Zemes pretestība: Definīcija faktori un mērīšanas metodes
Zemes pretestība definēta kā pretestība, ko piedāvā zemes elektroda strāvas plūsmai iekšzemē. To arī sauc par pretestību pret zemi vai zemes pretestību. Zemes pretestība ir svarīgs parametrs zemes sistēmu dizainam un uzturēšanai, jo tā ietekmē elektrisku instalāciju drošumu un veiktspēju.
Kas ir zemes elektrods?
Zemes elektrods ir metāla šķīvis vai plāksne, kas iebrūkts dārzā un savienots ar elektriskās sistēmas zemes terminālu. Tas nodrošina zemas pretestības ceļu strāvas pārstrādājumiem un vijbolām, lai tie izlaidētos iekšzemē. Tas arī palīdz stabilizēt sistēmas spriegumu un samazināt elektromagnētisko interferenci.
Zemes elektrodu var izgatavot no meda, ķīmi, galvanizētas dzelzs vai citiem materiāliem ar labu vedības un korozijas noturību. Zemes elektroda izmērs, forma, garums un dziļums atkarīgs no dārza apstākļiem, strāvas apjomā un zemes sistēmas lietojuma.
Kādi faktori ietekmē zemes pretestību?
Zemes pretestība galvenokārt atkarīga no dārza pretestības starp elektrodu un punktu ar nulles potenciālu (bezgalīga zeme). Dārza pretestību ietekmē vairāki faktori, piemēram:
Dārza elektriskā vedība, kas galvenokārt ir saistīta ar elektrolīze. Ūdens, sāls un citu ķīmisku sastāvdaļu koncentrācija dārzbā nosaka to vedību. Sietā dārba ar augstu sāļumu saturu ir zemāka pretestība nekā sausa dārba ar zemu sāļumu saturu.
Dārza ķīmiskais sastāvs, kas ietekmē tā pH vērtību un korozijas īpašības. Šķidra vai alkāliska dārba var korodēt zemes elektrodus un palielināt to pretestību.
Dārza daudzuma daudzums, vienmērība un pakāpšana ietekmē tā porositāti un mitruma uzturēšanas spēju. Finie grāniņi ar vienmērīgu sadalījumu un ciešu pakāpšanu ir ar zemāku pretestību nekā grobi grāniņi ar neregulāru sadalījumu un slinkto pakāpšanu.
Dārza temperatūra, kas ietekmē tā termisko izplešanos un ledāšanas punktu. Augsta temperatūra var palielināt dārza vedību, palielinot to jonu mobilitāti. Zema temperatūra var samazināt dārza vedību, ledojot tā ūdens saturu.
Zemes pretestība arī atkarīga no elektroda paša pretestības un kontaktpretestības starp elektroda virsmu un dārzu. Tomēr, šie faktori parasti ir negaidāmi salīdzinājumā ar dārza pretestību.
Kā mērīt zemes pretestību?
Ir vairākas metodes, kā mērīt zemes pretestību esošajās sistēmās. Dažas no biežāk izmantotajām metodēm ir:
Potenciāla pazemināšanās metode
Šo metodi arī sauc par 3-punktu metodi vai potenciāla pazemināšanās metodi. Tai nepieciešami divi testa elektrodi (strāvas elektrods un potenciāla elektrods) un zemes pretestības mērītājs. Strāvas elektrods iebrūkts attālumā no esošā zemes elektroda līdz tā dziļumam. Potenciāla elektrods iebrūkts starp tiem pie tādam attālumā, ka tas atrodas ārpus to ietekmes sfēras (pretestības lauki). Mērītājs injicē zināmu strāvu caur strāvas elektrodu un mēra spriegumu starp potenciāla elektrodu un esošo zemes elektrodu. Zemes pretestība aprēķināta, izmantojot Ohma likumu:
Kur R ir zemes pretestība, V ir mērītais spriegums, un I ir injicētā strāva.
Šī metode ir vienkārša un precīza, bet prasa visu savienojumu atvienošanu ar zemes elektrodu pirms mērījumiem.
Stinguma metode
Šo metodi arī sauc par inducētu frekvences testēšanu vai bez stakli metodi. Tai nav nepieciešami testa elektrodi vai jāatvieno jebkuri savienojumi ar zemes elektrodu. Tā izmanto divus stingumus, kas novietoti ap esošo zemes elektrodu. Viens stingums inducē spriegumu elektrodā, un otrs stingums mēra strāvu, kas plūst caur to. Zemes pretestība aprēķināta, izmantojot Ohma likumu:
Kur R ir zemes pretestība, V ir inducētais spriegums, un I ir mērītā strāva.
Šī metode ir viegli pielāgojama un ātra, bet prasa paralēlu zemes tīklu ar vairākiem elektrodiem.
Pievienota šķīvja metode
Šai metodē izmanto vienu testa elektrodu (strāvas elektrodu) un zemes pretestības mērītāju. Strāvas elektrods piesaistīts esošajam zemes elektrodam ar drātu. Mērītājs injicē zināmu strāvu caur dratu un mēra spriegumu starp dratu un esošo zemes elektrodu. Zemes pretestība aprēķināta, izmantojot Ohma likumu:
Kur R ir zemes pretestība, V ir mērītais spriegums, un I ir injicētā strāva.
Šī metode neatvieno jebkurus savienojumus ar zemes elektrodu, bet prasa labu kontaktu starp dratu un strāvas elektrodu.
Zvaigznainā delta metode
Šai metodē izmanto trīs testa elektrodus (strāvas elektrodus), kas novietoti vienādmalu trijstūrī apkārt esošajam zemes elektrodam. Zemes pretestības mērītājs injicē zināmu strāvu caur katru pāri testa elektrodiem un mēra spriegumu starp katru pāri testa elektrodiem. Zemes pretestība aprēķināta, izmantojot Kirhova likumus:
Kur R ir zemes pretestība, VAB, VBC, VCA ir mērītie spriegumi starp katru pāri testa elektrodiem, un I ir injicētā strāva.
Šī metode neatvieno jebkurus savienojumus ar zemes elektrodu, bet prasa vairāk testa elektrodu nekā citas metodes.
Nedarbīgas zemes metode
Šai metodē izmanto divus testa elektrodus (strāvas elektrodus), kas savienoti seriālā secībā ar zemes pretestības mērītāju. Viens testa elektrods iebrūkts tuvāk esošajam zemes elektrodam, un otrs testa elektrods iebrūkts tālu no tā. Mērītājs injicē zināmu strāvu caur abiem testa elektrodiem iekšzemē un mēra spriegumu starp tiem. Zemes pretestība aprēķināta, izmantojot Ohma likumu:
Kur R ir zemes pretestība, V ir mērītais spriegums, un I ir injicētā strāva.
Šī metode neatvieno jebkurus savienojumus ar esošo zemes elektrodu, bet prasa ļoti gari dratu starp abiem testa elektrodiem.
Slīpes metode
Šai metodē izmanto vienu testa elektrodu (potenciāla elektrodu) un zemes pretestības mērītāju. Potenciāla elektrods pārvietots pa taisnu līniju no esošā zemes elektroda regulāros intervālos. Mērītājs injicē zināmu strāvu caur esošo zemes elektrodu iekšzemē un mēra spriegumu starp to un potenciāla elektrodu katrā intervālā. Tiek izveidots sprieguma pret attālumu grafiks un extrapolēts, lai atrastu krustpunktu ar sprieguma ass. Zemes pretestība aprēķināta, izmantojot Ohma likumu:
