A föld fajlagos elektromos ellenállása

A földkéreg felső rétegeit, amelyekben az elektromos berendezések áramai folyhatnak, általában földnek nevezik. A föld áramvezető tulajdonsága a felépítésétől és a benne lévő összetevőktől függ.

A föld fő összetevői - szilícium-dioxid, alumínium-oxid, mészkő, szén stb. - szigetelők, és a föld vezetőképessége a talajoldattól, vagyis az alkatrészek nem vezető szilárd részecskéi közé szorult nedvességtől és sóktól függ. Így a föld ionos vezetőképességgel rendelkezik, amely a fémek elektronikus vezetőképességével ellentétben nagyobb elektromos ellenállás az elektromos árammal szemben.

A föld tulajdonságait áramvezetőként szokás meghatározni. fajlagos elektromos ellenállás ρ, ami egy 1 cm élű talajkocka ellenállását jelenti. Ezt az értéket a következő kifejezés határozza meg:

ρ = RS/l,

Ohm • cm2 / cm vagy Ohm / cm, ahol R egy bizonyos térfogatú talaj ellenállása (Ohm), amelynek keresztmetszete C (cm2) és l (cm) hosszú.

A talajellenállás ρ értéke a talaj jellegétől, nedvességtartalmától, bázis-, só- és savtartalmától, valamint hőmérsékletétől függ.

A különböző talajok ρ effektív elektromos ellenállásának változási tartománya óriási, például az agyag ellenállása 1 — 50 Ohm/m, a homokkő 10 — 102 Ohm/m, a kvarc 1012 — 1014 Ohm/m. Összehasonlításképpen bemutatjuk a pórusokat és repedéseket kitöltő természetes oldatok fajlagos elektromos ellenállását. Például a természetes vizek ellenállása a bennük oldott sóktól függően 0,07-600 Ohm/m, ebből a folyó és az édes talajvíz 60-300 Ohm/m, a tengeri és mélyvizek pedig 0,1-1 Ohm/m.

A talaj oldott anyagtartalmának növekedése, a teljes nedvességtartalom, részecskéinek tömörödése, a hőmérséklet emelkedése (ha a nedvességtartalom nem csökken) a ρ csökkenéséhez vezet. A talaj olajos és olajos impregnálása, valamint a fagyás jelentősen növeli a ρ-t.

A föld heterogén, több talajrétegből áll, különböző ρ értékekkel. Kezdetben a földelési és mérnöki tanulmányok számításánál a ρ talajon lévő függőleges irányú homogenitásának feltételezését vették alapul. A földelt elektródák kiszámításakor feltételezzük, hogy a föld két rétegből áll: a felső ρ1 ellenállású és h vastagságú, az alsó pedig ρ2 ellenállású. A földkút egy ilyen számított kétrétegű modellje tükrözi a felszíni réteg fagyása és kiszáradása által a föld mélységében bekövetkező változások sajátosságait, valamint a talajvíz p zónájára gyakorolt ​​hatást.

A ρ értékét befolyásoló összes tényező analitikus kiszámítása nehézkes, ezért az elfogadott számítási pontosságnak megfelelő ellenállást közvetlen méréssel kapjuk meg.

A föld elektromos szerkezetének paramétereinek – a rétegek vastagságának és az egyes rétegek ellenállásának – mérésére jelenleg két módszer javasolt: egy függőleges tesztelektróda és egy függőleges elektromos mérés. A mérési módszer megválasztása a talaj jellemzőitől és a szükséges mérési pontosságtól függ.

Lásd még: Hogyan mérjük a földelési ellenállást

Az alábbi táblázat a leggyakoribb talajok ellenállását mutatja.

Talajellenállás Talajtípus Ellenállás, Ohm / m Agyag 50 Sűrű mészkő 1000-5000 Laza mészkő 500-1000 Lágy mészkő 100-300 Gránit és homokkő időjárástól függően 1500-10000 Viharos gránit és homokkő talaj 100-600 t Humusz -100 jura márga 30-40 márga és sűrű agyag 100-200 csillámpala 800 agyagos homok 50-500 kvarchomok 200-3000 réteges palatalaj 50-300 csupasz sziklás talaj 1500-3000 köves talajból 30 legelővel borított egység 30-ig Nedves tőzeges talajok 5-100