Краткие теоретические сведения. Земля является плохим проводником электрического тока: проводимость ее в несколько миллиардов раз меньше проводимости металлов

Земля является плохим проводником электрического тока: проводимость ее в несколько миллиардов раз меньше проводимости металлов.

Например, если среднее значение удельного сопротивления грунта = 10² Ом×м, то меди = 175×10^–10 Ом×м (при 20 °С). Однако поскольку площадь земли, через которую проходит электрический ток, обычно весьма велика, сопротивление земли оказывается сравнительно небольшим.

При этом величина удельного сопротивления определяется из выражения

, (12.1)

где – сопротивление, Ом, некоторого объема земли сечением , м², длиной , м.

Наивыгоднейшие параметры заземлителей (конструкция, размеры, глубина заложения и др.) можно проектировать, зная характер распределения удельного сопротивления по глубине поверхностных слоев земли.

Наиболее прогрессивным методом определения удельного сопротивления по глубине является метод вертикального электрического зондирования (ВЭЗ). Этот метод основан на существующей зависимости между распределением удельного сопротивления по глубине земли и распределением на поверхности земли потенциалов, создаваемых электрическим током в земле от точечного источника (электродов).

Определение удельного сопротивления осуществляется в два этапа:

– производят электрические измерения на поверхности земли и по данным этих измерений строят кривую ВЭЗ;

– путем интерпретации (расшифровки) кривой ВЭЗ определяют электрическую структуру земли: число однородных слоев земли, мощность (толщину) и величину удельного сопротивления каждого слоя.

Принцип действия поясняется на рис. 12.1.

В двух точках на поверхности земли симметрично относительно точки измерения 0 погружают электроды А и В, называемые питающими (токовыми), через которые в землю пропускают электрический ток. Этот ток вызывает потенциалы в различных токах поверхности земли. В двух других точках поверхности земли (тоже симметрично относительно точки 0) погружают электроды М и Н, называемые приемными (потенциальными), и вольтметром измеряют разность потенциалов на этих электродах.

Рис. 12.1. Схема измерения удельного сопротивления земли по методу ВЭЗ

Измеренное удельное сопротивление земли вычисляется по формуле

, (12.2)

где U – разность потенциалов, измеренная между средними электродами М и Н, Ом; I – измеренная величина тока, А; К – коэффициент установки, зависящий от расстояния между электродами, определяемый из выражения

. (12.3)