Расчет удельного сопротивления грунта: Руководство Руководство по проектированию, строительству и эксплуатации заземлений в установках проводной связи и радиотрансляционных узлов — Мир Антенн

Содержание

Почвы: характеристики и карты

Грунт	Удельное сопротивление, среднее значение (Ом x м)
Базальт	2 000
Бетон	40 — 1 000
Вода
Вода морская	0,2
Вода прудовая	40
Вода равнинной реки	50
Вода грунтовая	20 — 60
Вечномёрзлый грунт (многолетнемёрзлый грунт)
Вечномёрзлый грунт — талый слой (у поверхности летом)	500 — 1000
Вечномёрзлый грунт (суглинок)	20 000
Вечномёрзлый грунт (песок)	50 000
Глина
Глина влажная	20
Глина полутвёрдая	60
Гнейс разложившийся	275
Гравий
Гравий глинистый, неоднородный	300
Гравий однородный	800
Гранит	1 100 — 22 000
Графитовая крошка	0,1 — 2
Дресва (мелкий щебень/крупный песок)	5 500
Зола, пепел	40
Известняк поверхностный	3 000 — 5 000
Ил	30
Каменный уголь	150
Кварц	15 000
Кокс	2,5
Лёсс (желтозем)	250
Мел	60
Мергель
Мергель обычный	150
Мергель глинистый (50 — 75% глинистых частиц)	50
Песок
Песок, сильно увлажненный грунтовыми водами	10 — 60
Песок, умеренно увлажненный	60 — 130
Песок влажный	130 — 400
Песок слегка влажный	400 — 1 500
Песок сухой	1 500 — 4 200
Супесь (супесок)	150
Песчаник	1 000
Садовая земля	40
Солончак	20
Суглинок
Суглинок, сильно увлажненный грунтовыми водами	10 — 60
Суглинок полутвердый, лесовидный	100
Суглинок при температуре –5 °C	150
Супесь (супесок)	150
Сланец графитовый	55
Супесь (супесок)	150
Торф
Торф при температуре 10 °C	25
Торф при температуре 0 °C	50
Чернозём	60
Щебень
Щебень мокрый	3 000
Щебень сухой	5 000

Зачем нужно знать удельное сопротивление грунта для заземления?

Удельное сопротивление грунта измеряется перед монтажом защитного или функционального контура заземления. Зачем это делать и что дают результаты измерения удельного сопротивления грунтов.

Основное влияние на величину сопротивления заземлителей оказывает верхний слой грунта на глубине до 25 м, поэтому при расчете и устройстве заземлений необходимо знать его удельное сопротивление. Наиболее важными факторами, влияющими на величину удельного сопротивления грунта, являются влажность и температура.На рисунках ниже приведены зависимости удельного сопротивления глины в зависимости от влажности и температуры:

В течение года в связи с изменением атмосферных и климатических условий содержание влаги в грунте и его температура изменяются, а следовательно, изменяется и удельное сопротивление. Наиболее резкие колебания удельного сопротивления наблюдаются в верхних слоях земли, которые зимой промерзают, а летом высыхают. Из данных измерений следует, что при понижении температуры воздуха от 0 до -10 °С удельное сопротивление грунта на глубине 0,3 м

увеличивается в 10 раз, а на глубине 0,5 м — в 3 раза.

В реальных условиях земля имеет многослойное строение, однако для практических расчетов достаточно представлять землю в виде двухслойной структуры. Во многих случаях удельное сопротивление нижнего слоя ниже сопротивления верхнего слоя, поэтому целесообразно использование заглубленных (от 5 до 10 м) и глубинных (свыше 10 м) заземлителей, что приводит к существенной экономии средств, труда и материалов.
Расчетное сопротивление вертикального заземлителя, начинающегося от поверхности земли при двухслойном ее строении, определяется по формуле:

где к = ( r₂ — r₁ )/( r₂ + r₁ ) — коэффициент неоднородности; r₁ — удельное сопротивление верхнего слоя, ом ? м; r₂ — удельное сопротивление нижнего слоя, Ом ? м; h - глубина верхнего слоя, м; l — длина заземлителя, м; d - диаметр заземлителя, м.

Для приблизительного расчета контура заземления можно применять средние удельные сопротивления разных грунтов:

Мы предлагаем монтаж контура заземления и продаем элементы системы заземления по Киеве, Днепропетровске, Одессе, Виннице, Житомире,Днепре, Харькове, Полтаве.Доставка в любой город Украины.

Звоните, по телефонам указанным в разделе Контакты , будем рады помочь Вам.
Вернутся назад

Расчет заземления -Статьи

Расчет заземления (расчет сопротивления заземления) для одиночного глубинного заземлителя на основе модульного заземления производится как расчет обычного вертикального заземлителя из металлического стержня диаметром 14,2 мм.

Формула расчета сопротивления заземления одиночного вертикального заземлителя:

Для готовых комплектов модульного заземления ZANDZ формула расчета сопротивления упрощается до вида:

— для комплекта ZZ-000-015
— для комплекта ZZ-000-030

Для расчета взяты следующие величины:
L = 15 (30) метров
d = 0,014 метра = 14 мм
T = 8 (15,5) метров: с учетом заглубления электрода на глубине 0,5 метра

Расчет заземления: практические данные

Стоит обратить внимание на тот факт, что получаемые практически результаты ВСЕГДА отличаются от теоретических расчетов заземления.

В случае глубинного / модульного заземления — разница связана с тем, что в формуле расчета чаще всего используется НЕИЗМЕННОЕ ОЦЕНОЧНОЕ удельное сопротивление грунта НА ВСЕЙ глубине электрода. Хотя в реальности, такого никогда не наблюдается.

Даже если характер грунта не меняется — его удельное сопротивление уменьшается с глубиной: грунт становится более плотным, более влажным; на глубине от 5 метров часто находятся водоносные слои.

Фактически, получаемое сопротивление заземления будет ниже расчетного в разы (в 90% случаев получается сопротивление заземления в 2-3 раза меньше).

Расчет заземления в виде нескольких электродов

Расчет заземления (расчет сопротивления заземления) для нескольких электродов модульного заземления производится как расчет параллельно-соединенных одиночных заземлителей.

Формула расчета с учетом взаимного влияния электродов — коэффициента использования:

Вклад соединительного заземляющего проводника здесь не учитывается.

Расчет необходимого количества заземляющих электродов

Проведя обратное вычисление получим формулу расчета количества электродов для необходимой величины итогового сопротивления сопротивления (R):

Вклад соединительного заземляющего проводника здесь не учитывается.

Расстояние между заземляющими электродами

При многоэлектродной конфигурации заземлителя на итоговое сопротивление заземления начинает оказывать свое влияние еще один фактор — расстояние между заземляющими электродами. В формулах расчета заземления этот фактор описывается величиной «коэффициент использования».

Для модульного и электролитического заземления этим коэффициентом можно пренебречь (т.е. его величина равна 1) при соблюдении определенного расстояния между заземляющими электродами:

не менее глубины погружения электродов — для модульного
не менее 7 метров — для электролитического

Соединение электродов в заземлитель

Для соединения заземляющих электродов между собой и с объектом в качестве заземляющего проводника используется медная катанка или стальная полоса.

Сечение проводника часто выбирается — 50 мм² для меди и 150 мм² для стали. Распространено использование обычной стальной полосы 5*30 мм.

Для частного дома без молниеприемников достаточно медного провода сечением16-25 мм².

Удельное электрическое сопротивление грунта: определение вида исследования

Определение удельного электросопротивления грунтов – это один из ключевых видов исследований, который является элементом комплексных геологических изысканий и позволяет характеризовать способность исследуемого грунта препятствовать прохождению электротока.

Измерение уровня удельного электросопротивления грунтов необходимо для:

Определения степени вероятности возникновения опасных техногенных процессов (например, коррозии).
Уточнения параметров расчета и проектирования заземляющих устройств (например, при прокладке трубопровода).
Установления соответствия основной электрической характеристики конкретного грунта установленным нормам (сопротивление растеканию электротока с заземлителя).

Что включается в себя процесс исследования

Удельное электрическое сопротивление измеряется по специальной методике, учитывая заданный интервал. В некоторых случаях, при значительном превышении уровня грунтовых вод глубины закладки фундамента, проба должна иметь гораздо меньший объем.

В лабораторных условиях удельное электросопротивление рассчитывается по специальным формулам, а полученные в результате расчетов данные вписываются в протокол исследования. Для получения развернутых и детальных сведений о геологии исследуемого участка должно провести весь комплекс исследовательских работ как в полевых, так и в лабораторных условиях.

Геология участков бывает чрезвычайно сложной, вплоть до непредсказуемости. Качественное проведение всех необходимых мероприятий по исследованию свойств грунтов и характеристик природных вод возможно лишь с привлечением профессионалов, имеющих в своем арсенале специальное оборудование.

Чтобы предотвратить возникновение неприятных последствий в виде смещений, подтоплений или даже разрушений строений, необходимо со всей ответственностью подходить к расчетам фундамента и разработке проекта строительства, в том числе учитывая показатели удельного электрического сопротивления грунтов.

Сопротивление грунта удельно — Справочник химика 21

Измерение удельного электрического сопротивления грунта производят с целью получения необходимых дан- [c.53]
Схемы измерения удельного электрического сопротивления грунта приборами М-416 и МС-08 аналогичны (см. рис. 19). [c.68]

ПОЛЕВОЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА [c.53]

Прибор МС-08 предназначен для измерения удельного электрического сопротивления грунта.

[c.67]

Эффективность протекторной защиты значительно снижается с увеличением удельного сопротивления грунта. Удельное сопротивление и его стабильность зависят от глубины установки протектора, поэтому протекторы желательно устанавливать по возможности глубже, причем они могут устанавливаться как в вертикальном, так и в горизонтальном положениях. При больших удельных сопротивлениях грунта уменьшается КПД и увеличивается стоимость защиты. Вследствие этого протекторную [c.132]

Целесообразно применять заземлители, для которых 1, Ниже приведены предельные длины /пр (в м) горизонтальных заземлителей, гарантирующих а. 1 при разных удельных сопротивлениях грунта р (в Ом-м). [c.430]

Значения коэффициента импульса а при разных удельных сопротивлениях грунта р (в Ом-м) приведены ниже (цифры в числителе относятся к комбинированным заземлителям, в знаменателе — к вертикальным заземли-телям)

[c.430]

Вывод уравнения для определения удельного электрического сопротивления грунта методом четырех электродов………………411 [c.10]

Согласно исследованиям, проведенным Национальной физической лабораторией в Великобритании, агрессивность почвы по отношению к черным металлам можно оценить, измеряя сопротивление грунта и потенциал платинового электрода в грунте по отношению к насыщенному каломельному электроду сравнения [8]. Почвы, имеющие низкое удельное сопротивление (потенциал которых при pH = 7 был низким (собой хорошую среду для существования сульфатвосстанавливающих бактерий, а значит, также агрессивны. В случаях, не относящихся к этим двум, критерием агрессивности служит влагосодержание грунты, содержащие более 20 % воды, агрессивны.

[c.183]

ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА [c.213]

Рг — удельное сопротивление грунта [c.63]

Коррозионную активность грунтов по отношению к углеродистой стали подземных металлических сооружений оценивают по удельному электрическому сопротивлению грунта, потере массы образцов и плотности поляризующего тока. [c.53]

При противокоррозионной защите днищ вертикальных стальных резервуаров одиночными протекторными установками, установленными в грунт (рис. 46), основной задачей является определение числа протекторов и срока их службы. В основу расчета положено достижение плотностью тока в цепи протектор—резервуар защитной величины, которая выбирается в зависимости от переходного сопротивления изоляции днища и удельного электрического сопротивления грунтов (табл.

24). [c.160]

При помощи двух других электродов М N определяют разность потенциалов в созданном электрическом поле. Зная разность потенциалов А V (в В) и силу тока / (в А), можно найти величину кажущегося удельного электрического сопротивления грунта (в Ом-м) [c.54]

Измерение удельного электрического сопротивления грунта рекомендуется производить с помощью симметричной четырехзлектродной установки (четырехэлектродный метод). Данный метод основан на определении кажущегося сопротивления почвы в общем слое до глубины заложения трубопровода. Для этого по одной линии над трубопроводом забивают в грунт четыре электрода (рис. 16). Между крайними электродами А В включают источник постоянного тока, в качестве которого можно использовать аккумуляторную батарею напряжением 80 В. Возникающее между электродами А и В электрическое поле распространяется в земле на глубину, зависящую от расстояния между электродами.

Рекомендуемое расстояние между питающими электродами А и В находится в следующих пределах [c.54]

Потенциометр ЭП-1М работает по компенсационной схеме. Измерение удельного электрического сопротивления грунта осуществляют методом амперметра-вольтметра. В качестве измерительного прибора используют гальванометр магнитоэлектрической системы с нулевым отсчетом. [c.68]

При измерениях удельного электрического сопротивления грунта прибором МС-08 (или МС-07) необходимо помнить о том, что на токовых клеммах /[ и создается высокое напряжение 1000 В), поэтому прикосновение к оголенным проводам, подсоединенным к прибору,. может привести к поражению током. Собирать или разбирать измерительную схему при вращении ручки генератора запрещается. Схему следует выполнять изолированным проводом. [c.74]

При выборе типов и конструкций противокоррозионных покрытий трубопроводов необходимо руководствоваться следующим положением независимо от величины удельного электрического сопротивления грунтов усиленный тип изоляции применяется при прокладке трубопроводов диаметром 1020 мм и более и на всех трубопроводах при прокладке их [c. 87]

Оптимальным расстоянием между анодным заземлением и трубопроводом будет такое расстояние, при кото-эом приведенные годовые расходы на эксплуатацию и сооружение катодной защиты будут минимальными. Проведенные расчеты для различных вариантов катодной защиты магистральных трубопроводов показывают, что удаление анодного заземления зависит от диаметра трубопровода, состояния его изоляционного покрытия и удельного электрического сопротивления грунтов. Так, о увеличением удельного электрического сопротивления грунта от 5 до 100 Ом-м оптимальное удаление анодного заземления от магистрального трубопровода диаметром 1020 м увеличивается от 80 до 355 м. Такое удаление анодного заземления соответствует переходному сопротивлению труба — грунт 7000 Ом м При снижении защитных свойств изоляционного покрытия ( пер=450 Ом-м ) эти расстояния составляют соответственно 110 и 575 м. [c.139]

К факторам, определяющим коррозионность грунтов по отношению к стали, относятся типы грунтов состав и концентрация веществ, находящихся в грунте содержание влаги (влажность) скорость проникновения воздуха в грунт структура грунта температура и удельное сопротивление грунта наличие в грунте бактерий, активизирующих коррозионные процессы. [c.10]

Удельное электрическое сопротивление грунтов зависит не только от их природы и степени влажности, но и от процентного содержания минералов, химического состава и концентрации солей, растворенных в воде, а также от температуры, от формы и размера частиц грунта и их структуры. [c.12]

При прочих равных условиях удельное сопротивление грунтов значительно уменьшается при увеличении их влажности. С повышением температуры удельное сопротивление грунтов обычно уменьшается. Однако это наблюдается лишь при условии, что влажность грунтов не уменьшается. [c.12]

Таким образом, удельное электрическое сопротивление грунтов зависит от совокупности факторов и изменяется ь течение года в широких пределах. [c.12]

Здесь 81 — площадь г-го дефекта, м р — удельное сопротивление грунта, Ом-м. [c.72]

При небольших строительных дефектах, при 8[ низких значениях удельного сопротивления грунта р 20 Ом м переходное сопротивление согласно (4.27) определяется сопротивлением изоляционного покрытия [c.72]

Сопротивление защитного заземления состоит из сопротивления заземляющих проводов и заземлителей е сопротивления растеканию тока в земле. Сопротивление растеканию тока в земле определяется удельным сопротивлением грунта. Удельное сопротивление грунта и следовательно, сопротивление заземлителей в целом зависят от структуры грунта, содержания в нем влаги растворимых веществ (солей). Величина удельного со противления грунта сильно колеблется в течение года так как температура и влажность влияют на состояние верхних слоев почвы. Расчеты заземлений основываютс на предварительных измерениях удельных сопротивле ний грунта. [c.168]

Для измерения сопротивления заземляющих устройств, измерения удельного сопротивления грунта применяют измерители сопротивления типа МС-08. Измерение основано на методе амперметра-вольтметра, реали- [c.49]

Удельное сопротивление грунта можно измерить с помощью четырех электродов, расположенных по прямой линии на равном расстоя1 и (рис. 11.4). Постоянный ток / из батареи течет через два внешних металлических электрода, одновременно с этим измеряется разность потенциалов между двумя внутренними электродами сравнения (например, Си — СиЗО . Обычно измерения повторяют, меняя направление тока, чтобы избежать влияния блуждающих токов. Тогда [c.213]

Все расчётные форлулы выведены из предположения, что грунт является однородным, изоляция равномерная и без дсгТектов. Па боль-шее влияние на точность расчётов оказывают величина удельного сопротивления грунта и величина сопротивления (проводимости) [c.62]

Для расчета зоны действия катодных установок при электрозащите магистральных трубопроводов необходимо знать среднее значение удельного электрического сопротивления грунтов по трассе проектируемого трубопровода. Исследованиями М. В. Кузнецова и П. И. Ту-гунова доказано, что интервал между смежными точками измерения можно увеличить до 2—4 км. При этом погрешность определения среднего удельного электрического сопротивления грунтов не превышает 10%. [c.54]

Полевой электроразведочный потенциометр ЭП-1М предназначен для измерения напряжений и токов, а также почвенных потенциалов и токов, удельного элек1ри-ческого сопротивления грунта. [c.68]

Переходное опротисление изоляции, Ом м Удельное электрическое сопротивление грунта. Ом м [c.160]

Удельное эле1 трическое сопротивление грунтов увеличивается при падении их температуры ниже нуля. Однако ято увеличение происходит медленно, поскольку процесс вымерзавия вод постепенный. [c.12]

Методика измерение сопротивления заземляющих устройств — Методики испытаний / Документы — Электротехническая лаборатория, г.Ханты-Мансийск

1. Вводная часть.

1.1 Область применения.

Настоящий документ устанавливает методику выполнения измерения сопротивления заземляющих устройств и возможность их дальнейшей эксплуатации согласно ПУЭ п. 1.8.39., а также измерения удельного сопротивления грунта.

1.2. Определяемые характеристики и условия измерений.

1.2.1. Определяемые характеристики:

— сопротивление заземляющих устройств;

— удельное сопротивление грунта;

— активное сопротивление.

1.2.2. Условия измерений.

Измерения допускается проводить при температуре окружающей среды от — 25 до +55°С и относительной влажности до 90% при 30°С.

1.2.3. Для правильной оценки качества заземляющих устройств измерение их сопротивления рекомендуется проводить в период наименьшей проводимости грунта: зимой — при наибольшем его промерзании, летом — при наибольшем просыхании. Для учета состояния земли, во время измерения применяют один из коэффициентов, приведенных в табл.2. При разветвленной заземляющей сети измерения производят раздельно: сопротивления заземлителей и сопротивления заземляющих проводников, т.е. металлической связи корпусов электрооборудования с контуром заземления.

2. Средства измерений.

2.1.При выполнении измерений применяют следующие средства измерений:

2.1.1. Прибор М416, имеет четыре диапазона измерения:

0,1 -10 Ом;

0,5 -50 Ом;

2-200 Ом;

10 — 1000 Ом.

Основная погрешность прибора не превышает ±[5+ (N/Rх-1)] в процентах от измеряемой величины при сопротивлениях вспомогательного заземлителя и зонда не более:

500 Ом в диапазоне 0,1 — 10 Ом;

1000 Ом в диапазоне 0,5 — 50 Ом;

2500 Ом в диапазоне 2 — 200 Ом;

5000 Ом в диапазоне 10-1000 Ом.

2.2. Прибор Ф4103-М1. Класс точности 4,0 на диапазоне 0-0,3 Ом и 2,5 на остальных диапазонах. Пределы допускаемой основной приведенной погрешности ± 4% на диапазоне 0 — 0,3 Ом и ± 2,5% на остальных диапазонах от конечного значения диапазона измерения.

3. Характеристики погрешности измерений.

3.1. Методика расчета погрешности измерителя Ф4103-М1.

3.1.1. Класс точности 4.0 на диапазоне 0-0.3 Ом и 2.5 на остальных диапазонах.

3.1.2. Время установления показания в положении ИЗМ 1 не более 6с, в положении ИЗМ II не более 30с.

3.1.3. Нормальные условия применения измерителя приведены в разделе 8 паспорта прибора.

3.1.4. Пределы допускаемой основной приведённой погрешности +4% на диапазоне 0-3 Ом и + 2,5% на остальных диапазонах от конечного значения диапазона измерения

3.1.5. Пределы допускаемой вариации показаний равны пределам допускаемой основной погрешности.

3.1.6. Пределы допускаемой дополнительной погрешности, вызванной воздействием помех, равны:

половине значения допускаемой основной погрешности при воздействии переменного тока синусоидальной формы частотой 50 Гц и её гармоник напряжением до 3 В на диапазоне 0-0.3 Ом и до 7 В на остальных диапазонах;

удвоенному значению допускаемой основной погрешности при воздействии скачкообразных изменений амплитуды однополярных импульсов напряжением от 0 до 1 В, частотой 50 Гц, скважностью 2;

значению допускаемой основной погрешности при воздействии высокочастотных радиопомех напряжением до 0.3 В.

3.1.7. Пределы допускаемой дополнительной погрешности, вызванной индуктивной составляющей измеряемого сопротивления с постоянной времени не более 0.0001 с, равны удвоенным значениям допускаемой основной погрешности.

3.1.8. Пределы допускаемой дополнительной погрешности, вызванной изменением напряжения питания на плюс 3 В и минус 0.5 В от минимального значения (12В) равны значениям допускаемой основной погрешности.

3.1.9. Пределы допускаемой дополнительной погрешности, вызванной воздействием переменного магнитного поля частотой 50 Гц напряжённостью до 400 А/м, равны значениям допускаемой основной погрешности.

3.1.10. Пределы допускаемой дополнительной погрешности, вызванные отклонением измерителя от горизонтального положения на угол 10 ° равны пределам допускаемой основной погрешности.

3.1.11. Пределы допускаемой дополнительной ‘погрешности, вызванной изменением температуры окружающего воздуха равны пределам допускаемой основной погрешности на каждые 10° С изменения температуры.

3.1.12. Пределы допускаемой дополнительной погрешности вызванной воздействием повышенной влажности воздуха равны удвоенным значениям пределов допускаемой основной погрешности.

3.1.13. Приведённая погрешность измерения D в общем случае вычисляется по формуле (1)

(1)

где Dо — предел допускаемой основной приведённой погрешности;

Dcn — предел допускаемой дополнительной приведённой погрешности от n-го воздействующего фактора.

3.1.14. Перед проведением измерений необходимо по возможности уменьшить количество факторов, вызывающих дополнительную погрешность, например, устанавливать измеритель практически горизонтально, вдали от мощных силовых трансформаторов, использовать источник питания напряжением (12+0.25) В, индуктивную составляющую учитывать только для контуров, сопротивление которых меньше 0.5 Ом, определять наличие помех и т.п.

ПРИМЕЧАНИЕ. Помехи переменного тока выявляются по качаниям в режиме ИЗМ II, стрелки при вращении ручки ПДСТ 1.Г.

Помехи импульсного (скачкообразного характера) и высокочастотные радиопомехи выявляются по постоянным непериодическим колебаниям стрелки.

3.2. Методика расчета погрешности измерителя М 416.

3.2.1.Основная погрешность прибора М416 не превышает величины ±[5+(N/Rх — 1)] в процентах от измеряемой величины при сопротивлениях вспомогательного заземлителя и зонда не более:

500 Ом в диапазоне 0,1 — 10 Ом;

1000 Ом в диапазоне 0,5 — 50 Ом;

2500 Ом в диапазоне 2 — 200 Ом;

5000 Ом в диапазоне 10-1000 Ом.

3.2.2. Проверка основной погрешности производится в нормальных условиях на всех оцифрованных отметках остальных диапазонов.

3.2.3.Погрешность определяется путем сравнения показаний прибора с известными сопротивлениями, включенными согласно рис.1.

Рис. 1.

где R1 — магазин сопротивлений класса 0,2;

R2, RЗ сопротивления вспомогательного заземлителя и зонда, величины которых для каждого диапазона выбирается согласно таблице 1:

Таблица 1.

Диапазон измерения, Ом	Величина сопротивления, Ом
R1	R2	RЗ
0,1-10	0,1-10	500 ±25	1000 ±50
0,5-50	0,5-50	1000 ±50	2500 ± 25
2-200	2-200	2500 ±125	500 ±25
10-1000	10-1000	5000 ±250	5000 ±250

3.2.4.Поверку основной погрешности производить в следующем порядке:

а)переключатель установите в положение, соответствующее поверяемому диапазону:

б)вращая ручку «РЕОХОРД», установите соответствующую оцифрованную отметку (с учетом множителя ) против риски;

в)нажмите кнопку и подбором величины сопротивления на магазине К.1 установите стрелку индикатора на нулевую отметку.

По разности между показанием шкалы реохорда (с учетом множителя) и величиной сопротивления КЛ определите основную погрешность.

4. Метод измерения.

Измерение основано на компенсационном методе с применением вспомогательного заземлителя и зонда.

4.1. Методические указания при работе с измерителем Ф4103-М1.

4.1.1. Описание измерителя Ф4103-М1 и подготовка его к работе.

Измеритель выполнен в пластмассовом корпусе, имеющем съемную крышку и ремень для переноски. Съемная крышка в снятом состоянии может быть закреплена на боковой стенке корпуса. В нижней части корпуса имеется отсек для размещения сухих элементов. На лицевой панели расположены отсчетное устройство, зажимы для подключения токовых и потенциальных электродов, органы управления, розетка для подключения внешнего источника тока.

4.1.2. Установить сухие элементы в отсек питания с соблюдением полярности. При отсутствии их подключить измеритель к внешнему источнику с помощью шнура питания.

4.1.3. Установить измеритель на ровной поверхности и снять крышку, при необходимости закрепить её на боковой поверхности корпуса.

4.1.4. Проверить напряжение источника питания. Для этого закоротить зажимы Т1, Г11, П2, Т2, установить переключатели в положения КЛБ и «0.3»‘, а ручку КЛБ — в крайнее правое положение. Нажать кнопку ИЗМ. Если при этом лампа КП не загорается, напряжение питания в норме.

4.1.5. Проверить работоспособность измерителя. Для этого, в положении КЛБ переключателя, установить ноль ручкой УСТО, нажать кнопку ИЗМ, ручкой КЛБ установить стрелку на отметку «30».

ВНИМАНИЕ! Не забывайте устанавливать переключатель в положение ОТКЛ после окончания работ для предотвращения разряда внутреннего источника питания. Для блокировки включения измерителя закрывайте крышку!

4.1.6. После пребывания измерителя, в предельных температурных условиях

(-50°С; +55°С) или длительной повышенной влажности (95% при 30°С) время выдержки в нормальных условиях не менее, соответственно 3 ч и 23 ч.

4.2. Последовательность проведения работ измерителем Ф4103-М1

4.2.1. Измерение сопротивления заземляющих устройств.

4.2.1.1. Измерение сопротивления заземляющих устройств ЗУ выполнять по схеме, приведённой на рис.2.

Рис.2.

4.2.1.2.Направление разноса электродов Rп1 и Rт1 выбирать так чтобы соединительные провода не проходили вблизи металлоконструкций и параллельно трассе ЛЭП (линий электропередач). При этом расстояние между токовым и потенциальным проводами должно быть не менее 1 м. Присоединение проводов к ЗУ выполнять на одной металлоконструкции, выбирая места — подключения на расстоянии (0.2-0.4) м друг от друга.

4.2.1.3.Измерительные электроды размещать по однолучевой или двухлучевой схеме. Токовый электрод (К.т1) установить на расстоянии 1 зт =2Д (предпочтительно 1зт =ЗД) от края испытуемого устройства (Д — наибольшая диагональ заземляющего устройства), а потенциальный электрод (Кп1) — поочерёдно на расстояниях (0.2; 0.3; 0.4; 0.5; 0.6; 0.7; 0.8) 1зт.

4.2.1.4.Измерения сопротивления заземляющих устройств проводить при установке потенциального электрода в каждой из указанных точек. По данным измерений построить кривую «б» зависимости сопротивления ЗУ от расстояния потенциального электрода до заземляющего устройства. Пример такого построения приводится на рис.3.

Рис.3.

1зт — расстояние от края заземляющего устройства до токового электрода.

4.2.1.5.Полученную кривую «б» сравнить с кривой «а», если кривая «б’; имеет монотонный характер (такой же, как у кривой «а») и значения сопротивлений ЗУ, измеренные при положениях потенциального электрода на расстояниях 0.4 1зт и 0.6 1зт, отличаются не более, чем на 10%, то места забивки электродов выбраны правильно и за сопротивление ЗУ принимается значение, полученное при расположении потенциального электрода на расстоянии 0.5 1 зт.

4.2.1.6. Если кривая «б» отличается от кривой «а» (не имеет монотонного характера, см. рис.3), что может быть следствием влияния подземных или наземных металлоконструкций, то измерения повторить при расположении токового электрода в другом направлении от заземляющего устройства.

4.2.1.7.Если значения сопротивления ЗУ, измеренные при положениях потенциального электрода на расстоянии 0.4 1зт и 0.6 1зт, отличаются более, чем на 10%, то повторить измерения сопротивления ЗУ при увеличенном в 1.5 — 2 раза расстоянии от ЗУ до токового электрода.

4.2.1.8. Измерения проводить в следующей последовательности.

4.2.1.9. Проверить напряжение источника питания по п.4.1.4.

4.2.1.10. Подключить провода от Кп1 и ЗУ соответственно к зажимам 111 и 112 (рис.1).

4.2.1.1 1. Проверить уровень помех в поверяемой цепи. Для этого установить переключатели в положение ИЗМ II и «0.3» и нажать кнопку ИЗМ. Если лампа КПм не загорается, то уровень помех не превышает допустимый и измерения можно проводить. Если лампа КПм загорается — уровень помех превышает допустимый для диапазона 0-0.3 Ом (3 В) и необходимо перейти на диапазон 0-1 Ом, где допустимый уровень помех 7 В. Если в этом случае лампа не загорается, можно проводить измерения, на всех диапазонах (кроме 0-0.3 Ом).

ВНИМАНИЕ! Запрещается подключать провода к зажимам Т1, Т2 проводить измерения, если лампа КПм загорается на диапазоне 0-1 Ом, во избежание выхода

измерителя из строя. При кратковременном повышении уровня помех выше допустимого провести повторный контроль по истечении некоторого времени.

Рис.4

4.2.1.12. Измерение сопротивления потенциального электрода по двухзажимной схеме (рис.4). Для этого установить диапазон измерения, ориентировочно соответствующий измеряемому сопротивлению электрода, затем установить ноль и откалибровать измеритель. Перевести переключатель в положение ИЗМ II и отсчитать значение сопротивления. Если оно превышает допустимое значение сопротивления. Если оно превышает допустимое значение, указанное в табл.2 для выбранного диапазона измерения, его необходимо уменьшить.

4.2.1.13.Подключить измеритель в схему измерения в соответствии с рис.2.

4.2.1.14.Установить необходимый диапазон измерений, затем провести установку нуля и калибровку. Если при проведении калибровки стрелка находится левее отметки «30» — уменьшить сопротивление токового электрода, либо провести измерение по п.4.5. Перевести переключатель РОД РАБОТ в положение ИЗМ II и отсчитать значения сопротивления. Если стрелка под воздействием помех совершает колебательные движения, устранить их вращением ручки ПДС г».

4.2.1.15.При необходимости перейти на более высокий диапазон измерения, переключить ПРЕДЕЛЫ, 0, в необходимое положение.

Установить ноль и откалибровать измеритель по п.4.2.1.11-4.2.1.14. Затем перевести переключатель РОД РАБОТ в положение ИЗМ II и отсчитать значение сопротивления. При переходе на более низкий диапазон отключить провод от зажимов Т1 и Т2 и провести контроль помех и сопротивлений электродов, а затем измерение в соответствии с пп 2.6.-2.9.

4.2.1.16. Измерение сопротивления точечного заземлителя проводить при 1 тг не менее 30 м.

4.3. Измерение удельного сопротивления грунта.

Измерение удельного сопротивления грунта проводить по симметричной схеме Веннера (рис.5).

4.3.1. Измерения проводить в следующей последовательности.

4.3… 2. Проверить напряжение питания по п.4.1.4.

4.3.3. Подключить к измерителю потенциальные электроды по двухзажимной схеме (рис.4) и измерить их сопротивления по методике п. 4.2.1.12. Оно должно соответствовать указанному в табл. 1 паспорта прибора для выбранного диапазона измерения. При необходимости уменьшить его одним из известных способов.

4.3.4. Подключить измеритель в схему измерения в соответствии с рис. 5.

4.3.5. Провести измерение по методике п. 4.2.1.14. Кажущееся удельное сопротивление грунта rкаж на глубине, равной расстоянию между электродами «а», определить по формуле (1).

rкаж = 2pRa,

где R — показание измерителя Ом.

Примечание. Расстояние «а» следует принимать не менее, чем в 5 раз больше глубины погружения электродов.

4.3.6. Измерения на каждом из диапазонов проводить в соответствии с п. 4.2.14…

Рис. 5.

4.4. Измерение активного сопротивления.

4.4.1. Измерение активного сопротивления проводить по схеме, изображённой на рис.6, выполняя операции по пп.4.1.3; 4.2.1.14. Отсчёт измеряемого сопротивления проводить в положении переключателя ИЗМ П.4.5. Измерения при повышенных сопротивлениях электродов.

4.5.1. Измерителем допускается измерять сопротивление ЗУ при повышенных сопротивлениях электродов, при этом погрешность измерений определяется по формуле (2), приведенной ниже. Измерение сопротивлений ЗУ допускается проводить до десятикратного увеличения сопротивлений потенциальных и токовых электродов, приведённых в табл.1, паспорта прибора.

Порядок работы.

4.5.2. Выполнять операции по пп.4.4. — 4.5.5.

4.5.3. Установить переключатель ПРЕДЕЛЫ, 0 на тот диапазон измерения, на котором отклонение стрелки максимальное, и отсчитать показания А в отделениях верхней шкалы.

4.5.4. Установить переключатель в положение КЛБ и отсчитать показания Iх в делениях верхней шкалы.

4.5.5. Измеряемое сопротивление Ро определить по формуле (2)

, (2)

где N — показание переключателя диапазонов, Ом;

А — показание измерителя в положении ИЗМ II, дел;

Iх — показание измерителя в положении КЛБ, дел.

При этом относительная погрешность измерения 8 (%) определяется ориентировочно по формуле (3).

(3)

где у — относительная погрешность, g = (N/Rх)D.

4.5.6. Для ускорения процесса измерений можно вместо режима ИЗМ — II пользоваться режимом ИЗМ I, если стрелка не колеблется под воздействием помех.

ВНИМАНИЕ! В режиме ИЗМ I возможна остановка стрелки и её последующее перемещение к отметке шкалы, соответствующей измеряемой величине.

4.6. Методические указания при работе с прибором М-416.

4.6.1.Описание прибора и подготовка его к работе.

4.6.1.1. Прибор выполнен в пластмассовом корпусе с откидной крышкой и снабжен ремнем для переноски. В отсеке нижней части корпуса размещены сухие элементы. На лицевой панели прибора расположены органы управления, ручка переключателя диапазона и реохорда. кнопка включения. Для подключения измеряемого сопротивления, вспомогательного заземлителя и зонда на приборе имеется четыре зажима, обозначенных цифрами 1,2, 3,4. Для грубых измерений сопротивления заземления и измерения больших сопротивлений зажимы 1 и 2 соединяют перемычкой и прибор подключают к измеряемому объекту по трехзажимной схеме (рис. 7,9)

Рис.7 Подключение прибора по трехзажимной схеме.

При точных измерениях снимают перемычку с зажимов 1и 2 и прибор подключают к измеряемому объекту по четырехзажимной схеме (рис.8,10)

Рис. 8. Подключение по четырехзажимной схеме.

4.6.1.2 Установить сухие цилиндрические элементы типа 373, соблюдая полярность, в отсек питания, расположенный в нижней части прибора.

4.6.1.3.Установить прибор на ровной поверхности. Открыть крышку.

4.6.1.4. Установить переключатель в положение «КОНТРОЛЬ 5» нажать кнопку и вращением ручки «РЕОХОРД» добиться установления стрелки индикатора на нулевую отметку. На шкале реохорда при этом должно быть показание (5_+0,3)Ом.

4.6.1.5. Прибор рассчитан для работы при напряжении источника питания от 3,8 до 4,8 В.

4.7. Последовательность проведения работ прибором М-416.

4.7.1. Измерение сопротивления заземляющих устройств.

4.7.1.1.Для проведения измерения подключите измеряемое сопротивление Rх, вспомогательный заземлитель и зонд забейте в грунт на расстояниях, указанных на рисунках 7-10. Глубина погружения не должна быть менее 500 мм.

Рис.9.Подключение прибора 3 — зажимной схеме к сложному (контурному) заземлителю.

Сложный

(контурный) заземлитель

Рис. 10. Подключение по 4-зажим. схеме к сложному (контурному) заземлителю.

При отсутствии комплекта принадлежностей для проведения измерений заземлитель и зонд могут быть выполнены из металлического стержня или трубы диаметром не менее 5 мм.

4.7.1.2.Во избежание увеличения переходного сопротивления заземлителя и зонда стержни следует забивать в грунт прямыми ударами, стараясь не раскачивать их.

4.7.1.3.Сопротивления вспомогательного заземлителя и зонда не должны превышать величин, указанных в разделе «Технические характеристики».

4.7.1.4.Практически для большинства грунтов сопротивление вспомогательных заземлителей не превышает указанных значений. При грунтах с высоким удельным сопротивлением для увеличения точности измерений рекомендуется увлажнение почвы вокруг вспомогательных заземлителей и увеличение их

количества.

4.7.1.5.Дополнительные стержни при этом должны забиваться на расстояниях не менее 2-3 метров друг от друга и соединяться между собой проводами.

4.7.1.6.Измерение производите по одной из схем рис. 7-10 в зависимости от величин измеряемых сопротивлений и требуемой точности измерений. При измерениях по схемам рис. 7 и 9 в результат измерений входит сопротивление провода, соединяющего зажим 1сКх. Поэтому такое включение допустимо при измерении сопротивлений выше 5 Ом. Для меньших значений измеряемого сопротивления применяйте включение по схемам рис.8 и 10.

4.7.1.7. Для сложных заземлителей, выполненных в виде контура с протяженным периметром или электрически соединенной системы таких контуров, расстояние между вспомогательным заземлителем и ближайшим к нему заземлителем контура или системы контуров должно быть не менее пятикратного расстояния между двумя наиболее удаленными заземлителями контура или системы контуров плюс 20 м.

4.7.1.8. Независимо от выбранной схемы измерение проводите в следующем порядке:

а) переключатель В1 установите в положение «XI»;

б) нажмите кнопку и, вращая ручку «РЕОХОРД», добейтесь максимального приложения стрелки индикатора к нулю.

в) результат измерения равен произведению показания шкалы реохорда на множитель. Если измеряемое сопротивление окажется больше 10 Ом, переключатель установите в положение «Х5», «Х20» или «XI00» и повторите операцию б).

4.8. Определение удельного сопротивления грунта.

4.8.1. Измерение удельного сопротивления грунта производится аналогично измерению сопротивления заземления. При этом к зажимам 1 и 2 вместо Rх присоединяется дополнительный электрод в виде металлического стержня или трубы известных размеров.

4.8.2. Вспомогательный заземлитель и зонд расположите от дополнительного электрода на расстояниях, указанных на рис. 7-8.

4.8.3. В местах забивки стержня, вспомогательного заземлителя и зонда растительный или насыпной слой должен быть удален.

4.8.4. Удельное сопротивление грунта на глубине забивки трубы под считывается по формуле:

где Rх — сопротивление, измеренное измерителем сопротивления грунта, Ом;

Е — глубина забивки трубы (стержня), м; 6 — диаметр трубы ( стержня ), м;

4.8.5. Второй способ определения удельного сопротивления заключается в следующем: на испытуемом участке земли по прямой линии забейте четыре стержня на расстоянии «а» друг от друга (см. рис. 11).

Рис.11.Схема измерения уд. сопротивления грунта по 4-зажим. схеме.

Глубина забивки стержней не должна превышать 1/20 расстояния «а». Зажимы 1 и 4 подсоедините к крайним стержням, а зажимы 2 и 3-к средним, перемычку между зажимами 1 и 2 разомкните и произведите измерение. Удельное сопротивление грунта определите по формуле:

R=2pRа,

где R показания измерителя заземления, Ом; а — расстояние между стержнями; p = 3.14

4.8.6. Приближенно можно считать, что при этом способе измеряется среднее удельное сопротивление грунта на глубине, равной расстоянию между забитыми стержнями «а».

4.9. Измерение активных сопротивлений.

4.9.1.Измерение активных сопротивлений осуществляется подключением их к прибору в соответствии с рис. 12.

Рис. 12. Схемы измерения активных сопротивлений.

а) — схема измерения без исключения погрешности, вносимой соединительными проводами;

б) — схема измерения с исключением погрешности, вносимой соединительными проводами.

5. Меры по технике безопасности.

5.1. Перед началом работ провести все организационные и технические мероприятия, согласно главе 5. «Межотраслевых Правил по охране труда (Правил безопасности) при эксплуатации электроустановок», для обеспечения безопасного проведения работ.

6. Требования к квалификации персонала.

6.1. К выполнению измерений допускается персонал, знающий требования НД на производимые измерения. Измерения выполняет бригада, состоящая не менее чем из 2-х человек. Руководитель испытаний должен иметь группу по электробезопасности не ниже III, а член бригады — не ниже П.

7. Обработка результатов измерений.

7.1. После окончания измерений выбрать из таблицы 2 поправочный коэффициент k., исходя из состояния грунта, метеорологических условий, характеристик заземляющего устройства.

7.2. Затем определить расчетное сопротивление заземлителя из выражения R= Rизм ´ k.

7.3. Полученный результат сравнить с проектным значением, с предыдущими замерами (если таковые проводились), с требованиями нормативных документов.

8. Оформление результатов измерений.

8.1. Результаты измерений оформляются протоколом установленной формы.

Таблица 2.

Поправочный коэффициент к значению измеренного сопротивления заземлителя для средней полосы России.

Тип заземлителя	Размеры	t = 0,7 — 0,8м	t = 0,5м	t = 0 м
К1	К2	КЗ	К1	К2	КЗ	К1	К2	КЗ
Горизонтальная полоса	l = 5м	4,3	3,6	2,9	8,0	6,2	4,4	-	-	-
1 = 20м	3,6	3,0	2,5	6,5	5,2	3,8	-	-	-
Заземляющая сетка или контур	S» = 400 м2 S» = 900 м2	2,6 2,2	2,3 2,0	2,0 1,8	4,6 3,6	3,8 3,0	3,2 2,7	-	-	-
S» = 3600 м2	1,8	1,7	1,6	3,0	2,6	2,3	-	-	-
Заземляющая сетка или контур с вертикальными электродами	S = 900 м2	1,6	1,5	1,4	2Д	1,9	1,8	-	-	-
n = 1 0 шт.
S” = 3600 м2	1,5	1,4	1,3	2,0	1,9	1,7	-	-	-
n = 1 5 шт.
Одиночный вертикальный заземлитель	1 = 2,5 м	2,0	1,75	1,5	-	-	-	3,8	3,0	2,3
1 = 3,5 м	1,6	1,4	1,3	-	-	-	2,1	1,9	1,6
1 = 5,0 м	1,3	1,23	1,15	-	-	-	1,6	1,45	1,3

Примечание: t: — расстояние от поверхности земли до верхней точки заземлителя.

К1 применяется, когда измерение проводится при влажном грунте или к моменту измерения предшествовало выпадение большого количества осадков;

К2 — когда измерение проводится при грунте средней влажности или к моменту измерения предшествовало выпадение небольшого количества осадков;

КЗ — когда измерение проводится при сухом грунте или к моменту измерения предшествовало выпадение незначительного количества осадков;

1: — глубина заложения в землю горизонтальной части заземлителя или верхней части вертикальных заземлителей;

1 — длина горизонтальной полосы или вертикального заземлителя;

S — площадь заземляющей сетки;

п — количество вертикальных электродов.

Руководитель ЭТЛ

Измерения удельного сопротивления грунта — Энциклопедия по машиностроению XXL

II.4. ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА [c.213]

Измерение удельного сопротивления грунта [c.115]

Ввиду сложности конфигурации инженерных коммуникаций расчет катодной защиты городских подземных сооружений сводится к расчету сопротивления анодного заземления тип которого определяется на основании проведения опытных защит и измерения удельного сопротивления грунта, расчету сечения дренажных и питающих кабелей и выбору типа катодной станции. [c.174]

В каждом отдельном случае исходя из измерений удельного сопротивления грунта и влажности. Чем больше влажность и ниже удельное сопротивление грунта, тем больше допустимая плотность тока. [c.184]

Результаты измерения удельного сопротивления грунта [c.67]

После подписания договора и перечисления аванса проектная организация приступает к выполнению изыскательских работ. Они включают измерение удельного сопротивления грунта, измерение потенциала «труба-грунт», записи потенциалов «труба-грунт» регистрирующими приборами и потенциалов «рельс-грунт» по медно-сульфатному или стальному электродам сравнения, если есть необходимость. Если по трассе проектируемого водовода имеются существующие установки активной защиты, то определяется эффективность их работы. [c.126]

Значения коэффициента k даются в зависимости от влажности грунта перед измерением методом ВЭЗ и используются для приведения измеренного удельного сопротивления грунта слоя сезонных изменений к расчетным условиям зимы для расчета защитных и рабочих заземлителей электроустановок. [c.14]

Измерение удельного сопротивления грунта выполняется различными методами. [c.84]

Этот прибор предназначен для измерения удельного сопротивления грунта. Он состоит из магазина сопротивления, логометра с тремя рамками, индуктора и насаженных на его ось коммутаторных прерывателей и выпрямителя. Прибор позволяет измерять три предела сопротивления О—1000 ом О—100 ом О—10 ом. [c.84]

Дли измерения удельного сопротивления грунта потенциометром составляется схема, приведенная на рис. 42. Пользуясь системой четырех электродов, производится измерение падения напряжения и тока. Расчет значения удельного сопротивления производится по формуле [c.85]

Помимо рассмотренных наиболее распространенных методов измерения удельного сопротивления грунта принимается и ряд [c.85]

Рид. 44. Схема двухполюсного метода измерения удельного сопротивления грунта. [c.86]

При измерении удельного сопротивления грунта с помощью источника тока с переключением полюсов (реверсора) на медных электродах исключается действие блуждающих токов. При подаче тока известной величины через медные электроды можно по падению напряжения в полуэлементах определить плотность токов в земле. [c.808]

Для определения технического состояния заземляющего устройства следует периодически производить а) внешний осмотр видимой части заземляющего устройства б) осмотр с проверкой наличия цепи между заземлителем и заземляемыми элементами (отсутствие обрывов и неудовлетворительных контактов в проводке, соединяющей аппарат с заземляющим устройством), а также проверку пробивных предохранителей трансформаторов в) измерение сопротивления заземляющего устройства г) измерение полного сопротивления петли фаза — нуль д) проверку надежности соединений естественных заземлителей е) выборочное вскрытие грунта для осмотра элементов заземляющего устройства, находящихся в земле ж) измерение удельного сопротивления грунта для опор линий электропередачи напряжением выше 1000 В. [c.306]

Рис. 8.4. Схема измерения удельного сопротивления грунта прибором типа МС-08.

Для проведения измерения удельного сопротивления грунта применяется схема с четырьмя электродами, расположенными на равном расстоянии друг от друга по прямой линии, которая для проектируемого сооружения должна совпадать с осью трассы, а для существующего сооружения — должна проходить параллельно последнему в 3—4 м от него. Глубина забивки электродов не должна быть более 7 го расстояния между ними. Пункты измерений удельного сопротивления грунта располагаются вдоль трассы сооружения через каждые 100—200 м. Если при из]мерении вдоль трассы кабеля получены разные значения удельного сопротивления грунта, то среднее значение этой величины, Ом-м, может быть определено по выражению [21] [c.114]

При устройстве заземлений с малой величиной сопротивления целесообразно произвести предварительное измерение удельного сопротивления грунта. Для этого в грунт забивают стальную трубу длиной 1—3 ж и измеряют величину сопротивления заземления. [c.102]

Измерение удельного сопротивления грунта Способы снижения коррозии блуждающими то [c.7]

Для правильной оценки условий службы железобетонных конструкций необходимо проводить электрические и электрохимические измерения удельного сопротивления грунта, потенциалов, тока утечки и сопротивления. [c.96]

Сила тока в цепи (рис. 1 А, Б, В), создаваемая протектором 1, зависит от его массы, качества изоляционного покрытия сооружения 2 и удельного сопротивления грунта. Для измерения силы тока в цепи и контроля no- [c.11]

При способе, наиболее часто применяемом для измерения сопротивления грунта, исходят из показанного на рис. 3.20 (в верхней части) симметричного расположения четырехэлектродного устройства на поверхности земли. Распределение тока и потенциалов соответствует характерному для электрического диполя. Ввиду более тесного расположения линий тока у электродов А и В, через которые подводится ток, здесь происходит наибольшее падение напряжения, тогда как в области напряжения U, снимаемого между электродами С к D, распределение напряженности поля получается сравнительно равномерным. По результату измерения можно рассчитать согласно формуле (24.41) удельное сопротивление грунта [34]. При неизменном расстоянии между внутренними электродами а (например, 1,6 м) увеличивали расстояние между наружными электродами Ь (например, с 1,6 до 3,2 м) и тем самым расширяли охватываемый диапазон глубин. График функции F(a, Ь) показан на рис. 24.3. [c.116]

При измерении по четырехэлектродной схеме, проводимом с поверхности, всегда получается усредненное удельное сопротивление грунта с охватом большого участка. Сопротивление сравнительно узко ограниченного слоя грунта или глинистой чечевицеобразной прослойки возможно только при погружении одного стержневого электрода. [c.117]

Поскольку стержень Веннера в механическом отношении получается довольно непрочным, его можно применять только в рыхлых грунтах или в пробуренных шпурах. У всех стержневых измерительных электродов удельное сопротивление грунта определяется как произведение измеренного сопротивления переменному току на коэффициент формы Fo, устанавливаемый при тарировке. На рис. 3.22 показаны размеры и коэффициенты формы различных стержневых электродов. [c.118]

В измеренное таким способом напряжение сооружение — грунт входит наряду с электродным потенциалом и омическое падение напряжения, пропорциональное удельному сопротивлению грунта и плотности тока. Вызванное стеканием тока фактическое изменение потенциала с элиминированием омической составляющей падения напряжения на практике обычно не может быть измерено. Кроме того, оно и не дает прямой информации о коррозионной опасности, так как характер кривой анодный частичный ток — потенциал неизвестен. Согласно рис. 2,9, повышение истинного (без омической составляющей) [c.237]

Фактическое строение грунта в районах предполагаемой установки анодных заземлений для установок электрохимической защиты неоднородно и весьма сложно. Измерение удельного сопротивления грунта на площадке, предназначенной для сооружения анодного заземления, необходимо проводить при помощи четырехэлектродной установки (рис. 42 и 43). При этом необходимо, чтобы плотность тока, протекающего в земле от измерительной установки, была на порядок выше блуждающих токов. Для проведения измерений могут быть использованы приборы MG-08, M-416j ИКС-lj ЭП-1, а также любой источник постоянного тока. [c.174]

Тип анодного заземления определяется на основании измерений удельного сопротивления грунта. Электроды анодного заяр.мден-ия желательно закладывать в слои грунта с низким удельным сопротивлением. Эффективно применение глубинных анодных заземлений, аЁШШШнйх в нижние слои грунта, удельное сопротивление которых не менее чем в 4 раза ниже удельного сопротивления слоя грунта, где размещены подземные сооружения. [c.176]

В качестве расчетного удельного сопротивления грунта слоя сезонных изменений следует принимать возможное максимальное значение удельного сопротивления грунта. Поэтому если ВЭЗ, проводится не в расчетный наиболее тяжелый период года, измеренное удельное сопротивление грунта слоя сезонных изменений ршм (толщиною Яс) следует привести к расчетному значению ррасч- [c.14]

Простым способом является двухполюсный метод измерения удельного сопротивления грунтов. В грунт забиваются два дубовых стержня, снабженных металлическими сердечниками и наконечниками. Между ними составляется цепь из трехвольтовой батареи и миллиамперметра, позволяющего производить измерение до 100 жа. Один из наконечников делается больших размеров, он служит катодом, а другой меньших — анодом. Минус батареи соединяется с катодом (рис. 44). Удельное сопротивление грунта определяется по формуле [c.86]

Измерения удельного сопротивления грунта, целью которых является получение информахщи об относительной коррозионной агрессивности грунта вдоль трассы трубопровода. [c.100]

Удельное сопротивление грунта можно измерить с помощью четырех электродов, расположенных по прямой линии на равном расстоя1 и (рис. 11.4). Постоянный ток / из батареи течет через два внешних металлических электрода, одновременно с этим измеряется разность потенциалов между двумя внутренними электродами сравнения (например, Си — uSOJ. Обычно измерения повторяют, меняя направление тока, чтобы избежать влияния блуждающих токов. Тогда [c.213]

Результаты измерения зависят не только от степени пойреждения изоляционного покрытия трубопровода, но и от удельного сопротивления грунта у дефектных мест. Средняя плотность защитного тока Js на участках трубопровода A/i, Л/2,. .. Мп будет относиться к потенциалам выключения (U )m= h U +U , ),если разделить ток Мп на [c.113]

Защитный ток, появляющийся в области дефектов изоляции трубопроводов с катодной защитой, приводит к образованию в грунте катодной воронки напряжений (см. раздел 3.6.2). На трубопроводах, изоляционные покрытия которых отличаются высокой механической прочностью, например имеющих полимерные покрытия, обычно могут встретиться лишь немногочисленные дефекты на больших расстояниях один от другого. Поблизости от этих дефектов распределение потенциалов в воронке может быть принято таким же, как в воронке напряжений от односторонне заземленной пластины, а на большем расстоянии — как в воронке ог зарытого сферического заземлителя (см. раздел 3.6.2.2). На рис. 10.15 показана воронка напряжений над дефектом с защитным током 1 мА при удельном сопротивлении грунта р=100 Ом-м. При помощи выражения (3.52а) можно путем измерения параметра воронки напряжений hUx и разности между потенциалами включения и выключения оценить размеры малых дефектов. Если однако изоляция трубопровода имеет очень много дефектов на небольших расстояниях один от другого, то воронки напряжений от отдельных дефектов взаимно накладываются и образуют цилиндрическое поле напряжений вокруг трубопровода (Ij17] см. раздел 3.6.2.2). На рис. 10.15 показан более крутой характер цилиндрической воронки напряжений при плотности защитного тока Л = 1 мА-м 2 для трубопровода с условным проходом 300 мм. В частности, на старых трубопроводах с изоляцией из джута или войлока с пропиткой битумом при средней плотности защитного тока порядка нескольких миллиампер на кв. метр следует ожидать распределения потенциалов согласно формуле (3.53). Большой требуемый защитный ток старых трубопроводов нередко обусловливается наличием арматуры без покрытий, плохо изолированных сварных швов и металлических контактов с другими трубопроводами или неизолированными футлярами. Поскольку для катодной защиты неизолированной поверхности железа в грунте требуется плотность защитного тока до 100 мА-м , при этом получаются воронки напряжения с разностью потенциалов порядка нескольких сотен милливольт. [c.240]

В случае измерения удельного сопрогивленпя грунта прибором МС-08 расстояния между электродами принимаются одинаковыми и равным а, тогда формула для определения удельного сопротивления грунта примет вид [c.71]

Изжритель заземления МС-08 (MG-07) предназначен для измерения сопротивления заземляющих устройств. Его также можно использовать для определения удельного сопротивления грунта. [c.107]

Испытания на удельное сопротивление почвы для проектирования катодной защиты

В этой статье обсуждается наиболее распространенный метод испытания удельного сопротивления грунта и приводятся некоторые рекомендации по правильному сбору достаточных данных для разработчика системы катодной защиты.

Одним из наиболее важных проектных параметров при рассмотрении применения катодной защиты заглубленных конструкций является удельное сопротивление грунта. Испытания на удельное сопротивление грунта — важное соображение для оценки коррозионной активности окружающей среды по отношению к подземным конструкциям.Это также оказывает огромное влияние на выбор типа, количества и конфигурации анода. Таким образом, очень важно, чтобы проектировщик CP имел точные данные о состоянии грунта как в конструкции, так и в любых предлагаемых местах расположения анодной системы. Отсутствие достаточных данных об удельном сопротивлении грунта может сделать конструкцию системы катодной защиты неэффективной и привести к дорогостоящим усилиям по восстановлению во время ввода в эксплуатацию.

Коррозионная активность почвы

Удельное сопротивление почвы является основным диагностическим фактором, используемым для оценки коррозионной активности почвы.При проведении испытаний на удельное сопротивление почвы можно оценить множество факторов, включая состав почвы, содержание влаги, pH, концентрации хлоридов и сульфат-ионов, а также окислительно-восстановительный потенциал. Все это общие компоненты программы лабораторных или полевых испытаний почвы, и все они влияют на удельное сопротивление почвы. Хотя может потребоваться комплексная программа испытаний почвы, особенно при выполнении анализа отказов, для большинства сред данные испытаний на удельное сопротивление почвы обеспечивают отличную основу для оценки коррозионной активности почвы.Ниже представлена типичная диаграмма, которая коррелирует между удельным сопротивлением почвы и ее коррозионной активностью.

Удельное сопротивление почвы (Ом-см)	Рейтинг коррозии
> 20 000	Практически не вызывает коррозии
от 10 000 до 20 000	Слабая коррозия
от 5000 до 10000	Умеренно коррозионный
от 3000 до 5000	Коррозийный
от 1000 до 3000	Сильнокоррозийный
<1 000	Чрезвычайно коррозионно-агрессивный

ИСТОЧНИК: Основы коррозии: Введение, NACE Press Book, 2 ^{и издание}, Пьер Роберж

Испытания на удельное сопротивление грунта

Четырехштырьковый метод измерения удельного сопротивления грунта Веннера

Хотя существует несколько методов измерения удельного сопротивления грунта, наиболее распространенным методом полевых испытаний является четырехштырьковый метод Веннера (ASTM G57).В этом тесте используются четыре металлических зонда, вбитых в землю и разнесенных на одинаковом расстоянии друг от друга. Внешние контакты подключены к источнику тока (I), а внутренние контакты подключены к вольтметру (V), как показано на рисунке 1.

Когда через внешние датчики в почву подается известный ток, внутренние датчики можно использовать для измерения падения напряжения из-за сопротивления почвы при прохождении тока между внешними датчиками. Затем это значение сопротивления R может быть преобразовано в значение удельного сопротивления почвы по формуле: ρ = 2 × π × a × R, где «ρ» измеряется в Ом-см, а «a» — это расстояние между штырями в см.Это значение представляет собой среднее удельное сопротивление почвы на глубине, эквивалентной расстоянию между зондами, поэтому, если зонды расположены на расстоянии 5 футов друг от друга, полученное значение будет эквивалентно среднему удельному сопротивлению почвы на глубине 5 футов.

При проектировании системы катодной защиты обычно проводят несколько измерений удельного сопротивления почвы с использованием этой методики с различными расстояниями между зондами. Для неглубокого размещения анода обычно достаточно снятия показаний на глубине 2,5 футов, 5 футов, 10 футов, 20 футов, 25 футов.Для применения с глубокими анодами измерения удельного сопротивления почвы могут быть рекомендованы на гораздо больших глубинах, соответствующих предполагаемой глубине системы глубоких анодов.

Эффекты слоя

Важно отметить, что значения удельного сопротивления грунта, полученные при испытании с помощью четырех штифтов, представляют собой среднее удельное сопротивление грунта от поверхности земли до глубины, и каждое последующее расстояние между датчиками включает все показания сопротивления на мелководье над ним. Для целей проектирования катодной защиты часто необходимо определять сопротивление почвы на анодной глубине путем «вычитания» верхних слоев из показаний на глубине.Этот процесс «вычитания» верхних слоев требует некоторой вычислительной настройки. Один популярный подход называется методом Барнса, который предполагает слои почвы одинаковой толщины с границами, параллельными поверхности земли. Если измеренные данные указывают на уменьшение сопротивления с увеличением расстояния между электродами, этот метод можно использовать для оценки удельного сопротивления слоев.

Значения сопротивления (R) должны быть представлены в табличном формате, а затем преобразованы в проводимость, которая просто обратна значению сопротивления.Затем рассчитывается изменение проводимости для каждого последующего промежутка. Затем это значение преобразуется обратно в значение сопротивления слоя, принимая обратное значение изменения проводимости. Наконец, удельное сопротивление слоя рассчитывается с использованием ρ = 2 × π × a × R.

Для анализа Барнса, приведенного ниже, данные показывают, что зона низкого сопротивления существует на глубине от 60 до 100 метров.

ДАННЫЕ ИСПЫТАНИЙ		АНАЛИЗ БАРНСА
Расстояние а (м)	Сопротивление (Ом)	Электропроводность 1 / R (Сименс)	Изменение проводимости (Сименс)	Сопротивление слоев (Ом)	Удельное сопротивление слоя (Ом-м)
20	1.21	0,83	–	1,21	152
40	0,90	1.11	0,28	3,57	449
60	0,63	1,59	0,48	2,08	261
80	0,11	9,09	7,5	0,13	17
100	0,065	15.38	6,29	0,16	20
110	0,058	17,24	1,86	0,54	68

Сводка

Проверка удельного сопротивления грунта с точным сбором данных является лучшим индикатором коррозионной активности грунта для заглубленных металлических конструкций и оказывает значительное влияние на проектирование систем катодной защиты.Наиболее распространенной методикой испытаний для сбора данных о почве в полевых условиях является четырехконтактный метод Веннера. При правильном сборе и использовании соответствующих аналитических методов полевые данные сопротивления почвы могут обеспечить точную оценку значений удельного сопротивления почвы для использования при проектировании соответствующей системы катодной защиты.

Узнайте об услугах по испытанию удельного сопротивления грунта MATCOR

У вас есть вопросы по испытаниям на удельное сопротивление грунта или вам нужно расценки на услуги или проектирование катодной защиты и материалы? Свяжитесь с нами по ссылке ниже.

СВЯЗАТЬСЯ С КОРРОЗИЕЙ

Общие сведения об испытаниях на удельное сопротивление грунта — ShopAEMC.com

Давайте рассмотрим процесс расчета глубины, необходимой для установки новой заземляющей штанги. Для этого мы будем использовать вычислительный инструмент, называемый номограммой.

Для начала нам нужно принять несколько решений. Во-первых, какое сопротивление заземляющего электрода необходимо? Во-вторых, какой диаметр заземляющих стержней мы будем использовать? С этими двумя ответами плюс измеренное удельное сопротивление почвы мы можем использовать номограмму для расчета глубины, необходимой для достижения нашей цели.Допустим, нам нужно, чтобы сопротивление этой системы заземления было не более 10 Ом, и что мы выбрали заземляющие стержни диаметром 5/8 дюйма.

Глядя на нашу номограмму (стр. 4), у нас есть пять шкал для работы: шкала R представляет желаемое сопротивление, необходимое для нашей работы (10 Ом). Шкала P представляет удельное сопротивление почвы. Наше среднее значение составляет 6515 Ом-сантиметр, полученное с помощью 4-полюсного тестера сопротивления заземления с использованием метода тестирования Веннера. Шкала D представляет собой глубину, и мы будем использовать ее, чтобы найти ответ.Шкала K содержит константы, которые помогут нам определить глубину. Наконец, DIA представляет собой диаметр используемых стержней. Мы выполним несколько простых шагов, чтобы получить подробный ответ.

Используя номограмму, мы сначала ставим точку на 10 Ом на шкале R, так как это сопротивление нашего желаемого. Затем мы ставим точку на 6515 на шкале P, представляющую наши измерения удельного сопротивления почвы. Нам нужно будет сделать все возможное, чтобы приблизить местоположение этой точки между 5000 и 10000 хэш-меток.

Затем мы берем линейку и проводим линию между точками, которые мы разместили на шкалах R и P, и позволяем этой линии пересекаться со шкалой K и помещаем точку в точку пересечения.

Теперь мы снова берем линейку и проводим линию от отметки 5/8 на шкале DIA, представляющую диаметр нашего стержня, через точку на шкале K, и продолжаем до пересечения со шкалой D и помещаем точку на D. масштаб в этой точке пересечения.

Номограмма — это математический инструмент, состоящий из нескольких нелинейных шкал, на которых могут быть нанесены известные значения, а желаемое неизвестное значение может быть получено путем простого соединения точек линейкой и нахождения результата путем считывания точки пересечения на желаемой шкале.В случае сопротивления заземления мы будем иметь дело с известными значениями удельного сопротивления грунта, диаметра стержня и желаемого сопротивления заземления системы. Неизвестно, какую глубину нужно решить, чтобы достичь желаемого сопротивления. Номограмма заземления была разработана в 1936 г. Х. Б. Дуайтом.

Значение в этой точке — это глубина, необходимая для того, чтобы продвинуть стержень диаметром 5/8 дюйма для достижения 10 Ом сопротивления заземляющего электрода с учетом измеренного удельного сопротивления почвы. Глядя на заполненную номограмму, мы видим, что один стержень должен быть погружен на глубину 30 футов, чтобы соответствовать нашему целевому значению в 10 Ом.Во многих случаях забивать глубокие штанги непрактично. Альтернативой является использование двух или более стержней для достижения желаемых результатов.

Что такое удельное сопротивление почвы? Определение и измерение удельного сопротивления почвы

Определение: Мера сопротивления, оказываемого почвой в потоке электричества, называется удельным сопротивлением почвы. Удельное сопротивление почвы зависит от различных факторов, таких как состав почвы, влажность, температура и т. Д. Обычно почва неоднородна, и их удельное сопротивление меняется с глубиной.Грунт с низким удельным сопротивлением хорош для проектирования системы заземления. Удельное сопротивление почвы измеряется в омметрах или ом-сантиметрах.

Удельное сопротивление почвы в основном зависит от ее температуры. Когда температура почвы выше 0º, ее влияние на удельное сопротивление почвы незначительно. При 0 ° вода начинает замерзать, и сопротивление увеличивается. Величина тока также влияет на удельное сопротивление почвы. Если величина тока, рассеиваемого в почве, велика, это может вызвать значительное высыхание почвы и повышение ее удельного сопротивления.

Удельное сопротивление почвы зависит от глубины. В нижних слоях почвы больше влаги и меньше удельное сопротивление. Если нижний слой содержит твердые и каменистые слои, то их удельное сопротивление может увеличиваться с глубиной.

Измерение удельного сопротивления почвы

Удельное сопротивление почвы обычно измеряется четырьмя методами. В этом методе четыре шипа, расположенные по прямой линии, вбиваются в почву на равном расстоянии. Между электродом C ₁ и C ₂ проходит известный ток, и измеряется падение потенциала V на P ₁ и P ₂.Ток I создал электрическое поле, пропорциональное плотности тока и удельному сопротивлению почвы. Напряжение V пропорционально этому полю.

Удельное сопротивление грунта пропорционально отношению напряжения V и тока I и задается как

Где ρ — удельное сопротивление грунта, а их единица — омметры. S — горизонтальное расстояние между шипами в м, а b — глубина захоронения в метрах.

Если измерение должно проводиться с использованием основного источника питания, разделительный трансформатор должен быть подключен между основным источником питания и испытательной установкой.Так что на результат это не повлияет.

Оценка электрических свойств почвы в многослойной модели земли с формулировкой граничных элементов

В данной статье представлена эффективная модель для оценки удельного электрического сопротивления почвы с учетом глубины и толщины слоя в многослойной структуре земли. Эта модель является усовершенствованием традиционной двухслойной модели земли, включая формулы удельного сопротивления Веннера с граничными условиями. Двухслойная модель грунта показывает ограничения в конкретных характеристиках грунта различных слоев с взаимосвязью между кажущимся электрическим сопротивлением грунта ( ρ ) и некоторыми физическими или химическими свойствами грунта.В модели многослойного грунта удельное сопротивление грунта и электрический потенциал в любых точках многослойной анизотропной грунтовой среды выражаются в соответствии с изменением напряженности электрического поля для геотехнических исследований. Поэтому для большинства почв с различными слоями многослойный профиль удельного сопротивления почвы более подходит для определения типа почвы, объемной плотности уплотненного грунта и обнаружения аномальных материалов в почве. Реализована формулировка граничных элементов, чтобы показать многослойную модель грунта с граничными условиями при оценке удельного сопротивления грунта.Представлены численные результаты отношения удельного сопротивления грунта и разности потенциалов для различных слоев, чтобы проиллюстрировать применение, точность и эффективность предложенной модели. Ценность исследования заключается в получении характеристик многослойной почвы через электрические свойства почвы в приповерхностном профиле почвы.

1. Введение

Мониторинг почвы с использованием удельного электрического сопротивления широко применяется для решения многих геотехнических и других инженерных задач для исследования приповерхностного профиля почвы [1].В частности, мониторинг удельного сопротивления постоянному току (DC) активно используется в инженерно-геологических исследованиях, поскольку на удельное сопротивление подземного материала легко влияет закачка проводящей или резистивной жидкости [2–4].

Определение характеристик приповерхностного грунта и определение прочности грунта является необходимым условием при строительстве автомагистралей и дорог, включая строительство насыпей шоссе, земляных дамб, инженерно-геологических изысканий и других подразделений гражданского строительства. Удельное электрическое сопротивление почвы и разность электрических потенциалов могут использоваться для определения конкретных характеристик почвы [5–7], соответствующих глубине залегания почвы.Модель электрических свойств грунта с многослойной структурой грунта сможет выполнять заданные характеристики грунта путем послойного анализа грунта в геотехнических исследованиях. Это исследование будет способствовать инновациям в профиле удельного сопротивления многослойного грунта, чтобы тщательно изучить расположение конкретных характеристик приповерхностного грунта, чтобы можно было реализовать цели геотехнического исследования.

Двухслойная модель грунта обычно используется для определения характеристик неоднородных грунтов в геоэлектрической инженерии.Измерения удельного сопротивления почвы обычно выполняются четырехзондовым методом Веннера. Ток проходит через два точечных источника тока, расположенных на поверхности земли. Измерения напряжения между двумя точками на поверхности земли производятся между этими точками, как показано на рисунке 1. Электрическое сопротивление, получается делением на в соответствии с законом Ома. Основной принцип системы измерения удельного сопротивления грунта, ρ , заключается в том, что при приложении постоянного напряжения к одному из двух датчиков, помещенных в почву, ток, протекающий между датчиками, обратно пропорционален сопротивлению грунта [ 8].

Хотя оценка кажущегося удельного сопротивления с использованием обычных четырехэлектродных измерений Веннера относительно проста, и ее полезность всегда признавалась, это не метод, явно направленный на многослойные грунтовые структуры. Полученные данные по-прежнему показывают недостаточную точность для двухслойной модели грунта. Ограничения обнаруживаются, в частности, с точки зрения взаимосвязи между кажущимся электрическим сопротивлением почвы ( ρ ) и некоторыми физическими свойствами почвы.В ответ на эту ситуацию мы рассчитали истинное удельное сопротивление в горизонтально-многослойной модели земли с использованием метода четырех зондов.
Это исследование включает особенности кривой удельного сопротивления для различных параметров земли и сделало возможным изучение методов оценки этих параметров земли. Электрический потенциал и мощность почвы также рассматриваются для получения эффективных результатов при многослойном анализе. Возможность выполнять многослойный профиль удельного сопротивления грунта полезна для получения объемной плотности уплотненного грунта, для оценки типа грунта и горных пород, для маркировки гранулированного грунта и поверхности грунтовых вод, для обнаружения аномальных материалов и для оценки глубины поверхности коренных пород в геотехнических условиях. инженерное дело.
В этой работе метод граничных элементов (BEM) реализован на электрическом потенциале почвы для анализа электрического поля, которое является физической величиной, представляющей интерес для аналитиков [9, 10]. Численный анализ многослойной модели также включает граничные условия для отображения многослойной модели. Дифференциация напряжения также демонстрирует, как получить напряженность электрического поля для многослойного профиля почвы. В этой статье сначала выводятся теоретические уравнения для расчета удельного сопротивления земли, чтобы подготовить кривые удельного сопротивления для послойного анализа.Он также описывает особенности кривых удельного сопротивления в многослойной структуре и некоторый численный анализ для оценки параметров земли. Наконец, модель для оценки параметров земли представлена через разность потенциалов и отношение удельных сопротивлений в многослойной структуре земли.
Модель, основанная на коэффициенте удельного сопротивления грунта и разности напряжений многослойной грунтовой конструкции, может определять характеристики грунта с дополнительными характеристиками в геотехническом профиле. Включение потенциальных различий и толщины в модель показывает надежные и эффективные результаты исследований приповерхностных слоев почвы.Целью исследования является демонстрация модели для получения более конкретных характеристик почвы через многослойный профиль удельного сопротивления почвы.
2. Кажущееся сопротивление Веннера
Основное уравнение для электрического потенциала и удельного сопротивления почвы [11] также включено в исследование. Уравнение электрического поля задается соответствующим градиенту скалярного потенциала как, Другое основное уравнение плотности тока Дж состоит в том, что Электропроводность меняется в зависимости от глубины.Следовательно, дифференциальное уравнение электрической потенциальности в частных производных выражается как По цилиндрическим координатам () получаем куда . Здесь в (2.4) исчезает, поскольку учет проводимости, меняется в зависимости от глубины.
Из-за азимутальной симметрии мы можем разделить (2.4), используя разделение переменных as, которое является произведением функции от и функции от . Таким образом, где — вектор цилиндрических координат.
А где — постоянная разделения.
Таким образом, общее решение об электрическом потенциале можно записать в виде (2.7) Кроме того, электрический потенциал и электрическая напряженность, изменяющиеся в зависимости от глубины, рассматриваются как функция от.
Теперь уравнение потенциальности может быть получено из (2.7) с помощью теории функций Бесселя для слоев 1 и 2 как, где — удельное сопротивление грунта. Таким образом, и, и могут быть решены с помощью следующих граничных условий: ат, ат, ат, ат.Теперь и получаются согласно граничному условию: где коэффициент отражения « определяется как В решетке Веннера четыре электрода расположены по прямой линии с равным интервалом [12]. Для двухслойной модели отношение кажущегося удельного сопротивления, и удельное сопротивление верхнего слоя оценивается в соответствии с относительным интервалом, включая различные значения коэффициента, как показано на рисунке 2. Кривые ранее использованной двухслойной модели включают верхний слой. удельное сопротивление и кажущееся удельное сопротивление наличия электрических свойств при исследованиях приповерхностных слоев почвы.

3. Методология
Исследование характеристик почвы с помощью многослойной электрической модели проводится группой геоэлектрических исследований Геотехнической лаборатории факультета инженерии и искусственной среды Университета Кебангсаан Малайзия (UKM). Анализ характеристик многослойных грунтов также включает численный анализ БЭМ. Моделирование многослойных грунтовых структур проводится с помощью инструментов уравнения в частных производных (PDE) в Matlab 2009, включая формулировку граничных элементов.Моделирование с помощью инструментов PDE выполняется для условий постоянного тока проводящей среды для генерации электрического поля в почве. Осуществлен сбор данных для получения многослойных электрических свойств четырехзондовым методом Веннера.
В исследовании параметры удельного сопротивления грунта, разности потенциалов и толщины каждого слоя учитываются для реализации многослойной модели земли, как показано на рисунке 3. Метод четырехзондового сопротивления используется для оценки электрических свойств грунта в геотехнических исследованиях [13 ].Когда ток вводится в почву, в приповерхностном слое почвы создается электрическое поле. Потенциал и электрическое поле также меняются в зависимости от изменения глубины в почве [14].

Потенциальные функции могут быть записаны в виде модели слоев для нормальной поверхности в многослойной структуре земли. Вывод потенциальной функции самого верхнего слоя может быть выявлен с помощью функции Бесселя: Возможности модели -го слоя показаны с помощью (3.2): Причем потенциальность -го слоя записывается как Система уравнений получается, когда этот потенциал непрерывен на каждой границе.Потенциальное уравнение для многослойного профиля почвы также показывает вывод удельного сопротивления с функцией Бесселя как, Кроме того, вторая система уравнений формируется путем приравнивания нормальных к границе компонент плотности тока для каждой границы: Все интеграции проходят через одни и те же лимиты. Таким образом, (3.4) можно записать в виде И из (3.5) получаем Эти уравнения справедливы для всех точек на различных плоскостях, разделяющих слои. Эти системы уравнений решаются непосредственно для всех параметров и, исходя из приведенных выше уравнений: Получена ядерная функция интегрирования для многослойной структуры грунта, которая связана с функцией глубины удельного сопротивления.Коэффициент многослойного отражения показан как После вычитания и суммирования удельных сопротивлений коэффициент многослойного отражения можно представить как Здесь коэффициент многослойного отражения получается для получения функции отношения удельного сопротивления для двух соседних слоев в многослойной модели удельного сопротивления.
Алгоритм, включающий итеративный поиск многослойной структуры грунта, приведен ниже. (1) Оценить сопротивление грунта,, удельное сопротивление, напряжение, и толщину, с помощью четырехзондового метода измерения удельного сопротивления грунта.(2) Получите слои в соответствии с данными об удельном сопротивлении и потенциале в электрическом поле почвы. (3) Примените формулировки граничных элементов с узлами для каждого слоя, и повторение будет выполнено с использованием метода массивов. (4) Для текущих значений параметров почвы,,,, вычисляются элементы матриц: (5) Обновленные параметры почвы помещаются в массив с элементом as (6) Шаги 4 и 5 будут повторяться до окончания номеров узлов и номеров слоев в многослойном профиле грунта.Порог устанавливается для корректировки при повторении многослойной модели.
БЭМ применяется для получения многослойной модели с граничными условиями при исследовании грунтов. Критерии БЭМ [15, 16] применяются к электрическому потенциалу почвы, как решение уравнения Пуассона показано в (3.14) где — электрический потенциал в вольтах в координатах (), — удельное сопротивление и — источник тока. BEM также используется в предлагаемой многослойной модели для получения электрического потенциала в терминах потенциальных функций на основе цилиндрической системы координат.
4. Результаты и обсуждения
Последние достижения в области электроники и электротехники улучшили возможность получения приповерхностных характеристик грунта с электрическими свойствами в геотехнической инженерии. Четырехзондовый метод Веннера обычно используется с двухслойной моделью земли для определения характеристик почвы посредством генерации электрического поля в почве.
Многослойная структура земли выявляет профиль более специфических свойств почвы с различными электрическими параметрами почвы и делает возможным исследование методов оценки этих параметров.Удельное сопротивление почвы и потенциальные возможности почвы достигаются за счет создания электрического поля почвы в приповерхностном слое почвы. Изучение электрических свойств почвы для различных слоев почвы необходимо для получения надежных результатов в характеристике почвы.
На рисунке 4 показаны результаты моделирования электрического поля многослойного грунта в приповерхностном профиле грунта. В данной работе мы фокусируем внимание на многослойной грунтовой электрической модели электрической потенциальности и удельного сопротивления грунта в системе заземления.Здесь представлен численный подход, основанный на МГЭ для модели слоистого грунта. Возможные измерения на приповерхностной почве между металлическими зондами производятся, когда ток вводится в почву.

При численном анализе грунт моделируется многослойным в соответствии с методом определения характеристик грунта. Нижний слой рассматривается как область полупространства и ограничивается выполнением граничного условия. Параметры толщины почвенных слоев учитываются для многослойной модели, включающей границу раздела почвенного слоя и зондов.
Удельное сопротивление почвы получают с учетом разницы напряжений между двумя датчиками и подаваемого тока с использованием четырехзондового электрического метода. Потенциал и напряженность электрического поля также уменьшаются по мере увеличения глубины профиля почвы, показанного в (2.8). Профиль почвы моделируется в многослойном режиме для численного анализа в соответствии с полученным значением удельного сопротивления почвы в исследованиях электрического поля почвы. На рис. 5 показано изменение удельного сопротивления с глубиной в многослойном профиле грунта.

Показаны теоретические выводы для профиля удельного сопротивления многослойного грунта, основанные на решении электротехнической науки о распространении волн. Коэффициент отражения выводится в методологии исследования как отношение удельных сопротивлений двух соседних слоев в электрической модели многослойного грунта. В предлагаемой новой модели многослойной структуры грунта учитываются отношение удельных сопротивлений и разности потенциалов для двух соседних слоев. Изменение коэффициента отражения с глубиной показано на рисунке 6.

Дополнительно учитывается коэффициент удельного сопротивления для реализации предложенной электрической модели многослойного грунта. Результаты численного анализа, включая коэффициент удельного сопротивления, показаны на Рисунке 7 для многослойной структуры земли на характеристиках грунта. В полупространстве электрической модели многослойного грунта толщина считается бесконечной для приповерхностного профиля грунта. Отношение удельных сопротивлений полупространства не является значительным для простого расчета при исследовании многослойного грунта.Например, коэффициент удельного сопротивления равен 0,73, где удельное сопротивление, рассматриваемое как 0,38 кОм-м, равно 0,28 кОм-м для облегчения анализа в многослойной структуре земли. Удельное сопротивление третьего слоя принято равным 0,22 кОм-м, что показывает коэффициент удельных сопротивлений 0,78.

Однако существует влияние типа почвы, содержания воды, объемной плотности почвы на профиль удельного сопротивления почвы. Учет только профиля удельного сопротивления для характеристик почвы может варьироваться в зависимости от наличия воды.Таким образом, коэффициент удельного сопротивления для многослойного материала учитывается в предлагаемой модели для получения надежных и конкретных характеристик приповерхностного грунта с электрическими свойствами.
Сидхер и Арора [16] показывают двухслойную модель для измерения удельного сопротивления почвы у поверхности. Эта двухслойная модель с использованием четырехзондового метода Веннера также учитывает кажущееся удельное сопротивление, которое может показывать ненадежные результаты приповерхностного профиля почвы. Более того, нет никаких конкретных характеристик для разных слоев приповерхностного грунта с двухслойной моделью удельного сопротивления грунта.
Есть реализация BEM Де Ласерда и др. [17] для анализа систем катодной защиты подземных тонких конструкций. В этой статье свойства удельного сопротивления почвы измеряются по глубине, на которой использовалась двухслойная модель кажущегося сопротивления. Кроме того, Бинли и Кемна [18] показывают применение удельного сопротивления постоянному току для определения характеристик почвы. Они продемонстрировали изображение поверхности с кажущимся сопротивлением грунта с использованием метода Веннера. Хотя кажущееся удельное сопротивление можно использовать для получения более глубокого профиля почвы, существуют ограничения в получении точных результатов для эмпирической зависимости между расстояниями зонда и глубиной соответствующего профиля почвы.Кроме того, учет кажущегося сопротивления почвы может повлиять на результаты исследований приповерхностных слоев почвы.
Таким образом, для получения точных результатов при исследовании грунтов мы уделяем особое внимание многослойной модели истинного удельного сопротивления. Теоретические выводы и численный анализ многослойной модели истинного удельного сопротивления продемонстрированы для применения характеристик приповерхностного грунта. Кроме того, судя по опыту использования этой модели, ее легко установить в полевых условиях, поскольку нет необходимости выкапывать яму в поверхностном грунте при геотехнических исследованиях, которые утомительны и требуют много времени.
5. Заключение
Электрическая модель многослойного грунта продемонстрирована для определения электрических характеристик грунта с надежными и более надежными характеристиками в приповерхностном профиле почвы. Получены теоретические уравнения с численным анализом электрического поля грунта для исследования многослойного грунта. Возможность реализации отношения удельного сопротивления и разности потенциалов для прочного многослойного профиля грунта показана с численным анализом электрических свойств. Формулировки граничных элементов учитываются при численном анализе на моделях слоистых грунтов.Электрические свойства с многослойным профилем почвы имеют решающее значение для получения конкретных и надежных результатов для получения соответствующих характеристик почвы по глубине в геоэлектрической инженерии. Эта электрическая модель многослойного грунта могла бы улучшить получение объемной плотности уплотненного грунта и обнаружение опасных органических отходов в геотехнической инженерии.
Выражение признательности
Это исследование спонсируется Исследовательским проектом Научного фонда №. 01-01-02-SF0681 от Министерства науки, технологий и инноваций Малайзии.
Комплект для испытания на удельное сопротивление грунта — Stuart Steel
Комплект для испытания на удельное сопротивление грунта
Содержит
4-контактная катушка для измерения удельного сопротивления с выводами
Четыре (4) стержня с Т-образной рукояткой из нержавеющей стали для тяжелых условий эксплуатации 3/8 ″ x 18 ″
Почвенный ящик Miller с четырьмя (4) почвенными штифтами
Кейс для переноски на заказ
Описание
Набор для измерения удельного сопротивления почвы разработан для удобного хранения и переноски всего оборудования, необходимого для расчета удельного сопротивления почвы.Предоставляемое оборудование — это все, что необходимо для выполнения метода Веннера с четырьмя штифтами и грунтом, как указано в стандарте
ASTM G 57-78.
Тестовая катушка с 4 контактами MC Miller Co., Inc. (кат. № 44700, показана справа) была разработана и спроектирована для использования в сочетании с любым из мультикомбинированных счетчиков семейства MCM, Nilsson 400 измеритель сопротивления грунта или аналогичные четырехконтактные приборы для испытания грунта.
В испытательной установке используется механизм «метода с четырьмя электродами», который был разработан Национальным бюро стандартов и широко известен как метод с 4 контактами Веннера.Результирующее удельное сопротивление — это среднее удельное сопротивление грунта (электролита) на глубину, равную расстоянию между соседними электродами (штырями грунта). Максимальная глубина (расстояние между штырями) этого стандартного испытательного набора была рассчитана на 20 футов, что рекомендуется для стандартной съемки.
Катушка для измерения удельного сопротивления почвы состоит из четырех (4) отдельных проводов с цветовой кодировкой: 5 футов (желтый), 25 футов (оранжевый), 45 футов (красный) и 65 футов (черный) длиной. . Провода соединяются вместе и устанавливаются на легкую ручную катушку.Концы проводов на катушке прикреплены к гнездам банановых штекеров (установленных в центральной области ступицы), а противоположные концы заканчиваются зажимами Mueller 27-C. Двухфутовые перемычки с цветовой кодировкой и банановыми вилками поставляются с катушкой для измерения удельного сопротивления почвы, чтобы облегчить соединение между БАРАБАНОМ и вашим измерительным прибором.
Все подводящие провода и перемычки изготовлены из собственного медного провода № 16 AWG, 105 прядей с изоляцией из ПВХ. В дополнение к нашей цветовой кодировке проводов, на всех концах четко обозначены точки подключения.
Конструкция почвенного ящика из оргстекла и расходомера Nilsson
Soil Box внутренние размеры: ширина 1,5 дюйма, длина 8,75 дюйма, глубина 1,5 дюйма (ширина 3,937 см, длина 22,23 см, глубина 3,190 см). Углы Soil Box закруглены для облегчения очистки, токовые пластины изготовлены из нержавеющей стали, потенциальные контакты изготовлены из латуни и легко снимаются.
Скачать PDF
Оценка удельного сопротивления почвы и сопротивление системы заземления: Книга по науке и технике Глава
В этой главе содержатся факторы, влияющие на удельное сопротивление почвы и сопротивление заземления, такие как влажность почвы, содержание минеральных веществ в почве и температура почвы.Обсуждаются методы измерения удельного сопротивления грунта и сопротивления заземления с использованием метода Веннера. Представлен метод получения требуемых образцов для получения точного удельного сопротивления участка. В этой главе описана процедура измерения удельного сопротивления почвы. В этой главе описан трехэлектродный метод или метод падения потенциала, метод мертвого заземления и испытание сопротивления заземления в существующих системах с использованием «выборочного» измерения сопротивления опор опор высоковольтных опор с помощью клещей. В этой главе представлены методы расчета кажущегося удельного сопротивления грунта многослойных слоев, кажущегося удельного сопротивления грунта двух слоев и кажущегося сопротивления грунта трех слоев.
Top
Введение
Для проектирования наиболее эффективных и экономичных систем заземления электрических сетей и подстанций необходимо получить точные значения удельного сопротивления почвы на участке. Почва на большинстве участков неоднородна. Первая часть этой главы включает различные методы измерения удельного сопротивления грунта и методы, используемые для расчета кажущегося сопротивления многослойной структуры грунта и сравнения расчетных значений с фактическими измерениями.Также исследуются факторы, влияющие на кажущееся удельное сопротивление грунта многослойного грунта. Такими факторами являются:
1.
Количество слоев структуры почвы (в данной главе рассматриваются двухслойные и трехслойные) и их расположение.
2.
Толщина каждого слоя.
3.
Коэффициент отражения между каждым слоем.
Основные
Факторы, влияющие на удельное сопротивление почвы и сопротивление заземления
Как известно, заземление и заземление являются неотъемлемой частью любой современной системы электрической защиты.Эффективная система заземления с низким сопротивлением является ключевым элементом этой системы. Это имеет решающее значение для обеспечения безопасности персонала, а также для обеспечения надежной защиты жизненно важного оборудования и сведения к минимуму перерывов в обслуживании и дорогостоящих простоев. Как показано на (Рисунок 1), система заземления состоит из трех основных компонентов: 1 — заземляющий провод, 2 — соединение / соединение проводника с заземляющим электродом и 3 — сам электрод
Рисунок 1.
Элементы простое заземление
Сопротивление системы заземления состоит из трех основных компонентов:
1.
Сопротивление самого заземляющего электрода и соединений с электродом. Этим сопротивлением можно пренебречь из-за его очень низкого значения в случае использования электродов и кабельных соединений с высокой проводимостью.
2.
Сопротивление контакта окружающей земли с электродом, этим сопротивлением также можно пренебречь в случае хорошего контакта между заземляющими электродами и окружающей средой.
3.
Сопротивление окружающего тела земли вокруг заземляющего электрода. Это сопротивление представляет собой фактическое значение сопротивления заземления, оно пропорционально удельному сопротивлению почвы и зависит от конфигурации системы заземления.
Многие факторы, как естественные, так и человеческие, влияют на сопротивление заземления электрических сетей. Вот некоторые из этих факторов:
Влага почвы
Образцы почвы после тщательной просушки могут фактически стать очень хорошими изоляторами с удельным сопротивлением, превышающим 10 ⁹ Ом-сантиметров.Удельное сопротивление образца почвы исследуется Отделением технических стандартов и Отделом стандартов электросвязи (ESBTSD). (1994). Как показано в Таблице 1 и (Рисунок 2), удельное сопротивление почвы быстро снижается по мере увеличения содержания влаги с очень небольшого количества влаги примерно до 30 процентов.
Таблица 1.
Влияние влажности на удельное сопротивление почвы
0
Содержание влаги в% по массе Удельное сопротивление Ом см Верхний слой почвы Удельное сопротивление Ом см Песчаный суглинок
Подробнее 0 более 10 ⁹ ом-сантиметров более 10 ⁹ ом-сантиметров
2.5 250000 150000
5 165000 43000
10 53000 185000
15 19000 10000
6300
30 6400 4200
Моранский гравий 3000 40 до 10000
Гребневый гравий 15000 3000 до 30000
Твердый гранит 25 от 10000 до 50000
Рисунок 2.
Влияние влажности на удельное сопротивление грунта
Приложение I — SES & Technologies ltd.
Измерения удельного сопротивления почвы составляют основу любого исследования заземления и поэтому имеют первостепенное значение.
Измерения удельного сопротивления почвы производятся путем подачи тока в землю между двумя внешними электродами и измерения результирующего напряжения между двумя датчиками потенциала, расположенными вдоль прямой линии между электродами подачи тока.Когда соседние токовые и потенциальные электроды расположены близко друг к другу, измеренное удельное сопротивление почвы указывает на местные характеристики поверхности почвы. Когда электроды расположены далеко друг от друга, измеренное удельное сопротивление грунта указывает на средние глубинные характеристики грунта на гораздо большей площади.
В принципе, измерения удельного сопротивления почвы должны проводиться на расстояниях (между соседними токовыми и потенциальными электродами), которые, по крайней мере, находятся в том же порядке, что и максимальная протяженность исследуемой системы (или систем) заземления, хотя предпочтительно увеличить расстояние измерения. по возможности в несколько раз превышает максимальный размер системы заземления.Часто оказывается, что максимальное расстояние между электродами определяется другими соображениями, такими как максимальная протяженность доступного участка земли, на котором отсутствуют мешающие оголенные подземные проводники.
В таблицах данных (доступных в пакетах программного обеспечения SES) указаны расстояния между электродами, которые можно использовать, начиная с малых расстояний между электродами, для получения информации о поверхностных слоях почвы и заканчивая наибольшими расстояниями между электродами. Как видно, расстояние между электродами увеличивается экспоненциально, чтобы максимально эффективно охватить весь диапазон требуемых глубин измерения.
Особые меры предосторожности
Фоновый шум . Из-за близлежащих источников тока с частотой 50 или 60 Гц и их гармоник в измерениях ожидается электрический шум на этих частотах, особенно для больших расстояний между электродами. Обычные методы измерения могут смешивать этот шум с измерительным сигналом, что приводит к показаниям кажущегося удельного сопротивления почвы, которые могут на порядок или более превышать истинные значения.Это подчеркивает необходимость в оборудовании, которое использует частоту сигнала, отличную от 50 или 60 Гц, и его гармоники и может эффективно различать фильтр сигнала и шум. Измеритель удельного сопротивления почвы, такой как SYSCAL Junior или R1 Plus (последний настоятельно рекомендуется, когда ожидается очень большое расстояние между выводами или материал поверхности с высоким удельным сопротивлением), производимый Iris Instruments (Орлеан, Франция), или одноканальная память SuperSting R1 IP измеритель удельного сопротивления земли и IP производства Advanced Geosciences, Inc.из Остина, штат Техас, США, выполняют эту функцию. Вышеупомянутое оборудование способно точно измерять низкочастотный сигнал, даже когда фоновый шум 50 или 60 Гц в несколько тысяч раз больше по величине. Далее мы имеем в виду измеритель удельного сопротивления SYSCAL. Однако измеритель SuperSting имеет эквивалентные возможности. Некоторые высокопроизводительные измерители удельного сопротивления, производимые другими организациями во многих странах, могут иметь аналогичные или лучшие характеристики. Пожалуйста, сравните продукты, прежде чем выбирать оборудование, которое лучше всего соответствует вашим потребностям и бюджету.
Промежуточная муфта . Другая проблема, с которой можно столкнуться при больших расстояниях между электродами, особенно когда кажущееся удельное сопротивление от низкого до умеренного, — это связь магнитного поля между выводами ввода тока и выводами измерения напряжения. Эта связь вызывает шум на той же частоте, что и сигнал, в измеряемое напряжение и усиливает измеренное удельное сопротивление. В то время как одно оборудование может обнаруживать результирующий фазовый сдвиг в измеряемом напряжении и выполнять частичную коррекцию, другое оборудование не может.Высококачественный измеритель удельного сопротивления почвы позволяет обойти эту проблему за счет использования очень низкочастотного сигнала (от 500 миллисекунд до 2000 миллисекунд прямоугольных импульсов, при этом 2000 миллисекунд являются предпочтительной настройкой), который создает незначительную связь магнитного поля.
Влияние обнаженных металлических конструкций . Оголенные металлические конструкции (в том числе из бетона) значительной длины, закопанные в непосредственной близости от измерительной траверсы, могут исказить измеренное удельное сопротивление земли.Когда измерительная траверса проходит параллельно длинной конструкции этого типа, может возникнуть значительная ошибка, если зазор между траверсой и конструкцией будет того же порядка, что и расстояние между электродами. Ошибка увеличивается с увеличением расстояния между электродами по сравнению с зазором. Аналогичный эффект наблюдается, когда электроды размещаются рядом с относительно небольшими системами заземления, которые связаны между собой воздушными проводами. Как показывает практика, во избежание значительной ошибки не должно быть никаких металлических конструкций значительного размера, заглубленных в радиусе р любого из измерительных электродов, где р расстояние между соседними токовыми и потенциальными электродами.Когда измерительная траверса проходит перпендикулярно заглубленной металлической конструкции, не пересекая ее, требования к свободному зазору не столь строги. Компьютерное моделирование заглубленной конструкции и измерительных электродов может дать оценку ожидаемой погрешности измерения для различных типов структуры грунта.
Слабый сигнал . Слабый измерительный сигнал может быть результатом источника низкой мощности, источника низкого напряжения или высокого контактного сопротивления одного или обоих электродов подачи тока.Эта проблема чаще всего возникает при движении электродов в поверхностных грунтах с высоким удельным сопротивлением или когда расстояние между электродами становится большим (сила сигнала обратно пропорциональна расстоянию между электродами для Веннер 4-контактный метод и обратно пропорционален квадрату расстояния между электродами для 4-контактного метода Schlumberger при прочих равных). Использование мощного источника высокого напряжения — очевидное первое соображение, позволяющее избежать этой проблемы.Однако даже при хорошем источнике контактное сопротивление может легко стать проблемой в почвах с высоким удельным сопротивлением при больших расстояниях между электродами. В этом случае решение состоит в том, чтобы загнать токоподводящие электроды как можно глубже и смочить почву вокруг этих электродов. соленая вода : это следует делать только для больших расстояний между электродами. При необходимости несколько стержней можно вбить в землю и соединить вместе, чтобы образовать более крупный электрод с меньшим сопротивлением.На твердой скале или в скале с неглубоким слоем почвы поверх нее электроды можно уложить горизонтально на скале и покрыть проводящим материалом, например землей, смоченной соленой водой. Если порода сильно локализована, то положение электрода можно изменить (и отметить), чтобы избежать попадания в породу; программное обеспечение для интерпретации, такое как вычислительный модуль RESAP из программного пакета CDEGS, будет учитывать это.
Несколько измерителей удельного сопротивления почвы хорошего качества обеспечивают источник высокого напряжения и большой мощности по сравнению со многими другими менее мощными доступными моделями: их выходное напряжение варьируется от 50 В до 400 В или выше, а их выходная мощность может достигать 50–250 Вт (в зависимости от на модели).
Слабый сигнал можно обнаружить, исследуя величины измеренного напряжения сигнала и тока инжекции, а также проверяя согласованность показаний. Такие измерители удельного сопротивления могут обеспечить достаточно точные показания для вводимых токов от 1 мА (предпочтительно минимум 5 мА) и сигнальных напряжений до 1 мВ при наличии шума 50 или 60 Гц, который в 4389 раз больше по величине. . С другой стороны, очень низкочастотный фоновый шум может потребовать более сильного сигнала для хорошей точности.Такую потребность можно определить по значению стандартного отклонения. или другие показатели качества сообщает прибор, поскольку он снимает серию показаний с помощью прямоугольной волны переменной полярности. Когда показатель качества 0 в конце серии показаний, измерение достоверное; в противном случае следует искать более сильный сигнал. Для каждого измерения следует выбирать серию из 10 циклов или около того. Также, показатель качества во время измерения следует наблюдать: если во время измерения появляется строка «***», измерение следует отклонить.Обычно это указывает на то, что один из токоведущих выводов отключился. Еще одна мера предосторожности — по возможности считывать удельное сопротивление при двух разных токах инжекции. Если показания совпадают, они считаются действительными. Оператор прибора должен использовать таблицу данных, чтобы обеспечить правильную регистрацию этих важных значений.
Ошибочные показания . Ошибочные показания могут возникать из-за плохих соединений или высокого контактного сопротивления, фонового шума с частотой, аналогичной частоте, используемой измерительным оборудованием, близлежащих подземных металлических конструкций, отказа оборудования, ошибки оператора и других факторов.Измеренные удельные сопротивления должны быть нанесены на миллиметровую бумагу в полевых условиях, чтобы можно было обнаружить нерегулярные измерения, чтобы можно было немедленно предпринять корректирующие действия. Следует построить график зависимости удельного сопротивления от расстояния между электродами: ожидается плавная кривая. Резкие изменения предполагают необходимость проверки настройки оборудования, повторения измерений и проведения дополнительных измерений при более коротких и больших расстояниях между электродами, близких к проблемным.
Чрезмерное напряжение. Некоторым измерителям удельного сопротивления требуется входное напряжение (включая сигнал и шум) менее 5 В для получения показаний. При чрезмерном фоновом шуме может возникнуть напряжение, превышающее 5 В: в этом случае входное напряжение должно быть уменьшено с помощью схемы делителя напряжения (например, напряжение от двух внутренних потенциальных электродов подается на резистор 100 кВт последовательно с 1 Резистор MW, а напряжение на резисторе 100 кВт измеряется потенциальными выводами измерителя сопротивления, в результате получается 90.Снижение напряжения на 9%). Повышенное напряжение также может возникать при коротком расстоянии между электродами из-за чрезмерной силы сигнала. В этом случае напряжение можно снизить, уменьшив настройку напряжения источника или уменьшив глубину токового электрода.
Обратите внимание, что глубина выводов ввода тока никогда не должна превышать 33% расстояния между соседними токовыми и потенциальными электродами; штифты для измерения внутреннего потенциала следует вводить на еще меньшую глубину. Это повышает точность измерения при малых расстояниях между электродами.
Детали измерения
Выводы для ввода тока подключаются к токовым клеммам прибора (обозначены «A» и «B» или C1 и C2), а потенциальные выводы подключаются к клеммам потенциала (обозначены «M» и «N» или P1 и P2. ). Вводится расстояние между электродами и запускается процесс измерения. Прибор записывает и усредняет столько показаний, сколько пользователь устанавливает прибор для снятия (например,г., 6 или около того).
Измерения необходимо проводить по ходам, определенным совместно с SES (представлен в отдельном документе). Важно, чтобы максимальное расстояние между двумя выводами для ввода тока вдоль самой длинной траверсы было как минимум в три раза превышающим максимальную протяженность проектируемой системы заземления, если это может быть достигнуто без помех со стороны близлежащих заглубленных металлических предметов. конструкции.
Метод Шлюмберже
Измерения следует проводить по 4-контактному методу Schlumberger с учетом мер предосторожности, описанных в этом документе.Выводы потенциалов P1 и P2 должны быть установлены в центре траверсы, первоначально на расстоянии 1,0 м друг от друга. Токовые выводы C1 и C2 должны быть вбиты в землю на постепенно увеличивающемся расстоянии от соответствующих потенциальных выводов, начиная с 0,10 м от ближайшего потенциального вывода и увеличиваясь до максимального расстояния между выводами, указанного SES для каждого измерительного перехода. «Максимальное расстояние между выводами», указанное для любого заданного траверса, является максимальным расстоянием между каждым потенциальным выводом и соседним с ним токовым выводом.Расстояние между внутренними выводами потенциала остается на уровне 1,0 м для первых нескольких измерений, затем увеличивается по мере необходимости для получения достаточно сильного сигнала измерения (т.е. не менее 1-10 мВ, если возможно, и показатель качества значение 0). Обратите внимание, что перед увеличением расстояния между выводами потенциалов следует предпринять все практические попытки улучшить контактное сопротивление выводов внешнего ввода тока. Этого можно достичь, забивая их глубже, используя группы стержней на больших расстояниях, или смачивая землю рядом с стержнями соленой водой (без или, конечно, смачивания земли вблизи потенциальных зондов).По возможности убедитесь, что ток впрыска составляет 5 мА или более, а измеренное напряжение сигнала — 1 мВ или более. Каждый раз, когда расстояние между потенциальными выводами увеличивается, повторяйте предыдущее измерение, т. Е. Размещайте токовые выводы на расстоянии, отделяющем их от потенциальных выводов во время предыдущего измерения, для проверки.
Метод Веннера (фиксированные контакты C1 и C2): односторонний
Измерения следует проводить на основе модифицированного 4-контактного метода Веннера с соблюдением мер предосторожности, описанных ранее в этом документе.Выбранный здесь метод тестирования придает больший вес передаваемым потенциалам от электрода C1 в места, проверяемые в будущей зоне, а также устраняет необходимость перемещать испытательный электрод C2.
Электрод С1 следует установить в центре тестируемой будущей подстанции на 260 кВ (таких площадок две). Электрод C2 следует устанавливать на расстоянии 4 км (места указаны ниже). Электроды C1 и C2 должны быть установлены таким образом, чтобы обеспечить низкое сопротивление заземления: мы хотим, чтобы ток от измерителя удельного сопротивления грунта, подключенного последовательно с двумя электродами, не превышал 500 мА.Начните с вбивания 3 стержней заземления 0,7–1,0 м в землю в форме треугольника, расположенных на расстоянии 1,7 м друг от друга, с 3 стержнями заземления, соединенными между собой. Забейте стержни глубже и при необходимости добавьте стержни; Также при необходимости облейте соленой водой каждый стержень заземления, чтобы добиться достаточно низкого сопротивления заземления. Подключите провод от клеммы «A» измерительного прибора к электродной матрице C1, а другой провод от клеммы «B» измерительного прибора к электродной матрице C2. Используйте соответствующую функцию (Rtest для измерителя SYSCAL), чтобы убедиться, что полное сопротивление цепи C1-C2 составляет порядка 800 Ом или меньше.
Эта установка электродов должна использоваться для всех измерений, при которых электрод P1 находится на расстоянии 30 м или более от центра группы электродов C1. Когда электрод P1 находится на расстоянии менее 30 м от электрода C1, последний должен быть уменьшен до одиночного заземляющего стержня, вбитого примерно на 0,7 м в землю. Для еще более коротких интервалов глубина, на которую вводится электрод C1, никогда не должна превышать 30% или около того расстояния между C1 и P1. Нет необходимости изменять настройку электродов C2: они могут оставаться неизменными для всех расстояний между электродами.
Электроды P1 и P2 устанавливаются между электродами C1 и C2, так что все электроды находятся на прямой линии. Подключите электрод P1 к клемме «M» на SYSCAL, а электрод P2 к клемме «N». Для первого измерения каждой траверсы разместите P1 и P2 так, чтобы расстояния между соседними электродами (т. Е. C1-P1, P1-P2, P2-C2) были равны. Это стандартная аранжировка Веннера. Однако после этого первого испытания необходимо перемещать только два потенциальных электрода и всегда в сторону электрода C1.Расстояния C1-P1 и P1-P2 всегда равны: действительно, если бы не электрод C2, который остается неподвижным, испытание было бы истинным испытанием Веннера. От каждого шага штифта к следующему зазоры C1-P1 и P1-P2 уменьшаются на 1/3: другими словами, умножьте шаг каждого штифта на 2/3, чтобы получить следующий меньший шаг штифта. Минимально необходимое расстояние между пальцами составляет 0,3 м.
Стержни P1 и P2 (только по одному стержню или шипу каждый) следует вбивать всего на несколько дюймов в землю, чтобы достичь разумного контактного сопротивления: если электрод проявляет сопротивление при вытаскивании из земли, то он определенно достаточно глубок. .Для малых расстояний между электродами глубина, на которую вводятся электроды P1 и P2, не должна превышать 10% расстояния между электродами.
Чтобы оценить кажущееся сопротивление, двойной расстояние между C1 и P1, а не просто расстояние между C1 и P1, как при обычном методе Веннера: т.е. кажущееся удельное сопротивление приблизительно равно 4 π a R, где a — расстояние C1-P1, а R — кажущееся сопротивление.Если вы используете SYSCAL для вычисления кажущегося сопротивления, всегда вводите двойной интервал, который вы тестируете. Это будет справедливо для большинства расстояний между выводами и, безусловно, удовлетворительно для проверки данных на предмет нестабильного поведения.
Все данные, указанные в технических паспортах, должны быть записаны для каждой траверсы, от минимального расстояния между штифтами, указанного в форме, до максимального расстояния между штифтами, связанного с траверсой (как указано в списке измерительных траверс, необходимых для проекта). .
На каждом расстоянии между выводами измерения должны проводиться при двух существенно разных уровнях тока инжекции, если это возможно, что может быть достигнуто путем изменения приложенного напряжения источника: должна быть двукратная разница (в этом порядке) между двумя токами инжекции. полученный. Измеренное удельное сопротивление должно быть одинаковым для обоих уровней тока. Если это не так, начните устранение неполадок.
В соответствующей форме данных измерений, предоставленной SES:
«Напряжение источника» — это напряжение, приложенное к контактам подачи тока (12 В, 50 В, 100 В, 200 В, 400 В или 600 В), которое устанавливается ручкой на некоторых приборах; на других прибор устанавливает это автоматически.
«Q: ***?» указывает, появились ли 3 звездочки в качестве значения показателя качества Q, пока счетчик подает ток в контакты C1 и C2. В этом столбце следует указать «да» или «нет».
«Q%» — это значение стандартного отклонения, Q или показатель качества, сообщаемый глюкометром.
«Vsignal» — это напряжение, измеренное измерителем удельного сопротивления почвы между выводами потенциала (P1 и P2).
«Iinject» — это ток, подаваемый измерителем удельного сопротивления почвы на токовые контакты (C1 и C2).
«Кажущееся удельное сопротивление» — это кажущееся удельное сопротивление почвы, рассчитываемое измерителем или вручную.
Измеренные кажущиеся удельные сопротивления должны быть нанесены на график зависимости от расстояния между выводами на миллиметровой бумаге по мере проведения измерений. В результате должна получиться довольно плавная кривая. Следует проверить соединения проводов и контакт стержня с почвой, если наблюдаются резкие изменения; наличие длинных заглубленных металлических конструкций также может быть причиной таких изменений.Как указано выше, если тестовые значения низкого тока не совпадают с тестовыми значениями высокого тока, проблема существует, и ее источник должен быть исследован. Аналогично, если Q% больше 0, следует проверить соединение и контакт стержня с почвой.
Кроме того, для каждого измерительного хода:
Прикрепите эскиз, показывающий местоположение и начальную точку траверса по отношению к существующим близлежащим сооружениям, включая приблизительные расстояния от них; также показать траверс на плане участка.
Пожалуйста, сообщайте о любых признаках труб, трубопроводов, трубопроводов, длинных участков железобетона, заборов или любых других длинных металлических конструкций в любом месте вблизи траверса.
Если используется прибор, который не отфильтровывает напряжения, наведенные в проводах измерения потенциала с помощью токоведущих выводов (это следует предположить, если нет никаких указаний на обратное), тогда следует принять следующие меры предосторожности:
Отделите измерительные провода подачи тока от проводов измерения потенциала на фиксированное расстояние (например,г., 10 футов).
Для каждого расстояния между выводами выполните измерения, используя другой набор потенциальных выводов, которые находятся значительно дальше от токоподводов и отделены от них на фиксированное расстояние (например, 100 футов).
SES может сравнивать эти два набора данных для оценки наведенных напряжений и корректировать данные для наведенных напряжений.
Интерпретация
Кажущееся удельное сопротивление грунта, измеренное на каждом участке, может быть нанесено на график вместе с кривой, соответствующей эквивалентному грунту, рассчитанному модулем RESAP программного пакета CDEGS.На каждом графике также показана эквивалентная структура грунта, соответствующая этим данным, и указано место на трубопроводе, которому она соответствует. Обычно может быть достигнуто хорошее соответствие между двумя ортогональными переходами и рассчитанной аппроксимацией кривой, так что получается многослойная модель грунта и используется для анализа интерференции на переменном токе.

Содержание влаги в% по массе	Удельное сопротивление Ом см Верхний слой почвы	Удельное сопротивление Ом см Песчаный суглинок
Подробнее 0	более 10 ⁹ ом-сантиметров	более 10 ⁹ ом-сантиметров
2.5	250000	150000
5	165000	43000
10	53000	185000
15	19000	10000
	6300
30	6400	4200
Моранский гравий	3000	40 до 10000
Гребневый гравий	15000	3000 до 30000
Твердый гранит 25	от 10000 до 50000

Почвы: характеристики и карты

Зачем нужно знать удельное сопротивление грунта для заземления?

Расчет заземления -Статьи

Расчет заземления: практические данные

Расчет заземления в виде нескольких электродов

Расчет необходимого количества заземляющих электродов

Расстояние между заземляющими электродами

Соединение электродов в заземлитель

Удельное электрическое сопротивление грунта: определение вида исследования

Что включается в себя процесс исследования

Сопротивление грунта удельно — Справочник химика 21

Методика измерение сопротивления заземляющих устройств — Методики испытаний / Документы — Электротехническая лаборатория, г.Ханты-Мансийск

Диапазон измере­ния, Ом

R1

R2

RЗ

Рис.4

Тип

К1

КЗ

Горизонтальная

Измерения удельного сопротивления грунта — Энциклопедия по машиностроению XXL

Испытания на удельное сопротивление почвы для проектирования катодной защиты

Коррозионная активность почвы

Испытания на удельное сопротивление грунта

Эффекты слоя

Рекомендации по оборудованию для испытаний на удельное сопротивление почвы

Высокочастотные измерители удельного сопротивления почвы

Низкочастотные измерители удельного сопротивления почвы

Рекомендации по полевым данным

Сводка

Общие сведения об испытаниях на удельное сопротивление грунта — ShopAEMC.com

Что такое удельное сопротивление почвы? Определение и измерение удельного сопротивления почвы

Измерение удельного сопротивления почвы

Оценка электрических свойств почвы в многослойной модели земли с формулировкой граничных элементов

1. Введение

2. Кажущееся сопротивление Веннера

3. Методология

4. Результаты и обсуждения

5. Заключение

Выражение признательности

Комплект для испытания на удельное сопротивление грунта — Stuart Steel

Оценка удельного сопротивления почвы и сопротивление системы заземления: Книга по науке и технике Глава

Введение

Факторы, влияющие на удельное сопротивление почвы и сопротивление заземления

Влага почвы

0

Приложение I — SES & Technologies ltd.

Особые меры предосторожности

Читайте также

Что делать, если грудничок не спит днем: советы по налаживанию режима сна

Антигистаминные препараты для новорожденных: лечение и профилактика аллергии у грудничков

Методика «Цветоник» М. Лазарева для музыкального развития детей

Добавить комментарий Отменить ответ

Диапазон измерения, Ом