из окружающей почвы. Вы также можете предварительно смешать его с водой до густой суспензии. Вы можете добавить его в траншею, содержащую заземляющий проводник, или использовать его вокруг заземляющего стержня в просверленном отверстии. Материал связывает воду в цемент, образуя постоянную массу с высокой проводимостью.

Удельное сопротивление некоторых продуктов, подтвержденное испытаниями, составляет 0,12 Ом·м или ниже по сравнению с 2,5 Ом·м для бентонитовой глины. В отличие от бентонитовой глины цементоподобный материал не зависит от постоянного присутствия воды; он также не требует периодической зарядки/замены.

Идеальный материал для улучшения грунта не требует обслуживания. При проектировании или установке подземной системы заземления ищите материалы, которые не растворяются и не разлагаются со временем, требуют периодической зарядки или замены или зависят от постоянного присутствия воды для поддержания проводимости.

Установка материалов для улучшения грунта. После выбора материала продумайте способ монтажа. Размещение материала для улучшения грунта выполняется быстро и легко. Для установки вокруг заземляющего стержня (рис. 4 в исходной статье) просверлите отверстие диаметром от 3 до 6 дюймов на глубину, равную на 6 дюймов меньше длины стержня. Опустите стержень в отверстие так, чтобы нижний конец был отцентрирован и вбит в землю не менее чем на 12 дюймов. Подсоедините заземляющий проводник к заземляющему стержню. Затем заполните большую часть отверстия материалом для улучшения грунта. Наконец, заполните оставшуюся часть отверстия почвой, удаленной во время бурения.

Установка проводника в траншею включает шесть шагов, перечисленных ниже. См. рис. 5 для получения дополнительной информации. Если вы используете цемент проводящего типа для улучшения грунта, см. расчетное количество погонных футов, которое можно получить из мешка с материалом для использования в качестве покрытия заземляющего проводника, в Таблице 2 (на странице 64P, в оригинальной статье).

1. Выкопайте траншею шириной не менее 4 дюймов и глубиной 30 дюймов или ниже линии промерзания, в зависимости от того, что глубже.

2. Рассыпьте достаточно материала для улучшения грунта (сухого или в виде суспензии), чтобы покрыть дно траншеи глубиной около 1 дюйма.

3. Поместите проводник поверх материала для улучшения заземления.

4. Нанесите больше материала для улучшения заземления поверх проводника, чтобы полностью покрыть проводник, глубиной около 1 дюйма.

5. Осторожно засыпьте материал для улучшения грунта землей на глубину около 4 дюймов, следя за тем, чтобы не обнажить проводник.

6. Утрамбуйте почву и засыпьте траншею.

Электроды химического типа — еще один вариант для сложных ситуаций с заземлением. Они состоят из медной трубки, заполненной солями, установленной в просверленном отверстии или траншее. Электрод засыпан материалом для улучшения грунта. Медная трубка имеет отверстия в верхней и нижней части, а верхняя часть электрода остается открытой для атмосферы. Вода медленно растворяет соли, которые попадают в трубу через верхние отверстия, открытые для атмосферы. Раствор соли с высокой проводимостью просачивается в почву из отверстий в нижней части трубы.

Материал обратной засыпки обычно представляет собой бентонитовую глину или комбинацию бентонитовой глины на дне и описанного выше цементного раствора наверху. Электроды химического типа требуют периодической перезарядки солей. Несмотря на то, что он дороже, чем заземляющий стержень в цементном растворе, несколько долгосрочных испытаний показывают, что электрод химического типа обеспечивает примерно такую ​​же эффективность.

Измерение установленных систем заземления. После установки может потребоваться измерение сопротивления заземления установленной системы. Имейте в виду, что 1996 НЭК, сек. 250-84, требует, чтобы один электрод, состоящий из стержня, трубы или пластины, который не имеет сопротивления заземления 25 Ом или менее, должен быть дополнен одним дополнительным электродом типа, указанного в Разделе 250-81 или 250-83. Всегда устанавливайте несколько электродов на расстоянии более 6 футов друг от друга.

Обслуживание системы заземления. Вам нужна эффективная программа проверки и периодического обслуживания, чтобы обеспечить непрерывность всей системы заземления. Обязательно регулярно проверяйте его, используя одобренный прибор для проверки заземления, чтобы проверить электрическое сопротивление и непрерывность.

[PDF] ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ В ПОЧВЕ ПРИ НИЗКОЙ ВЛАЖНОСТИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ УРОВНЯХ СЖАТИЯ

• ID корпуса: 128072718

 ung2017PERFORMANCEOE,
  title={РАБОТА СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ В ПОЧВЕ В УСЛОВИЯХ НИЗКОЙ ВЛАЖНОСТИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ УРОВНЯХ СЖАТИЯ},
  автор={Чи Чао Тунг и Сиоу Чун Лим},
  год = {2017}
} 

• C. Tung, S.C. Lim
• Опубликовано в 2017 г.

Первостепенной задачей эффективной системы заземления является защита здания, оборудования и людей от поражения электрическим током в случае замыкания на землю.

Эффективная система заземления является важнейшей характеристикой, и все же концепции системы электрического заземления все еще менее подвержены опасности, что приводит к опасности поражения электрическим током. Удельное сопротивление грунта играет важную роль при проектировании системы заземления наряду с контактным сопротивлением между заземляющим электродом и грунтом и расположением… 

jestec.taylors.edu.my

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ВЛАЖНОСТИ ПОЧВЫ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

• Авад М., Саид Э.А.

• Экология 90 005

  Журнал Инженерного сектора Университета Аль-Азхар

• 2018

Повысить надежность электрических систем можно за счет заземления каждого этапа производства, передачи и использования электроэнергии. Точный расчет сопротивления системы заземления…

Влияние проектных параметров заземляющей сети подстанции в неоднородном грунте на пороговые параметры безопасности сети

• Навинешхани Пермал, М. Осман, А. М. Ариффин, М. Кадир

• Информатика

  Доступ IEEE

• 2021

Путем расчета пороговых параметров безопасности сети, состоящих из импеданса сети, шагового напряжения и напряжения прикосновения, было проведено сравнение между моделями однородного грунта и двухслойного грунта, что помогло бы в прогнозировании поведения и безопасности системы заземления. в различных почвенных средах.

Оценка значений безопасности сети для расчетных параметров сети заземления подстанции в вертикальной двухслойной структуре грунта

• Навинесшани Пермал, М. Осман, А. Мохд Ариффин, М. А. Аб. Kadir

• Геология, наука об окружающей среде

  Pertanika Journal of Science and Technology

• 2022

Как правило, при проектировании системы заземления подстанции не учитывается влияние структуры вертикально слоистого грунта на поведение заземления. Следовательно, это приведет к плохому…

Влияние параметров тока молнии и конструкций систем заземления на полное сопротивление опоры линий 500 кВ

• N. A. F. Mohamad Nasir, M. A. Ab. Kadir, N.H. Nik Ali

• Науки об окружающей среде

  Энергетика

• 2021

В этом документе представлена ​​оптимальная конструкция системы заземления для улучшения молниезащиты линии электропередачи 500 кВ для ее устойчивой работы. Исследование включает в себя интерпретацию…

Инновационные системы заземления электрических подстанций с использованием проводящих наночастиц очень важно для обеспечения безопасности человеческих жизней и защиты энергосистемы от нормальных и аномальные неисправности. В районах с высоким удельным сопротивлением грунта основная проблема устройства заземления…

Измерение кажущегося коэффициента диффузии хлорида натрия в ненасыщенных грунтах методом электрического сопротивления

• W. Zhang, Jiaying Zhang

• Загрязнение воды, воздуха и почвы

• 2022

Диффузия является одним из основных механизмов переноса загрязняющих веществ в ненасыщенных почвах. В большинстве лабораторных измерений коэффициента диффузии утомительные химические…

Причины изменения параметров удельного сопротивления почвы

• Марина Кижло, А. Канбергс

• Геология

• 2009

Причины изменения параметров удельного сопротивления грунта Заземление электроустановок в первую очередь связано с безопасностью; в частности, предотвращение риска поражения человека электрическим током…

Значение локального удельного сопротивления грунта при проектировании системы заземления

Величина удельного сопротивления грунта является важным условием при проектировании системы электрического заземления. Нынешняя практика, рекомендованная даже национальными/международными стандартами, включает принятие…

Влияние сезонной влажности почвы на поведение удельного сопротивления почвы и системы заземления распределения мощности

• В. Л. Коэльо, А. Пиантини, Х. Альмагер, Р. А. Коэльо, В. Боавентура, Дж. Паулино

• Геология

9 0015 2015

Электрическое заземление в неблагоприятных условиях

Влияние содержания влаги, полярности импульса и размера заземляющего электрода на сухой и мокрый песок в условиях высокого напряжения

• Н. Нор, А. Рамли
• 2008

Изучение физики разрядов в почве и характеристик заземляющих сетей, подверженных воздействию молнии Токи важны для повышения надежности электрических систем и…

Воздействие на окружающую среду по характеристикам систем электрического заземления

• С. К. Лим, Ли Вен Чоун, К. Гомес, М. Кадир

• Науки об окружающей среде

  2013 IEEE 7-я Международная конференция по энергетике и оптимизации (PEOCO)

• 2013

Было изучено влияние окружающей среды в местах расположения заземляющих электродов на работу всей системы заземления.