CCF20110310009

Rys. 3.1. Instalacja uziemiająca: a) bez szyny uziemiającej i zacisku probierczego, b) z szyną uziemiającą i bez zacisku probierczego, c) bez szyny uziemiającej i z zaciskiem probierczym, d) z szyną uziemiającą i zaciskiem probierczym. I - część uziemiana, 2 - zacisk uziemiający części uziemianej, 3 -przewód uziemiający, 4 - uziom, 5 - przewód ochronny PE lub wyrównawczy CC, 6 - szyna uziemiająca, 7 - zacisk probierczy.

16

Podręcznik inpe

4. PRZEWODNICTWO ELEKTRYCZNE GRUNTÓW

4.1.    Struktura gruntu

Gruntem nazywa się wierzchnią warstwę Ziemi, którą wykorzystuje się do różnego rodzaju budowli inżynierskich. W gruncie umieszcza się uziomy min. dla wykorzystania gruntu jako elementu obwodu elektrycznego (obwodu prądu zwarcia doziemnego).

Grunt jest ośrodkiem składającym się z cząsteczek stałych, ciekłych i gazowych o różnorodnej strukturze i składzie chemicznym, zmieniających się nieraz znacznie nie tylko w przestrzeni (wraz ze zmianą głębokości i miejsca na rozpatrywanym terenia) ale również w czasie ( głównie wraz z porami roku). W praktyce, prawie wszystkie grunty mają strukturę niejednorodną w tym strukturę geoelektryczną. Za grunty jednorodne można zwykle uznać grunty lite, np. skały i grunty powstały w wyniku działania człowieka przez wymieszanie ziemi, np. wydobywanej w kopalniach wraz z kopaliną i gromadzonej na hałdach przyko-palnianych.

Podstawowymi parametrami, które określają właściwości gruntów to: ciężar właściwy, porowatość, wilgotność, areacja (napowietrzenie), temperatura, przewodność cieplna, skład chemiczny oraz przewodność elektryczna (rezystywność gruntu).

4.2.    Pole elektryczne w gruncie wywołane prądem spływającym z uziomu

Matematycznym modelem pola elektrycznego w gruncie, wywołanego prądami o częstotliwości sieciowej, spływającymi z uziomu do ziemi, mogą być równania opisujące pole elektrostatyczne lub stacjonarne pole elektryczne przepływowe. Założenie takiego modelu jest uproszczeniem polegającym na pominięciu zmienności w czasie prądu spływającego z uziomu a zatem na pominięciu sił elektromagnetycznych indukowanych przez te prądy. Jest to pole, którego podstawowymi własnościami jest bezźródłowość i bezwirowość.

Do obliczania statycznych własności uziomów założenia powyższe są uznawane powszechnie jako dopuszczalne i umożliwiające, w sposób niezbyt skomplikowany, opisać rozpatrywane pole.

Pole stacjonarne wywołane prądem spływającym z uziomu do ziemi, nazywanym prądem uziomowym I_E, można zobrazować graficznie. Do przedstawienia graficznego obrazu pola używa się zazwyczaj jego obrazów płaskich utworzonych na płaszczyznach będących przekrojami półprzestrzeni przewodzącej ziemi przez linie ekwipotwncjalne (łączące punkty o jednakowych, wybranych potencjałach). Nieraz kreśli się na tych obrazach również linie natężenia pola w gruncie, które sąjednocześnie umownymi liniami prądowymi. Linie te są prostopadłe do linii ekwipotencjalnych.

Na rysunkach 4.1 i 4.2 przedstawiono płaskie obrazy pola elektrycznego stacjonarnego w bezpośrednim sąsiedztwie, zagłębionych w gruncie jednorodnym,

17

Zeszyt 12