Kháng Trở Đất: Định nghĩa Các Yếu Tố và Phương Pháp Đo Lường

Electrical4u

Trường dữ liệu: Điện Cơ Bản

China

Độ kháng của Trái Đất là gì

Độ kháng đất được định nghĩa là độ kháng mà điện cực đất cung cấp cho dòng điện chảy vào lòng đất. Nó cũng được gọi là độ kháng đất hoặc độ kháng tiếp đất. Độ kháng đất là một tham số quan trọng trong việc thiết kế và bảo trì hệ thống tiếp đất, vì nó ảnh hưởng đến sự an toàn và hiệu suất của các hệ thống điện.

Điện cực đất là gì?

Điện cực đất là thanh kim loại hoặc tấm được chôn dưới đất và kết nối với đầu tiếp đất của hệ thống điện. Nó cung cấp đường dẫn có độ kháng thấp cho dòng điện lỗi và xung sét để phân tán vào lòng đất. Nó còn giúp ổn định điện áp của hệ thống và giảm sự nhiễu điện từ.

Điện cực đất có thể làm bằng đồng, thép, sắt mạ kẽm hoặc các vật liệu khác có độ dẫn điện tốt và chống ăn mòn. Kích thước, hình dạng, chiều dài và độ sâu của điện cực đất phụ thuộc vào điều kiện đất, công suất định mức và ứng dụng của hệ thống tiếp đất.

Những yếu tố nào ảnh hưởng đến độ kháng đất?

Độ kháng đất chủ yếu phụ thuộc vào độ điện trở của đất giữa điện cực và điểm có điện thế không (đất vô hạn). Độ điện trở của đất bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, chẳng hạn như:

Độ dẫn điện của đất, chủ yếu do quá trình điện phân. Nồng độ nước, muối và các thành phần hóa học khác trong đất quyết định độ dẫn điện của nó. Đất ẩm có nồng độ muối cao có độ điện trở thấp hơn so với đất khô có nồng độ muối thấp.
Thành phần hóa học của đất, ảnh hưởng đến giá trị pH và tính chất ăn mòn. Đất axit hoặc kiềm có thể ăn mòn điện cực đất và tăng độ kháng của nó.
Kích thước hạt, độ đồng đều và cách sắp xếp các hạt đất ảnh hưởng đến độ xốp và khả năng giữ ẩm. Đất hạt nhỏ có độ đồng đều và sắp xếp chặt chẽ có độ điện trở thấp hơn so với đất hạt lớn có độ đồng đều và sắp xếp lỏng lẻo.
Nhiệt độ của đất, ảnh hưởng đến sự giãn nở nhiệt và điểm đóng băng. Nhiệt độ cao có thể tăng độ dẫn điện của đất bằng cách tăng khả năng di chuyển của ion. Nhiệt độ thấp có thể giảm độ dẫn điện của đất bằng cách đóng băng nước trong đất.

Độ kháng đất cũng phụ thuộc vào độ kháng của điện cực chính nó và độ kháng tiếp xúc giữa bề mặt điện cực và đất. Tuy nhiên, những yếu tố này thường không đáng kể so với độ điện trở của đất.

Cách đo độ kháng đất?

Có nhiều phương pháp để đo độ kháng đất trên các hệ thống hiện có. Một số phương pháp phổ biến bao gồm:

Phương pháp giảm điện thế

Phương pháp này còn được gọi là phương pháp 3 điểm hoặc phương pháp giảm điện thế. Nó yêu cầu hai điện cực thử nghiệm (điện cực dòng điện và điện cực điện thế) và máy đo độ kháng đất. Điện cực dòng điện được cắm ở khoảng cách từ điện cực đất hiện tại với độ sâu bằng độ sâu của nó. Điện cực điện thế được cắm giữa chúng ở khoảng cách phù hợp sao cho nó nằm ngoài phạm vi ảnh hưởng (khu vực điện trở) của chúng. Máy đo tiêm dòng điện đã biết qua điện cực dòng điện và đo điện thế giữa điện cực điện thế và điện cực đất hiện tại. Độ kháng đất được tính sử dụng định luật Ohm:

ảnh 78

Trong đó R là độ kháng đất, V là điện thế đo được, và I là dòng điện tiêm vào.

Phương pháp này đơn giản và chính xác nhưng yêu cầu ngắt tất cả các kết nối với điện cực đất trước khi thử nghiệm.

Phương pháp kẹp-on

Phương pháp này còn được gọi là thử nghiệm tần số gây ra hoặc phương pháp không cần cọc. Nó không yêu cầu bất kỳ điện cực thử nghiệm nào hoặc ngắt bất kỳ kết nối nào với điện cực đất. Nó sử dụng hai kẹp được đặt xung quanh điện cực đất hiện tại. Một kẹp gây ra điện thế cho điện cực và kẹp khác đo dòng điện chạy qua nó. Độ kháng đất được tính sử dụng định luật Ohm:

ảnh 79

Trong đó R là độ kháng đất, V là điện thế gây ra, và I là dòng điện đo được.

Phương pháp này tiện lợi và nhanh chóng nhưng yêu cầu mạng đất song song với nhiều điện cực.

Phương pháp gắn thanh

Phương pháp này sử dụng một điện cực thử nghiệm (điện cực dòng điện) và máy đo độ kháng đất. Điện cực dòng điện được gắn vào điện cực đất hiện tại bằng dây. Máy đo tiêm dòng điện đã biết qua dây và đo điện thế giữa dây và điện cực đất hiện tại. Độ kháng đất được tính sử dụng định luật Ohm:

ảnh 80

Trong đó R là độ kháng đất, V là điện thế đo được, và I là dòng điện tiêm vào.

Phương pháp này không yêu cầu ngắt bất kỳ kết nối nào với điện cực đất nhưng yêu cầu tiếp xúc tốt giữa dây và điện cực dòng điện.

Phương pháp sao-đelta

Phương pháp này sử dụng ba điện cực thử nghiệm (điện cực dòng điện) được bố trí theo hình tam giác đều xung quanh điện cực đất hiện tại. Máy đo độ kháng đất tiêm dòng điện đã biết qua mỗi cặp điện cực thử nghiệm lần lượt và đo điện thế giữa mỗi cặp điện cực thử nghiệm lần lượt. Độ kháng đất được tính sử dụng định luật Kirchhoff:

ảnh 81