1tom292

10. TECHNIKA WYSOKICH NAPIĘĆ 586

przy czym: a_u — współczynnik udarowy rezystancji uziemienia. Jego wartość może być mniejsza od jedności, co zależy od rezystywności gruntu i wymiarów uziomu oraz stromości narastania di/dti wartości szczytowej 1 przepływającego przez uziom prądu. Ze wzrostem wartości szczytowej prądu zwiększa się jego gęstość J na powierzchni uziomu, a wraz z nią naprężenie elektryczne E w gruncie. Przekroczenie przez nie wartości krytycznej E„, która w zależności od rodzaju gruntu waha się w granicach kilku kV/cm, prowadzi do tzw. zjawisk wielkoprądowych, polegających na powstawaniu w gruncie, wokół uziomu, wyładowań elektrycznych (rys. 10.69a). Powiększają one niejako uziom, a więc zmniejszają rezystancję. Współczynnik y._u jest mniejszy od jedności (rys. 10.69d).

10. TECHNIKA WYSOKICH NAPIĘĆ 586

Rys. 10.69. Właściwości uziomów: a) wyładowanie w gruncie; b) układ uziomu poziomego; c) jego schemat zastępczy; d) zależność współczynnika udaru od prądu; e) zależność napięcia od gęstości prądu i natężenia pola

Wartość współczynnika a„ wzrasta wówczas, gdy zostaje przekroczona krytyczna długość uziomu !„ zależna od długości czoła fali udarowej. Ujawniające się w tym przypadku zjawiska falowe wymagają potraktowania uziomu jak linii długiej, złożonej z odcinków o parametrach jednostkowych LG( rys. 10.69b, c). Dalej położone jego odcinki włączają się z opóźnieniem. Odprowadzenie prądu do ziemi następuje głównie na początku uziomu. Efekt jest równoważny spadkowi napięcia na reaktanejf wzdłużnej uziomu. Nie zauważa się wpływu jego krańca na wartość rezystancji. Długość czynna uziomu, równa jego długości krytycznej /_cr jest skorelowana z czasem trwania czoła udaru Tj uproszczoną zależnością

/

cr

(10.123)

1 pH/m oraz G = — dla 2 Q

Dla typowych układów można średnio przyjąć: Tj = 6 ps i /,

uziomu poziomego i G = —— dla uziomu pionowego, wyrażone w Sun. Uwzględniając te 0,9 g

założenia, otrzymuje się w metrach długości krytyczne:

— uziomu poziomego l„ ss 3,2 _v'o    (10.124)

— uziomu pionowego l„ za 2,1 _v''<7    (10.125)

Rys. 10.70. Schemat układu pomiarowego (a) i układy elektrod przy pomiarach rezystywności gruntu (b). rezystancji uziemienia uziomu punktowego (c) i uziomu rozległego (d)

R, rezystancja uziomu badanego, R_s, rezystancja uziomu pomocniczego, S_t i S₂ — sondy. U. napięcie uziomu badanego, U_p napięcie uziomu pomocniczego, A_y i A₂ — punkty przegięcia na krzywych odpowiednio w skali Xj i w skali x₂> 1 — lej napięcia uziomu badanego, 2 — lej napięcia uziomu pomocniczego

Podstawę oszacowania i doboru układu uziomów stanowią wartości pomiarowe rezystywności gruntu, a sprawdzian prawidłowej realizacji takiego układu — wartości pomiarowe rezystancji uziemienia i napięć rażeniowych.

Do wykonania niezbędnych pomiarów można wykorzystać układ przedstawiony schematycznie na rys. 10.70a. W położeniu I przełącznika P„ układ ten jest przystosowany do pomiaru rezystywności gruntu 4-elektrodową metodą Wennera (rys. 10.70b). Przełączenie przełącznika P„ do położenia II daje układ 3-elektrodowy do pomiaru rezystancji uziemienia. Wartość ustawiona na potencjometrze P, włączonym w obwód prądowy źródła G, po zrównoważeniu układu (wyzerowany wskaźnik WO w obwodzie napięciowym) jest w układzie 3-elektrodowym równa mierzonej rezystancji uziemienia R,. Wartość natomiast wyznaczona w układzie 4-elektrodowym, umożliwia obliczenie rezystywności gruntu q z zależności

o = 2naR.    (10.126)

przy czym: a — odległość między elektrodami.

Zależność ta jest słuszna wówczas, gdy grunt jest jednorodny. W przypadku gruntów uwarstwionych obliczenia znacznie się komplikują.

Im większa jest odległość a między elektrodami, tym większy wpływ na wynik pomiaru mają warstwy gruntu położone głębiej. Przy pomiarze rezystywności gruntu są wystarczające odległości kilku metrów, natomiast przy pomiarach rezystancji uziemienia niezbędne jest oddalenie sondy i uziomu pomocniczego na odległość zapewniającą występowanie na krzywej rozkładu napięcia, w otoczeniu punktu przegięcia A (rys. 10.70c) odcinka poziomego o potencjale względem ziemi odniesienia równym zeru. W przypadku uziomów o niewielkich wymiarach odcinek taki znajduje się w odległości ok. 20 m od uziomu. Gdy uziom jest rozległy, punkt przegięcia krzywej oddala się. W celu uzyskania na