Kio estas la Rezisteco de la Tero?

Kio estas la rezisteco de la Tero?

Difino de terrezisto

Terrodelektrodo estas metalrodo aŭ plato, kiun oni enterigas en la teron kaj kunigas al la terterminalo de elektra sistemo. Ĝi provizas vojon kun malalta rezisteco por defektkurantoj kaj fulmopuŝoj disiĝi en la teron. Ĝi ankaŭ helpas stabiligi la voltan de la sistemo kaj redukti elektromagnetan interferon.

Terrodelektrodetoj povas esti faritaj el materialoj kiel kupro, ŝtalo, aŭ galvanizita ferro, elektitaj pro ilia kondukiveco kaj korozresisteco. La grandeco, formo, longeco kaj profundo de la delektrodo dependas de terkondiĉoj, kurantklasigo kaj specifa apliko de la tera sistemo.

Faktoroj, kiuj influas la terreziston

La rezisteco de la Tero plejmulte dependas de la resistiveco de la tero inter la delektrodo kaj la punkto de nula potencialo (senfina Tero). La resistiveco de la tero estas influata de pluraj faktoroj, kiel:

• La elektrika konduktiveco de la tero, kiu plejparte estas pro elektrolizo. La koncentro de akvo, salo kaj aliaj kemikaj komponentoj en la tero determinas ĝian konduktivecon. Moja tero kun alta salenhavo havas pli malaltan resistivecon ol seka tero kun malalta salenhavo.

• La kemia kompozicio de la tero, kiu influas ĝian pH-valoron kaj korozpropraĵojn. Acidaj aŭ alkalinaj teroj povas korosi la terodelektrodetojn kaj pliigi ilian rezistecan.

• La granulo-grando, unuformecon kaj pakadon de la terpartikloj influas ĝian porozecon kaj humidaĵretenca kapablo. Finhavaj terpartikloj kun unuforma distribuo kaj kompakta pakado havas pli malaltan resistivecon ol grankompletaj partikloj kun malregula distribuo kaj malstreĉa pakado.

• La temperaturo de la tero, kiu influas ĝian termalvastigon kaj gefrozpunkton. Alta temperaturo povas pliigi la konduktivecon de la tero per pliiĝo de iona mobileco. Malaltaj temperaturoj povas malkreski la konduktivecon de la tero per gefrozado de ĝia akvakontenajo.

• La rezisteco de la Tero ankaŭ dependas de la rezisteco de la delektrodo mem kaj la kontakrezisteco inter la surfaco de la delektrodo kaj la tero. Tamen, tiuj faktoroj estas kutime neglekteblaj kompare al la resistiveco de la tero.

Mesado de terrezisto

Ekzistas diversaj metodoj por mesi terreziston sur ekzistantaj sistemoj. Iuj el la komunaj metodoj estas:

Metodo de potencial-falo

Ĉi tiu metodo, ankaŭ nomata tri-punkta aŭ potencial-fala metodo, bezonas du testelektrodetojn (kuranta kaj potenciala) kaj terrezistmesilon. La kuranta delektrodo estas pozicionita je distanco de la terodelektrodo, korespondante al ĝia profundo. La potenciala delektrodo estas pozicionita inter ili, ekstere de ilia rezistanca areo. La mesilo injektas konatan kuranton tra la kuranta delektrodo kaj mezuras la voltagon inter la potenciala kaj terodelektrodeto. Terrezisto tiam kalkuliĝas uzante Ohman leĝon:

Kie R estas la terrezisto, V estas la mezurita voltago, kaj I estas la injektita kuranto.

Ĉi tiu metodo estas simpla kaj akurata, sed postulas diskonigeblecon de ĉiuj konektoj al la terodelektrodo antaŭ testado.

Klampo-metodo

Ĉi tiu estas ankaŭ konata kiel induktita frekvenco-testado aŭ senstakla metodo. Ĝi ne postulas iujn ajn testelektrodetojn aŭ diskonigeblecon de iuj ajn konektoj al la terodelektrodo. Ĝi uzas du klampojn, kiuj estas metitaj ĉirkaŭ la ekzistanta terodelektrodo. Unu klampo induktas voltagon al la delektrodo, kaj la alia klampo mezuras la kuranton, fluantan tra ĝi. La terrezisto kalkuliĝas uzante Ohman leĝon:

Kie R estas la terrezisto, V estas la induktita voltago, kaj I estas la mezurita kuranto.

Ĉi tiu metodo estas komforta kaj rapida, sed postulas paralelan teran reton kun multaj delektrodetoj.

Anligita rodmetodo

Ĉi tiu metodo implikas unu testelektrodeton (kuranta delektrodo) kaj terrezistmesilon. La kuranta delektrodo estas kunigita al la terodelektrodo per drato. La mesilo injektas konatan kuranton tra la drato kaj mezuras la voltagon inter la drato kaj la terodelektrodo. Terrezisto tiam kalkuliĝas uzante Ohman leĝon:

Kie R estas la terrezisto, V estas la mezurita voltago, kaj I estas la injektita kuranto.

Ĉi tiu metodo ne postulas diskonigeblecon de iuj ajn konektoj al la terodelektrodo, sed postulas bonan kontaktadon inter la drato kaj la kuranta delektrodo.

Stelo-delta metodo

Ĉi tiu metodo uzas tri testelektrodetojn (kurantaj delektrodetoj) aranĝitajn en ekvilatera triangulo ĉirkaŭ la ekzistanta terodelektrodo. Terrezistmesilo injektas konatan kuranton tra ĉiu paro de testelektrodetoj po victurne kaj mezuras la voltagon inter ĉiu paro de testelektrodetoj po victurne. La terrezisto kalkuliĝas uzante Kirhoff-leĝojn:

Kie R estas la terrezisto, V_AB, V_BC, V_CA estas la mezuritaj voltagoj inter ĉiu paro de testelektrodetoj, kaj I estas la injektita kuranto.

Ĉi tiu metodo ne postulas diskonigeblecon de iuj ajn konektoj al la terodelektrodo, sed postulas pli da testelektrodetoj ol aliaj metodoj.

Morta termetodo

Ĉi tiu metodo uzas du testelektrodetojn (kurantaj delektrodetoj) kunigitajn en serio kun terrezistmesilo. Unu testelektrodo estas insertita proksime de la ekzistanta terodelektrodo, kaj la alia testelektrodo estas insertita for de ĝi. La mesilo injektas konatan kuranton tra ambaŭ testelektrodetoj en la teron kaj mezuras la voltagon inter ili. La terrezisto tiam kalkuliĝas uzante Ohman leĝon:

Kie R estas la terrezisto, V estas la mezurita voltago, kaj I estas la injektita kuranto.

Ĉi tiu metodo ne postulas diskonigeblecon de iuj ajn konektoj al la ekzistanta terodelektrodo, sed postulas tre longan draton inter ambaŭ testelektrodetoj.

Pendeco-metodo

Ĉi tiu metodo uzas unu testelektrodeton (potenciala delektrodo) kaj terrezistmesilon. La potenciala delektrodo moviĝas laŭ rekta linio for de la ekzistanta terodelektrodo je regulaj intervaloj. La mesilo injektas konatan kuranton tra la ekzistanta terodelektrodo en la teron kaj mezuras la voltagon inter ĝi kaj la potenciala delektrodo je ĉiu intervalo. Grafiko de voltago kontraŭ distanco estas desegnita kaj ekstrapolita por trovi la intersekcpon kontraŭ la voltaga akso. La terrezisto kalkuliĝas uzante Ohman leĝon:

Kie R estas la terrezisto, V₀ estas la intersekcpon kontraŭ la voltaga akso, kaj I estas la injektita kuranto.

Ĉi tiu metodo ne postulas diskonigeblecon de iuj ajn konektoj al la ekzistanta terodelektrodo, sed postulas movi la potencialan delektrodon laŭ rekta linio.

Plibonigo de terrezisto

La terrezisto povas esti plibonigita per malpligrandigo de la resistiveco de la tero aŭ per pligrandigo de la surfaca areo de la delektrodo. Iuj el la komunaj manieroj plibonigi la terreziston estas:

• Adicii salon aŭ aliajn solvitan materialon ĉirkaŭ la delektrodo por pligrandigi la konduktivecon de la tero per elektrolizo.

• Adicii karbonon aŭ aliajn humidaĵ-retentajn materialojn ĉirkaŭ la delektrodo por teni la teron humida ĉiujare.

• Uzi plurajn delektrodetojn kunigitajn en paralelo por pligrandigi la tutan surfacan areon en kontakto kun la tero.

• Uzi pli longajn aŭ pli profundajn delektrodetojn por atingi pli malaltajn stratojn de la tero kun pli malalta resistiveco.

• Uzi delektrodetojn kun pli granda tranĉa sekcio aŭ holoraj formoj por malpligrandigi la rezistecan de la delektrodo.

• Uzi delektrodetojn kun specialaj koŝiroj aŭ legoĵmixoj por preveni korozo kaj pligrandigi la kontaktrezistecan.

Estas rekomendite mezuri terreziston periodike (jaran aŭ dufoje jaran) kaj preni necesa agado se ĝi superas la deziratan valoron por la apliko.

Konkludo

La terrezisto estas grava parametro por dizajno kaj prizorgado de tera sistemoj. Ĝi dependas de diversaj faktoroj kiel la resistiveco de la tero, la grandeco, formo, profundo, materialo de la delektrodo, ktp. Ekzistas diversaj metodoj por mezuri ĝin sur ekzistantaj sistemoj, kiel la metodo de potencial-falo, klampo-metodo, anligita rodmetodo, stelo-delta metodo, morta termetodo, kaj pendeco-metodo. 

La terrezisto povas esti plibonigita per adicio de salo, karbono, aŭ aliaj materialoj ĉirkaŭ la delektrodetoj, uzo de pluraj delektrodetoj, uzo de pli longaj aŭ pli profundaj delektrodetoj, uzo de pli grandaj aŭ holoraj delektrodetoj, aŭ uzo de specialaj koŝiroj aŭ legoĵmixoj por delektrodetoj. La terrezisto devus esti mezurita periodike kaj teniĝi en akcepteblaj limoj por sekureco kaj performanco.