Удельное сопротивление грунта как измерить: Измерить удельное сопротивление грунта, Минск, РБ

Измерить удельное сопротивление грунта, Минск, РБ

Удельное сопротивление грунта

Грунт по своей структуре является пористым дисперсионным телом, которое состоит из трех основных частей: твердой, газообразной и жидкой (свободная и связанная вода).

Земля, по характеристикам – очень плохой проводник. Проводимость земли в тысячи раз хуже проводимости металлов и воды. Удельное сопротивление грунта – это величина, которая характеризует сопротивление грунта прохождению тока (токорастеканию), или можно сказать – служит для определения электропроводности грунта в качестве проводника.

Особенности проведения измерения удельного сопротивления грунта

Удельное сопротивление грунта – есть сопротивление, создаваемое материалом земли в виде куба с размерами 1х1х1 м, к которому присоединены измерительные электроды к разным сторона куба. За единицу объемного удельного сопротивления принят Ом на метр.

Значение удельного сопротивления земли является основополагающим параметром при проведении расчетов сопротивления заземления. Чем больше будет этот показатель, тем большее количество заземлителей необходимо будет установить, чтобы добиться необходимого значения сопротивления заземления. При расчете заземляющего устройства требуется знать точное значение удельного сопротивления грунта в конкретном месте, где будет создаваться заземление.

Удельное сопротивление грунта зависит от таких факторов, как: температура, влажность, время года, состав грунта.

Для чего требуется эта процедура?

Точное измерение позволяет порядком сэкономить на организации сооружения заземления. Либо не придется устанавливать лишние заземлители, либо не придется проводить дополнительные мероприятия по увеличению заземляющих устройств после окончания строительства и ввода объекта в эксплуатацию. Для получения максимально достоверного результата измерения следует проводить в течение всего года. Гораздо чаще все замеры проводятся в конце весны – начала лета, реже – осенью и зимой.

Для измерения удельного электрического сопротивления грунта, специалисты компании “ТМРсила-М” используют прибор ИС-10.

 Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Методы измерения сопротивления заземлителей и удельного сопротивления грунта!

1. Все способы измерения сопротивления заземлителей основаны на общем принципе измерения падения напряжения на испытуемом заземлителе при протекании через него известного по величине переменного тока.

Для измерения один полюс источника присоединяют к испытуемому заземлителю 1, другой полюс — к заземлителю 2, называемому вспомога’-тельным (рис. 1).

Напряжение U на испытуемом заземлителе, измеряемое по отношению к удаленной точке на поверхности земли с нулевым потенциалом, может численно характеризовать истинную величину сопротивления испытуемого заземлителя R =U/I.

Напряжение на испытуемом заземлителе измеряется прибором, вклю­ченным между испытуемым заземлителем и электродом 3, называемым Зондом и забитым в землю на достаточном удалении от испытуемого за­землителя, где потенциал поверхности земли практически равен нулю.

При измерении сопротивления заземлителей рекомендуется соблюдать следующие расстояния:

— от испытуемого заземлителя до зонда а₁₃ >= 5L₁;

— от вспомогательного заземлителя до зонда а₂₃ >= 5L₂;

— от испытуемого до вспомогательного заземлителя a₁₂ >= 5L₁+ 5L₂.

Здесь L₁ и L₂ — наибольшие линейные размеры испытуемого и вспо­могательного заземлителей.

В указанных выше неравенствах слагаемое правой части, а также зна­чение а должны быть не менее 20 м.

2. Измеритель заземления МС-07 предназначен для измерения сопро­тивления заземлителей и удельного сопротивления грунта методом зонда, а также для измерения непосредственно удельного сопротивления грунта методом четырех электродов.

Общий вид прибора МС-07 и схема его подключения для измерения сопротивления заземлителей методом зонда показаны на рис. 2.

К зажимам I₁ и E₁> присоединяют испытуемый заземлитель, к зажиму E₂ — зонд, а к зажиму I₂ — вспомогательный заземлитель.

Перед измере­нием компенсируют сопротивление зонда. Для этого рукоятку переключателя РЕГУЛИРОВКА — ИЗМЕРЕНИЕ ставят в положение РЕГУЛИРОВ­КА и, вращая ручку генератора со скоростью 2 с^-1, одновременно повора­чивают рукоятку реостата R_p до совмещения стрелки прибора с красной отметкой шкалы. В этом положении рукоятка реостата должна оставать­ся до конца измерения.

Если поворотом рукоятки реостата стрелка прибора не устанавливает­ся на красную отметку шкалы, то это указывает на чрезмерно высокое сопротивление зонда. В этом случае его следует снизить, например, за­глублением электрода в землю, забивкой дополнительного электрода.

Закончив регулировку, необходимо переключатель снова поставить в положение ИЗМЕРЕНИЕ, а переключатель пределов измерения — в поло­жение ДЕЛИТЬ НА 1. Вращая ручку генератора со скоростью около 2 с^-1, отсчитывают по показанию стрелки на шкале сопротивление зазем­лителей (Ом).

Если результат измерения составляет меньше 100 Ом, для получения более точного результата переключатель пределов измерения следует пере­вести в положение ДЕЛИТЬ НА 10, при этом отсчитанное значение на шкале надо разделить на 10, чтобы получить измеряемое сопротивле­ние (Ом),

Наконец, если результат измерения будет составлять меньше 10 Ом, переключатель следует перевести в положение ДЕЛИТЬ НА 100, при этом отсчитанное значение на шкале должно быть разделено на 100.

Если при измерении стрелка устанавливается вяло и неуверенно, это указывает на чрезвычайно высокое сопротивление вспомогательного зазем­лителя. Для проверки его величины следует поменять местами провода на зажимах I₁ и I₂ и повторить измерение. В этом случае прибор покажет сопротивление вспомогательного заземлителя. Если его величина превы­шает приведенные значения, необходимо ее снизить, после чего произвести основной замер.

При производстве замеров прибор МС-07 устанавливают горизонталь­но на твердом основании вблизи испытуемого заземлителя. Если измеряе­мое сопротивление мало (единицы Ом), во избежание ошибок, вносимых падением напряжения в проводе, соединяющем прибор с испытуемым за­землителей, перемычку между зажимами I₁ и E₁ следует разомкнуть и за­жимы I₂ и E₂ соединить с испытуемым заземлителем отдельными прово­дами.

Все соединения должны быть выполнены изолированными проводами сечением 1,5-2,5 мм². Провода могут быть протянуты непосредственно по земле.

Прибор МС-07 может быть использован для определения удельного сопротивления грунта с помощью специально забитых в землю на опреде­ленную глубину контрольных электродов, а также методом четырех элек­тродов (схема включения прибора для определения удельного сопротивле­ния грунта методом четырех электродов показана на рис. 3).

Перед замером стрелка прибора устанавливается на красной отметке при установке переключателя РЕГУЛИРОВКА — ИЗМЕРЕНИЕ в поло­жение РЕГУЛИРОВКА точно так же, как это было описано выше для компенсации сопротивления зонда. Затем переключатель переводится в по­ложение ИЗМЕРЕНИЕ и производится замер. Прибор в этом случае по­казывает (Ом) отношение разности потенциалов между внутренними элек­тродами к величине общего тока, протекающего в земле между двумя внешними электродами.

Если показания приборов (Ом) обозначить R₁ а расстояние (см) меж­ду соседними электродами а, то удельное сопротивление грунта будет ρ=2πaR₁ (Ом*см).

3. Измеритель заземления МС-08 (рис. 4) предназначен для измере­ния сопротивления заземляющих устройств, а также может быть исполь­зован для определения удельного сопротивления грунта.

Сопротивление заземляющих устройств измеряется аналогично со­противлению заземляющих устройств, измеряемых прибором МС-07.

Измерение удельного сопротивления грунта может выполняться двумя способами.

1-й способ. В испытуемый грунт забивают стальную трубу или стер­жень известных размеров. Вспомогательный заземлитель или зонд распо­лагают так же, как и в случае измерения сопротивления одиночного зазем­лителя. Измеряют сопротивление растеканию основного стержня, забитого в месте определения удельного сопротивления грунта. Трубу (стержень) забивают на заданную глубину (обычно на глубину, большую, чем глуби­на промерзания грунта в данной местности).

Удельное сопротивление грунта р (Ом-см) на глубине забивки трубы подсчитывают по формуле

ρ=2,73 Rl / lg*(4l/d)

где R — сопротивление, измеренное измерителем заземления, Ом; I — глубина забивки трубы, см; d — диаметр трубы, см.

2-й способ. На испытуемом участке забиваются в землю по прямой ли­нии четыре стержня на расстоянии а (см) друг от друга. Глубина забив­ки не должна превышать 1/20 расстояния а. Зажимы измерителя заземле­ния I₁ и I₂ подсоединяют к крайним стержням, а зажимы E₁ и E₂-к со­ответствующим внутренним стержням (перемычки между зажимами I₁ и E₁ размыкаются). Производят измерение после предварительной регулировки.

Удельное сопротивление пoдсчитывается по формуле

ρ=2πaR₁

гдe R — покaзания измеритeля заземления, Ом;

а — расстoяние между стeржнями, см.

Приближенно можно считать, что при этом способе получается среднее удельное сoпротивление грунтa нa глубине, равнoй расстoянию а меж­ду забитыми стержнями.

Рекомендуем ознакомиться со следующими материалами:

Сопротивление грунта и заземление

Удельное сопротивление грунта — это главный параметр, который влияет на конструкцию заземляющего устройства: количество и длину заземляющих электродов. Физически оно равняется электрическому сопротивлению, которое грунт оказывает току при прохождении им расстояния между противоположными гранями условного куба объёмом 1 куб. м.; размерность Ом*м. Удельное сопротивление зависит от многих факторов: состава и структуры грунта, его плотности, влажности, температуры, наличия примесей – солей, кислот, щелочей. Все эти параметры изменяются в течение года, поэтому соответствующим образом меняется и сопротивление грунта. Данный факт нужно учитывать при проведении замеров, расчётов, а также при измерении сопротивления растеканию смонтированного заземляющего устройства.

Сопротивление грунта и сопротивление заземления

Чем ниже значение удельного сопротивления грунта, тем лучше электрический ток растекается в среде, и тем меньше получится сопротивление заземляющего устройства. Низкое сопротивление заземления обеспечивает поглощение грунтом токов повреждений, токов утечки и молниевых токов, что предотвращает их нежелательное протекание по проводящим частям электроустановок и защищает контактирующих с ними людей от поражения электрическим током, а оборудование — от помех и нарушений работы. Заземляющее устройство обязательно должно быть дополнено правильно организованной системой уравнивания потенциалов.

Такие объекты, как жилой дом и линия электропередачи не требуют столь низкого сопротивления заземления, как, например, подстанции и сооружения с большим объёмом информационного и коммуникационного оборудования: ЦОД, медицинские центры и объекты связи. Более низкое сопротивление заземляющего устройства можно обеспечить растеканием тока с большего количества электродов, при том что высокое сопротивления грунта приводит к ещё большему увеличению габаритов заземлителя.

Норма сопротивления заземляющего устройства определяется ПУЭ 7 изд. раздел 1.7. — для электроустановок разных классов напряжения, пункты 2.5.116-2.5.134 — для линий электропередачи, а также другими отраслевыми стандартами и документацией к аппаратам и приборам.

Удельное сопротивление преимущественно зависит от типа грунта. Так, «хорошие» грунты, обладающие низким сопротивлением — это глина, чернозём (80 Ом*м), суглинок (100 Ом*м). Сопротивление песка сильно зависит от содержания влаги и колеблется от 10 до 4000 Ом*м. У каменистых грунтов оно легко может достигать нескольких тысяч Ом*м: у щебенистых — 3000-5000 Ом*м, а у гранита и других горных пород — 20000 Ом*м.

Удельное сопротивление грунтов в России

Среднее удельное сопротивление часто встречающихся на территории России грунтов приведено в таблице на странице, посвященной удельному сопротивлению грунта

Принять тип грунта можно по карте почв на территории России (для просмотра карты в полном размере, щёлкните на ней).

Значения, приведённые в таблицах справочные и подходят только для ориентировочного расчёта в том случае, когда другая информация отсутствует. Для того чтобы получить точное значение удельного сопротивления, необходимо проводить изыскательные работы. Замеры грунта проводятся в полевых условиях методом амперметра-вольтметра, а также путем измерения инженерно-геологических элементов (ИГЭ), проведенных на разной глубине методом вертикально электрического зондирования (ВЭЗ). Значения, полученные этими двумя способами, могут значительно отличаться, также, как отличаются характеристики грунта незначительно удаленных точек на местности. Поэтому, чтобы исключить ошибку в расчетах необходимо брать максимальный из результатов этих двух методов при приведении к однослойной расчётной модели. Если для расчётов необходимо привести грунт к двухслойной модели, то использовать можно только метод ВЭЗ.

Сезонное изменение сопротивления грунта и его учёт

Для учёта сезонных изменений и влияния природных явлений «Руководство по проектированию, строительству и эксплуатации заземлений в установках проводной связи и радиотрансляционных узлов» оперирует коэффициентом промерзания, который предписывается определенной климатической зоне России и коэффициентом влажности, учитывающим накопленную грунтом влагу и количество осадков, выпавших перед измерением. РД 153-34.0-20.525-00 при определении сопротивления заземляющего устройства подстанций использует сезонный коэффициент.

При пропитывании почвы водой, удельное сопротивление может снижаться в десятки раз, а при промерзании в разы увеличиваться. Поэтому, в зависимости от того, в какое время года были выполнены измерения, необходимо учитывать данные коэффициенты.

Это позволит предотвратить превышения нормы заземляющего устройства в результате изменений удельного сопротивления; нормируемое значение в соответствии с ПУЭ 7 изд. должно обеспечиваться при самых неблагоприятных условиях в любое время года.

При увеличении габаритов заземляющего устройства влияние сезонных изменений значительно снижается. Если заземлитель имеет горизонтальные размеры порядка 10 метров, то его сопротивление в течение года может изменяться в десятки и сотни раз, тогда как сопротивление заземлителя габаритами 100-200 метров изменяется всего лишь в 2 раза. Это связано с тем, что глубина растекания тока соизмерима с габаритами горизонтального заземлителя.Таким образом, распространенная в горизонтальном направлении конструкция действует на глубинные слои почвы, часто обладающие низким удельным сопротивлением в любое время года.

«Сложные грунты» с высоким удельным сопротивлением

Некоторые типы грунта имеют крайне высокое удельное сопротивление. Его значение для каменистых грунтов достигает нескольких тысяч Ом*м при том, что организация заземляющего устройства в такой среде связана с множеством трудностей – значительными затратами материалов и объёмами земляных работ. Из-за твердых включений практически невозможно использовать вертикальные электроды без применения бурения. Пример заземления в условиях каменистого грунта приведён на странице.

Возможно, ещё более сложный случай – это вечномерзлый грунт. При понижении температуры удельное сопротивление резко возрастает. Для суглинка при +10 С° оно составляет около 100 Ом*м, но уже при -10 С° может достигать 500 — 1000 Ом*м. Глубина промерзания вечномерзлого грунта бывает от нескольких сот метров до нескольких километров, при том что в летнее время оттаивает лишь верхний слой незначительной толщины: 1-3 м. В результате круглый год вся зона эффективного растекания тока будет иметь значительное удельное сопротивление – порядка 20000 Ом*м в вечномерзлом суглинке и 50000 Ом*м в вечномерзлом песке. Это чревато организацией заземляющего устройства на огромной площади, либо применением специальных решений, например, таких как электролитическое заземление. Для наглядного сравнения, пройдя по ссылке, можно посмотреть расчёт в вечномерзлом грунте.

Решения по достижению необходимого сопротивления

Традиционные способы

В хороших грунтах, как правило, устанавливается традиционное заземляющее устройство, состоящее из горизонтальных и вертикальных электродов.

Использование вертикальных электродов несет важное преимущество. С увеличением глубины удельное сопротивление грунта «стабилизируется». В глубинных слоях оно в меньшей степени зависит от сезонных изменений, а также, благодаря повышенному содержанию влаги, имеет более низкое сопротивление. Такая особенность очень часто позволяет значительно снизить сопротивление заземляющего устройства.

Горизонтальные электроды применяются для соединения вертикальных, также они способствуют ещё большему снижению сопротивления. Но могут использоваться и в качестве самостоятельного решения, когда монтаж вертикальных штырей сопряжен с трудностями, либо когда необходимо организовать заземляющее устройство определенного типа, например, сетку.

Нестандартные способы

В тяжелых каменистых и вечномерзлых грунтах монтаж традиционного заземления сопряжен с рядом проблем, начиная сложностью монтажа из-за специфики местности, заканчивая огромными размерами заземляющего устройства (соответственно — большими объемами строительных работ), необходимыми для соответствия его сопротивления нормам.

В условиях вечномерзлого грунта также имеет место такое явление как выталкивание, в результате которого горизонтальные электроды оказываются над поверхностью уже через год.

Чтобы решить эти проблемы, специалисты часто прибегают к следующим мерам:

• Замена необходимых объёмов на грунт с низким удельным сопротивлением (несет ограниченную пользу в случае вечномерзлого грунта, т.к. грунт замены также промерзает). Объемы такого грунта часто очень велики, и не всегда приводят к ожидаемым результатам, т.к. зона действия заземлителя вглубь практически равна его горизонтальным размерам, поэтому влияние верхнего слоя может быть незначительным.
• Организация выносного заземлителя в очагах с низким удельным сопротивлением, что позволяет установить заземлитель на удалении до 2 км.
• Применение специальных химических веществ – солей и электролитов, которые снижают удельное сопротивление мерзлого грунта. Данное мероприятие необходимо проводить раз в несколько лет из-за процесса вымывания.

Одним из наиболее предпочтительных решений в тяжелых условиях является электролитическое заземление, оно сочетает химическое воздействие на грунт (снижение его удельного сопротивления) и замену грунта (уменьшение влияния промерзания). Электролитический электрод наполнен смесью минеральных солей, которые равномерно распределяются в рабочей области и снижают её удельное сопротивление. Данный процесс стабилизируется с помощью околоэлектродного заполнителя, который делает процесс выщелачивания солей равномерным. Применение электролитического заземления позволяет избежать проблем организации традиционного заземляющего устройства, значительно уменьшает количество оборудования, габариты заземлителя и объёмы земляных работ.

Заключение

При проектировании заземляющего устройства необходимо иметь достоверные данные об удельном сопротивлении грунта на месте строительства. Точную информацию можно получить только с помощью изысканий и измерений на местности, но по разным причинам бывает, что возможности их провести нет. В таком случае можно воспользоваться справочными таблицами, но стоит принять во внимание, что расчёт будет носить ориентировочный характер.

Независимо от того, каким образом получены значения удельного сопротивления, нужно внимательно рассматривать все влияющие факторы. Важно учесть пределы, в которых удельное сопротивление может меняться, чтобы сопротивление заземляющего устройства никогда не превышало норму.

Смотрите также:

Смотрите также:

Измерение удельного сопротивления грунта

Удельным сопротивлением грунта называется сопротивление, которое оказывает грунт, заполняющий куб 1х1х1м прохождению электрического тока, измеряемое в Ом*м. Данная величина позволяет количественно оценить способность грунта пропускать через себя электрический ток и рассеивать его на большой площади за короткое время. Чем ниже удельное сопротивление грунта, тем грунт более электропроводный, тем быстрее ток утечки растекается в нём.

Данная оценка выполняется на этапе изыскательских работ перед проектированием электроустановки и в процессе монтажа заземляющего устройства. На основании полученных значений рассчитывается будущий контур системы заземления, количество и длина вертикальных заземлителей, длина горизонтального заземлителя (полосовой стали).

Удельное сопротивление грунта напрямую зависит от типа, структуры, степени увлажненности грунта в конкретный временной отрезок, а также от содержания в нем солей и электролитов.

В качестве основного методом для замера удельного сопротивления грунта используется метод «Виннера» или метод «4-х стержней».

Подготовка к замерам:

• правильно выбрать место монтажа измерительных стержней на местности, где предполагается разместить устройство заземления (удалить стержни от зданий, технологических сетей и пр.).
• очистить стержни от засохшей после предыдущих замеров грязи;
• забить стержни вертикально в линию равноудаленно;
• расстояние между стержнями должно быть в ≥ 5 раз глубины монтажа последнего;
• стержни в грунт следует вдавливать или вбивать (не вкручивать/не вворачивать).

Для измерения удельного сопротивления грунта используется прибор MI 3102H BT.

Схема измерения: 

Схема измерения удельного сопротивления грунта

Смотреть в увеличенном виде

Прибор осуществляет расчет значения удельного сопротивления грунта автоматически.
На основании результата замеров удельного сопротивления грунта составляется Протокол измерения удельного сопротивления грунта, в котором указывается действительное значение удельного сопротивления грунта, вместе с данными по условиям проведения измерений.

Более подробную информацию по измерению удельного сопротивления грунта Вы можете получить по телефону: +7 (812) 748-26-28.

Измерение удельного сопротивления грунта

Сопротивление окружающего электроустановку грунта — это основополагающий параметр при расчёте её заземления. Без знания его значения невозможно правильно установить заземлители и определить расстояние между ними. Поэтому операция измерения удельного сопротивления грунта проводится в первую очередь.

Удельным оно называется потому, что приводится на единицу объёма грунта, то есть куба со стороной 1 метр, соответственно, размерность его определяется как Ом•м. В таблице приведены значения этого параметра для различных видов грунта.

Для справки — удельное сопротивление пресной воды в водоёмах и в грунте находится в диапазоне от 20 до 60 Ом•м. Чем сопротивление больше, тем меньше должно быть расстояние между заземлителями для соблюдения нормативных требований. Зависит оно не только от вида грунта, но и от влажности и температуры окружающей среды.

Методика измерения

Эти работы проводятся с помощью специального прибора, напоминающего по виду мультиметр, например, типа ИС-10. В электролаборатории для этих целей используются и многофункциональное оборудование для измерения параметров электроустановок. Наши специалисты применяют прибор MI 3102H профессионального уровня, сертифицированный как средство измерения.

Для измерения используются 4 штыря длиной 1 метр, располагаемые на заданном равном расстоянии друг от друга. Его значение не должно быть меньше пятикратной глубины погружения штыря в грунт. Сами штыри выполняют роль электродов и проводами подключаются к прибору.

Результат измерения таким четырёхпроводным методом будет отображен на индикаторе прибора, однако конечное значение удельного сопротивления необходимо будет рассчитать по формуле

где R_u – удельное сопротивление грунта, Ом•м; D — расстояние между измерительными штырями, м; R_E– показание прибора.

Поскольку значение расстояния между штырями влияет на результат, его измерение следует проводить с особой точностью, пользуясь измерительными средствами.

Прибор позволяет и автоматически рассчитать значение удельного расстояния — для этого достаточно перевести его в соответствующий режим и ввести значение расстояния между штырями.

Профессиональная оценка результатов измерений может быть сделана только специалистами. Именно они составляют костяк электролаборатории компании «Техэкспо», электроэнергетика для которой — ключевая компетенция.

Методика определения удельного электрического сопротивления грунта в полевых условиях.

За величину удельного электрического сопротивления принимается сопротивление грунта, заключённого в объёме с поперечным сечением 1м2 и длиной 1м. Принимается размерность – Ом×м.

Одним из критериев опасности коррозии сооружений являются коррозионная агрессивность среды (грунтов, грунтовых и других вод) по отношению к металлу сооружения (включая биокоррозионную агрессивность грунтов).

Для оценки коррозионной агрессивности грунта по отношению к стали определяют удельное электрическое сопротивление грунта, измеренное в полевых и лабораторных условиях (таблица 8.1). Если при определении одного из показателей установлена высокая коррозионная агрессивность грунта (а для мелиоративных сооружений — средняя), то другой показатель не определяют.

Таблица 8.1 — Коррозионная агрессивность грунта по отношению к углеродистой и низколегированной стали

Удельное электрическое сопротивление грунта измеряют непосредственно на трассе подземного трубопровода, в местах расположения анодных заземлителей и протекторов.

На участках высокой и повышенной коррозионной опасности измерения выполняют через каждые 100 м. На других участках – через 500 м. Дополнительные измерения проводятся между точками измерения, указанными выше, в тех местах, в которых ожидаются минимальные значения удельного электрического сопротивления, как правило, на участках с пониженными формами рельефа. 

В случае отсутствия данных об удельном электрическом сопротивлении грунта измерения его производят через 100 м и через 50 м в местах резко неоднородных грунтов

При проведении работ со вскрытием трубопровода обязательно должно проводиться измерение удельного сопротивления грунта на глубине залегания трубопровода.

Измерение удельного электрического сопротивления грунта в полевых условиях производится с  использованием измерителей сопротивления заземления М416, Ф4103, АС-72, ИСЗ-1, MoData (все приборы должны быть откалиброваны в соответствующих государственных органах). Электроды в виде стальных стержней длиной от 250 до 350 мм и диаметром от 15 до 20 мм.

При измерении удельного электрического сопротивления грунта в шурфе расстояние между электродами должно быть равным 10 см. Четырех электродную установку монтируют на пластине из непроводящего материала размером 400×100 мм. Глубина погружения электродов не должна превышать 1 см. 

Измерение проводят на стенках шурфа, на глубине укладки нефтепровода, поверхность выравнивают на площади, превышающей площадь пластины.

Количество точек, в которых измеряется удельное электрическое сопротивление грунта должно быть не менее трех.

Удельное электрическое сопротивление грунта измеряют непосредственно на трассе подземного трубопровода по четырехэлектродной схеме (рисунок 8.1).

Рисунок 8.1 – Схема определения удельного сопротивления грунта:

1 – электрод, 2 – прибор с клеммами: 

I – токовые выводы; E – потенциальные выводы; a – расстояние между электродами 

Электроды размещают на поверхности земли на одной прямой линии, совпадающей с осью трассы для проектируемого сооружения, а для сооружения, уложенного в землю, — на линии, проходящей параллельно на расстоянии в пределах от 2 до 4 м от оси сооружения. Измерения выполняют с интервалом от 100 до 200 м в период, когда на глубине заложения сооружения отсутствует промерзание грунта.

Глубина забивания электродов в грунт должна быть не более 1/20 расстояния между электродами.

Удельное электрическое сопротивление грунта ρ, Ом·м, вычисляют по формуле:

                                                                ρ = 2πRга,                                                              (8.1)

где   Rг — электрическое сопротивление грунта, измеренное прибором, Ом;

         а — расстояние между электродами, равное глубине (для кабелей связи — двойной глубине) прокладки подземного сооружения, м.

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]

Что такое испытание на удельное сопротивление почвы и как проводятся испытания

Сопротивление заземляющего электрода связано с удельным сопротивлением почвы, в которой он установлен и перемещен, поэтому расчеты и измерения удельного сопротивления почвы являются решающим аспектом при проектировании заземляющих устройств.

Свойство удельного сопротивления может быть определено для любого материала, и это делается Американским обществом испытаний и материалов (ASTM), которое публикует стандарты для испытаний и измерений.При применении к почве удельное сопротивление является показателем способности данной почвы проводить электрический ток.

Поток электричества в почве в значительной степени является электролитическим, определяемым переносом ионов, растворенных во влаге. Понимание удельного сопротивления грунта в определенном месте и того, как оно изменяется в зависимости от различных факторов, таких как температура, глубина, влажность и т. Д., Дает нам понимание того, как желаемое значение сопротивления грунта должно быть получено и сохранено в течение всего срока службы установки с наименьшими затратами. стоимость и неприятности.

Почему важно проводить испытания на удельное сопротивление почвы?

Основная цель системы заземления — создать общий опорный потенциал для конструкции здания, системы электроснабжения, электрических каналов, стальных конструкций завода и системы контрольно-измерительных приборов. Для достижения этой цели желательно подходящее заземление с низким сопротивлением. Однако этого часто бывает сложно добиться и зависит от ряда факторов:

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

Цели испытаний на удельное сопротивление грунта:

• Для получения 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, мест расположения кернов и других геологических явлений.
• Определена степень коррозии подземных трубопроводов. Падение удельного сопротивления пропорционально появлению коррозии в разрушающих трубопроводах.

Удельное сопротивление почвы абсолютно влияет на план системы заземления и является основным фактором, определяющим сопротивление заземления системы заземления.Таким образом, перед проектированием и установкой новой системы заземления необходимо проверить определенное место, чтобы определить удельное сопротивление почвы.

Что делается во время испытания на удельное сопротивление почвы?

Удельное сопротивление почвы широко варьируется в зависимости от следующих факторов:

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

Результаты, если до теста не было проведено надлежащее исследование или тест был проведен неправильно, могут быть неверными или вводящими в заблуждение. Для решения этих проблем предлагаются следующие рекомендации по сбору данных и тестированию:

• Требуется начальная фаза исследования, чтобы обеспечить адекватную основу для определения программы тестирования и на основании которой можно интерпретировать результаты.
• Данные, относящиеся к близлежащим металлическим конструкциям, а также геологическому, географическому и метеорологическому характеру местности, очень полезны. Например, геологические данные, касающиеся типов пластов и их толщины, дадут указание на водоудерживающие свойства верхних слоев, а также ожидаемые вариации удельного сопротивления из-за содержания воды.
• Сопоставляя новые данные об осадках со средним сезонным, минимумом и максимумом для данного местоположения, можно определить, точны ли результаты 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, ее необходимо закрепить как можно глубже.

Следующие шаги обычно выполняются во время испытания удельного сопротивления грунта:

Метод испытаний
Необходимо учитывать такие факторы, как максимальная глубина зонда, требуемая длина кабелей, эффективность метода измерения, стоимость (определяемая временем и размером исследовательской бригады) и простота интерпретации данных. при выборе типа теста.Три распространенных типа испытаний:

• Массив Веннера: Массив Веннера наименее эффективен с точки зрения эксплуатации. Для этого требуется самая длинная разводка кабеля, наибольшее расстояние между электродами и большие расстояния для каждого электрода по одному человеку, чтобы завершить обследование в разумные сроки. Поскольку все 4 электрода смещаются после каждого анализа, матрица Веннера наиболее уязвима для боковых колебаний.
• Массив Schlumberger: рабочая сила очень широко используется с массивом Schlumberger, так как при каждом перемещении внутренних электродов внешние электроды перемещаются четыре или пять раз.Уменьшение числа смещений электродов также снижает последствия бокового отклонения для конечных результатов. Значительная экономия времени может быть достигнута за счет использования теоремы взаимности с массивом Шлюмберже, когда контактное сопротивление является проблемой.
• Метод ведомой штанги: Метод ведомой штанги (или метод трех штифтов, или метод падения потенциала) обычно подходит для использования в таких условиях, как земля в конструкции линии электропередачи или участки со сложным рельефом из-за: неглубокого проникновения, которое может быть достигаются в практических ситуациях, в очень ограниченной области измерения и неточностях, встречающихся в условиях двухслойной почвы.

Точки пересечения.

Удельное сопротивление грунта может значительно различаться как от одного места к другому, так и от глубины на участке, и единственное значение удельного сопротивления грунта, как правило, недостаточно. Чтобы получить более точное представление о разнице удельного сопротивления почвы, целесообразно провести тщательное обследование. Обследование Line Traverse недорогое и позволяет легко обнаружить различия в удельном сопротивлении грунта в определенном месте и может дать значительную экономию денег с точки зрения трудозатрат и материалов при попытке получить необходимое значение сопротивления.

Диапазон расстояний.

Определенный предел расстояния включает в себя точные расстояния между датчиками, т.е. менее 1 м, которые необходимы для определения удельного сопротивления верхнего слоя, используемого для количественной оценки напряжения прикосновения и ступенчатого напряжения. Большие интервалы используются для количественной оценки импеданса сети и удаленных градиентов напряжения. Расчеты на огромных расстояниях обычно создают значительные проблемы, и они жизненно важны, если нижний слой имеет большее удельное сопротивление, то есть ρ2> ρ1.В таких случаях возникает значительная ошибка, если реалистичное значение ρ2 не измеряется из-за недостаточного расстояния.

Практические рекомендации по тестированию.

• Было обнаружено, что при испытании на:

требуется особая осторожность.

• Устранение взаимной связи или помех из-за проводов, параллельных линиям электропередач.
• Убедитесь, что оборудование и настройки соответствуют требованиям
• Провести эксплуатационные проверки на точность
• Уменьшить контактное сопротивление
• Попросите персонал использовать более мелкие тестовые интервалы в областях, демонстрирующих резкие изменения
• Постройте результаты теста сразу во время тестирования, чтобы выявить такие проблемные области

Как проводятся испытания на удельное сопротивление почвы?

Этот тест требует, чтобы пользователь поместил четыре равноотстоящих вспомогательных зонда в землю, чтобы определить фактическое сопротивление почвы, традиционно в Ом-см или Ом-м.Этот тест должен проводиться на всей территории, чтобы определить ценность почвы во всех местах. Этот тест проводится на разном расстоянии от 5 до 40 футов, чтобы определить значение сопротивления на разной глубине. Эти знания помогут в разработке и внедрении правильной системы заземления, отвечающей конкретным требованиям площадки. Ниже приведены шаги, выполняемые при измерении удельного сопротивления почвы:

• 4 испытательных стержня равномерно расставлены по прямой линии и вбиваются в землю для проверки на глубину не более одной двадцатой расстояния между соседними стержнями.
• К этим четырем стойкам подключен тестер сопротивления заземления.
• Затем на тестере выбирается и выполняется опция испытания постоянным током, и записывается значение сопротивления R.
• Затем определяется уровень удельного сопротивления почвы r в Ом / см по формуле:
  • r = 2 ρaR
  • где: R = показатель сопротивления (в омах), a = расстояние между испытательными столбами, в метрах.

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 (системы CP) неэффективной и может 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.

ИСТОЧНИК: Основы коррозии: Введение, NACE Press Book, 2 ^nd , издание Pierre Roberge

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 известный ток вводится в почву через внешние датчики, внутренние датчики могут использоваться 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.

Рекомендации по оборудованию для испытаний на удельное сопротивление почвы

С точки зрения электричества, 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 сопротивления почвы, которое включает в себя сложные электронные блоки, способные отфильтровывать шум, имеет решающее значение при получении данных удельного сопротивления почвы.

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 ограничиваться сбором данных на глубине около 100 футов. Это связано с тем, что им не хватает напряжения для обработки длинных переходов, и они вызывают шумовое напряжение в потенциальных выводах, которое невозможно отфильтровать, поскольку удельное сопротивление почвы уменьшается, а расстояние между датчиками увеличивается.Они менее дороги, чем их части для низкочастотных счетчиков, и на сегодняшний день являются наиболее распространенным измерителем, используемым для тестирования удельного сопротивления почвы. В целях проектирования CP они часто используются для оценки коррозионной активности почвы и для проектирования мелких анодов.

Измерители удельного сопротивления грунта низкочастотные

Низкочастотные измерители генерируют импульсы в диапазоне от 0,5 до 2,0 Гц и являются предпочтительным оборудованием для более глубоких измерений удельного сопротивления почвы, поскольку они могут снимать показания с очень большим расстоянием между зондами.Некоторые модели могут работать с расстояниями в несколько тысяч футов. Эти модели обычно включают в себя более сложные электронные фильтры, которые превосходят те, что используются в высокочастотных моделях. Для конструкций CP, предусматривающих установку с глубоким анодом, низкочастотный измеритель является предпочтительным оборудованием для получения точных данных на глубине ниже 100 футов.

Рекомендации по полевым данным

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

1. Пригодность места проведения испытаний. Для использования метода тестирования с четырьмя выводами Веннера требуется открытое пространство, достаточное для правильного размещения выводов и сбора данных на необходимую глубину. Для систем катодной защиты с глубоким анодом это потребует минимум в три раза большей глубины анодной системы.
2. Избегать заглубленных трубопроводов и других металлических предметов. Наличие каких-либо заглубленных металлических конструкций (трубопроводов, трубопроводов, железобетонных конструкций, систем заземления и т. Д.) Обеспечивает слабые пути тока, которые могут вызвать эффект короткого замыкания, который исказит показания сопротивления и даст ошибочные показания удельного сопротивления почвы.
3. Глубина зондов. Важно, чтобы датчики были правильно вставлены в землю. Для показаний удельного сопротивления на мелководье слишком глубокие зонды могут повлиять на показания на мелководье. В идеале штифты должны быть не глубже 1/20 ^и расстояния между штифтами и не более 10 см (4 дюйма) в глубину.
4. Избегайте мест с высоким электрическим шумом. Испытания почвы не следует проводить непосредственно под системами передачи высокого напряжения или рядом с другими внешними источниками тока в почве, такими как системы легкорельсового транспорта постоянного тока.
5. Точно запишите место и условия проведения испытания. Важно, чтобы место проведения испытания было точно записано вместе с условиями почвы и температурой во время испытания. Тестирование не следует проводить в мерзлой почве, а также в периоды сильной засухи или аномально влажных условий.

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 методологией 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 почвы или вам нужно расценки на услуги или проектирование катодной защиты и материалы? Свяжитесь с нами по ссылке ниже.

СВЯЗАТЬСЯ С КОРРОЗИЕЙ

Методы испытаний на удельное сопротивление грунта — тестер Wenner 4 Probe Tester

Методы испытаний на удельное сопротивление грунта популярный пост. Первоначально опубликовано в 2013 году, а теперь обновлено в 2020 году.

Wenner 4 Probe — один из наиболее распространенных методов измерения удельного сопротивления почвы. Это также часть 3 в серии коротких сообщений о методах испытаний на удельное сопротивление почв. Часть 1 и Часть 3. Вместе с распространенными ошибками. А также практические советы о том, как избежать 10 распространенных ошибок при тестировании на удельное сопротивление почвы.

Методы испытания удельного сопротивления грунта — зонд Веннера 4

Таким образом, испытания на удельное сопротивление грунта можно проводить разными методами. Поэтому ниже описывается метод тестирования зонда Веннера 4. Кроме того, это один из трех самых популярных методов измерения удельного сопротивления почвы, используемых для проведения испытания на удельное сопротивление почвы:

Метод измерения удельного сопротивления грунта с помощью 4 зонда Веннера

Массив Веннера, вероятно, самый трудоемкий из всех способов при выполнении более длинных ходов.Следовательно, этот метод может привлечь до четырех человек для выполнения задачи в разумные сроки.

С другой стороны, это оптимальный метод испытания удельного сопротивления почвы (на сегодняшний день), который выбирают для проектов заземления, благодаря соотношению принимаемого напряжения на единицу передаваемого тока.

Таким образом, это означает, что метод Веннера считается одним из наиболее «надежных» методов исследования грунтов на более глубокие глубины.

Методы испытания удельного сопротивления почвы — испытание зонда Веннера 4.

На рисунке выше показано, как расстояния между датчиками соотносятся с кажущейся глубиной при испытании, например расстояние между датчиками 6 м. В результате указывает удельное сопротивление грунта на глубине ~ 6м.

Итак, проведите тестирование почвы с помощью 4-зондового метода Веннера, указанного в стандарте IEEE Standard 81, часть 1, BS EN 50522 или BS 7430.

Итак, для каждого измерения ход. Расстояние между штырями (между соседними датчиками) должно начинаться от 6 дюймов до 12 дюймов. И после этого увеличьте примерно в 1 раз.5. Затем до максимального расстояния между штифтами, выбранного для этой траверсы.

Поэтому очень желательно иметь от 2 до 3 траверсов, центрированных в разных местах. Аналогичным образом, максимальное расстояние между датчиками (между соседними датчиками) достигает расстояния, превышающего максимальную протяженность подстанции. Например, его наибольший диагональный размер (и любой другой объект, связанный с подстанцией), предпочтительно вдвое больше диагонального размера. При этом избегая воздействия заглубленных металлических конструкций.

Следовательно, требуется ряд дополнительных более коротких переходов (от 0,15 до 6 м) для получения данных, в достаточной степени представляющих почвенные условия на небольших глубинах по всему участку.

Итак, метод измерения удельного сопротивления почвы зонда Wenner 4 состоит из четырехэлектродных зондов; два для текущего впрыска. И два для измерения потенциала.

На рис. 1 показан метод испытания зонда Веннера 4.

Формула для расчета удельного сопротивления почвы Уравнение 1: показывает формулу удельного сопротивления почвы, связанную с методом испытания зонда Веннера 4.

Где R — сопротивление, измеренное машиной

a — шаг датчика

Итак, пример расстояния между датчиком и датчиком для конфигурации датчика Веннера 4 выглядит следующим образом:

При проектировании в соответствии с IEC BS EN 50522 предусмотрено 14 предопределенных расстояний на одну траверсу.

Расстояние между зондами

Таблица NC.2 — Рекомендуемые расстояния Веннера в метрах

9 ‘000 -наборы. Итак, важно отметить, что интервалы — это « серия, » измерений, выполненных вдоль одного хода. Таким образом, обеспечивается соответствующий уровень детализации для анализа и инверсии данных.

Насколько глубоко проходит испытание методом 4 зонда Веннера

Читатели часто спрашивают: «Насколько глубоко тестирует метод Веннера 4?» Принцип работы метода Веннера заключается в передаче электрического сигнала в землю через датчики и измерении возвращаемого сигнала.Зонды проникают в землю всего на несколько дюймов, но сам электрический сигнал может проникать на многие метры.

Итак, чтобы повторить … датчики физически проникают только на несколько дюймов. Однако исследуемый объем геологии определяется расстоянием между каждым испытательным зондом. Таким образом, теоретически проверяемая глубина ограничивается только силой сигнала прибора и возможным расстоянием между зондами.

BS EN 50522 описывает типичный набор расстояний между датчиками, которые подходят для заземляющих электродов большинства размеров.

Кстати, почему бы не написать нам в чате или в чате для получения дополнительной информации об особенностях BS EN50522 стихов IEEE Std 81.

Учитывая огромную важность данных удельного сопротивления почвы для адекватного заземления, для расчетов конструкции системы заземления требуется четко определенная программа контроля качества в полевых условиях, чтобы продемонстрировать достоверность показаний.

Итак, при сборе данных из теста удельного сопротивления грунта Веннера эти данные затем необходимо обработать дальше:

Инверсия данных испытаний на удельное сопротивление почвы

Измеренные данные удельного сопротивления грунта необходимо инвертировать, чтобы получить эквивалентный многослойный грунт перед использованием в последующем проекте заземления / заземления.

Итак, эта интерпретация требует учета глубины стержня электрода. Также любые неправильные расстояния между штырями (из-за препятствий в поле). И известные закопанные металлические конструкции. Это от умеренного до умеренного искажения измеренных значений.

Поэтому выберите одну или несколько подходящих моделей почвы для исследования заземления. Из результатов всех измерений. Также объясните эти варианты в окончательном отчете.

Итак, в настоящее время общепринятой практикой для метода анализа данных является использование специализированных программных средств.Например, CDEGS RESAP или XGS_SRA (из XGSLab) для доставки одномерной (одномерной) оптимизированной модели. Но учтите, что двумерные псевдосекции не всегда можно использовать для проектирования заземления. Тем не менее, псевдосегменты становятся все более популярными для геологоразведочных работ. Кроме того, может предоставить полезную информацию (трехмерные данные конечного объема) для проектирования системы заземления.

Следовательно, разумно иметь любые приближения к модели почвы, обоснованные для хорошей оценки. Учет изменений модели структуры почвы из-за местных и сезонных колебаний путем разработки предельных случаев структуры модели почвы.

В результате это невозможно недооценить. Насколько важны надежные и ТОЧНЫЕ данные об удельном сопротивлении почвы для последующего проектирования заземления. Кроме того, абсолютным основополагающим требованием является выполнение всех последующих расчетов безопасности для напряжения прикосновения и ступенчатого напряжения.

Обновление программных средств — январь 2020 г.

Постоянные читатели этого блога знают, что GreyMatters на протяжении многих лет отстаивает CDEGS. Но теперь есть жизнеспособная и привлекательная альтернатива CDEGS.Я объясняю «Почему я выбрал эту альтернативу» в этой статье. И сравните несколько прошлых проектов, выполненных с CDEGS, и альтернативой — в этой статье.

Greymatter’s имеет опыт работы с широким спектром услуг по системам электрического заземления. Воспользуйтесь окном чата ниже или свяжитесь с нами здесь.

Информация об удельном сопротивлении почвы и полевые испытания

Оценка систем заземления, систем катодной защиты и некоторых других исследований инфраструктуры требует знания электрических характеристик почвы.Обычно инженеры заботятся о допуске на грунт электрического тока, который определяется как удельное сопротивление грунта с единицей СИ в Ом-м.

На фундаментальном уровне проводимость электричества в земле в основном определяется двумя типами вкладов тока:

• Ионный (или электролитический) вклад: движение свободных ионов в материале
• Электронный вклад: движение свободных электронов в материале

Обычно электролитическая проводимость является преобладающим фактором протекания электрического тока в почве и зависит от влажности почвы, температуры и химического состава.Факторы, которые способствуют или препятствуют электролитическим растворам в почве, соответственно уменьшают или увеличивают удельное сопротивление почвы. Оценки, основанные на классификации почв из литературы, дают лишь приблизительное значение удельного сопротивления для конкретного участка. Большой разброс даже для схожих по внешнему виду почв показан в таблице ниже:

Требуются фактические измерения удельного сопротивления почвы, которые следует проводить в нескольких точках на площадке или как можно ближе.Участки, где почва может характеризоваться однородным сопротивлением по всей площади и на значительной глубине, встречаются редко. Часто вертикальная стратификация почвы дает несколько слоев с разным сопротивлением. Боковые изменения также происходят, но обычно более постепенные, чем вертикальные. Исследования показывают, что удельное сопротивление слоев почвы глубиной в несколько десятков или сотен футов влияет на результат проекта, такой как увеличение потенциала земли для исследования заземления. Мы не можем переоценить важность точных измерений в масштабе и глубине, необходимых для каждого конкретного проекта.

Четырехконтактное сопротивление

Существует множество методов измерения удельного сопротивления почвы, но наиболее распространенными являются методы Веннера и Шлюмберже, также называемые четырехконтактными методами. Независимо от метода, общая концепция может быть описана как введение известного тока в почву и измерение напряжения. На следующем рисунке показан ток и эквипотенциальные линии, создаваемые током, который вводится через землю с двумя разными слоями почвы.

Измерение удельного сопротивления грунта

Метод Веннера

Альфа-четырехконтактный метод Веннера — наиболее часто используемый метод для измерения удельного сопротивления почвы. Это выполняется путем размещения четырех контактов на равном расстоянии, подачи известного тока на крайние электроды и регистрации напряжения между внутренними электродами. На следующем рисунке показан четырехконтактный альфа-метод Веннера.

Альфа-методика Веннера с четырьмя выводами

Если глубина зонда b << a, как в случае, когда электроды проникают в землю только на короткое расстояние (как обычно бывает), кажущееся удельное сопротивление можно рассчитать следующим образом:

Используя альфа-метод Веннера, расстояние между электродами увеличивается вдоль траектории для измерения большей глубины почвы.Это возможно, потому что по мере увеличения расстояния между электродами ток испытательного источника проникает на большие площади как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях, независимо от того, насколько искажается путь тока из-за меняющихся условий почвы. Меньшие измерения расстояния между электродами, более мелкие измерения важны для характеристики почвы, с которой будет контактировать система заземления. Обычно проводятся более длинные расстояния между электродами и более глубокие измерения, чтобы максимальное расстояние между контактами было эквивалентно максимальному размеру системы заземления, которую необходимо оценить.Если удельное сопротивление заметно меняется с глубиной, часто желательно увеличить диапазон расстояний между электродами, чтобы оценить удельное сопротивление.

Метод Шлюмберже

В методе Шлюмберже расстояние между электродами напряжения «a» и расстояния от электрода напряжения и электрода тока «c» различны (см. Рисунок).

Четырехконтактный метод Schlumberger

Если b << a и b << c (как обычно бывает), кажущееся сопротивление можно рассчитать следующим образом:

Конфигурация с a> c известна как «метод Шлюмберже-Палмера», а конфигурация с a

По сравнению с методом Веннера на равных условиях, использование метода Шлюмберже с c> a требует более чувствительных инструментов, потому что измеренное сопротивление ниже, в то время как с c

Проблемы измерения

Независимо от процедуры измерения существуют проблемы с получением точных измерений для объекта. Типичные проблемы:

• Обрыв цепи электрод / зонд
• Закопанные металлические системы, мешающие измерениям естественного грунта
• Индуктивная связь испытательных проводов или внешних источников
• Недостаточная мощность и / или чувствительность измерительного прибора

Простые методы, включая дополнительные датчики, измерения в соленой воде или перпендикулярные измерения, могут решить некоторые из вышеперечисленных проблем.Симптомы этих проблем могут быть обнаружены опытными техническими специалистами и инженерами, выполняющими тест, чтобы внести изменения в план тестирования.

Полевые испытания

Перед тестированием персонал должен составить план тестирования для разработки целей и устранения проблем, указанных выше. Например, новый объект, выделенный желтым цветом ниже, будет иметь систему заземления с максимальным размером 200 футов. Используя метод Веннера для измерения удельного сопротивления почвы, тестовые пересечения, показанные красным цветом, обеспечивают меньшее удельное сопротивление на участке, а измерения расположены дальше, чтобы получить более глубокое удельное сопротивление почвы порядка 200 футов при общей длине пересечения 600 футов.

Обратите внимание, что каждое местоположение включает два перпендикулярных хода, чтобы помочь выявить помехи при измерениях.

Часто два или более измерения могут быть выполнены при расстоянии между датчиками, которое меньше глубины сетки, например, расстояние между электродами 9 и 18 дюймов, которые прогрессируют до большего расстояния между электродами, чтобы соответствовать или превышать размеры системы заземления. На изображении ниже, любезно предоставленном GreyMatterGlobal, показан этот тест в полевых условиях.

Надлежащее планирование и подготовка позволяют получить более точные данные об удельном сопротивлении почвы для более точного анализа системы заземления.

Дополнительные соображения с данными о почве

Выполнение измерений удельного сопротивления почвы, как и подходы, описанные выше, уместны для точной оценки различных типов исследований; однако измерения предоставят электрические характеристики почвы в определенное время. Такие факторы, как температура, влажность и химический состав, в первую очередь влияют на более мелкие слои почвы, но могут существенно повлиять на анализ. На химический состав обычно влияет взаимодействие человека, тогда как влажность может меняться изо дня в день из-за осадков.К счастью, температура в целом предсказуема, что позволяет использовать методы расчета для определения изменения удельного сопротивления почвы между сезонами. В регионах, где почва может замерзнуть, движение ионов становится ограниченным, часто резко увеличивая удельное сопротивление. Инструмент сезонного анализа в XGSLab показывает, как температура может повлиять на систему заземления: от совместимого напряжения прикосновения и шагового напряжения летом до опасных условий всего через несколько месяцев (обратите внимание на области желтого цвета, которые указывают на несоответствие напряжения прикосновения).

Для инженеров важно понимать точность и ограничения измерений, которые они используют в своих исследованиях, поскольку это оказывает значительное влияние на их конструкции.

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 почвы неоднородны, 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 грунта

Удельное сопротивление почвы обычно измеряется четырьмя методами измерения колышков.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 падение потенциала V измеряется 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 почвы 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.

Приложение I — SES (Услуги и технологии безопасного проектирования)

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 ввода 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 регулируется другими соображениями, такими как максимальная протяженность доступного участка земли, на котором отсутствуют мешающие оголенные подземные проводники.

В таблицах данных (доступных в программных пакетах 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 можно видеть, 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 получению показаний 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 Эту функцию выполняет измеритель удельного сопротивления земли и IP-метр производства Advanced Geosciences, Inc. из Остина, штат Техас, США. 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 грунта позволяет обойти эту проблему за счет использования очень низкочастотного сигнала (от 500 миллисекунд до 2000 миллисекунд прямоугольных импульсов, при этом 2000 миллисекунд является 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 погрешность, 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 токопроводящие 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 более низким импедансом.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 качественных измерителей удельного сопротивления почвы обеспечивают высоковольтный источник высокой 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 инжектируемых 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 контактов ввода тока никогда не должна превышать 33% расстояния между соседними токовыми и потенциальными электродами; штифты для измерения внутреннего потенциала следует вводить еще на 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 их 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 равным 1,0 м для первых нескольких измерений, затем увеличивается по мере необходимости для получения достаточно сильного измерительного сигнала (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 со 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: она может оставаться неизменной 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» 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 глубокий. .При малых расстояниях 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: то есть 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 этот столбец 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 в 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 железобетонных участков, 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:

1. Разделите измерительные провода подачи тока от проводов измерения потенциала на фиксированное расстояние (например,г., 10 футов).
2. 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).
3. 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.

1. 4-контактные методы Веннера и Шлюмберже различаются только расстоянием между двумя внутренними потенциальными электродами.
2. Обратите внимание, что таким образом следует смачивать только область около электродов ввода тока.Это не окажет значительного влияния на измерения, при условии, что смачиваемая площадь мала по сравнению с расстоянием между электродами.

Принципы и методы проверки сопротивления заземления

12 августа 2014 г.,
Опубликовано в статьях: Вектор

Информация из Comtest

Плохое заземление способствует простоям, но отсутствие хорошего заземления также опасно и увеличивает риск отказа оборудования.

Со временем коррозионные почвы с высоким содержанием влаги и солей и высокими температурами могут разрушить заземляющие стержни и их соединения. Таким образом, хотя система заземления имела низкие значения сопротивления заземления при первоначальной установке, сопротивление системы заземления может увеличиться, если заземляющие стержни корродируют.

Тестеры заземления

— незаменимые инструменты для поиска и устранения неисправностей, которые помогут вам поддерживать работоспособность. Рекомендуется проверять все заземления и заземляющие соединения не реже одного раза в год в рамках вашего обычного плана профилактического обслуживания.Если во время этих периодических проверок будет измерено увеличение сопротивления более чем на 20%, техник должен исследовать источник проблемы и внести коррекцию, чтобы снизить сопротивление, заменив или добавив заземляющие стержни в систему заземления.

Что такое земля?

Статья 100 Национального электротехнического кодекса США (NEC) определяет заземление как «проводящее соединение, намеренное или случайное, между электрической цепью или оборудованием и землей или с некоторым проводящим телом, которое служит вместо земли».

Заземление фактически включает в себя два разных предмета: заземление и заземление оборудования. Заземление — это намеренное соединение проводника цепи, обычно нейтрального, с заземляющим электродом, помещенным в землю. Заземление оборудования обеспечивает правильное заземление работающего оборудования внутри конструкции.

Эти две системы заземления должны быть разделены, за исключением соединений между двумя системами. Это предотвращает разность потенциалов напряжения из-за возможного пробоя при ударах молнии.Назначение заземления — обеспечить безопасный путь для рассеивания токов короткого замыкания, ударов молний, ​​статических разрядов, сигналов EMI и RFI и помех.

Национальное агентство противопожарной защиты США (NFPA) и Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) рекомендуют значение сопротивления заземления 5 или меньше. Целью сопротивления заземления является достижение минимально возможного значения сопротивления заземления, которое имеет смысл с экономической и физической точек зрения.

Что влияет на сопротивление заземления?

На сопротивление заземления системы заземления влияют четыре переменных: длина или глубина заземляющего электрода; диаметр заземляющего электрода; количество заземляющих электродов и конструкция системы заземления.

Длина / глубина заземляющего электрода

Установка заземляющих электродов глубже — очень эффективный способ снизить сопротивление заземления. Почва непостоянна по своему удельному сопротивлению и может быть непредсказуемой. Уровень сопротивления обычно можно снизить еще на 40%, удвоив длину заземляющего электрода. Иногда невозможно загнать заземляющие стержни глубже — например, в области, состоящие из горных пород. В этих случаях жизнеспособны альтернативные методы, включая цементное заземление.

Диаметр заземляющего электрода

Увеличение диаметра заземляющего электрода очень мало влияет на снижение сопротивления. Например, вы можете удвоить диаметр заземляющего электрода, и ваше сопротивление уменьшится только на 10%.

Количество заземляющих электродов

Использование нескольких заземляющих электродов — еще один способ снизить сопротивление заземления. Более одного электрода вбивают в землю и подключают параллельно, чтобы снизить сопротивление.Чтобы дополнительные электроды были эффективными, расстояние между дополнительными стержнями должно быть как минимум равным глубине ведомого стержня.

Сферы влияния заземляющих электродов будут пересекаться, и сопротивление не будет уменьшено без надлежащего расстояния. В таблице 1 представлены различные сопротивления заземления, которые можно использовать в качестве практического правила.

Проектирование наземной системы

Простые системы заземления состоят из одного заземляющего электрода, вбитого в землю.Использование одного заземляющего электрода является наиболее распространенной формой заземления. Сложные системы заземления состоят из нескольких заземляющих стержней, связанных, ячеистых или сетевых сетей, пластин заземления и контуров заземления.

Эти системы обычно устанавливаются на электростанциях, в центральных офисах и на вышках сотовой связи. Сложные сети значительно увеличивают контакт с окружающей землей и снижают сопротивление земли.

Измерение удельного сопротивления грунта

Удельное сопротивление почвы необходимо при определении конструкции системы заземления для новых установок (применение с нуля) для удовлетворения ваших требований к сопротивлению заземления.В идеале вы должны найти место с минимально возможным сопротивлением. Плохие почвенные условия можно преодолеть с помощью более сложных систем заземления. Состав почвы, влажность и температура — все это влияет на удельное сопротивление почвы. Почва редко бывает однородной, и ее удельное сопротивление будет варьироваться географически и на разных глубинах. Влагосодержание меняется в зависимости от сезона, в зависимости от характера подслоев земли и глубины постоянного уровня грунтовых вод. Рекомендуется размещать заземляющие стержни как можно глубже в земле, поскольку почва и вода обычно более устойчивы на более глубоких пластах.

Расчет удельного сопротивления грунта

В описанной здесь методике измерения используется метод Веннера и формула:

ρ = 2 π A R

где:

ρ = среднее удельное сопротивление грунта на глубину A в: Ом-см.

π = 3,1416.

A = расстояние между электродами в см.

R = измеренное значение сопротивления в Ом на измерительном приборе.

Измерение сопротивления почвы

Для проверки удельного сопротивления грунта подключите тестер заземления, как показано на рис. 1. Четыре стержня заземления расположены в грунте по прямой линии на равном расстоянии друг от друга. Расстояние между земляными кольями должно быть не менее чем в три раза больше, чем глубина столбов. Тестер заземления Fluke1625 генерирует известный ток через два внешних стержня заземления, а падение потенциала измеряется между двумя внутренними стержнями заземления.Тестер автоматически рассчитывает сопротивление почвы по закону Ома ( В = IR ).

Рис. 1: Пути тока испытания в бесстоечном методе.

Дополнительные измерения, когда оси кола повернуты на 90 °, всегда рекомендуются, потому что результаты измерений часто искажаются и недействительны из-за подземного металла, подземных водоносных горизонтов и т. Д.

Производится профиль, который может определять подходящую систему сопротивления заземления, изменяя глубину и расстояние несколько раз.Измерения удельного сопротивления почвы часто искажаются наличием токов заземления и их гармоник.

Измерение падения потенциала

Метод испытания падения потенциала используется для измерения способности системы заземления или отдельного электрода рассеивать энергию от объекта. Требуемый заземляющий электрод должен быть отключен. Затем тестер подключается к заземляющему электроду. Затем два заземляющих стержня помещаются в почву на прямой линии — вдали от заземляющего электрода для проверки 3-полюсного падения потенциала.Обычно достаточно расстояния 20 м.

Размещение ставок

Важно, чтобы зонд был размещен вне сферы влияния тестируемого заземляющего электрода и вспомогательного заземления для достижения наивысшей степени точности при выполнении 3-полюсного испытания сопротивления заземления, иначе эффективные области сопротивления будут перекрываться и недействительны. любые замеры.

Таблица 2 представляет собой руководство по настройке датчика (внутренний стержень) и вспомогательного заземления (внешний стержень).Переместите внутренний стержень (зонд) на 1 м в любом направлении и выполните новое измерение, чтобы проверить точность результатов и убедиться, что стержни земли находятся вне сфер воздействия. Если есть значительное изменение показаний (30%), вам следует увеличить расстояние между тестируемым стержнем заземления, внутренним стержнем (зондом) и внешним стержнем (вспомогательным заземлением) до тех пор, пока измеренные значения не останутся достаточно постоянными при изменении положения внутренний кол (зонд).

Бесстиковое измерение

Тестер заземления Fluke 1625 может измерять сопротивление контура заземления для многозаземленных систем, используя только токовые клещи.Этот метод тестирования исключает опасный этап отключения параллельных заземлений, а также процесс поиска подходящих мест для дополнительных заземляющих стержней.

Вы также можете выполнять наземные испытания в местах, о которых вы раньше не думали: внутри зданий, на опорах электропередач или в любом месте, где нет доступа к грунту.

В этом методе тестирования два зажима помещаются вокруг стержня заземления или соединительного кабеля, и каждый из них подключается к тестеру (см. Рис. 2).Земляные колья вообще не используются. Известное напряжение индуцируется одним зажимом, а ток измеряется вторым зажимом. Тестер автоматически определяет сопротивление контура заземления на этом стержне заземления. Если есть только один путь к заземлению, метод бесстойки не даст приемлемого значения, и необходимо использовать метод проверки падения потенциала. Тестер заземления работает по принципу, что в параллельных / многозаземленных системах сеть сопротивление всех путей заземления будет чрезвычайно низким по сравнению с любым одиночным трактом (тестируемым).Таким образом, полное сопротивление всех сопротивлений параллельного обратного пути фактически равно нулю. Бесступенчатое измерение измеряет только сопротивление отдельных стержней заземления параллельно системам заземления. Если система заземления не параллельна земле, вы либо будете иметь разомкнутую цепь, либо будете измерять сопротивление контура заземления.

Рис. 2: Установка для бесстержневого метода.

Измерение импеданса заземления

При попытке рассчитать возможные токи короткого замыкания на электростанциях и в других ситуациях, связанных с высоким напряжением / током, важно определить комплексное полное сопротивление заземления, поскольку полное сопротивление будет состоять из индуктивных и емкостных элементов.Поскольку в большинстве случаев индуктивность и удельное сопротивление известны, фактическое сопротивление можно определить с помощью сложных вычислений.

Поскольку импеданс зависит от частоты, Fluke 1625 использует сигнал 55 Гц для этого расчета, чтобы максимально приблизить его к рабочей частоте напряжения. Это гарантирует, что измерение будет близко к значению на истинной рабочей частоте. Специалистов по электроснабжению, проводящих испытания высоковольтных линий электропередачи, интересуют две вещи: сопротивление заземления в случае удара молнии и полное сопротивление всей системы в случае короткого замыкания в определенной точке линии.Короткое замыкание в данном случае означает, что активный провод вырывается и касается металлической сетки башни.

В центральных офисах

При проведении аудита заземления центрального офиса требуются три различных измерения.

Перед тестированием найдите главную шину заземления (MGB) в центральном офисе, чтобы определить тип системы заземления. MGB будет иметь заземляющие провода, подключенные к многозаземленной нейтрали (MGN) или входящей сети, полю заземления, водопроводной трубе и конструкционной или строительной стали (см.Рис.3).

Рис. 3: План типичного центрального офиса.

Во-первых, проведите бесстоечный тест на всех отдельных основаниях, исходящих от MGB (см. Рис. 4). Цель состоит в том, чтобы убедиться, что все заземления подключены, особенно MGN. Важно отметить, что вы измеряете не отдельное сопротивление, а сопротивление контура того, что вы зажимаете. Подключите тестер заземления, а также индукционные и чувствительные зажимы, которые размещаются вокруг каждого соединения для измерения сопротивления контура MGN, поля заземления, водопровода и строительной стали.Во-вторых, выполните 3-полюсное испытание падения потенциала всей системы заземления, подключенной к MGB (см. Рис. 5). Чтобы добраться до удаленной земли, многие телефонные компании используют неиспользуемые кабельные пары, выходящие на расстояние до мили. Запишите измерение и повторяйте этот тест не реже одного раза в год.

Рис. 4: Безэкранное тестирование центрального офиса.

В-третьих, измерьте отдельные сопротивления системы заземления с помощью выборочного теста тестера заземления (см. Рис. 6). Подключите тестер.Измерьте сопротивление МГН; значение — это сопротивление этой конкретной ветви МГБ. Затем измерьте поле земли. Это показание представляет собой фактическое значение сопротивления заземляющего поля центрального офиса.

Рис. 5: Выполните трехполюсное испытание падения потенциала всей системы заземления.

Теперь перейдите к водопроводной трубе и повторите процедуру для сопротивления строительной стали. Вы можете легко проверить точность этих измерений с помощью закона Ома. Сопротивление отдельных ветвей при расчете должно равняться сопротивлению всей данной системы (допускать разумную ошибку, поскольку все элементы заземления не могут быть измерены).

Рис. 6: Измерьте отдельные сопротивления системы заземления с помощью выборочного теста.

Эти методы испытаний обеспечивают наиболее точное измерение центральных офисов, поскольку они дают вам индивидуальные сопротивления и их фактическое поведение в системе заземления. Хотя измерения точны, они не покажут, как система ведет себя как сеть, потому что в случае удара молнии или тока короткого замыкания все подключено.

Дополнительные испытания

Сначала выполните 3-полюсный тест на падение потенциала на каждой ножке MGB и запишите каждое измерение.Снова используя закон Ома, эти измерения должны быть равны сопротивлению всей системы. Из расчетов вы увидите, что ваша общая стоимость составляет от 20 до 30% от общей стоимости R _E .

Наконец, измерьте сопротивление различных ветвей MGB с помощью селективного бесштыревого метода.Он работает как метод без стоек, но отличается тем, как мы используем два отдельных зажима. Мы размещаем зажим индуцирующего напряжения вокруг кабеля, идущего к MGB, и, поскольку MGB подключен к входящей мощности, которая параллельна системе заземления, мы выполнили это требование.

Поместите измерительный зажим вокруг кабеля заземления, ведущего к полю заземления. Когда мы измеряем сопротивление, это фактическое сопротивление поля земли плюс параллельный путь MGB.Поскольку сопротивление должно быть очень низким, оно не должно реально влиять на измеряемые показания. Этот процесс можно повторить для других опор заземляющего стержня, таких как водопроводная труба или конструкционная сталь. Чтобы измерить MGB бесстержневым селективным методом, поместите зажим индуцирующего напряжения вокруг линии к водопроводной трубе (так как медная водопроводная труба должна иметь очень низкое сопротивление), и ваше показание будет сопротивлением только для MGN.

Свяжитесь с Герритом Барнардом, Comtest, тел.