Maan ominaisvastus

Maankuoren ylempiä kerroksia, joissa sähköasennusten virrat voivat virrata, kutsutaan yleensä maaksi. Maan ominaisuus virranjohtimena riippuu sen rakenteesta ja sen sisältämistä komponenteista.

Maan pääkomponentit - piidioksidi, alumiinioksidi, kalkkikivi, kivihiili jne. — ovat eristeitä, ja maan johtavuus riippuu maa-aineliuoksesta eli komponenttien sähköä johtamattomien kiinteiden hiukkasten väliin jääneestä kosteudesta ja suoloista. Näin ollen maapallolla on ionijohtavuus, joka, toisin kuin metallien elektronijohtavuus, on suurempi sähkövastus sähkövirralle.

On tapana määritellä maan ominaisuudet virranjohtimeksi. erityinen sähkövastus ρ, joka tarkoittaa 1 cm:n reunan maakuution vastusta. Tämä arvo määritetään lausekkeella:

ρ = RS / l,

Ohm • cm2 / cm tai Ohm / cm, jossa R on vastus (Ohm) tietylle maa-ainetilavuudelle, jonka poikkileikkaus on C (cm2) ja pituus l (cm).

Maaperän vastustuskyvyn ρ arvo riippuu maaperän luonteesta, sen kosteuspitoisuudesta, emäs-, suolo- ja happopitoisuudesta sekä sen lämpötilasta.

Maan tehollisen sähkövastuksen muutosalue ρ eri maaperässä on valtava, esimerkiksi saven resistanssi on 1 — 50 ohm/m, hiekkakivellä 10 — 102 ohm/m ja kvartsilla 1012 — 1014 ohm/m. Vertailun vuoksi esitetään huokoset ja halkeamat täyttävien luonnollisten liuosten ominaissähkövastus. Esimerkiksi luonnonvesien vastus on niihin liuenneista suoloista riippuen 0,07 - 600 ohm / m, josta joki ja makea pohjavesi 60 - 300 ohm / m ja meri ja syvät vedet 0,1 - 1 ohm / m.

Liuenneiden aineiden pitoisuuden kasvu maaperässä, kokonaiskosteus, sen hiukkasten tiivistyminen, lämpötilan nousu (jos kosteuspitoisuus ei laske) johtavat ρ:n laskuun. Maaperän öljy- ja öljykyllästys sekä jäätyminen lisäävät merkittävästi ρ:tä.

Maa on heterogeeninen, ja se koostuu useista maakerroksista, joilla on erilaiset ρ-arvot. Aluksi maadoitus- ja suunnittelututkimuksia laskettaessa ne perustuivat oletukseen ρ:n homogeenisuudesta maassa pystysuunnassa. Nyt kun lasketaan maadoitettuja elektrodeja, oletetaan, että maa koostuu kahdesta kerroksesta: ylemmästä, jonka resistanssi on ρ1 ja paksuus h ja alemmasta, jonka vastus on ρ2. Tällainen laskettu kaksikerroksinen maan malli heijastaa hyvin pintakerroksen jäätymisen ja kuivumisen aiheuttamia maan syvyyden muutosten piirteitä sekä vaikutusta pohjaveden p-vyöhykkeeseen.

Kaikkien ρ:n arvoon vaikuttavien tekijöiden analyyttinen laskeminen on vaikeaa, joten hyväksytyn laskentatarkkuuden täyttävä vastus saadaan suorilla mittauksilla.

Maan sähkörakenteen parametrien – kerrosten paksuuden ja kunkin kerroksen resistanssin – mittaamiseen suositellaan tällä hetkellä kahta menetelmää: pystysuora testielektrodi ja pystysuuntainen sähkömittaus. Mittausmenetelmän valinta riippuu maaperän ominaisuuksista ja vaaditusta mittaustarkkuudesta.

Katso myös: Kuinka mitata maadoitusvastus

Alla oleva taulukko näyttää yleisimpien maaperän kestävyyden.

Maaperän kestävyys Maaperän tyyppi Resistanssi, ohm / m Savi 50 Tiheä kalkkikivi 1000-5000 Irtonainen kalkkikivi 500-1000 Pehmeä kalkkikivi 100-300 Graniitti ja hiekkakivi sääolosuhteista riippuen 1500-10000 Haalistua graniittia ja hiekkakiveä 100-6000 kerrosta Humus -100 Jurassic-mereliä 30-40 Marli ja tiheä savi 100-200 Kiillekivi 800 Savihiekka 50-500 Piidioksidihiekka 200-3000 Kerroksellinen liuskemaa 50-300 Paljaa kivimaa 1500-3000 Kivestä maaperää 300 laidunmaata yksikköä 30 Märkä turvemaa 5-100