Строительство в Севастополе — сообщество мастеров строителей и отделочников
Строительные работы в Севастополе
Удельное сопротивление грунта - это главный параметр, который влияет на конструкцию заземляющего устройства: количество и длину заземляющих электродов. Физически оно равняется электрическому сопротивлению, которое грунт оказывает току при прохождении им расстояния между противоположными гранями условного куба объемом 1 куб. м.; размерность Ом*м. Удельное сопротивление зависит от многих факторов: состава и структуры грунта, его плотности, влажности, температуры, наличия примесей – солей, кислот, щелочей. Все эти параметры изменяются в течение года, поэтому соответствующим образом меняется и сопротивление грунта. Данный факт нужно учитывать при проведении замеров, расчетов, а также при измерении сопротивления растеканию смонтированного заземляющего устройства. Чем ниже значение удельного сопротивления грунта, тем лучше электрический ток растекается в среде, и тем меньше получится сопротивление заземляющего устройства. Низкое сопротивление заземления обеспечивает поглощение грунтом токов повреждений, токов утечки и молниевых токов, что предотвращает их нежелательное протекание по проводящим частям электроустановок и защищает контактирующих с ними людей от поражения электрическим током, а оборудование — от помех и нарушений работы. Заземляющее устройство обязательно должно быть дополнено правильно организованной системой уравнивания потенциалов. Такие объекты, как жилой дом и линия электропередачи не требуют столь низкого сопротивления заземления, как, например, подстанции и сооружения с большим объемом информационного и коммуникационного оборудования: ЦОД, медицинские центры и объекты связи. Более низкое сопротивление заземляющего устройства можно обеспечить растеканием тока с большего количества электродов, при том что высокое сопротивления грунта приводит к ещё большему увеличению габаритов заземлителя. Норма сопротивления заземляющего устройства определяется ПУЭ 7 изд. раздел 1.7. - для электроустановок разных классов напряжения, пункты 2.5.116-2.5.134 - для линий электропередачи, а также другими отраслевыми стандартами и документацией к аппаратам и приборам.Удельное сопротивление преимущественно зависит от типа грунта. Так, «хорошие» грунты, обладающие низким сопротивлением - это глина, чернозем (80 Ом*м), суглинок (100 Ом*м). Сопротивление песка сильно зависит от содержания влаги и колеблется от 10 до 4000 Ом*м. У каменистых грунтов оно легко может достигать нескольких тысяч Ом*м: у щебенистых — 3000-5000 Ом*м, а у гранита и других горных пород — 20000 Ом*м. Среднее удельное сопротивление часто встречающихся на территории России грунтов приведено в таблице на странице, посвященной удельному сопротивлению грунта Принять тип грунта можно по карте почв на территории России (для просмотра карты в полном размере, щелкните на ней). Значения, приведенные в таблицах справочные и подходят только для ориентировочного расчета в том случае, когда другая информация отсутствует. Для того чтобы получить точное значение удельного сопротивления, необходимо проводить изыскательные работы. Замеры грунта проводятся в полевых условиях методом амперметра-вольтметра, а также путем измерения инженерно-геологических элементов (ИГЭ), проведенных на разной глубине методом вертикально электрического зондирования (ВЭЗ). Значения, полученные этими двумя способами, могут значительно отличаться, также, как отличаются характеристики грунта незначительно удаленных точек на местности. Поэтому, чтобы исключить ошибку в расчетах необходимо брать максимальный из результатов этих двух методов при приведении к однослойной расчетной модели. Если для расчетов необходимо привести грунт к двухслойной модели, то использовать можно только метод ВЭЗ. Для учета сезонных изменений и влияния природных явлений «Руководство по проектированию, строительству и эксплуатации заземлений в установках проводной связи и радиотрансляционных узлов» оперирует коэффициентом промерзания, который предписывается определенной климатической зоне России и коэффициентом влажности, учитывающим накопленную грунтом влагу и количество осадков, выпавших перед измерением. РД 153-34.0-20.525-00 при определении сопротивления заземляющего устройства подстанций использует сезонный коэффициент. При пропитывании почвы водой, удельное сопротивление может снижаться в десятки раз, а при промерзании в разы увеличиваться. Поэтому, в зависимости от того, в какое время года были выполнены измерения, необходимо учитывать данные коэффициенты. Это позволит предотвратить превышения нормы заземляющего устройства в результате изменений удельного сопротивления; нормируемое значение в соответствии с ПУЭ 7 изд. должно обеспечиваться при самых неблагоприятных условиях в любое время года. При увеличении габаритов заземляющего устройства влияние сезонных изменений значительно снижается. Если заземлитель имеет горизонтальные размеры порядка 10 метров, то его сопротивление в течение года может изменяться в десятки и сотни раз, тогда как сопротивление заземлителя габаритами 100-200 метров изменяется всего лишь в 2 раза. Это связано с тем, что глубина растекания тока соизмерима с габаритами горизонтального заземлителя.Таким образом, распространенная в горизонтальном направлении конструкция действует на глубинные слои почвы, часто обладающие низким удельным сопротивлением в любое время года. Некоторые типы грунта имеют крайне высокое удельное сопротивление. Его значение для каменистых грунтов достигает нескольких тысяч Ом*м при том, что организация заземляющего устройства в такой среде связана с множеством трудностей – значительными затратами материалов и объемами земляных работ. Из-за твердых включений практически невозможно использовать вертикальные электроды без применения бурения. Пример заземления в условиях каменистого грунта приведен на странице. Возможно, еще более сложный случай – это вечномерзлый грунт. При понижении температуры удельное сопротивление резко возрастает. Для суглинка при +10 С° оно составляет около 100 Ом*м, но уже при -10 С° может достигать 500 - 1000 Ом*м. Глубина промерзания вечномерзлого грунта бывает от нескольких сот метров до нескольких километров, при том что в летнее время оттаивает лишь верхний слой незначительной толщины: 1-3 м. В результате круглый год вся зона эффективного растекания тока будет иметь значительное удельное сопротивление – порядка 20000 Ом*м в вечномерзлом суглинке и 50000 Ом*м в вечномерзлом песке. Это чревато организацией заземляющего устройства на огромной площади, либо применением специальных решений, например, таких как электролитическое заземление. Для наглядного сравнения, пройдя по ссылке, можно посмотреть расчет в вечномерзлом грунте. В хороших грунтах, как правило, устанавливается традиционное заземляющее устройство, состоящее из горизонтальных и вертикальных электродов. Использование вертикальных электродов несет важное преимущество. С увеличением глубины удельное сопротивление грунта «стабилизируется». В глубинных слоях оно в меньшей степени зависит от сезонных изменений, а также, благодаря повышенному содержанию влаги, имеет более низкое сопротивление. Такая особенность очень часто позволяет значительно снизить сопротивление заземляющего устройства. Горизонтальные электроды применяются для соединения вертикальных, также они способствуют еще большему снижению сопротивления. Но могут использоваться и в качестве самостоятельного решения, когда монтаж вертикальных штырей сопряжен с трудностями, либо когда необходимо организовать заземляющее устройство определенного типа, например, сетку. В тяжелых каменистых и вечномерзлых грунтах монтаж традиционного заземления сопряжен с рядом проблем, начиная сложностью монтажа из-за специфики местности, заканчивая огромными размерами заземляющего устройства (соответственно - большими объемами строительных работ), необходимыми для соответствия его сопротивления нормам. В условиях вечномерзлого грунта также имеет место такое явление как выталкивание, в результате которого горизонтальные электроды оказываются над поверхностью уже через год. Чтобы решить эти проблемы, специалисты часто прибегают к следующим мерам: Одним из наиболее предпочтительных решений в тяжелых условиях является электролитическое заземление, оно сочетает химическое воздействие на грунт (снижение его удельного сопротивления) и замену грунта (уменьшение влияния промерзания). Электролитический электрод наполнен смесью минеральных солей, которые равномерно распределяются в рабочей области и снижают ее удельное сопротивление. Данный процесс стабилизируется с помощью околоэлектродного заполнителя, который делает процесс выщелачивания солей равномерным. Применение электролитического заземления позволяет избежать проблем организации традиционного заземляющего устройства, значительно уменьшает количество оборудования, габариты заземлителя и объемы земляных работ. При проектировании заземляющего устройства необходимо иметь достоверные данные об удельном сопротивлении грунта на месте строительства. Точную информацию можно получить только с помощью изысканий и измерений на местности, но по разным причинам бывает, что возможности их провести нет. В таком случае можно воспользоваться справочными таблицами, но стоит принять во внимание, что расчет будет носить ориентировочный характер. Независимо от того, каким образом получены значения удельного сопротивления, нужно внимательно рассматривать все влияющие факторы. Важно учесть пределы, в которых удельное сопротивление может меняться, чтобы сопротивление заземляющего устройства никогда не превышало норму. Смотрите также: www.zandz.ru Грунт Сопротивление заземления для комплектов ZZ-000-015 и ZZ-000-030, указанное в таблице, может использоваться при различных конфигурациях заземлителя - и точечной, и многоэлектродной. Вместе с таблицей ориентировочных величин расчетного удельного сопротивления грунта предлагаем Вам воспользоваться географической картой уже смонтированных ранее заземлителей на базе готовых комплектов заземления ZANDZ с результатами замеров сопротивления заземления. www.zandz.ru resant.ru По своей структуре грунт – это пористое дисперсионное тело, которое состоит из трех основных частей: твердой, газообразной и жидкой (свободная и связанная вода). Структура грунта схематически приведена на рис. 1 Рис.1. Структура земли (1 – твердые частицы, 2 – связанная вода, 3 – свободная вода, 4 – газообразная составляющая (водяные пары, воздух) По своим характеристикам земля – очень плохой проводник, ее проводимость в тысячи раз хуже, чем проводимость воды или металлов. Удельное сопротивление грунта – это величина, характеризующая сопротивление грунта прохождению тока (токорастеканию), другими словами – служит для определения электропроводности грунта в качестве проводника. Рис. 2. Схема измерения удельного сопротивления Удельное сопротивление грунта – это сопротивление, создаваемое материалом земли (грунта) в виде куба с размерами 1х1х1 м, к которому присоединены измерительные электроды к разным сторона куба (рис. 2). За единицу объемного удельного сопротивления принят Ом на метр (общепринятое обозначение Омм). Значение удельного сопротивления грунта – это исходный и основополагающий параметр при проведении расчетов сопротивления заземления. Чем больше будет этот показатель, тем большее количество заземлителей необходимо будет установить, чтобы добиться необходимого значения сопротивления заземления. При расчете заземляющего устройства требуется знать точное значение удельного сопротивления грунта в конкретном месте, где будет создаваться заземление. Удельное сопротивление грунта зависит от множества факторов: На основе геодезических изысканий, проведенных в верхних слоях грунта, можно утверждать, что электрическая структура земли в подавляющем большинстве носит выраженный вид слоев, которые имеют различное сопротивление с достаточно четкими горизонтальными границами. При этом удельное сопротивление в горизонтальном направлении практически постоянное и изменяется незначительно. При этом верхний слой (до 3 м глубиной) подвержен интенсивным сезонным изменениям, вызванным, прежде всего, температурными колебаниями, а так же количеством и интенсивностью попадающей в грунт влаги. Другие факторы, в принципе, влияют незначительно. Наибольшее (пиковое) значение удельного сопротивления приходится на зиму, когда грунт промерзает, и лето – при высыхании грунта. Самое высокое значение удельного сопротивления приходится как раз на вечномерзлые грунты. Это вызвано тем, что у воды практически прекращаются процессы передачи заряда при переходе из жидкого состояния в твердое. На рисунке ниже приводится график зависимости удельного сопротивления грунта от значения температуры: Рис. 3 Зависимость удельного сопротивления грунта от значения температуры Характерно, что при понижении температуры всего до -5, значение удельного сопротивления возрастает в 8 раз. Не менее важное значение имеет и уровень влажности – при его даже незначительном снижении у некоторых грунтов (пески, глина и суглинок) удельное сопротивление возрастает в разы. Примеры значения удельного сопротивления для разных типов грунта приводится в таблице (Рис. 4): Рис. 4 Точное измерение удельного сопротивления грунта позволяет существенно сэкономить на организации сооружения заземления. С одной стороны, не придется устанавливать лишние заземлители, с другой – не придется проводить после окончания строительства и ввода объекта в эксплуатацию дополнительные мероприятия, направленные на расширение (увеличение) заземляющих устройств. Для получения максимально достоверного результата измерения следует проводить в течение всего года, для каждого сезона – отдельно. Гораздо чаще все замеры проводят в конце весны – начала лета, а увеличение сопротивления, вызванное промерзанием или высыханием грунта учитывают, вводя повышающие коэффициенты. В таблице (Рис. 5) приведены примеры коэффициенты, которые учитывают состояние земли при проведении расчетов: Рис. 5 Способы измерения удельного сопротивления грунта Для измерения удельного сопротивления земли используют прибор МС-08 или другие, аналогичные ему. Измерение необходимо производить в теплое время года. В основу работы прибора положен принцип магнитоэлектрического логометра. В приборе располагается две рамки – одна подключена как вольтметр, вторая – амперметр. Эти обмотки, при одновременном подключении, создают на ось прибора воздействия, имеющие противоположное направление. В итоге – результат этого противодействия – отклонение стрелки – будет прямо пропорционален значению сопротивления. Школа прибора проградуирована в омах. В данном случае источником питания при проведении измерения выступает генератор (на рисунке обозначен Г) постоянного тока, который приводится в движение за счет вращения рукой. С генератором на общей оси крепится выпрямитель (обозначен Вп) и прерыватель (П). Рис.6. Принципиальная схема для измерителя заземлений МС-07 (МС-08) При подаче тока на крайние электроды между средними возникнет разность напряжений U. Для однородного грунта значение U будет прямо пропорционально току I и удельному сопротивлению р и обратно пропорцилнально расстоянию между электродами а. Формулой это можно определить как: U = ρI /2πа откуда следует, что удельное сопротивление р = 2πaU/I. Если принять, что U/I – это и есть показание прибора R, то получаем р = 2πaR Чем больше будет значение а, тем значительно больший объем земли будет охвачен электрическим полем, генерируемым токовыми электродами. Варьируя значение а (расстояние между электродами) можно получить зависимость значения удельного сопротивления грунта от разноса электродов. Для однородной земли полученное значение ρ будет практически постоянным. Рис. 7. Измерение удельного сопротивления земли с помощью МС-08 Для увеличения точности проводимых измерений важно правильно разместить на местности измерительные штыри. Желательно, чтобы они располагались в местах предполагаемого расположения заземляющего устройства. При этом стоит соблюдать следующие правила: Измерения должны производиться в стороне от металлоконструкций и трубопроводов, которые могут влиять на точность полученных результатов. Рис. 8. Практическое измерение удельного сопротивления Приблизительно значение удельного сопротивления земли можно определить с помощью метода пробного электрода. В этом случае электрод (можно использовать стержень или уголок) погружают вертикально в землю, чтобы над землей оставалось всего 60-70 см, после чего с помощью МС-08 проводят замер сопротивления электрода. После этого проводят коррекцию данных, используя приближенные значения сопротивления вертикальных значений (приведены в таблице ниже), в результате получая приближенное значение для искомого удельного сопротивления грунта. Измерение лучше провести в двух-трех местах и за рабочее значение принять усредненное значение (см. таблицу, рис. 9): Рис. 9 Рис. 10. Прибор ИС - 10 Прибор ИС-10 позволяет проводить измерения сопротивления заземления, удельного сопротивления грунта и металлосоединений Практическое измерение удельного сопротивления грунта с помощью прибора MRU-200 показано на видео: 44kw.com Электрофизические свойства грунта, в котором находится заземлитель, определяются прежде всего его удельным сопротивлением. Чем меньше удельное сопротивление, тем более благоприятные условия для расположения заземлителя. Удельное сопротивление грунта – сопротивление между противоположными плоскостями куба земли с ребром длины 1 м. Единица измерения удельного сопротивления – ом на метр (Ом·м). Чтобы оценить величину удельного сопротивления грунта, сравним его с наиболее распространенным электротехническим материалом – медью. Так, куб меди таких же размеров имеет сопротивление 1,72·10-8 Ом·м. При 20°С и средней влажности удельное сопротивление грунта составляет примерно ρ = 100 Ом·м, то есть земля имеет удельное сопротивление в 5,7 млрд. раз больше. В табл. 6.3. приведены приближенные значения удельных сопротивлений различных типов почвы при средней влажности. Таблица 6.3 – Удельное электрическое сопротивление грунтов ρгр При оборудовании заземляющих устройств необходимо знать не приближенные, а точные значения удельных сопротивлений грунта в данном месте. Получение такой информации возможно только непосредственными измерениями на местах. Свойства почвы могут меняться в зависимости от ее влажности и температуры, поэтому удельное сопротивление может иметь разные значения в разные времена года из-за высыхания или промерзания. Эти факторы учитываются при измерениях удельного сопротивления земли сезонными коэффициентами. В табл. 6.4 приведены коэффициенты, учитывающие состояние земли во время измерений. Таблица 6.4 – Сезонные коэффициенты сопротивления грунта Коэффициент k1 применяется, если земля влажная и измерениям предшествовало выпадение большого количества осадков; k2 – земля нормальной влажности и измерения предшествовало выпадение небольшого количества осадков; k3 – земля сухая, количество осадков ниже нормы. Измерение удельного сопротивления почвы обычно проводят в теплое время года. В данной лабораторной работе используется измеритель заземлений типа МС-08 (рис. 6.3). Прибор имеет собственный источник питания в виде генератора, приводимого во вращательное движение с помощью ручки. Если в процессе измерения стрелка прибора колеблется, это является признаком наличия посторонних токов в земле. Чтобы избежать погрешности в измерениях достаточно изменить частоту вращения ручки. Однако следует заметить, что для обеспечения надлежащей точности измерения эта частота должна находиться в пределах 90...150 об/мин. Рис. 6.3 – Измеритель заземлений МС-08 Шкала прибора градуирована в омах, источником питания при измерении служит генератор Г постоянного тока, приводимого во вращение от руки. На общей с генератором оси укреплены прерыватель П1 и выпрямитель П2 (рис. 6.4). Рис. 6.4 – Электрическая схема измерителя заземлений МС-08: Г – генератор, Р – реостат, Л – логометр, П1 – прерыватель, П2 – выпрямитель, П3 – переключатель. Измерение удельного сопротивления грунта следует выполнять в стороне от трубопроводов и других металлических конструкций, которые могут внести погрешность в результаты. Схема измерения показана на рис. 6.5. Рис. 6.5 – Схема измерения удельного сопротивления грунта Чем больше значение а, тем больший объем почвы охватывается электрическим полем электродов и более точными являются результаты измерений. Изменяя расстояние а, можно получить зависимость удельного сопротивления земли от разнесения электродов. При однородной структуре грунта значение ρ не зависит от расстояния а (изменения могут быть вследствие разной степени влажности). Таким образом, используя зависимость ρ от расстояния между электродами, можно судить о величинах удельных сопротивлений на разной глубине. Удельное сопротивление грунта определяют по формуле где R – сопротивление прибора, Ом. Измерения удельного сопротивления желательно выполнять в нескольких местах, рассчитывая затем среднее значение. Электроды следует забивать в землю для более плотного контакта, ввертывание стержней для целей измерения не рекомендуется. Удельное электрическое сопротивление грунта. Сопротивление грунта
Сопротивление грунта и заземление
Сопротивление грунта и сопротивление заземления
Удельное сопротивление грунтов в России
Сезонное изменение сопротивления грунта и его учёт
"Сложные грунты" с высоким удельным сопротивлением
Решения по достижению необходимого сопротивления
Традиционные способы
Нестандартные способы
Заключение
Удельное сопротивление грунта
Величины расчетного электрического удельного сопротивления грунта (таблица)
Удельное сопротивление, среднее значение (Ом*м) Сопротивление заземления для комплектаZZ-000-015, Ом Сопротивление заземления для комплектаZZ-000-030, Ом Сопротивление заземления для комплектаZZ-100-102, Ом Асфальт 200 - 3 200 17 - 277 9,4 - 151 8,3 - 132 Базальт 2 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта) Бентонит (сорт глины) 2 - 10 0,17 - 0,87 0,09 - 0,47 0,08 - 0,41 Бетон 40 - 1 000 3,5 - 87 2 - 47 1,5 - 41 Вода Вода морская 0,2 0 0 0 Вода прудовая 40 3,5 2 1,7 Вода равнинной реки 50 4 2,5 2 Вода грунтовая 20 - 60 1,7 - 5 1 - 3 1 - 2,5 Вечномёрзлый грунт (многолетнемёрзлый грунт) Вечномёрзлый грунт - талый слой (у поверхности летом) 500 - 1000 - - 20 - 41 Вечномёрзлый грунт (суглинок) 20 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта) Вечномёрзлый грунт (песок) 50 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта) Глина Глина влажная 20 1,7 1 0,8 Глина полутвёрдая 60 5 3 2,5 Гнейс разложившийся 275 24 12 11,5 Гравий Гравий глинистый, неоднородный 300 26 14 12,5 Гравий однородный 800 69 38 33 Гранит 1 100 - 22 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта) Гранитный гравий 14 500 Требуются специальные мероприятия (замена грунта) Графитовая крошка 0,1 - 2 0 0 0 Дресва (мелкий щебень/крупный песок) 5 500 477 260 228 Зола, пепел 40 3,5 2 1,7 Известняк (поверхность) 100 - 10 000 8,7 - 868 4,7 - 472 4,1 - 414 Известняк (внутри) 5 - 4 000 0,43 - 347 0,24 - 189 0,21 - 166 Ил 30 2,6 1,5 1 Каменный уголь 150 13 7 6 Кварц 15 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта) Кокс 2,5 0,2 0,1 0,1 Лёсс (желтозем) 250 22 12 10 Мел 60 5 3 2,5 Мергель Мергель обычный 150 14 7 6 Мергель глинистый (50 - 75% глинистых частиц) 50 4 2 2 Песок Песок, сильно увлажненный грунтовыми водами 10 - 60 0,9 - 5 0,5 - 3 0,4 - 2,5 Песок, умеренно увлажненный 60 - 130 5 - 11 3 - 6 2,5 - 5,5 Песок влажный 130 - 400 10 - 35 6 - 19 5 - 17 Песок слегка влажный 400 - 1 500 35 - 130 19 - 71 17 - 62 Песок сухой 1 500 - 4 200 130 - 364 71 - 198 62 - 174 Супесь (супесок) 150 13 7 6 Песчаник 1 000 87 47 41 Садовая земля 40 3,5 2 1,7 Солончак 20 1,7 1 0,8 Суглинок Суглинок, сильно увлажненный грунтовыми водами 10 - 60 0,9 - 5 0,5 - 3 0,4 - 2,5 Суглинок полутвердый, лесовидный 100 9 5 4 Суглинок при температуре минус 5 С° 150 - - 6 Супесь (супесок) 150 13 7 6 Сланец 10 - 100 Сланец графитовый 55 5 2,5 2,3 Супесь (супесок) 150 13 7 6 Торф Торф при температуре 10° 25 2 1 1 Торф при температуре 0 С° 50 4 2,5 2 Чернозём 60 5 3 2,5 Щебень Щебень мокрый 3 000 260 142 124 Щебень сухой 5 000 434 236 207 Удельное электрическое сопротивление грунта
Грунт Удельное сопротивление, среднее значение (Ом*м) Сопротивление заземления для комплектаZZ-000-015, Ом Сопротивление заземления для комплектаZZ-000-030, Ом Сопротивление заземления для комплектаZZ-100-102, Ом Асфальт 200 — 3 200 17 — 277 9,4 — 151 8,3 — 132 Базальт 2 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта) Бентонит (сорт глины) 2 — 10 0,17 — 0,87 0,09 — 0,47 0,08 — 0,41 Бетон 40 — 1 000 3,5 — 87 2 — 47 1,5 — 41 Вода Вода морская 0,2 0 0 0 Вода прудовая 40 3,5 2 1,7 Вода равнинной реки 50 4 2,5 2 Вода грунтовая 20 — 60 1,7 — 5 1 — 3 1 — 2,5 Вечномёрзлый грунт (многолетнемёрзлый грунт) Вечномёрзлый грунт — талый слой (у поверхности летом) 500 — 1000 — — 20 — 41 Вечномёрзлый грунт (суглинок) 20 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта) Вечномёрзлый грунт (песок) 50 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта) Глина Глина влажная 20 1,7 1 0,8 Глина полутвёрдая 60 5 3 2,5 Гнейс разложившийся 275 24 12 11,5 Гравий Гравий глинистый, неоднородный 300 26 14 12,5 Гравий однородный 800 69 38 33 Гранит 1 100 — 22 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта) Гранитный гравий 14 500 Требуются специальные мероприятия (замена грунта) Графитовая крошка 0,1 — 2 0 0 0 Дресва (мелкий щебень/крупный песок) 5 500 477 260 228 Зола, пепел 40 3,5 2 1,7 Известняк (поверхность) 100 — 10 000 8,7 — 868 4,7 — 472 4,1 — 414 Известняк (внутри) 5 — 4 000 0,43 — 347 0,24 — 189 0,21 — 166 Ил 30 2,6 1,5 1 Каменный уголь 150 13 7 6 Кварц 15 000 Требуются специальные мероприятия (замена грунта) Кокс 2,5 0,2 0,1 0,1 Лёсс (желтозем) 250 22 12 10 Мел 60 5 3 2,5 Мергель Мергель обычный 150 14 7 6 Мергель глинистый (50 — 75% глинистых частиц) 50 4 2 2 Песок Песок, сильно увлажненный грунтовыми водами 10 — 60 0,9 — 5 0,5 — 3 0,4 — 2,5 Песок, умеренно увлажненный 60 — 130 5 — 11 3 — 6 2,5 — 5,5 Песок влажный 130 — 400 10 — 35 6 — 19 5 — 17 Песок слегка влажный 400 — 1 500 35 — 130 19 — 71 17 — 62 Песок сухой 1 500 — 4 200 130 — 364 71 — 198 62 — 174 Супесь (супесок) 150 13 7 6 Песчаник 1 000 87 47 41 Садовая земля 40 3,5 2 1,7 Солончак 20 1,7 1 0,8 Суглинок Суглинок, сильно увлажненный грунтовыми водами 10 — 60 0,9 — 5 0,5 — 3 0,4 — 2,5 Суглинок полутвердый, лесовидный 100 9 5 4 Суглинок при температуре минус 5 С° 150 — — 6 Супесь (супесок) 150 13 7 6 Сланец 10 — 100 Сланец графитовый 55 5 2,5 2,3 Супесь (супесок) 150 13 7 6 Торф Торф при температуре 10° 25 2 1 1 Торф при температуре 0 С° 50 4 2,5 2 Чернозём 60 5 3 2,5 Щебень Щебень мокрый 3 000 260 142 124 Щебень сухой 5 000 434 236 207 как измерить, теория / Школа электрика / Коллективный блог
ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА
Тип грунта
Расчетное значение, Ом·м
Возможные пределы колебаний, Ом·м
Глина
8…70
Суглинок
40…150
Песок
400…1000
Супесок
150…400
Торф
-
Чернозем
9…53
Садовая земля
30…60
Мергель и известняк
1000…2000
Заземлитель
k1
k2
k3
Вертикальный длины 3 м
1,15
1,00
0,92
Вертикальный длины 5 м
1,10
1,00
0,95
Горизонтальный длины 10 м
1,70
1,00
0,75
Горизонтальный длины 50 м
1,60
1,00
0,80
Измеритель заземления МС-08 имеет три шкалы: 0 – 1000 Ом, 0 – 100 Ом и 0 – 10 Ом. Удельное сопротивление грунта измеряют шкалой на 1000 Ом. Прибор работает по принципу магнитоэлектрического логометра, он содержит две рамки, одна из которых включается как амперметр, а другая – как вольтметр. Эти обмотки действуют на ось прибора в противоположных направлениях, благодаря чему отклонения стрелки прибора пропорциональны сопротивлению.
(6.4)Похожие статьи:
poznayka.org
75 фото точного определения базовой характеристики
Удельное сопротивление грунта — это физический параметр, который определяет степень сопротивления грунта прохождению через него электрического тока, иными словами — позволяет определить его проводимость.
Данный параметр определяется как сопротивление, создаваемое условным кубом грунта с длиной рёбер 1 м с присоединёнными к разным сторонам электродами. Единица измерения — Ом на метр.
Любой грунт обладает сложной структурой, включающей в себя твёрдые частички, жидкость (воду в связанном и свободном виде) и воздух, причём ток проводит в основном именно вода.
По своим характеристикам любой грунт обладает очень плохой проводимостью; однако чем она выше (и, соответственно, меньше сопротивление), тем меньшее число заземлителей нужно устанавливать для получения низкого сопротивления заземления.
А ведь именно оно позволяет грунту поглощать ток от молний и при утечках, что защищает оборудование от поломок, а работающих с ним людей — от травм. При расчётах нужно знать величину сопротивления грунта там, где вы планируете его оборудовать.
На эту цифру влияют различные факторы:
- температура — один из наиболее важных параметров. При её снижении сопротивление растёт, поскольку замёрзшая вода почти не проводит ток; так, при падении до -5 градусов значение сопротивления возрастает в 8 раз;
- влажность грунта — чем она выше, тем грунт легче проводит ток. При снижении влажности сопротивление возрастает, сильно это проявляется у песчанистых, глинистых и суглинистых грунтов;
- структура грунта;
- наличие в воде растворённых солей и других электролитов — чем их больше, тем сопротивление меньше.
Данные параметры меняются по сезонам. Зимой, когда земля промерзает, значения удельного сопротивления выше всего.
Стоит отметить следующий факт. Грунт состоит из слоёв, имеющих разное среднее сопротивление и разделённых относительно чёткими границами, и в каждом слое сопротивление почти не меняется. Верхний слой (до трёх метров) наиболее сильно подвержен изменениям.
Измерение сопротивления
Чем точнее будет измерено сопротивление, тем надёжнее можно будет оборудовать заземляющее сооружение. Не придётся как устанавливать лишние электроды, так и расширять заземляющие устройства постфактум.
Самые точные результаты будут, если измерения будут проводиться отдельно по сезонам. Но это бывает накладно.
Чаще измерения делают в конце весны или начале лета, при этом для того, чтобы рассчитать сопротивление грунта при промерзании (или его высыхания), используют поправочные коэффициенты — промерзания, влажности, сезонные; они определяются для каждой климатической зоны отдельно.
Измерения могут проводиться одним из двух методов: амперметра-вольтметра и вертикального электрического зондирования. За расчётное сопротивление грунта берут наибольший результат.
Существуют таблицы сопротивления грунтов, позволяющие узнать примерные величины сопротивления для различных видов грунта в разных климатических зонах.
Однако ориентироваться на эти цифры можно только тогда, когда нет никаких других известных данных. Надёжнее и правильнее делать замеры на месте.
Удельное сопротивление преимущественно зависит от характеристик типа грунта. Чернозём и глина обладают низким сопротивлением — всего 80 Ом*м, суглинок — чуть большим, 100 Ом*м. Для песчаных грунтов содержание влаги влияет на сопротивление очень сильно, и значения могут колебаться от десятка до тысяч Ом*м.
Чем выше содержание горных пород, тем выше сопротивление: каменистые виды грунта способны обладать сопротивлением в тысячи Ом*м, а для грунтов с вечной мерзлотой цифры могут достигать 50000 Ом*м.
Стоит отметить, что в каменистых и вечномёрзлых грунтах, помимо прочего, организовать заземление трудоёмко и дорого, что иногда требует использовать специальные методы по снижению удельного сопротивления.
Как понизить сопротивление
Традиционный способ снизить сопротивление заземлителя — увеличить число электродов и/или размер заземлителя.
Рост габаритов позволяет добиться многих преимуществ, поскольку глубинные слои мало зависят от сезонных колебаний. Так, при увеличении размеров заземлителя от 10 метров до 100 колебания сопротивления уменьшаются в десятки раз.
Однако в каменистых и вечномерзлых грунтах обычные методы сложны для реализации. Установка дополнительных электродов связана с трудностями и дополнительными тратами; кроме того, давление пластов грунта выталкивает горизонтальные электроды. Поэтому для таких грунтов нужны иные типы решений.
Замена грунта нужного объёма на грунт с более низким сопротивлением. Способ неплох для каменистых типов, но для вечномёрзлых польза метода ограничена: новый грунт тоже будет промерзать.
Объёмы заменяемого грунта зачастую огромны, а результат не всегда бывает удовлетворительным.
Установка выносного заземлителя в местах грунта, где сопротивление ниже, чем в других. Технологии позволяют устанавливать такое заземление на расстояниях до 2 км, но и такое решение требует большого объёма работ по установке дополнительных коммуникаций.
Использование солей и электролитов, снижающих сопротивление грунта. Метод позволяет сократить размеры заземлителя в разы, но со временем химические вещества вымываются. Поэтому процедуру придётся повторять раз в несколько лет.
Электролитическое заземление. Совмещает в себе замену части грунта и действие электролитов. Для него используется особый электрод, наполненный смесью электролитов; они распределяются в рабочей области при прохождении тока, а стабилизируется процесс наполнителем.
Внимательно учитывайте удельное сопротивление при монтаже заземляющих устройств. Сделанные замеры позволят сэкономить вам много сил, времени и денег, а правильно смонтированное заземление обезопасит вас и вашу технику.
Фото сопротивления грунта
strojka-gid.ru
❶ Как определить сопротивление грунта 🚩 как определить тип грунта самостоятельно 🚩 Недвижимость 🚩 Другое
Вам понадобится
- – строительный бур;
- – СниП 2.02.01-83;
- – ГОСТ 25100-95;
- – калькулятор.
Инструкция
В качестве основных исходных документов для расчета используйте СНиП2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» и ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация». Первый документ содержит все необходимые формулы для расчета сопротивления грунтов и сводные таблицы параметров, второй – характеристики грунтов.
Определите тип грунта в месте строительства. Для этого пробурите шурфы и возьмите пробы почвы. Тип грунта можно определить самостоятельно, воспользовавшись информацией, имеющейся в интернете. В основном грунты подразделяются на скальные и крупнообломочные породы, пески и супеси, глинистые почвы и суглинки. Значение имеет также фракционность составляющих материалов и их влажность. Если определение типа грунта и его состава является для вас затруднительным, обратитесь за помощью к специалистам.
Зная тип и состав грунта, определите его расчетное сопротивление R, воспользовавшись таблицами приложения 3 СНиП 2.02.01-83 «Расчетные сопротивления грунтов оснований». Данные в таблицах представляют собой значения R в зависимости от состава грунта и его физико-механических свойств. Чтобы выбрать конкретное значение сопротивления кроме типа грунта вы должны также знать его физические параметры – природную плотность (ρ), степень влажности Sr, коэффициент пористости (e) и пр.
При отсутствии необходимых данных примите самые малые табличные значения R. Например, для мелких песков (прил. 3, табл. 2) значения R могут быть 200, 300 и 400 МПа – в зависимости от влажности и плотности материала. Чтобы гарантированно обеспечить несущую способность грунта, примете минимальное значение сопротивления – 200 МПа.
Если вы хотите определить R с большей точностью, отправьте грунт на лабораторное исследование для определения его типа и физико-механических паромеров (ρ, е, Sr и пр.). Получив эти данные, рассчитайте по формулам, имеющимся в СниПе, показатель текучести J, коэффициент пористости e, степень влажности Sr, после чего выберите из таблиц точное значение сопротивления грунта.
Видео по теме
Полезный совет
При проектировании оснований тяжелых многоэтажных зданий придерживаются следующего порядка. Вначале принимают предварительные значения сопротивления грунта по таблицам СНиПа. На основании этих данный разрабатывают эскизный проект фундамента и осуществляют точный расчет сопротивления грунта с учетом имеющихся параметров фундамента.
Источники:
- Статья «Расчет сопротивления грунта основания» в 2018
www.kakprosto.ru
