Měrný elektrický odpor země
Horní vrstvy zemské kůry, ve kterých mohou proudit proudy elektrických instalací, se obvykle nazývají zem. Vlastnost země jako proudového vodiče závisí na její struktuře a součástech, které obsahuje.
Hlavní složky země - oxid křemičitý, oxid hlinitý, vápenec, uhlí atd. — jsou izolanty a vodivost země závisí na půdním roztoku, tedy na vlhkosti a solích zachycených mezi nevodivými pevnými částicemi součástí. Země má tedy iontovou vodivost, která na rozdíl od elektronové vodivosti v kovech má větší elektrický odpor vůči elektrickému proudu.
Je zvykem definovat vlastnosti země jako proudového vodiče. měrný elektrický odpor ρ, což znamená odpor půdní krychle o hranách 1 cm. Tato hodnota je určena výrazem:
ρ = RS / l,
Ohm • cm2 / cm, nebo Ohm / cm, kde R je odpor (Ohm) určitého objemu zeminy o průřezu C (cm2) a délce l (cm).
Hodnota zemního odporu ρ závisí na charakteru půdy, její vlhkosti, obsahu zásad, solí a kyselin a také její teplotě.
Rozsah změny efektivního elektrického odporu země ρ různých zemin je obrovský, např. jíl má odpor 1 — 50 Ohm-/m, pískovec 10 — 102 Ohm/m, a křemen 1012 — 1014 Ohm/m Pro srovnání uvádíme měrný elektrický odpor přírodních roztoků vyplňujících póry a trhliny. Například přírodní vody v závislosti na solích v nich rozpuštěných mají odpor 0,07 - 600 Ohm / m, z toho říční a sladké podzemní vody 60 - 300 Ohm / m, a mořské a hluboké vody 0,1 - 1 Ohm / m.
Zvýšení obsahu rozpuštěných látek v půdě, celková vlhkost, zhutnění jejích částic, zvýšení teploty (pokud se vlhkost nesníží) vedou k poklesu ρ. Olejová a olejová impregnace půdy, stejně jako zmrazení, výrazně zvyšují ρ.
Země je heterogenní, skládá se z několika vrstev půdy s různými hodnotami ρ. Zpočátku se při výpočtu zemnících a inženýrských studií vycházelo z předpokladu homogenity ρ na terénu ve svislém směru. Nyní při výpočtu uzemněných elektrod se předpokládá, že země se skládá ze dvou vrstev: horní s odporem ρ1 a tloušťkou h a spodní s odporem ρ2. Takto vypočítaný dvouvrstvý model země dobře odráží rysy změn hloubky země způsobené zamrzáním a vysycháním její povrchové vrstvy a také vliv na p zónu podzemní vody.
Analytický výpočet všech faktorů ovlivňujících hodnotu ρ je obtížný, proto se odpor, který odpovídá přijaté přesnosti výpočtu, získává přímým měřením.
Pro měření parametrů zemské elektrické struktury — tloušťky vrstev a odporu každé vrstvy — se v současnosti doporučují dvě metody: vertikální zkušební elektroda a vertikální elektrické měření. Volba metody měření závisí na vlastnostech půdy a požadované přesnosti měření.
Viz také: Jak měřit zemní odpor
Níže uvedená tabulka ukazuje odolnost nejběžnějších zemin.
Odolnost půdy Typ půdy Odolnost, Ohm / m Jíl 50 Hustý vápenec 1000-5000 Sypký vápenec 500-1000 Měkký vápenec 100-300 Žula a pískovec v závislosti na povětrnostních vlivech 1500-10000 Zvětralá žula a pískovec 100-600 Vrstva humusu 100-600 -100 jurské opuky 30-40 opuky a husté jíly 100-200 slídové břidlice 800 jílový písek 50-500 křemičitý písek 200-3000 vrstvené břidlicové půdy 50-300 holá kamenitá půda 1500-3000 tráva pokrytá 0000 kamenitá půda jednotek do 30 Vlhké rašelinové půdy 5-100