Зависимость удельного сопротивления грунта от влажности

Грунт и его структура

Земля является плохим проводником электрического тока и проводимость ее много меньше проводимости металлов. Однако она оказывает сравнительно небольшое сопротивление току, так как площадь земли, через которую проходит ток, весьма велика. Основным электрическим параметром земли является удельное электрическое сопротивление r, Ом×м. У различных грунтов r меняется в очень широких пределах: от тысячных долей у самородных металлов до многих миллиардов у таких, как слюда, кварц, полевой шпат.

Грунт является весьма сложной и неоднородной средой как по составу, структуре, так и по глубине. Основными составными частями грунта являются твердые частицы неорганического и органического происхождения и вода.

Электропроводность твердой основы грунта в сухом состоянии мала. Однако содержащиеся в грунте различные соли и кислоты при наличии влаги создают электролиты, которые определяют электропроводность земли.

Наиболее часто встречающиеся грунты – песчаный, глинистый и перегнойный.

При замерзании влаги в грунте его удельное сопротивление возрастают скачкообразно в несколько раз, т.к. сопротивление льда выше сопротивления воды.

Оказывает влияние на удельное сопротивление грунта и степень уплотненности грунта. Поэтому при устройстве заземлений необходимо тщательно трамбовать грунт, что дает реальную экономию металла.

Примерное значение удельного сопротивления грунтов в естественных условиях приведены в табл. 1.

Таблица 1. Удельное сопротивление грунтов

Указанными значениями допустимо пользоваться в том случае, когда отсутствуют данные удельных сопротивлений земли r на месте монтаже.

В качестве расчетного удельного сопротивления грунта слоя сезонных изменений следует принимать возможное максимальное значение

r_расч. = К×r_изм.,

где К – сезонный коэффициент земли, учитывающий возможное увеличение удельного сопротивления слоя сезонных изменений. Величина К_с и Н_с зависят от климатической зоны и влажности земли, в которой расположена электроустановка. Значения коэффициента К_с и толщина слоя сезонных изменений Н_с приведены в табл. 2.

Таблица 2. Сезонные коэффициенты К_с и толщина слоя

сезонных изменений Н_с

Для расчета заземлителей грозозащиты наиболее тяжелым периодом является период с пониженной влажностью из-за засухи. Поэтому увеличение удельного сопротивления для сезонных изменений при расчете заземлителей грозозащиты следует учитывать только в случае, когда измерения проводились не в период пониженной влажности.

На основании табл. 2 при измерениях в период повышенной и средней влажности сезонные коэффициенты для заземлителей грозозащиты будут:

Климатическая зона I:

- в период повышенной влажности К_с = 7/2,7 = 2,59;

- в период средней влажности К_с = 4/2,7 = 1,48.

Климатическая зона II:

- в период повышенной влажности К_с = 5/1,9 = 2,63;

- в период средней влажности = 2,7/1,9 = 1,42.

Климатическая зона III:

- в период повышенной влажности К_с = 4/1,5 = 2,66;

- в период средней влажности К_с = 2/1,5 = 1,33.

Климатическая зона IV:

- в период повышенной влажности К_с = 2,5/1,1 = 2,27;

- в период средней влажности К_с = 1,4/1,1 = 1,27.