Pinnase vastupidavus: keskmiste väärtuste tabel ja kasutamine erinevatel eesmärkidel

Maa ülemiste kihtide füüsikalis-keemilised omadused, kus voolavad elektripaigaldiste voolud, mõjutavad maa-aluste metallkonstruktsioonide seisukorda. Torujuhtmete osade ja maanduselektroodide projekteerimisel ja paigaldamisel on vajalikud teadmised pinnase elektrijuhtivuse kohta. Mulla takistuse indeks on väga oluline. See parameeter määrab maetud metalltoodete korrosiooniohu taseme.

Üldmõisted ja määratlused

Pinnase omadused, mis võimaldavad voolu juhtida, sõltuvad erinevate komponentide struktuurist ja sisaldusest. Valdavat mõju maanduselektroodide takistusele avaldavad ülemised mullakihid 20 kraadi sügavusel. kuni 25 m.Räni, alumiiniumoksiidi ja lubjakivi kujul olevad isolaatorid on sunnitud toimima juhina nn. mullalahus, kus soolad ja niiskus ringlevad dielektrikute tahkete osade vahel. See toob kaasa pinnase ioonjuhtivuse tekkimise ja see erineb metallide elektroonilisest juhtivusest suurema elektrivoolu takistuse poolest.

Maa korrodeerivat aktiivsust nimetatakse selle võimeks hävitada füüsikalisi ja keemilisi koostoimeid metallidega. Mulla niiskus, poorsus, happesus ja läbilaskvus, orgaaniliste ühendite ja jääkainete olemasolu bakterid, mineraliseerumine, elektrolüütide soolade kvantitatiivne ja kvalitatiivne koostis võivad seda suurendada või vähendada tegevust.

Pinnase takistust või lihtsalt takistust tähistatakse kreeka tähega ρ ja see määratleb omadused seoses elektrijuhtivusega. See iseloomustab pinnase võimet seista vastu elektrilaengute liikumisele (voolu levimine) tavalises juhis, mille ristlõikepindala on 1 ruutmeetrit. meeter ja pikkus 1 meeter. Indikaatori mõõtühik on Ohm · m.

Pinnase takistuse väärtuse määramiseks on kaks peamist viisi:

• Juhtelektroodi meetod (kasutatakse üksikute maandusseadmete projekteerimisel). Selleks tehakse tulevase maanduspaigaldise mõõtmetele vastav proov ja kastetakse katsepinnasesse. Seejärel asetatakse sinna paar abielektroodi ja mõõdetakse takistust juhtseadmest levivale voolule.
• Nelja elektroodi meetod. Need lastakse maasse üksteisest 2–4 meetri kaugusele kuni 1/20 sügavusele sellest vahemaast. Sel viisil mõõdetud väärtus vastab sügavusele, milleni elektroodid on paigutatud.

Mulla aktiivsuse analüüsimiseks on olemas ka spetsiaalsed ülitäpsed instrumendid. Need võimaldavad teil töötada mitte ainult laboris, vaid ka põllul.

Erinevate tegurite mõju

Maa koostis, selle fragmentide suurus, konfiguratsioon ja paigutuse kompaktsus, niiskusesisaldus ja temperatuur, lahustuva aine sisaldus keemilised komponendid (soolad, happed, leelised, orgaaniliste lisandite mädanenud jäägid) kajastuvad taseme väärtuses elektrijuhtivus. Kõik need parameetrid muutuvad olenevalt aastaajast, seetõttu muutuvad ka mulla omadused ja seda laias vahemikus.

Kuival ja kuumal suvel ülemised mullakihid kuivavad, talvel külmuvad, mõlemal juhul suureneb oluliselt vastupidavus voolu levimisele. Niisiis, 30 cm sügavusel, kui õhutemperatuur langeb 0 ° C-lt miinus 10 ° C-ni, suureneb pinnase elektriline eritakistus 10 korda ja 50 cm sügavusel - 3 korda. See võimaldab hinnata pinnase korrodeeruvust ja saada lähteandmed efektiivse maanduskonstruktsiooni valikuks või maa-aluse ehitise elektriliste kaitsevahendite projekteerimiseks.

Selle põhjal muldade söövitavus on jagatud rühmadesse, mille kohta on teave tabelis:

Söövitav aktiivsus	Elektriline eritakistus, Ohm m
Madal	rohkem kui 100
Keskmine	20 kuni 100
Suurenenud	10 kuni 20
Kõrge	5-10
Väga kõrge	kuni 5

Pinnase elektritakistus mõjutab otseselt paigaldustöid: mida väiksem on selle väärtus, seda lihtsam on paigaldada maandusseadmeid ning see vähendab raha- ja tööjõukulusid.

Tõepoolest, selleks, et elektrit tootva paigaldise maandamise korraldamisel tõhusalt vastu seista voolu levikule, kütte- või piksekaitseseadmed madala eritakistusega pinnases, maanduselektroodid oluliselt väiksemad suurus.

Parameetritabeli väärtuste roll

Maandusseadme arvutamisel on disainerid huvitatud teabest pinnase elektrit juhtivate omaduste kohta. Esialgseks hindamiseks kasutatakse nende keskmisi väärtusi, kuid konkreetse konstruktsiooni vajaduste jaoks arvutatakse ümber maanduselektroodide omadused. Algandmed saadakse kontrollmõõtmiste ja uuringutöödega, täpsustades pinnase vastupidavuse parameetreid konkreetse territooriumi kohta.

Ligikaudsete väärtuste tabel näeb välja selline:

Mulla nimi	Keskmine elektritakistus, Ohm m
Basalt	2 tuh.
Liivakivi	1 tuh.
Vilgukivi	800
Liiv	500
Liivsavi	300
Poorne lubjakivi	180
Kivisüsi	150
Liivsavi	80
Savi	60
Tšernozem	50
Aiamaa	40
Il	30
Turvas	25
Soolalahus	20

Mullad nagu savi, mustmuld, liivsavi (st. n. hea) on madala elektritakistusega. Liivanäitajad sõltuvad suuresti niiskusesisaldusest ja jäävad vahemikku 10-4 tuh. Ohm m. Kivise pinnase puhul on see arv juba tuhandetes, killustiku puhul - kolm kuni viis tuhat ja graniitkivimite puhul - 20 tuhat. Ohm m.

Eriti keeruline on olukord igikeltsa muldadega, sest temperatuuri langus suurendab järsult nende vastupidavust. Näiteks sama liivsavi puhul +10 ° C juures on see 80 oomi m ja miinus 10 ° C juures jõuab see juba 1 tuhandeni. Ohm m. Talvel külmub pinnase monoliit kilomeetrite sügavusele ja suvel toimub ülemiste kihtide sulamine vaid mõne meetri kaugusel.

Mulla omaduste mõju maandamisele

Pinnase elektrilise eritakistuse väärtuste vähenemine loob soodsamad tingimused elektrilaengu levimiseks. Lekkevoolude ja pikselahenduste neeldumine kaitseb usaldusväärselt maetud metallkonstruktsioone. See hoiab ära töötajate elektrivigastused ja muude seadmete talitlushäired.

Vajalikud on sidevahendid ja võrgud, elektrialajaamad ja energiamahukate seadmetega meditsiiniasutused maanduselektroodide takistuse madalamad väärtused kui elektrivõrgu komponentidel elektriliinide ja lihtsate elamute kujul kodus. Nende paigaldamist ja ohutut kasutamist reguleerivad PUE ja arvukad tööstusstandardid ning normid on näidatud paigaldatud seadmete kaasasolevas dokumentatsioonis.

Kõigis kliimavööndites mõjutavad ühed ja samad loodusnähtused pinnast erineval viisil, mis väljendub külmumise, niiskuse ja hooajalisuse erikoefitsientidena. Kui pinnas märjaks saab, väheneb selle vastupidavus mitu korda, külmumisel aga suureneb. Niiskuse koefitsient mõjutab oluliselt pinnase elektrilist eritakistust. Seda kasutatakse mõõtmiste korrigeerimiseks kavandatud maandusseadme kohtades. mõningatel juhtudel:

1. Pinnas on niiskusega üleküllastunud - sadas palju sademeid. Mõõdetud näitaja vastab minimaalsele võimalikule.
2. Pinnas on keskmise niiskusesisaldusega – sademeid ei olnud palju. Ka mõõdud on keskmised.
3. Pinnas on kuiv – vähe sademeid. Pinnase takistuse mõõtmise tulemus on maksimaalne.

Maandusseadmete suuruse kasv vähendab konstruktsiooni sõltuvust kliimanähtustest.

See on tingitud asjaolust, et vool levib sügavusele, mis vastab maanduselektroodi horisontaalmõõtmetele ja põhimõju langeb pinnase sisekihtidele, mille spetsiifilisus on tahtlikult madal vastupanu.

Nõutavate parameetrite saamise viisid

Traditsioonilise disainiga maanduslülitid koosnevad vertikaalsete ja horisontaalsete elektroodide komplektist ning paigaldatakse probleemivabasse, "heasse" pinnasesse. Vertikaalsetel elektroodidel on palju eeliseid, kuna sügavuse suurenemisega:

• mulla omadused on stabiilsemad;
• hooajalised kõikumised annavad end vähem tunda;
• niiskusesisaldus tõuseb ja ka vastupidavus väheneb.

Ühendusvajaduste jaoks kasutatakse horisontaalseid elektroode, kuid neid saab kasutada ka iseseisvate elementidena, kui vertikaalseid maanduslüliteid või teatud kindlat seadet ei ole võimalik tavapäraselt paigaldada konstruktsioonid. Kriitilistes tingimustes igikeltsa või raskete muldade korral on klassikalise maanduse paigaldamine ebaefektiivne. Piirkonna spetsiifiline olukord nõuab hiiglaslikke maandusseadmeid ning väljapaiskumisnähtuse tulemusena peavad elektroodid pinnases vastu mitte kauem kui aasta.

Nende probleemide lahendamiseks Spetsialistid on välja töötanud mitmeid tehnikaid:

• Vajalikud kogused “halvad” pinnased eemaldatakse ja asendatakse “hea” pinnasega: kivisöe või saviga. Igikeltsa puhul on selle mõju lühiajaline, kuna ka asendusmuld kivistub varem või hiljem.
• Madala pinnasetakistusega piirkondades paigaldatakse kaugmaanduspaigaldised põhiallikast kuni 2 km kaugusele.
• Kasutatakse keemilisi ühendeid – sooli ja elektrolüüte. Naatriumkloriid (tavaline lauasool), kaltsiumkloriid, vasksulfaat (vasksulfaat) redutseerivad pinnase külmumiskindlus, kuid vajavad uuendamist lühikese aja pärast (2–4 aastat), sest. on vastuvõtlikud väljapesemisele.

Probleemi parim lahendus on elektrolüütilise maanduskompleksi loomine. See ühendab soodsalt keemilise mullaharimise ja mulla asendamise. Selleks kasutatakse elektrolüütilisi elektroode, mis täidetakse ettevalmistatud mineraalsoolade seguga ja jaotatakse ühtlaselt üle tööruumi. Reaktiivide leostumise protsess muutub stabiilsemaks tänu spetsiaalsele elektroodilähedasele täiteainele, mis suurendab kokkupuuteala pinnasega. See võimaldab lahendada traditsiooniliste maanduselektroodide paigaldamise probleeme, vähendab oluliselt seadmete suurust ja kogust ning vähendab üldehitustööde mahtu.

Rakendamine praktikas

Maa elektrijuhtivuse tase on muutuv väärtus. Selle väärtust mõjutavad erinevad tegurid, millest peamised on niiskus, temperatuur, struktuur ja õhu läbilaskvus. Maandusseadme paigaldamisel on vaja usaldusväärset teavet ehitustööde kohtade kohta. Tagamaks, et maanduselektroodi takistus ei ületaks lubatud normi, on vaja täpselt määrata piirid, mille piires see võib muutuda.

Kõik andmed projekteerimisvajaduste jaoks saadakse geoloogiliste uuringute ja mõõtmiste abil konkreetsel objektil. Saadud tulemusi korrigeeritakse vastavalt aastaajale, sest normaliseeritud väärtused tuleb tagada kõige kriitilisemates tingimustes. Ja ainult siis, kui selgub, et erinevatel põhjustel pole maastikuga sidumise võimalust, kasutavad nad võrdlustabeleid, samas kui arvutus on alati soovituslik.