مقاومت زمین و نحوۀ محاسبۀ آن

نوشته شده توسط الیکا الکتریک 1397/06/04 12:02:37 0 نظرات مطالب برقی,

انواع مقاومت زمین و نحوۀ محاسبۀ آن

   مقاومت زمین به طور کلی به سه بخش مقاومت ویژۀ زمین، مقاومت الکترود زمین و مقاومت زمین تقسیم می شود.

 

 

مقاومت ویژۀ زمین

   مقاومت ویژۀ زمین عبارت است از مقاومت یک متر مکعب از زمین که بین دو الکترود صفحه ای سنجیده می شود. مقاومت ویژۀ زمین بستگی به نوع مواد تشکیل دهندۀ زمین دارد؛ لذا در هر قسمت از زمین متفاومت است. برای اندازه گیری مقاومت ویژۀ زمین از چهار الکترود استفاده می شود (هر چهار الکترود موقتی می باشند). برای انجام آزمون، چهار الکترود عمقی کمکی، حدود یک متر با فواصل مساوی و در یک امتداد در زمین کوبیده می شوند. باید عمق فرورفتگی الکترودها کمتر از یک بیستم فاصلۀ الکترودها باشد. زمانی که هیچ اطلاعاتی از مقدار مقاومت ویژۀ زمین در دسترس نباشد، مقدار آن برابر یک اهم فرض می شود. علاوه بر این، مقدار مقاومت خاک به طور قابل توجهی به دما و رطوبت بر روی زمین بستگی دارد.

 

مقاومت الکترود زمین

   مقاومت الکترود نسبت به زمین از تقسیم ولتاژ بر شدت جریان اندازه گیری شده توسط ولت متر و آمپرمتر به دست خواهد آمد. مهم ترین نکته در این روش، فواصل الکترودها از چاه یا شبکۀ زمین مورد اندازه گیری است که در اندازه ها نقش بسزایی دارد.

در ادامه چند مورد سیستم زمین ساده را مورد بررسی قرار می دهیم.

 

1- الکترود نیم کره ای در سطح زمین

   ساده ترین نوع سیستم زمین از نظر تحلیلی، الکترود نیم کره ای با مقاومت ویژه زمین مدفون در خاک است. مرکز این الکترود نیم کره ای در سطح زمین قرار دارد. فرض کنید که پتانسیل نیم کره برابر V باشد. در این حالت جریان برق از سطح الکترود به داخل زمین عبور خواهد کرد. به علت تقارن، جریان الکتریکی در نیمۀ نامحدود زمین خواهد بود. به عبارت دیگر عبور جریان الکتریکی به نحوی است که سطوح هم پتانسیل به وجود آمده، سطوح کروی هم مرکز خواهند شد.

 

2- دو نیم کرۀ دفن شده در سطح زمین

   ساختار ساده بعدی از دو نیمکره که در سطح زمین دفن شده اند، تشکیل شده است. یک منبع ولتاژ میان دو نیم کره وصل شده است که موجب می شود تا جریان کل I  از میان دو نیم کره عبور کنند. برای تحلیل ساده تر می توان فرض کرد که توزیع جریان سطحی یک نیم کره در توزیع جریان سطحی الکترود نیم کره دیگر تأثیر نخواهد گذاشت. این فرض وقتی معتبر است که فاصله بین دو نیمکره از شعاع آنها خیلی بزرگتر باشد. در این حالت نتایج قسمت قبل (الکترود نیم کره ای در سطح زمین) مستقیماً میتواند به کار گرفته شود. جواب این حالت به وسیلۀ قانون جمع آثار تعیین می گردد. 

 

3- کرۀ دفن شده در زمین

   ساختار ساده بعدی، کره ای است که در عمق زمین دفن شده است. با استفاده از تئوری تصاویر، مشخصات سیستم زمین را میتوان بررسی نمود. در حالت خاص، تئوری تصاویر تضمین میکند که عبور جریان الکتریکی در محیط هادی نیم بی نهایت مشابه با سیستم خواهد بود. این سیستم از کره اصلی و تصویر آن،  نسبت به سطح مشترک محیط بی نهایت با مقاومت ویژۀ زمین تشکیل شده است. اگر کرۀ اصلی، جریان کل I را به داخل خاک تزریق کند، تصویر آن نیز جریان I را تزریق خواهد کرد. در حالت کلی توزیع جریان الکتریکی بر روی سطح کره، غیر یکنواخت خواهد بود.

 

   الکترودهای بررسی شده در قسمت های قبلی از نظر تحلیلی ساده هستند، اما استفاده از آنها به عنوان زمین سیستم قدرت،  غیر عملی می باشد. سیستم زمین در موارد کاربردی از میله های زمین، تسمه ها، حلقه ها، صفحه ها، شبکه های زمین و غیره تشکیل شده است. تحلیل دقیق انواع سیستم های زمین نیاز به استفاده از روشهای عددی دارد. 

 

   مقاومت بین الکترود زمین ونقطه ای از زمین هموار (بر حسب اهم) را مقاومت الکترود زمین مینامند. مقاومت گسترده زمین به نوع زمین (مقاومت ویژه زمین)، نوع الکترود زمین (میلهای یا صفحه ای) و طرز قرار گرفتن آن در سطح زمین (عمقی و سطحی) بستگی دارد. لازم به ذکر است که تغییرات جزئی در ابعاد الکترود در مقاومت الکترود زمین بیتأثیر است.

 

ارسال نظر