1. Cel i metody pomiaru rezystywności gruntu:

Pomiary rezystywności gruntu wykorzystuje się przy projektowaniu systemów uziemień. W tym przypadku

konieczna jest znajomość rozkładu rezystywności gruntu w zależności od głębokości. Mapa rozkładu

rezystywności gruntu znajduje zastosowanie w budownictwie i archeologii, pozwalając zlokalizować

duże obiekty (np. rury czy resztki murów) zakopane w ziemi.

Rezystywność gruntu mierzy się z wykorzystaniem czterech sond pomiarowych, umieszczonych w linii w jednakowych odległościach. Używa się metody technicznej: dwie „zewnętrzne” sondy wymuszają prąd, a pomiędzy dwiema „wewnętrznymi” mierzy się napięcie. Wartość rezystywności oblicza się z równania:

ρ = 2πaR (2)

gdzie a oznacza odległość miedzy sondami, a R wyznaczona rezystancje. Głębokość badanej warstwy

gruntu odpowiada w przybliżeniu odległości a. Oznacza to, ze w celu wyznaczenia zależności rezystywności

gruntu od głębokości należy wykonać kilka pomiarów, za każdym razem zwiększając odległość miedzy

sondami.

W ćwiczeniu tym naszym zadaniem było pomierzenie rezystywności gruntu przy pomocy miernika IMU. Pomiary i obliczenia dokonaliśmy przy zastosowaniu dwóch metod: Wennera i Schluneberga.

Miernik IMU:

1. Korbka prądnicy, 2 - gałka, 3 - gałka przełącznika zakresów, 4 - podziałka potencjometru, 5 - podziałka galwanometru, 6 - nastawnik zera mechanicznego galwanometru, 7 - zacisk R_d , 8 - zacisk R_x, 9 - zacisk R_s, 10 - zacisk R_p.

Pomiar rezystancji uziemienia odbywa się w układzie kompensacyjnym prądu przemiennego. Spadek napięcia na badanym uziomie jest porównywany ze spadkiem napięcia na części rezystancji potencjometru wbudowanego do miernika. Wskaźnikiem równowagi jest galwanometr magnetoelektryczny. Układ pomiarowy zasilany jest napięciem z prądnicy, napędzanej ręcznie, które jest następnie prostowane poprzez mechaniczny prostownik.

Metoda Wennera:

Odległości między uziomami są równe. Uziomy 1, 4 to uziomy prądowe. 2, 3 - napięciowe. Zaciski R_d i R_x muszą być rozwarte.

Wzór na rezystywność gruntu:

[
]

[
]

Gdzie: k - współczynnik dobierany w zależności od kształtu uziomów, R_zm- rezystancja zmierzona miernikiem IMU, K_r - współczynnik sezonowych zmian rezystywności gruntu.

Metoda Schluneberga:

Odległości między uziomami są różne. Powinien być zachowany warunek : 2l >> 2a Uziomy 1, 4 to uziomy prądowe. 2, 3 - napięciowe. Zaciski R_d i R_x muszą być rozwarte.

Wzór na rezystywność gruntu:

Uzyskany wynik jest wartością średnią rezystancji gruntu w obszarze określonym zwykle jako półkula o średnicy 2l, której środek leży między uziomami. Rezystywność średnia odnosi się do punktu leżącego pod środkiem tej półkuli na głębokości 0,5 l.

2. Współczynnik sezonowych zmian rezystywności gruntu:

Wartości współczynnika sezonowych zmian rezystywności gruntu
Rodzaj uziomu	Rozmiar uziomu	Wartość Kr
				Grunt w czasie pomiarów
				suchy	wilgotny	mokry
Pojedynczy uziom poziomy	głębokość ułożenia od 0,6 do 1 m	1,4	2,2	3,0
Uziom pionowy	Pod pow. ziemi l=2,5÷5 m	1,2	1,6	2,0
Uziom pionowy	j.w. l > 5 m	1,1	1,2	1,3

3. Rezystancja uziemienia i parametry uziemienia:

Rezystancja uziemienia - jest to rezystancja, między określonych punktem sieci, instalacji, ulub urządzeniem a ziemią odniesienia.

4. Uziomy pojedyncze i wielokrotne.

5. Współczynnik wykorzystania uziomu:

Pomiar rezystancji uziemienia oraz rezystywności gruntu to bardzo ważne pomiary. Podstawą do zaprojektowania uziomu jest pomiar rezystywności gruntu. Rezystancja tego uziomu zależy od jego konfiguracji (pionowy, poziomy, kratowy, otokowy, etc.), głębokości ułożenia oraz rezystywności gruntu w którym jest osadzony. Od rezystywności gruntu zależy również napięcie dotykowe oraz napięcie uziomowe. Przy projektowaniu uziomów uwzględnia się sezonową zmianę rezystywności gruntu za pomocą współczynnika korygującego k_R aby obliczyć największą spodziewaną wartość rezystancji uziemienia.

              Pomiar rezystywności gruntu przeprowadza się stosując czteroelektrodową  metodę Wennera. Układ ten przedstawiono na rysunku 2. Niezbędne wzory i założenia podano w tym sprawozdaniu w punkcie 6.

              Metoda pomiaru rezystancji uziemiania wynika z analizy rozkładu potencjału elektrycznego w gruncie w czasie pomiaru. Wynika z niej że między badanym uziomem a elektrodą prądową występuje tzw. strefa „potencjału zerowego”, w tej właśnie strefie umieszczamy elektrodę napięciową.

              W ćwiczeniu porównywaliśmy również właściwości uziomów pionowych, krzyżowych i kratowych w wykonaniu płytkim i głębokim. Największą rezystancję, zgodnie z przewidywaniami, miał  uziom pionowy płytki a najmniejszą kratowy głęboki.

 

Wykonywanie pomiarów  rezystancji uziemienia związane jest z określeniem największej spodziewanej wartości rezystancji uziemienia RE, w celu sprawdzenia, czy spełnione są warunki ochrony przeciwporażeniowej, przeciwprzepięciowej, odgromowej.

---