Расчет удельного сопротивления грунта: Удельное сопротивление грунта

Удельное сопротивление грунта

Тэги: молниезащита заземление монтаж инструкции и рекомендации

Расчётное удельное электрическое сопротивление грунта (Ом*м) — параметр, определяющий собой уровень «электропроводности» земли как проводника, то есть как хорошо будет растекаться в такой среде электрический ток от заземлителя.

Это измеряемая величина, зависящая от состава грунта, размеров и плотности прилегания друг к другу его частиц, влажности и температуры, концентрации в нём растворимых химических веществ (солей, кислотных и щелочных остатков).

Использование в расчётах

Электрическое удельное сопротивление грунта является основным параметром для расчёта заземления.

Чем меньший размер имеет эта величина, тем меньше будет сопротивление заземления смонтированного устройства.

 

Величины расчётного электрического удельного сопротивления грунта (таблица)

Грунт	Удельное сопротивление, среднее значение (Ом*м)	Сопротивление заземления для комплекта ZZ-000-015, Ом	Сопротивление заземления для комплекта ZZ-000-030, Ом	Сопротивление заземления для комплекта ZZ-100-102, Ом
Асфальт	200 — 3 200	17 — 277	9,4 — 151	8,3 — 132
Базальт	2 000	Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Бентонит (сорт глины)	2 — 10	0,17 — 0,87	0,09 — 0,47	0,08 — 0,41
Бетон	40 — 1 000	3,5 — 87	2 — 47	1,5 — 41
Вода
Вода морская	0,2	0	0	0
Вода прудовая	40	3,5	2	1,7
Вода равнинной реки	50	4	2,5	2
Вода грунтовая	20 — 60	1,7 — 5	1 — 3	1 — 2,5
Вечномёрзлый грунт (многолетнемёрзлый грунт)
Вечномёрзлый грунт — талый слой (у поверхности летом)	500 — 1000	—	—	20 — 41
Вечномёрзлый грунт (суглинок)	20 000	Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Вечномёрзлый грунт (песок)	50 000	Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Глина
Глина влажная	20	1,7	1	0,8
Глина полутвёрдая	60	5	3	2,5
Гнейс разложившийся	275	24	12	11,5
Гравий
Гравий глинистый, неоднородный	300	26	14	12,5
Гравий однородный	800	69	38	33
Гранит	1 100 — 22 000	Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Гранитный гравий	14 500	Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Графитовая крошка	0,1 — 2	0	0	0
Дресва (мелкий щебень/крупный песок)	5 500	477	260	228
Зола, пепел	40	3,5	2	1,7
Известняк (поверхность)	100 — 10 000	8,7 — 868	4,7 — 472	4,1 — 414
Известняк (внутри)	5 — 4 000	0,43 — 347	0,24 — 189	0,21 — 166
Ил	30	2,6	1,5	1
Каменный уголь	150	13	7	6
Кварц	15 000	Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Кокс	2,5	0,2	0,1	0,1
Лёсс (желтозем)	250	22	12	10
Мел	60	5	3	2,5
Мергель
Мергель обычный	150	14	7	6
Мергель глинистый (50 — 75% глинистых частиц)	50	4	2	2
Песок
Песок, сильно увлажненный грунтовыми водами	10 — 60	0,9 — 5	0,5 — 3	0,4 — 2,5
Песок, умеренно увлажненный	60 — 130	5 — 11	3 — 6	2,5 — 5,5
Песок влажный	130 — 400	10 — 35	6 — 19	5 — 17
Песок слегка влажный	400 — 1 500	35 — 130	19 — 71	17 — 62
Песок сухой	1 500 — 4 200	130 — 364	71 — 198	62 — 174
Супесь (супесок)	150	13	7	6
Песчаник	1 000	87	47	41
Садовая земля	40	3,5	2	1,7
Солончак	20	1,7	1	0,8
Суглинок
Суглинок, сильно увлажненный грунтовыми водами	10 — 60	0,9 — 5	0,5 — 3	0,4 — 2,5
Суглинок полутвердый, лесовидный	100	9	5	4
Суглинок при температуре минус 5 С°	150	—	—	6
Супесь (супесок)	150	13	7	6
Сланец	10 — 100
Сланец графитовый	55	5	2,5	2,3
Супесь (супесок)	150	13	7	6
Торф
Торф при температуре 10°	25	2	1	1
Торф при температуре 0 С°	50	4	2,5	2
Чернозём	60	5	3	2,5
Щебень сухой
Щебень мокрый	3 000	260	142	124
Щебень сухой	5 000	434	236	207

Сопротивление заземления для комплектов ZZ-000-015 и ZZ-000-030, указанное в таблице, может использоваться при различных конфигурациях заземлителя — и точечной, и многоэлектродной.

Вместе с таблицей ориентировочных величин расчётного удельного сопротивления грунта предлагаем Вам

воспользоваться географической картой уже смонтированных ранее заземлителей на базе готовых комплектов заземления ZANDZ с результатами замеров сопротивления заземления.

 

Типы грунтов республики Казахстан и их удельные электрические сопротивления (карта)

Тип грунта	Ом*м
Известняк поверхностный	5 050
Гранит	2 000
Базальт	2 000
Песчаник	1 000
Гравий однородный	800
Песчаник влажный	800
Гравий глинистый	300
Чернозём	200
Разнообразные смеси глины и песка	150
Суглинок лесовидный	100
Глина полутвёрдая	60
Сланцы глинистые	55
Суглинок пластичный	30
Глина пластичная	20
Подземные водоносные слои	5

Глина, суглинок, супесь (различия)

Рыхлые осадочные грунты, состоящие из глины и песка, классифицируются по содержанию в них глинистых частиц:

• глина — более 30%. Глина очень пластичная, хорошо скатывается в шнур (между ладонями). Скатанный из глины шар сдавливается в лепешку без образования трещин по краям.
  • тяжелая — более 60%
  • обычная — от 30 до 60% с преобладанием глинистых частиц
  • пылеватая — от 30 до 60% с преобладанием песка
  • суглинок — от 10% до 30% глины. Этот грунт достаточно пластичен, при растирании его между пальцами не чувствуются отдельные песчинки. Скатанный из суглинка шар раздавливается в лепешку с образованием трещин по краям.
    • тяжелый — от 20 до 30%
    • средний — от 15 до 20%
    • легкий — от 10 до 15%
    • супесь (супесок) — менее 10% глины. Является переходной формой от глинистых к песчаным грунтам. Супесь наименее пластичная из всех глинистых грунтов; при ее растирании между пальцами чувствуются песчинки; она плохо скатывается в шнур. Скатанный из супеси шар рассыпается при сдавливании.

Зависимости от условий

Зависимость удельного сопротивления грунта (суглинок) от его влажности
(данные из IEEE Std 142-1991):

Зависимость удельного сопротивления грунта (суглинок) от его температуры
(данные из IEEE Std 142-1991):

На этом графике хорошо видно, что при температуре ниже нуля грунт резко повышает свое удельное сопротивление, что связано с переходом воды в другое агрегатное состояние (из жидкого в твердое) — почти прекращаются процессы переноса заряда ионами солей и кислотными/щелочными остатками.

Смотрите также:

Запросить расчет

Измерение удельного сопротивления грунта

 

ООО «ЭнергоАльянс»

ЭЛЕКТРОЛАБОРАТОРИЯ

 

  

 

1.   Назначение и область применения.

1.1   Настоящий документ устанавливает методику выполнения измерения сопротивления грунта на соответствие проекту и требованиям НД.

1.2     Настоящий документ разработан для применения персоналом электролаборатории при проведении приемо-сдаточных, периодических и ремонтных  испытаний в электроустановках, напряжением до 1000 В и вне электроустановок.

 

2.   Нормативные ссылки.

 

В данной методике использованы ссылки на следующие нормативные документы:

2.1 Руководство пользователя. Измеритель сопротивления заземления ИС-10 или аналогичный.

2.2 Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей

2.4  Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Изд. 6 с изменениями и дополнениями.

2.3 Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок ПОТЭЭ. С изменениями на 15 ноября 2018 года.

2.4  ГОСТ Р 16504-81 «Испытания и контроль качества продукции».

2. 5  ГОСТ Р 8.563-96 «Методики выполнения измерений»

2.6  Правила устройства электроустановок (ПУЭ), Издание 7-е.

2.7    Комплекс стандартов ГОСТ Р 50571.16 — 2007 «Электроустановки низковольтные. Часть 6. Испытания».

 

3     Термины и определения.

 

В данной методике используются следующие термины и определения, принятые согласно ПУЭ изд. 7 и комплекса стандартов ГОСТ Р 50571.16 — 2007:

3.1 Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.

3.2   Защитное заземление — заземление, выполняемое в целях электробезопасности.

3.3 Рабочее (функциональное) заземление — заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности).

3.4 Защитное зануление в электроустановках напряжением до 1 кВ — преднамеренное соединение открытых проводящих частей с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.

3.5 Заземлитель — проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду.

3.6 Искусственный заземлитель — заземлитель, специально выполняемый для целей заземления.

3.7 Естественный заземлитель — сторонняя проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду, используемая для целей заземления.

3.8 Заземляющий проводник — проводник, соединяющий заземляемую часть (точку) с заземлителем.

3.9   Заземляющее устройство — совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

3.10 Зона нулевого потенциала (относительная земля) — часть земли, находящаяся вне зоны влияния какого-либо заземлителя, электрический потенциал которой принимается равным нулю.

3.11 Зона растекания (локальная земля) — зона земли между заземлителем и зоной нулевого потенциала.

Термин земля, используемый в главе, следует понимать как земля в зоне растекания.

3.12  Замыкание на землю — случайный электрический контакт между токоведущими частями, находящимися под напряжением, и землей.

3.13 Напряжение на заземляющем устройстве — напряжение, возникающее при стекании тока с заземлителя в землю между точкой ввода тока в заземлитель и зоной нулевого потенциала.

3.14 Напряжение прикосновения — напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к ним человека или животного.

Ожидаемое напряжение прикосновения — напряжение между одновременно доступными прикосновению проводящими частями, когда человек или животное их не касается.

3.15 Напряжение шага — напряжение между двумя точками на поверхности земли, на расстоянии 1 м одна от другой, которое принимается равным длине шага человека.

3.16 Сопротивление заземляющего устройства — отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю.

3.17 Эквивалентное удельное сопротивление земли с неоднородной структурой — удельное электрическое сопротивление земли с однородной структурой, в которой сопротивление заземляющего устройства имеет то же значение, что и в земле с неоднородной структурой.

Термин удельное сопротивление, используемый в главе для земли с неоднородной структурой, следует понимать как эквивалентное удельное сопротивление.

3.18 Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.

3.19 Защитное заземление — заземление, выполняемое в целях электробезопасности.

3.20 Рабочее (функциональное) заземление — заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности).3.1  Заземление — преднамеренное электрическое соединение этой части с заземляющим устройством.

3.21 Главная заземляющая шина — шина, являющаяся частью заземляющего устройства электроустановки до 1 кВ и предназначенная для присоединения нескольких проводников с целью заземления и уравнивания потенциалов.

 

4.     Характеристика измеряемой величины, нормативные значения измеряемой величины.

 

Объектом измерения является грунт.

Цель измерений — установление и расчет параметров вновь сооружаемого заземляющего устройства или соответствия имеющегося ЗУ требованиям проекта нормативных документов.

Измеряемая величина – удельное сопротивление грунта р (Ом·м)

Согласно действующему ГОСТ 12.1.030-81, при удельном электрическом сопротивлении “земли” P выше 100 Ом х м допускается увеличение указанной нормы в P / 100 раз, но не более десятикратного, эта информация также дублируется в ПУЭ. Исходя из этого, имея, например, удельное сопротивление грунта 631 Ом на метр, делим полученное значение на 100, получаем 6,31 и во столько раз мы можем превысить норматив в 4 Ома и значение сопротивление заземляющего устройства. 25,24 Ом в данном случае будет считаться удовлетворительным.

Величина сопротивления заземляющего устройства зависит от удельного сопротивления грунта (удельное сопротивление принято обозначать греческой буквой р). Эта величина определяет свойства грунта с точки зрения его электрической проводимости и чем она меньше, тем меньше сопротивление растеканию, а следовательно, благоприятнее условия для устройства заземления. В зависимости от состава (чернозем, песок, глина и т. п.), размеров и плотности прилегания друг к другу частиц, влажности и температуры, наличия растворимых химических веществ (кислот, щелочей, продуктов гниения и т. д.) удельное сопротивление грунтов изменяется в очень широких пределах. Грунт может в летнее время просыхать, а в зимнее — промерзать. И в том и в другом случаях сопротивление растеканию заземлителей возрастает, часто довольно значительно.

Наиболее важными факторами, влияющими на величину удельного сопротивления грунта, являются влажность и температура. В течение года в связи с изменением атмосферных и климатических условий содержание влаги в грунте 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.

Величина удельного сопротивления грунта определяется путем измерений в месте устройства заземления(монтажа) с учетом коэффициентов влажности.

В исключительных случаях для оценки величины удельного сопротивления р при проектировании заземляющих устройств можно пользоваться средними величинами удельного сопротивлений грунта из таблиц.

Однако в последующем при строительстве заземлений необходимо пересчитать сопротивление заземления, предварительно уточнив удельное сопротивление грунта путем контрольных измерений.

 

Приближенные значения средних удельных сопротивлений отдельных видов грунтов р,Ом·м.

 

Наименование грунта	Среднее удельное сопротивление, Ом·м
Песок	500
Супесок	300
Суглинок	80
Глина	60
Садовая земля	40
Чернозем	50
Торф	25
Пористый известняк	180
Песчаник	1000

 

Зная величину удельного сопротивления грунта, можно определить приближенные сопротивления растеканию различных заземлителей.

Эффективность заземлителя зависит от конкретных грунтовых условий, и поэтому в зависимости от этих условий и требуемого значения сопротивления растеканию должны быть выбраны количество и конструкция заземлителей. Значение сопротивления растеканию заземляющего устройства должно быть измерено и соответствовать допустимому значению.

 

 

5.         Условия испытаний (измерений).

 

5.1 При  выполнении измерений и испытаний, согласно руководству пользователя прибором ИС-10 или аналогичным, соблюдают следующие условия:

температура окружающего воздуха  — 25⁰С до +60⁰С,

относительная влажность (95 ±3%) при температуре 35⁰С,

измерение рекомендуется проводить в периоды наименьшей проводимости грунта, в засушливое летнее время при наибольшем высыхании грунта или в периоды промерзания грунта зимой,

5.2              Измерения проводят в светлое время суток. Производить измерения на заземляющих устройствах во время грозы, дождя, мокрого тумана и снега, а также в темное время суток запрещается.

 

6.              Метод  испытаний (измерений).

 

6.1              Величина удельного сопротивления грунта определяется по методике измерения Вернера. Эта методика предполагает равные расстояния между электродами (d) и удельное сопротивление рассчитывается по формуле:

R уд = 2π • d • R

 (6,28 • d • R),

где R – сопротивление, измеренное прибором.

ИС-10 или аналогичный данные расчеты проводит автоматически

 

7.  Производство измерений.

 

7.1 Измерение удельного сопротивления грунта. (Rуд)

Измерительные штыри установить в грунт по прямой линии, через равные расстояния (d), которое следует принимать не менее чем в 5 раз больше глубины погружения штырей.

Соединить штыри с измерительными гнездами Т1, П1, П2 и Т2 в соответствии с рисунком 2.3.6.

Кнопкой «РЕЖИМ» выбрать режим «Rуд», при этом на индикаторе отображается ранее установленное расстояние между штырями. Расстояние между штырями можно изменить в меню прибора. Выбрать функцию «УСТ. РАССТ». Появится сообщение «РАССТОЯНИЕ ХХм».

Кнопками «▲» или «▼» Т1 П2 Т2 R 3П 2,21 Ом  установить расстояние от 1 до 99 м с шагом 1 м. Для подтверждения выбранного расстояния нажать кнопку «Rx / ¿». Заданное расстояние сохраняется в памяти прибора до введения новых значений. Результат измерений будет отображаться в «мОм*м», «Ом*м» или «кОм*м». Нажать кнопку «Rx / ¿» и считать показания значения удельного сопротивления.

Рисунок 2.3.6 — Схема подключения при измерении удельного сопротивления грунта и вид индикатора

 

 

 

8.    Контроль точности результатов испытаний (измерений).

 

8.1 Контроль точности результатов измерений обеспечивается ежегодной поверкой средств измерений в органах Госстандарта РФ и проверкой соответствия размеров вспомогательных технических средств перед выполнением измерений. Выполнение измерений прибором с просроченным сроком поверки не допускается.

 

9. Требования к квалификации персонала.

 

9.1 К выполнению измерений и испытаний допускают лиц, прошедших специальное  обучение и аттестацию с присвоением  группы по электробезопасности не ниже III  при работе в электроустановках до 1000 В, имеющих запись о допуске к испытаниям и измерениям в электроустановках до 1000 В.

9.2 Измерения должен проводить только квалифицированный персонал в составе бригады, в количестве не менее 2 человек.

 

 

 

10. Требования к обеспечению безопасности при выполнении испытаний (измерений) и экологической безопасности.

 

10.1 При проведении измерений персонал должен соблюдать требования ПОТЭЭ, инструкций по производственной санитарии, требования инструкций по технике безопасности.

10.2 Забивать электроды в землю необходимо исправным молотком (ударная часть без сколов и трещин, рукоять без повреждений) только в рукавицах.

10. 3 При сборке измерительных схем следует соблюдать последовательность соединения проводов токовой и потенциальной цепи. Сначала необходимо присоединить провод к вспомогательному электроду  и лишь затем к прибору.

10.4     Испытания не наносят вреда окружающей среде.

 

 

 

 

По результатам проверки составляется протокол испытаний.

 

Электролаборатория Краснодар. Электролаборатория Краснодарский край

 

Испытание удельного сопротивления грунта 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 проектировщика системы катодной защиты.

Одним из важнейших расчетных параметров при рассмотрении вопроса о применении катодной защиты заглубленных сооружений является удельное сопротивление грунта. Испытание удельного сопротивления грунта является важным фактором для оценки коррозионного воздействия окружающей среды на заглубленные сооружения. Это также оказывает огромное влияние на выбор типа, количества и конфигурации анода. Таким образом, крайне важно, чтобы у проектировщика СР были точные данные о состоянии грунта как на конструкции, так и в любых предлагаемых местах расположения анодной системы. Отсутствие достаточных данных об удельном сопротивлении грунта может сделать конструкцию системы катодной защиты (системы CP) неэффективной и привести к дорогостоящим восстановительным работам во время ввода в эксплуатацию.

Коррозия почвы

Удельное сопротивление почвы является основным диагностическим фактором, используемым для оценки коррозионной активности почвы. При проведении испытаний на сопротивление грунта можно оценить множество факторов, в том числе состав грунта, содержание влаги, pH, концентрацию ионов хлоридов и сульфатов и окислительно-восстановительный потенциал. Все это общие компоненты программы лабораторных или полевых испытаний грунта, и все они влияют на удельное сопротивление грунта. Хотя комплексная программа испытаний грунта может быть оправдана, особенно при проведении анализа отказов, для большинства сред данные испытаний удельного сопротивления грунта обеспечивают прекрасную основу для оценки коррозионной активности грунта. Ниже приведена типичная диаграмма корреляции удельного сопротивления почвы с ее коррозионной активностью.

Удельное сопротивление грунта (Ом-см)	Рейтинг коррозионной активности
>20 000	Практически не вызывает коррозии
от 10 000 до 20 000	Слабокоррозионный
от 5 000 до 10 000	Умеренно коррозионный
от 3000 до 5000	Коррозионный
от 1000 до 3000	Сильно коррозионный
<1000	Чрезвычайно агрессивный

ИСТОЧНИК: Corrosion Basics: An Introduction, NACE Press Book, 2 ^nd edition by Pierre Roberge

Измерение удельного сопротивления грунта , наиболее распространенным методом полевых испытаний является четырехконтактный метод Веннера (ASTM G57). В этом тесте используются четыре металлических зонда, вбитых в землю и расположенных на равном расстоянии друг от друга.

Внешние контакты подключены к источнику тока (I), а внутренние контакты подключены к вольтметру (V), как показано на рисунке 1.

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

При проектировании системы катодной защиты обычно проводят несколько измерений удельного сопротивления грунта с использованием этой методики с различным расстоянием между датчиками. Для неглубокого размещения анода обычно достаточно снять показания на глубине 2,5 фута, 5 футов, 10 футов, 20 футов, 25 футов. Система с глубоким анодом.

Layer Effects

Важно отметить, что значения удельного сопротивления грунта, полученные в результате четырехконтактного тестирования, представляют собой среднее удельное сопротивление грунта от поверхности земли до глубины, а каждое последующее расстояние между зондами включает все показания поверхностного сопротивления над ним. . Для целей проектирования катодной защиты часто необходимо определить сопротивление грунта на глубине анода, «вычитая» верхние слои из глубинных показаний. Этот процесс «вычитания» верхних слоев требует некоторой корректировки вычислений. 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 данных сопротивления (R) должны быть представлены в табличном формате, а затем преобразованы в проводимость, которая является просто обратной величиной сопротивления. Затем рассчитывается изменение проводимости для каждого последующего интервала. Затем это значение преобразуется обратно в значение сопротивления слоя путем получения обратной величины изменения проводимости. Наконец, удельное сопротивление слоя рассчитывается с использованием ρ=2×π×a×R.

Для приведенного ниже анализа Барнса данные показывают, что между глубиной 60 м и глубиной 100 м существует зона низкого сопротивления.

ДАННЫЕ ИСПЫТАНИЙ		АНАЛИЗ БАРНСА
Расстояние a (м)	Сопротивление (Ом)	Проводимость 1/R (Сименс)	Изменение проводимости (Siemens)	Сопротивление слоя (Ом)	Удельное сопротивление слоя (Ом-м)
20	1,21	0,83	—	1,21	152
40	0,90	1. 11	0,28	3,57	441
60	0,63	1,59	0,48	2,08	264
80	0,11	9.09	7,5	0,13	17
100	0,065	15,38	6,29	0,16	20
120	0,058	17,24	1,86	0,54	68

Оборудование для измерения удельного сопротивления грунта Соображения

Говоря об электричестве, земля может быть довольно шумной средой с воздушными линиями электропередач, электрическими подстанциями, железнодорожными путями и многими другими источниками, которые способствуют шуму сигнала. Это может исказить показания, что может привести к значительным ошибкам. По этой причине специализированное оборудование для измерения грунта, включающее в себя сложные электронные блоки, способные отфильтровывать шум, имеет решающее значение при получении данных об удельном сопротивлении грунта.

Существует два основных типа измерителей удельного сопротивления грунта: высокочастотные и низкочастотные.

Высокочастотные измерители удельного сопротивления почвы

Высокочастотные измерители работают на частотах значительно выше 60 Гц и должны быть ограничены сбором данных на глубине около 100 футов. Это связано с тем, что им не хватает напряжения для работы с длинными ходами, и они индуцируют шумовое напряжение в потенциальных выводах, которое невозможно отфильтровать, поскольку удельное сопротивление грунта уменьшается, а расстояние между зондами увеличивается. Они дешевле, чем их низкочастотные аналоги, и на сегодняшний день являются наиболее распространенными измерителями, используемыми для измерения удельного сопротивления грунта. В целях проектирования CP они часто используются для оценки коррозионной активности почвы и для проектирования неглубоких анодов.

Низкочастотные измерители удельного сопротивления грунта

Низкочастотные измерители генерируют импульсы в диапазоне от 0,5 до 2,0 Гц и являются предпочтительным оборудованием для более глубоких измерений удельного сопротивления грунта, поскольку они могут снимать показания с очень больших расстояний между датчиками. Некоторые модели могут работать с интервалами в несколько тысяч футов. Эти модели обычно включают в себя более сложную электронную фильтрацию, которая превосходит те, что используются в высокочастотных моделях. Для конструкций CP, включающих установку глубоких анодов, низкочастотный измеритель является предпочтительным оборудованием для получения точных данных на глубинах менее 100 футов.

Рекомендации по полевым данным

При сборе точных данных об удельном сопротивлении грунта для проектирования системы катодной защиты важно учитывать следующие рекомендации, чтобы избежать ошибочных показаний:

1. Пригодность места проведения испытаний. Для использования четырехконтактного метода тестирования Веннера требуется достаточное открытое пространство для правильного размещения штифтов для сбора данных на необходимой глубине. Для систем катодной защиты с глубокими анодами потребуется как минимум трехкратная предполагаемая глубина анодной системы.
2. Избегайте подземных трубопроводов и других металлических предметов. Наличие каких-либо заглубленных металлических конструкций (трубопроводов, кабелепроводов, железобетонных конструкций, систем заземления и т. д.) обеспечивает слаботочные пути, которые могут вызвать эффект короткого замыкания, который исказит показания сопротивления и приведет к ошибочным показаниям удельного сопротивления почвы.
3. Глубина зондов. Важно, чтобы зонды были правильно вставлены в землю. При малоглубинных измерениях удельного сопротивления датчики, установленные слишком глубоко, могут повлиять на малоглубинные показания. В идеале штифты должны быть не глубже 1/20 ^th расстояния между штифтами и глубиной не более 10 см (4 дюймов).
4. Избегайте мест с высоким уровнем электрических помех. Испытания почвы не следует проводить непосредственно под высоковольтными системами электропередач или рядом с другими внешними источниками тока в почве, такими как системы легкорельсового транспорта постоянного тока.
5. Тщательно запишите место и условия испытаний. Важно точно зафиксировать место проведения испытаний, а также состояние почвы и температуру во время проведения испытаний. Испытания не следует проводить в мерзлой почве, а также в периоды сильной засухи или аномально влажных условий.

Резюме

Измерение удельного сопротивления грунта с точным сбором данных является лучшим индикатором коррозионной активности грунта для заглубленных металлических конструкций и оказывает существенное влияние на проектирование систем катодной защиты. Наиболее распространенной методологией тестирования для полевого сбора данных о почве является метод четырех булавок Веннера. При правильном сборе и использовании соответствующих аналитических методов полевые данные сопротивления грунта могут обеспечить точную оценку значений удельного сопротивления грунта для использования при проектировании соответствующей системы катодной защиты.

Узнайте об услугах MATCOR по испытанию удельного сопротивления грунта

---

У вас есть вопросы об испытании удельного сопротивления грунта или вам нужно расценки на услуги или дизайн катодной защиты и материалы? Свяжитесь с нами по ссылке ниже.

СВЯЗАТЬСЯ С ЭКСПЕРТОМ ПО КОРРОЗИИ

Что такое испытание удельного сопротивления грунта и как оно проводится измерения является решающим аспектом при проектировании заземляющих установок.

Удельное сопротивление может быть определено для любого материала, и это делается Американским обществом по испытаниям и материалам (ASTM), которое публикует стандарты для испытаний и измерений. Применительно к почве удельное сопротивление является показателем способности данной почвы проводить электрический ток.

Поток электричества в почве в значительной степени электролитический, определяемый переносом ионов, растворенных во влаге. Информация об удельном сопротивлении грунта в определенном месте и о том, как оно изменяется в зависимости от различных факторов, таких как температура, глубина, содержание влаги и т. д., дает нам понимание того, как нужно получить желаемое значение сопротивления грунта и поддерживать его в течение всего срока службы установки с наименьшими затратами. стоимость и проблемы.

Почему важны измерения удельного сопротивления почвы?

Основной целью системы заземления является создание общего опорного потенциала для конструкции здания, системы электроснабжения, электрических кабелепроводов, стальных конструкций завода и системы КИПиА. Для достижения этой цели желательно подходящее заземление с низким сопротивлением. Однако этого часто трудно достичь, и это зависит от ряда факторов:

• Удельное сопротивление грунта
• Стратификация
• Размер и тип используемого электрода
• Глубина покрытия электрода
• Влажность и химический состав почвы

Цели испытания удельного сопротивления грунта:

• Получение набора измерений, которые можно интерпретировать для получения эквивалентной модели электрических характеристик земли с точки зрения конкретной системы заземления.
• Геофизические исследования выполняются с использованием этих значений в качестве помощи в определении глубины коренных пород, местоположения керна и других геологических явлений.
• Определена степень коррозии подземных трубопроводов. Падение удельного сопротивления пропорционально углублению коррозии в подрывных трубопроводах.

Удельное сопротивление грунта абсолютно влияет на схему системы заземления и является основным фактором, определяющим сопротивление системы заземления относительно земли. Таким образом, перед проектированием и установкой новой системы заземления в определенном месте необходимо проверить удельное сопротивление грунта.

Тип почвы или воды	Типовое удельное сопротивление Ом м	Обычный предел  Ом м
Морская вода	2	от 0,1 до 10
Глина	40	от 8 до 70
Колодец и родниковая вода	50	от 10 до 150
Смеси глины и песка	100	от 4 до 300
Сланец, сланцы, песчаник и т. д.	120	от 10 до 100
Торф, суглинок и грязь	150	от 5 до 250
Вода озера и ручья	250	от 100 до 400
Песок	2000	от 200 до 3000
Моренный гравий	3000	от 40 до 10000
Коньковый гравий	15000	от 3000 до 30000
Массив гранита	25000	от 10000 до 50000
Лед	100000	от 10000 до 100000

 

Что делается при испытании удельного сопротивления грунта?

Удельное сопротивление почвы сильно зависит от следующих факторов:

• Тип земли
• Стратификация
• Содержание влаги; удельное сопротивление может быстро падать по мере увеличения содержания влаги
• Температура
• Химический состав и концентрация растворенной соли.
• Наличие металлических и бетонных труб, резервуаров, больших плит.
• Топография

Результаты, если перед тестом не проведено надлежащее исследование или тест проведен неправильно, могут быть неверными или вводящими в заблуждение. Для преодоления этих проблем предлагаются следующие рекомендации по сбору данных и тестированию:

• Начальная фаза исследования необходима для обеспечения адекватной базы данных, на основании которой можно определить программу тестирования и относительно которой можно интерпретировать результаты.
• Очень полезны данные о близлежащих металлических конструкциях, а также о геологических, географических и метеорологических характеристиках района. Например, геологические данные о типах и мощности пластов дадут представление о водоудерживающих свойствах верхних слоев, а также об ожидаемом изменении удельного сопротивления в зависимости от содержания воды.
• Сопоставляя новые данные об осадках со средними сезонными значениями, минимальными и максимальными значениями для местоположения, можно определить, являются ли результаты точными или нет.
• Метод испытания При выборе типа испытания необходимо учитывать такие факторы, как максимальная глубина зонда, требуемая длина кабелей, эффективность метода измерения, стоимость и простота интерпретации данных.

Примечание. Температура и влажность становятся более стабильными по мере увеличения расстояния от поверхности земли. Таким образом, чтобы система заземления работала круглый год, она должна быть закреплена как можно глубже.

Ниже приведены этапы, обычно выполняемые при испытании удельного сопротивления грунта:

Метод испытаний
съемочной группы) и легкость интерпретации данных необходимо учитывать при выборе типа испытаний. Три распространенных типа тестов:

• Массив Веннера: Массив Веннера наименее эффективен с точки зрения эксплуатации. Для этого требуется самая длинная прокладка кабеля, самые большие разбросы электродов, а для больших расстояний требуется один человек на электрод, чтобы завершить съемку в разумные сроки. Поскольку все 4 электрода смещаются после каждого анализа, матрица Веннера наиболее уязвима к боковым вариациям.
• Массив Schlumberger: рабочая сила широко используется с массивом Schlumberger, так как при каждом перемещении внутренних электродов внешние электроды перемещаются четыре или пять раз. Уменьшение количества сдвигов электродов также уменьшает последствия бокового отклонения конечных результатов. Значительная экономия времени может быть достигнута за счет использования теоремы взаимности с массивом Шлюмберже, когда контактное сопротивление является проблемой.
• Метод с приводным стержнем: Метод с приводным стержнем (или метод с тремя штифтами или методом падения потенциала) обычно подходит для использования в таких условиях, как заземление конструкции линии электропередачи или участки со сложным рельефом, из-за: неглубокого проникновения, которое может быть достигается в практических ситуациях, очень локализованная область измерения и неточности, возникающие в условиях двухслойного грунта.

Места пересечения.

Удельное сопротивление грунта может значительно различаться как от одного места к другому, так и по глубине на участке, и одной величины удельного сопротивления грунта, как правило, недостаточно. Чтобы получить улучшенную картину перепада сопротивлений грунта, целесообразно провести тщательную съемку. Съемка с линейным ходом недорога и позволяет легко найти различия в удельном сопротивлении грунта в определенном месте и может дать значительную экономию денег с точки зрения труда и материалов при попытке получить необходимое значение сопротивления.

Диапазон интервалов.

Определенный предел расстояния включает в себя точное расстояние между датчиками, то есть менее 1 м, которое необходимо для определения удельного сопротивления верхнего слоя, используемого при количественном определении напряжения прикосновения и шагового напряжения. Большие интервалы используются для количественной оценки импеданса сети и удаленных градиентов напряжения. Расчеты на больших расстояниях обычно доставляют значительные проблемы, и они актуальны, если нижний слой имеет большее удельное сопротивление, т.е. ρ2 > ρ1. В таких случаях вносится значительная ошибка, если реальное значение ρ2 не измеряется из-за недостаточного расстояния.

Рекомендации по практическому тестированию.

• Было установлено, что требуется особая осторожность при тестировании на:
• Устраните взаимную связь или помехи из-за проводов, параллельных линиям электропередач.
• Убедитесь, что приборы и настройки адекватны
• Провести эксплуатационные проверки точности
• Уменьшить контактное сопротивление
• Проинструктируйте персонал использовать более мелкое расстояние между тестами в областях с резкими изменениями
• Непосредственно во время тестирования отображать результаты тестирования для выявления таких проблемных областей

Как проводится измерение удельного сопротивления грунта?

Этот тест требует, чтобы пользователь поместил четыре вспомогательных датчика, расположенных на равном расстоянии друг от друга, в землю для определения фактического сопротивления почвы, обычно в Ом-см или Ом-м.