Mida on maa vooluvastus

Mis on Maa Vastus?

Maa Vastuse Definitsioon

Maa elektrood on metallne varr või plaat, mis on maha kottud pinnas ja ühendatud elektriseadme maa terminaali. See pakub madala vastustee veafidele ja salvesteekirjutusteile, et need saaksid maha laiali levituda. See aitab stabiliseerida süsteemi pinget ja vähendada elektromagnetilist segadust.

Maa elektroode valmistatakse materjalidest nagu raud, teras või tsinkrein, mis on valitud nende juhtivuse ja korroosioonikindluse tõttu. Elektroodi suurus, kuju, pikkus ja sügavus sõltuvad maapinna tingimustest, vooluhindast ja maaühistiku konkreetsest rakendusest.

Teegurid, mis mõjutavad maaühenduse vastust

Maa vastus sõltub peamiselt maapinna vastandusest elektroodi ja nullpotentsiaalpunkti (lõpmatu maa) vahel. Maapinna vastandust mõjutavad mitmed tegurid, näiteks:

• Maapinna elektrijuhtivus, mis tuleneb peamiselt elektrolüüsist. Veekoguse, soola ja teiste keemiliste koostisosi konsentratsioon maapinnas määrab selle juhtivuse. Niisk maapinnaga kõrge soolakogusega on madalam vastandus kui kuiv maapinnaga madala soolakogusega.

• Maapinna keemiline koostis, mis mõjutab selle pH väärtust ja korroosioonitingimusi. Südamik või alkaline maapinn võib korroodeerida maa elektroode ja suurendada selle vastust.

• Maapinna osakeste suurus, ühtlase ja pakendamine mõjutab selle poroosust ja niiskuse hooldamisvõimet. Ühtlane ja tihe paigutusega väikesed osakesed omavad madalamat vastandust kui ebaregulaarse paigutusega suured osakesed.

• Maapinna temperatuur, mis mõjutab selle termilist laienemist ja jäämispunkti. Kõrge temperatuur suurendab maapinna juhtivust, suurendades ionide liikumisvõimet. Madalad temperatuurid vähendavad maapinna juhtivust, külmutades selle vesikoguse.

• Maa vastus sõltub ka elektroodi enda vastusest ja elektroodi pinna ning maapinna vahelise kontaktvastusest. Kuid need tegurid on tavaliselt järgmeetused maapinna vastandusega võrreldes.

Maa Vastuse Mõõtmine

Olemasolevate süsteemide maa vastuse mõõtmiseks on erinevaid meetodeid. Mõned levinud meetodid on:

Potentsiaali langemismeetod

See meetod, mida nimetatakse ka 3-punktiliseks või potentsiaali langemismeetodiks, nõuab kahte testelektroodi (voolu ja potentsiaali) ja maa vastuse mõõtjat. Vooluelektroodi paigutatakse maaelektroodist eemale, vastavalt selle sügavusele. Potentsiaalelektroodi paigutatakse nende vahel, nende vastuspiirkondade väljaspool. Mõõtja sisestab teadaoleva voolu vooluelektroodi kaudu ja mõõdab potentsiaali potentsiaalelektroodi ja maaelektroodi vahel. Maa vastus arvutatakse Ohmi seaduse abil:

Kus R on maa vastus, V on mõõdetud pingeline, I on sisestatud vool.

See meetod on lihtne ja täpne, kuid nõuab maaelektroodi kõigi ühenduste lahutamist enne testimist.

Kleepimismeetod

Seda nimetatakse ka induktsioonifrekventsimeetodiks või staakita meetodiks. Sellel ei ole vaja testielektroode ega maaelektroodi kõigi ühenduste lahutamist. See kasutab kahte kleepimist, mille paigutatakse olemasoleva maaelektroodi ümber. Üks kleepimine indukeerib pinget elektroodi ja teine kleepimine mõõdab läbit voolu. Maa vastus arvutatakse Ohmi seaduse abil:

Kus R on maa vastus, V on indukeeritud pingeline, I on mõõdetud vool.

See meetod on mugav ja kiire, kuid nõuab paralleelset maa võrkust mitmete elektroodidega.

Lisatud Varrimeetod

See meetod hõlmab ühte testielektroodi (vooluelektroodi) ja maa vastuse mõõtjat. Vooluelektroodi ühendatakse maaelektroodiga vedela kaudu. Mõõtja sisestab teadaoleva voolu vedela kaudu ja mõõdab pinget vedela ja maaelektroodi vahel. Maa vastus arvutatakse Ohmi seaduse abil:

Kus R on maa vastus, V on mõõdetud pingeline, I on sisestatud vool.

See meetod ei nõua maaelektroodi kõigi ühenduste lahutamist, kuid nõuab head kontakti vedela ja vooluelektroodi vahel.

Tähtmeetod

See meetod kasutab kolme testielektroodi (vooluelektroodi), mis on paigutatud võrdkülgse kolmnurga kujul olemasoleva maaelektroodi ümber. Maa vastuse mõõtja sisestab teadaoleva voolu igal paaril testielektroode korraga ja mõõdab pinget igal paaril testielektroode korraga. Maa vastus arvutatakse Kirchhoffi seaduste abil:

Kus R on maa vastus, V_AB, V_BC, V_CA on mõõdetud pinged igal paaril testielektroode vahel, I on sisestatud vool.

See meetod ei nõua maaelektroodi kõigi ühenduste lahutamist, kuid nõuab rohkem testielektroode kui muud meetodid.

Surma Maa Meetod

See meetod kasutab kahte testielektroodi (vooluelektroodi), mis on ühendatud sarikesse maa vastuse mõõtjaga. Üks testielektrood paigutatakse lähedal olemasolevale maaelektroodile ja teine testielektrood paigutatakse kaugemas. Mõõtja sisestab teadaoleva voolu mõlemasse testielektroodi maha ja mõõdab pinget nende vahel. Maa vastus arvutatakse Ohmi seaduse abil:

Kus R on maa vastus, V on mõõdetud pingeline, I on sisestatud vool.

See meetod ei nõua olemasoleva maaelektroodi kõigi ühenduste lahutamist, kuid nõuab väga pikka vedela mõlemasse testielektroodi vahel.

Kallaste Meetod

See meetod kasutab ühte testielektroodi (potentsiaalelektroodi) ja maa vastuse mõõtjat. Potentsiaalelektroodi liigutatakse sirgjooneliselt eemale olemasolevast maaelektroodist regulaarselt. Mõõtja sisestab teadaoleva voolu olemasoleva maaelektroodi kaudu maha ja mõõdab pinget selle ja potentsiaalelektroodi vahel igal sammul. Joonistatakse pingevahemaa graafik ja ekstrapoleeritakse, et leida pingeteenidega joone lõikepunkt. Maa vastus arvutatakse Ohmi seaduse abil:

Kus R on maa vastus, V₀ on lõikepunkt pingeteenidega ja I on sisestatud vool.

See meetod ei nõua olemasoleva maaelektroodi kõigi ühenduste lahutamist, kuid nõuab potentsiaalelektroodi liigutamist sirgjooneliselt.

Maa Vastuse Parandamine

Maa vastust saab parandada maapinna vastanduse vähendamisel või elektroodi pindala suurendamisel. Mõned levinud viisid maa vastuse parandamiseks on:

• Lisamalla sool või muud lahustuvad ainete elektroodi ümber, et suurendada maapinna juhtivust elektrolüüsi kaudu.

• Lisamalla puuahi või muud niiskuse säilitavaid ainete elektroodi ümber, et hoida maapinna kogu aasta jooksul niiske.

• Kasutamalla mitmeid paralleelselt ühendatud elektroode, et suurendada kokku puutuvat pindala maapinnaga.

• Kasutamalla pikemaid või sügavamaid elektroode, et jõuda madalamate maapinna kihtideni, millel on madalam vastandus.

• Kasutamalla suuremat ristliku lõikega või tühi kujuga elektroode, et vähendada elektroodi vastust.

• Kasutamalla elektroode, millel on erikoostööd või alliaadid, et vältida korroosiooni ja suurendada kontaktvastust.

Soovitatakse maa vastust perioodiliselt (aastas või poolaastas) mõõta ja vajalikke meetmeid võtta, kui see ületab rakenduse jaoks soovitud väärtust.

Järeldus

Maa vastus on oluline parameeter maaühistikute disainimisel ja hooldamisel. See sõltub mitmetest teguritest, nagu maapinna vastandus, elektroodi suurus, kuju, sügavus, materjal jne. Olemasolevate süsteemide maa vastuse mõõtmiseks on erinevaid meetodeid, nagu potentsiaali langemismeetod, kleepimismeetod, lisatud varrimeetod, tähtmeetod, surma maa meetod ja kallaste meetod. 

Maa vastust saab parandada soola, puuahi või muude ainete lisamisel elektroodi ümber, kasutades mitmeid elektroode, pikemaid või sügavamaid elektroode, suuremaid või tühi kujuga elektroode või erikoostööd või alliaadiga elektroode. Maa vastust tuleb perioodiliselt mõõta ja hoida vastuvõetavates piirides turvalisuse ja jõudluse huvides.