पृथ्वी का प्रतिरोध क्या है
पृथ्वी का प्रतिरोध क्या है?
पृथ्वी प्रतिरोध की परिभाषा
पृथ्वी इलेक्ट्रोड एक धातु की छड़ या प्लेट होती है जो मिट्टी में दबाई जाती है और इसे इलेक्ट्रिकल सिस्टम के पृथ्वी टर्मिनल से जोड़ा जाता है। यह दोष धाराओं और बिजली की झटकों के लिए ग्राउंड में घटने के लिए एक कम-प्रतिरोध पथ प्रदान करता है। यह सिस्टम के वोल्टेज को स्थिर रखने और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक हस्तक्षेप को कम करने में भी मदद करता है।
पृथ्वी इलेक्ट्रोड को तांबा, स्टील या जिंक कोटिंग वाले लोहे जैसे सामग्रियों से बनाया जा सकता है, जिन्हें उनकी चालकता और ऑक्सीकरण प्रतिरोधी गुणों के लिए चुना जाता है। इलेक्ट्रोड का आकार, आकृति, लंबाई और गहराई मिट्टी की स्थिति, वर्तमान रेटिंग और ग्राउंडिंग सिस्टम के विशिष्ट अनुप्रयोग पर निर्भर करता है।
जो गुण प्रतिरोध पर प्रभाव डालते हैं
पृथ्वी का प्रतिरोध मुख्य रूप से इलेक्ट्रोड और शून्य वोल्टेज (अनंत पृथ्वी) के बीच की मिट्टी की प्रतिरोधकता पर निर्भर करता है। मिट्टी की प्रतिरोधकता कई कारकों द्वारा प्रभावित होती है, जैसे:
मिट्टी की इलेक्ट्रिकल चालकता, जो मुख्य रूप से इलेक्ट्रोलिसिस के कारण होती है। मिट्टी में पानी, नमक और अन्य रासायनिक घटकों की सांद्रता इसकी चालकता को निर्धारित करती है। नम मिट्टी, जिसमें नमक की मात्रा अधिक हो, उसकी प्रतिरोधकता कम होती है जबकि सूखी मिट्टी, जिसमें नमक की मात्रा कम हो, उसकी प्रतिरोधकता अधिक होती है।
मिट्टी की रासायनिक संरचना, जो इसके pH मान और ऑक्सीकरण गुणों पर प्रभाव डालती है। अम्लीय या क्षारीय मिट्टी पृथ्वी के इलेक्ट्रोड को ऑक्सीकरण कर सकती है और इसका प्रतिरोध बढ़ा सकती है।
मिट्टी के कणों का आकार, समानता और गठन, जो इसकी छिद्रता और नमी धारण क्षमता पर प्रभाव डालते हैं। छोटे आकार की मिट्टी, जिसमें समान वितरण और संपूर्ण गठन हो, उसकी प्रतिरोधकता कम होती है जबकि बड़े आकार की मिट्टी, जिसमें असमान वितरण और ढीला गठन हो, उसकी प्रतिरोधकता अधिक होती है।
मिट्टी का तापमान, जो इसके ऊष्मीय विस्तार और जमने के बिंदु पर प्रभाव डालता है। उच्च तापमान इसके आयन गतिशीलता को बढ़ाकर मिट्टी की चालकता बढ़ा सकता है। निम्न तापमान इसके पानी की सामग्री को जमाकर मिट्टी की चालकता कम कर सकता है।
पृथ्वी का प्रतिरोध इलेक्ट्रोड के प्रतिरोध और इलेक्ट्रोड सतह और मिट्टी के बीच के संपर्क प्रतिरोध पर भी निर्भर करता है। हालांकि, ये कारक आमतौर पर मिट्टी की प्रतिरोधकता की तुलना में नगण्य होते हैं।
पृथ्वी प्रतिरोध माप
मौजूदा सिस्टमों पर पृथ्वी प्रतिरोध को मापने के विभिन्न तरीके हैं। कुछ सामान्य तरीके निम्नलिखित हैं:
प्रतिरोध की गिरावट का तरीका
इस तरीके को 3-बिंदु या पोटेंशियल गिरावट का तरीका भी कहा जाता है, जिसके लिए दो परीक्षण इलेक्ट्रोड (वर्तमान और पोटेंशियल) और एक पृथ्वी प्रतिरोध टेस्टर की आवश्यकता होती है। वर्तमान इलेक्ट्रोड को पृथ्वी इलेक्ट्रोड से दूरी पर रखा जाता है, जो इसकी गहराई के बराबर होती है। पोटेंशियल इलेक्ट्रोड को उनके बीच, उनके प्रतिरोध क्षेत्रों के बाहर रखा जाता है। टेस्टर वर्तमान इलेक्ट्रोड के माध्यम से एक ज्ञात वर्तमान इंजेक्ट करता है और पोटेंशियल और पृथ्वी इलेक्ट्रोड के बीच का वोल्टेज मापता है। पृथ्वी प्रतिरोध फिर ओहम के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है:
जहाँ R पृथ्वी प्रतिरोध, V मापा गया वोल्टेज, और I इंजेक्ट किया गया वर्तमान है।
यह तरीका सरल और सटीक है लेकिन परीक्षण से पहले पृथ्वी इलेक्ट्रोड से सभी कनेक्शन को अलग करने की आवश्यकता होती है।
क्लैंप-ऑन तरीका
इसे भी प्रेरित आवृत्ति परीक्षण या स्टेकलेस तरीका के रूप में जाना जाता है। इसमें किसी भी परीक्षण इलेक्ट्रोड की आवश्यकता नहीं होती और पृथ्वी इलेक्ट्रोड से किसी भी कनेक्शन को अलग करने की आवश्यकता नहीं होती। इसमें दो क्लैंप इस्तेमाल किए जाते हैं जो मौजूदा पृथ्वी इलेक्ट्रोड के चारों ओर रखे जाते हैं। एक क्लैंप इलेक्ट्रोड को वोल्टेज प्रेरित करता है और दूसरा क्लैंप इसके माध्यम से बहने वाले वर्तमान को मापता है। पृथ्वी प्रतिरोध ओहम के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है:
जहाँ R पृथ्वी प्रतिरोध, V प्रेरित वोल्टेज, और I मापा गया वर्तमान है।
यह तरीका सुविधाजनक और तेज है लेकिन इसके लिए एक समानांतर पृथ्वी नेटवर्क जिसमें एक से अधिक इलेक्ट्रोड होने की आवश्यकता होती है।
संलग्न रोड तरीका
इस तरीके में एक परीक्षण इलेक्ट्रोड (वर्तमान इलेक्ट्रोड) और एक पृथ्वी प्रतिरोध टेस्टर की आवश्यकता होती है। वर्तमान इलेक्ट्रोड को एक तार के माध्यम से पृथ्वी इलेक्ट्रोड से जोड़ा जाता है। टेस्टर तार के माध्यम से एक ज्ञात वर्तमान इंजेक्ट करता है और तार और पृथ्वी इलेक्ट्रोड के बीच का वोल्टेज मापता है। पृथ्वी प्रतिरोध फिर ओहम के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है:
जहाँ R पृथ्वी प्रतिरोध, V मापा गया वोल्टेज, और I इंजेक्ट किया गया वर्तमान है।
यह तरीका पृथ्वी इलेक्ट्रोड से किसी भी कनेक्शन को अलग करने की आवश्यकता नहीं होती लेकिन तार और वर्तमान इलेक्ट्रोड के बीच अच्छा संपर्क होने की आवश्यकता होती है।
स्टार-डेल्टा तरीका
इस तरीके में तीन परीक्षण इलेक्ट्रोड (वर्तमान इलेक्ट्रोड) का उपयोग किया जाता है, जो मौजूदा पृथ्वी इलेक्ट्रोड के चारों ओर एक समबाहु त्रिकोण में व्यवस्थित होते हैं। एक पृथ्वी प्रतिरोध टेस्टर तीनों जोड़े के परीक्षण इलेक्ट्रोड के माध्यम से एक ज्ञात वर्तमान इंजेक्ट करता है और तीनों जोड़े के परीक्षण इलेक्ट्रोड के माध्यम से वोल्टेज मापता है। पृथ्वी प्रतिरोध की गणना किरचॉफ के नियमों का उपयोग करके की जाती है:
जहाँ R पृथ्वी प्रतिरोध, VAB, VBC, VCA प्रत्येक जोड़े के परीक्षण इलेक्ट्रोड के बीच मापा गया वोल्टेज, और I इंजेक्ट किया गया वर्तमान है।
यह तरीका पृथ्वी इलेक्ट्रोड से किसी भी कनेक्शन को अलग करने की आवश्यकता नहीं होती लेकिन इसके लिए अन्य तरीकों की तुलना में अधिक परीक्षण इलेक्ट्रोड की आवश्यकता होती है।
मृत पृथ्वी तरीका
इस तरीके में दो परीक्षण इलेक्ट्रोड (वर्तमान इलेक्ट्रोड) का उपयोग किया जाता है, जो एक पृथ्वी प्रतिरोध टेस्टर के साथ श्रृंखला में जोड़े जाते हैं। एक परीक्षण इलेक्ट्रोड को मौजूदा पृथ्वी इलेक्ट्रोड के निकट डाला जाता है, और दूसरा परीक्षण इलेक्ट्रोड इससे दूर डाला जाता है। टेस्टर दोनों परीक्षण इलेक्ट्रोडों के माध्यम से एक ज्ञात वर्तमान भूमि में इंजेक्ट करता है और उनके बीच का वोल्टेज मापता है। पृथ्वी प्रतिरोध ओहम के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है:
जहाँ R पृथ्वी प्रतिरोध, V मापा गया वोल्टेज, और I इंजेक्ट किया गया वर्तमान है।
यह तरीका मौजूदा पृथ्वी इलेक्ट्रोड से किसी भी कनेक्शन को अलग करने की आवश्यकता नहीं होती लेकिन दोनों परीक्षण इलेक्ट्रोडों के बीच एक बहुत लंबा तार की आवश्यकता होती है।
ढलान तरीका
इस तरीके में एक परीक्षण इलेक्ट्रोड (पोटेंशियल इलेक्ट्रोड) और एक पृथ्वी प्रतिरोध टेस्टर का उपयोग किया जाता है। पोटेंशियल इलेक्ट्रोड को नियमित अंतराल पर मौजूदा पृथ्वी इलेक्ट्रोड से दूर एक सीधी रेखा के साथ ले जाया जाता है। टेस्टर मौजूदा पृथ्वी इलेक्ट्रोड के माध्यम से भूमि में एक ज्ञात वर्तमान इंजेक्ट करता है और प्रत्येक अंतराल पर इसके और पोटेंशियल इलेक्ट्रोड के बीच का वोल्टेज मापता है। वोल्टेज और दूरी का ग्राफ बनाया जाता है और इसे वोल्टेज अक्ष पर अंतर्वेशन खोजने के लिए विस्तारित किया जाता है। पृथ्वी प्रतिरोध ओहम के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है:
