Maanduse elektriline eritakistus

Maakoore ülemisi kihte, milles saavad voolata elektripaigaldiste voolud, nimetatakse tavaliselt maaks. Maa omadus voolujuhina sõltub selle struktuurist ja selles sisalduvatest komponentidest.

Maa põhikomponendid - ränidioksiid, alumiiniumoksiid, lubjakivi, kivisüsi jne. — on isolaatorid ja maapinna juhtivus sõltub pinnase lahusest, st niiskust ja sooladest, mis on kinni jäänud komponentide mittejuhtivate tahkete osakeste vahele. Seega on maa ioonjuhtivus, mis erinevalt metallide elektroonilisest juhtivusest on suurem elektriline takistus elektrivoolule.

Maa kui voolujuhi omadused on tavaks määratleda. spetsiifiline elektritakistus ρ, mis tähendab 1 cm servadega pinnase kuubi takistust. See väärtus määratakse avaldisega:

ρ = RS / l,

Ohm • cm2 / cm või Ohm / cm, kus R on teatud ruumala pinnase takistus (Ohm) ristlõikega C (cm2) ja pikkusega l (cm).

Pinnase takistuse ρ väärtus oleneb pinnase iseloomust, niiskusesisaldusest, aluste, soolade ja hapete sisaldusest, samuti temperatuurist.

Erinevate muldade ρ efektiivse elektritakistuse muutuste ulatus on tohutu, näiteks savi takistus on 1 — 50 oomi/m, liivakivi 10 — 102 oomi/m ja kvarts 1012 — 1014 oomi/m. Võrdluseks toome poore ja pragusid täitvate looduslike lahuste elektrilise eritakistuse. Näiteks looduslike veekogude takistus on olenevalt neis lahustunud sooladest 0,07–600 oomi / m, millest jõe ja mage põhjavesi 60–300 oomi ning mere- ja süvavesi 0,1–1 oomi / m.

Pinnases lahustunud ainete sisalduse suurenemine, koguniiskusesisaldus, selle osakeste tihenemine, temperatuuri tõus (kui niiskusesisaldus ei vähene) põhjustavad ρ vähenemist. Mulla õli ja õli immutamine, samuti külmutamine suurendavad oluliselt ρ.

Maa on heterogeenne, mis koosneb mitmest pinnasekihist, mille ρ väärtus on erinev. Algselt lähtuti maandus- ja inseneriuuringute arvutamisel ρ homogeensuse eeldusest maapinnal vertikaalsuunas. Nüüd maandatud elektroodide arvutamisel eeldatakse, et maandus koosneb kahest kihist: ülemisest takistusega ρ1 ja paksusest h ning alumisest takistusega ρ2. Selline arvutuslik kahekihiline maakaevu mudel peegeldab pinnakihi külmumisest ja kuivamisest põhjustatud maa sügavuse muutuste tunnuseid, samuti mõju põhjavee p-tsoonile.

Kõigi ρ väärtust mõjutavate tegurite analüütiline arvutamine on keeruline, seetõttu saadakse aktsepteeritud arvutustäpsusele vastav takistus otsemõõtmistel.

Maa elektrilise struktuuri parameetrite — kihtide paksuse ja iga kihi takistuse — mõõtmiseks soovitatakse praegu kasutada kahte meetodit: vertikaalset katseelektroodi ja vertikaalset elektrimõõtmist. Mõõtmismeetodi valik sõltub pinnase omadustest ja nõutavast mõõtetäpsusest.

Vaata ka: Kuidas mõõta maandustakistust

Allolev tabel näitab enamlevinud muldade vastupidavust.

Pinnase vastupidavus Pinnase tüüp Vastupidavus, Ohm / m Savi 50 Tihe lubjakivi 1000-5000 Lahtine lubjakivi 500-1000 Pehme lubjakivi 100-300 Graniit ja liivakivi sõltuvalt ilmastikuoludest 1500-10000 Ilmastikutingimustes kulunud graniit ja liivakivi muld 100-600 kiht Humus 100-6000 -100 juura mergelid 30-40 mergel ja tihe savi 100-200 vilgukivi 800 saviliiv 50-500 räniliiv 200-3000 kihilised põlevkivimullad 50-300 paljas kivine pinnas 1500-3000 kivine pinnas 300-rohumaaga kaetud ühikut kuni 30 Märjad turbamullad 5-100