Сопротивление заземляющего электрода

На рис.1 показан заземляющий штырь. Его сопротивление определяется следующими компонентами:

(А) сопротивление металла штыря и сопротивление контакта проводника со штырем;

(Б) сопротивление контакта штыря с грунтом;

(В) сопротивление поверхности земли протекающему току, иначе говоря, сопротивление земли, которое часто является самым важным из перечисленных слагаемых.

Подробнее: (А) Обычно заземляющий штырь делается из хорошо проводящего металла (полностью медный штырь или с медным покрытием) и клеммой соответствующего качества, поэтому сопротивлением штыря и его контакта с проводником можно пренебречь.

(Б) Национальное бюро стандартизации показало, что сопротивлением контакта электрода с грунтом можно пренебречь, если электрод плотно вбит и на его поверхности нет краски, масла и подобных веществ.

(В) Остался последний компонент – сопротивление поверхности грунта. Можно представить, что электрод окружен концентрическими слоями грунта одинаковой толщины. Ближний к электроду слой имеет наименьшую поверхность, но наибольшее сопротивление. По мере удаления от электрода поверхность слоя увеличивается, а его сопротивление уменьшается. В конечном счете, вклад сопротивления удаленных слоев в сопротивление поверхности грунта становится незначительным. Область, за пределами которой сопротивлением слоев земли можно пренебречь, называется областью эффективного сопротивления. Ее размер зависит от глубины погружения электрода в грунт.

Теоретически сопротивление земли можно определить общей формулой: R =L / A (Сопротивление = Удельное сопротивление х Длина / Площадь) Эта формула объясняет, почему уменьшается сопротивление концентрических слоев по мере их удаления от электрода: R = Удельное сопротивление грунта х Толщина слоя / Площадь При вычислении сопротивления земли удельное сопротивление грунта считают неизменным, хотя это редко встречается в практике. Формулы сопротивления земли для систем электродов очень сложны и при этом зачастую позволяют вычислять сопротивление лишь приблизительно. Наиболее часто используется формула сопротивления заземления для случая одного электрода, полученная профессором Дуайтом (H. R. Dwight) из Массачусетского технологического института:

R =/2L x ((In4L)-1)/r, где R – сопротивление заземления штыря в омах, L – глубина заземления электрода, r – радиус электрода,- среднее удельное сопротивление грунта в Ом·см.

 

12.Электрическое поле двух разнополярных источников тока, заземленных на поверхности полупроводника.

Если в однородной среде расположены два точечных разнопо­лярных источника А я В (рис. 9, б), присоединенных к полюсам источника тока, то и в этом случае в силу суперпозиции полей маг­нитное поле токов, растекающихся в среде, равно нулю и суммар­ное поле создается лишь током в подводящих проводах.

 

13)Понятие коэффициента установки, Рк принцип взаимности. В методе сопротивлений нормальное поле учитывают введением эффективного параметра Рк-кажущегося сопротивления. Зависимость разности потенциалов U между измерительными электродами от тока в цепи питающих заземлений, земля при этом однородна и обладает сопротивлением р.

 

Коэффициент К в последнем выражении принято называть коэффициентом установки. Если установка из двух питающих A B и двух измерительных M N заземлений расположена на поверхности неоднородного полупространства. По результатам измерений можно вычислить величину K U/I. Эту величину принято называть кажущимся удельным сопротивлением и обозначать Рк: Pк=К* U/I. Кажущиеся сопротивление зависит от расположения питающих и приемных заземлений, а также от характера геологического разреза. Для измерения Рк применяют различные установки. Если расстояние rMN между измерительными заземлениями мало, установку для измерений Рк называют предельной. Установка Шлюмберже(рис 42 (б)).В этой установке размещют симметрично центру отрезка AB,причем rMN<<rAB/3: K=пи*rAM*rAN/10rMN. Установка Веннера(рис42(в)).К=2пи*а/10.

Прямолинейная установка Гуммеля (рис42(д)).К=2*пи*rAM*rAN/10*rMN.Двухточечная установка AMN&B&(рис(42(ж)). В зависимости от угла y различают азимутальную, радиальную и параллельную установки. По величине угла О выделяют дипольно-осевые и дипольно-экваториальные установки. К=kBMN*kAMN/(kBMN+kAMN).

Если рассмотреть две четырехточечные установки и если первая установка состоит из двух питаючих заземлений A B,через которые в землю поступает ток и двух

измерительных MN, через которые ток не течет. Вторая установка отличается от первой тем, что в ней изменены на обратные роли заземления, через заземления MN в землю течет ток,а заземления AB являбтся измерительными. Такую пару установок называют взаимной.Если PкAMNB и РкMABN то PкAMNB=РкMABN.При взаимном изменении роли питающих и измерительных электродов кажущееся сопротивление сохраняет свое значение.Принцип взаимности справедлив при условии отсуствия сторонних сил в обьемной чсти цепи,либо когда эти сторонние силы пропорциональны полю.