Specifieke elektrische weerstand van de aarde

De bovenste lagen van de aardkorst, waarin de stromen van elektrische installaties kunnen vloeien, worden meestal aarde genoemd. De eigenschap van aarde als stroomgeleider hangt af van haar structuur en de componenten die ze bevat.

De belangrijkste componenten van de aarde - silica, aluminiumoxide, kalksteen, steenkool, enz. — zijn isolatoren, en de geleidbaarheid van de aarde hangt af van de bodemoplossing, dat wil zeggen van het vocht en de zouten die gevangen zitten tussen de niet-geleidende vaste deeltjes van de componenten. De aarde heeft dus een ionische geleidbaarheid, die, in tegenstelling tot de elektronische geleidbaarheid in metalen, groter is elektrische weerstand tegen elektrische stroom.

Het is gebruikelijk om de eigenschappen van de aarde als stroomgeleider te definiëren. specifieke elektrische weerstand ρ, wat de weerstand betekent van een grondkubus met randen van 1 cm. Deze waarde wordt bepaald door de uitdrukking:

ρ = RS / l,

Ohm • cm2 / cm, of Ohm / cm, waarbij R de weerstand (Ohm) is van een bepaald volume grond met een doorsnede C (cm2) en lengte l (cm).

De waarde van de grondweerstand ρ hangt af van de aard van de grond, het vochtgehalte, het gehalte aan basen, zouten en zuren, evenals de temperatuur.

Het bereik van verandering in de effectieve elektrische weerstand van de aarde ρ verschillende bodems is enorm, klei heeft bijvoorbeeld een weerstand van 1 - 50 Ohm- / m, zandsteen 10 - 102 Ohm / m en kwarts 1012 - 1014 Ohm / m Ter vergelijking presenteren we de specifieke elektrische weerstand van de natuurlijke oplossingen die de poriën en scheuren vullen. Zo heeft natuurlijk water, afhankelijk van de daarin opgeloste zouten, een weerstand van 0,07 - 600 Ohm/m, waarvan rivier- en zoet grondwater 60 -300 Ohm/m, en zee en diep water 0,1 - 1 Ohm/m.

Een toename van het gehalte aan opgeloste stoffen in de bodem, het totale vochtgehalte, verdichting van de deeltjes, een temperatuurstijging (als het vochtgehalte niet afneemt) leiden tot een afname van ρ. Olie en olie-impregnering van de grond, evenals bevriezing, verhogen ρ aanzienlijk.

De aarde is heterogeen, bestaande uit verschillende grondlagen met verschillende waarden van ρ. Aanvankelijk waren ze bij het berekenen van aardings- en technische studies gebaseerd op de aanname van de homogeniteit van ρ op de grond in verticale richting. Nu wordt bij het berekenen van geaarde elektroden aangenomen dat de aarde uit twee lagen bestaat: de bovenste met de weerstand ρ1 en de dikte h en de onderste met de weerstand ρ2. Zo'n berekend tweelaags model van de aarde weerspiegelt goed de kenmerken van veranderingen in de diepte van de aarde veroorzaakt door bevriezing en uitdroging van de oppervlaktelaag, evenals de invloed op de p-zone van grondwater.

Analytische berekening van alle factoren die van invloed zijn op de waarde van ρ is moeilijk, daarom wordt de weerstand die voldoet aan de geaccepteerde berekeningsnauwkeurigheid verkregen door directe metingen.

Om de parameters van de elektrische structuur van de aarde te meten - de dikte van de lagen en de weerstand van elke laag - worden momenteel twee methoden aanbevolen: een verticale testelektrode en een verticale elektrische meting. De keuze van de meetmethode hangt af van de eigenschappen van de bodem en de vereiste meetnauwkeurigheid.

Zie ook: Hoe aardingsweerstand te meten

Onderstaande tabel geeft de weerstand weer van de meest voorkomende bodems.

Bodemweerstand Bodemtype Weerstand, Ohm / m Klei 50 Dichte kalksteen 1000-5000 Losse kalksteen 500-1000 Zachte kalksteen 100-300 Graniet en zandsteen afhankelijk van de weersomstandigheden 1500-10000 Verweerd graniet en zandsteen 100-600 Humuslaag 10- 150 Zilte bodems 20 -100 Jurassic mergel 30-40 Mergel en dichte klei 100-200 Mica schalie 800 Kleizand 50-500 Kiezelzand 200-3000 Gelaagde schaliebodems 50-300 Kale rotsbodem 1500-3000 Steenachtige grond bedekt met gras 300-500 Wetlands Van meerdere eenheden tot 30 Natte veengronden 5-100