Jordens specifika elektriska motstånd

De övre skikten av jordskorpan, i vilka strömmar från elektriska installationer kan flyta, brukar kallas jord. Jordens egenskap som strömledare beror på dess struktur och de komponenter den innehåller.

Jordens huvudkomponenter - kiseldioxid, aluminiumoxid, kalksten, kol, etc. — är isolatorer, och jordens ledningsförmåga beror på jordlösningen, det vill säga på fukten och salterna som fångas mellan komponenternas icke-ledande fasta partiklar. Jorden har alltså en jonledningsförmåga, som till skillnad från den elektroniska ledningsförmågan i metaller har en större elektriskt motstånd mot elektrisk ström.

Det är vanligt att definiera jordens egenskaper som en strömledare. specifikt elektriskt motstånd ρ, vilket betyder motståndet hos en jordkub med kanter på 1 cm. Detta värde bestäms av uttrycket:

ρ = RS/l,

Ohm • cm2 / cm, eller Ohm / cm, där R är motståndet (Ohm) för en viss volym jord med ett tvärsnitt C (cm2) och längden l (cm).

Värdet på markmotståndet ρ beror på markens beskaffenhet, dess fukthalt, innehållet av baser, salter och syror samt dess temperatur.

Omfånget av förändringar i det effektiva elektriska motståndet hos jorden ρ olika jordar är enormt, till exempel har lera ett motstånd på 1 — 50 Ohm-/m, sandsten 10 — 102 Ohm/m och kvarts 1012 — 1014 Ohm/m Som jämförelse presenterar vi det specifika elektriska motståndet hos de naturliga lösningarna som fyller porerna och sprickorna. Till exempel har naturliga vatten, beroende på salterna lösta i dem, ett motstånd på 0,07 - 600 Ohm / m, varav flod och färskt grundvatten 60 -300 Ohm / m, och hav och djupa vatten 0,1 - 1 Ohm / m.

En ökning av innehållet av lösta ämnen i jorden, den totala fukthalten, komprimering av dess partiklar, en ökning av temperaturen (om fukthalten inte minskar) leder till en minskning av ρ. Olje- och oljeimpregnering av jorden, såväl som frysning, ökar ρ avsevärt.

Jorden är heterogen och består av flera jordlager med olika värden på ρ. Inledningsvis, vid beräkning av jordnings- och ingenjörsstudier, baserades de på antagandet om homogeniteten av ρ på marken i vertikal riktning. Nu, när man beräknar jordade elektroder, antas det att jorden består av två lager: det övre med resistansen ρ1 och tjockleken h och det nedre med resistansen ρ2. En sådan beräknad tvåskiktsmodell av jorden återspeglar egenskaperna hos förändringar i jordens djup som orsakas av frysning och torkning av dess ytskikt, såväl som påverkan på grundvattnets p-zon.

Analytisk beräkning av alla faktorer som påverkar värdet på ρ är svår, därför erhålls resistansen som uppfyller den accepterade beräkningsnoggrannheten genom direkta mätningar.

För att mäta parametrarna för jordens elektriska struktur - tjockleken på lagren och resistansen för varje lager - rekommenderas för närvarande två metoder: en vertikal testelektrod och en vertikal elektrisk mätning. Valet av mätmetod beror på markens egenskaper och den erforderliga mätnoggrannheten.

Se även: Hur man mäter jordmotstånd

Tabellen nedan visar motståndet hos de vanligaste jordarna.

Jordbeständighet Jordtyp Beständighet, Ohm / m Lera 50 Tät kalksten 1000-5000 Lös kalksten 500-1000 Mjuk kalksten 100-300 Granit och sandsten beroende på väderlek 1500-10000 Vätrad granit och sandsten 100-600 skikt 100-600 så -100 Jurassic märgel 30-40 Mergel och tät lera 100-200 Glimmerskiffer 800 Lersand 50-500 Kiselsand 200-3000 Skiftad skifferjord 50-300 Bar stenig jord 1500-3000- Gräs 0 000 Stenig mark täckt av flera 000 enheter till 30 Blöta torvjordar 5-100