Сопротивление заземляющего устройства выбирается в зависимости от электропроводимости окружающего грунта, то есть, от его удельного сопротивления. Чем меньше этот параметр, тем лучше условия для создания заземления, поскольку снижается сопротивление растеканию.
Целью измерения удельного сопротивления грунта является определение электрических свойств возводимого заземляющего устройства либо установление его соответствия (несоответствия) требованиям нормативных документов.
От чего зависит удельного сопротивления грунта
На показатель электропроводимости грунта (почвы) оказывают влияние следующие факторы:
- состав (глина, песок, чернозём, скальные породы и т.д.);
- влажность;
- температура;
- присутствие химических и органических веществ.
- двухточечный;
- трёхточечный;
- четырёхточечный.
Удельное сопротивление почвы меняется в широком диапазоне: весной она насыщается влагой, в летний период просыхает, зимой промерзает на разную глубину. В двух последних случаях это приводит к увеличению сопротивления растеканию, порой весьма значительному. В частности, понижение температуры воздуха с 0 до -10 0С приводит к увеличению удельного сопротивления в 3 раза на полуметровой глубине.
Методы и средства испытаний
При определении удельное сопротивление грунта используют три метода:
Первые два используются довольно редко, так как дают довольно высокую погрешность. Самый точный и поэтому самый распространённый способ – четырёхточечный (его ещё называют четырёхэлектродным). Между двумя токовыми электродами на равном расстоянии размещают два измерительных (потенциальных) электрода. Удельное сопротивление вычисляют по формуле либо измеряют напрямую специальными приборами (например, ИС-10 или МС-08).
Испытания в полевых условиях
Измерение производится четырёхточечным (четырёхэлектродным) методом без отбора проб грунта. Если это трубопровод, электроды (измерительные штыри) располагают по оси трассы через равные интервалы. Если уложенное в землю сооружение – по линии, проходящей в 2-4 м параллельно или перпендикулярно оси сооружения. Штыри длиной 250-350 мм и диаметром 15-20 мм забивают на глубину, не превышающую 1/20 расстояния между штырями.
Удельное сопротивление Rуд выражают в Ом*м и рассчитывают по формуле:
Rуд = 2π*Rэл*L
где Rэл – электрическое сопротивление почвы, измеренное прибором (Ом);
L – расстояние между электродами (м).
Испытания в лабораторных условиях
Пробы грунта отбирают в скважинах, шурфах или траншеях на глубине залегания сооружения. Испытания проводят на специальной установке, имеющей внешние и внутренние электроды. Внешние электроды, имеющие одинаковую площадь поверхности, поляризуют током I, а между внутренними электродами измеряют падение напряжения V. На основе показаний приборов определяют электрическое сопротивление грунта Rэл = V/I.
Удельное сопротивление Rуд, выраженное в Ом*м, рассчитывают по формуле:
Rуд = Rэл*S/L
где S – площадь поверхности внешнего электрода (м2);
L – расстояние между внутренними электродами (м) .
Требования к персоналу и технике безопасности
Работы должны производиться бригадой из 2 или более человек, имеющих квалификационную группу не ниже III, обученные и аттестованные для работы по соответствующей методике. Сборка измерительных схем, а также подсоединение приборов, проводов токовой и потенциальной цепи должна производиться в соответствующей последовательности.
Оформление результатов
Результаты измерений оформляются протоколом, включающим в себя адрес пункта измерения (отбора проб), коррозионную агрессивность грунта, тип и заводские номера используемых приборов, электрическое сопротивление грунта и другие параметры в зависимости от условий испытаний (полевые или лабораторные).