Як точно виміряти питомий опір грунту?

Питанням забезпечення електробезпеки в даний час надають винятково велике значення. Дана стаття присвячена вимірюванню питомого електричного опору грунту методом так званого вертикального електричного зондування (ВЕЗ) землі.

Метод ВЕЗ був запропонований і швидко набув широкого поширення на початку 20-х років для геофізичних цілей. Практична цінність методу ВЕЗ полягає у тому, що, здійснюючи дослідження на поверхні землі, можна отримати (із залученням теорії поля) глибинне поведінку питомого електричного опору, що вивчається земної масиву.

Відомі різні пристрої, схеми і установки для вертикального електричного зондування землі, призначені для вимірювання питомого опору грунту. Найбільше поширення для передпроектних вишукувань в електроенергетиці отримала так звана установка Бургсдорфа.

./240820101200001751.jpg

Вона складається (рис.1) з генератора стабілізованого електричного струму, наприклад, з комплекту ІКС-1 або ІКС-50, мікровольтметр з дільником напруги і схемою заміщення вимірюваного сигналу власним сигналом, наприклад, з комплекту ІКС-1 або ІКС-50, двох потенційних електродів М і N і двох струмових електродів А і В, які перед зондуванням повинні бути занурені в землю. Електрод А повинен знаходитися на рівній відстані від електродів М і N, з тим щоб наводяться їм різниця потенціалів на електродах потенційних М і N дорівнювала нулю. Крім того, між електродами А і М, а також А та N в землі не повинно бути місцевих поверхневих включень з питомим електричним опором, відмінним від питомої електричного опору землі, які можуть зробити різницю потенціалів між потенційними електродами відмінною від нуля, що призведе до похибки вертикального електричного зондування землі. Недоліком розглянутої установки Бургсдорфа є похибка, іноді значна, що виникає при вертикальному електричному зондуванні землі в місцях з місцевими поверхневими включеннями з питомими електричними опорами, істотно відмінними від питомої електричного опору зондіруемой землі.

Автор статті поставив перед собою задачу підвищення точності вертикального електричного зондування землі за наявності у верхньому шарі грунту зазначених вище неоднорідних включень. У результаті використання запропонованого пристрою різко підвищується точність ВЕЗ землі. Вищевказаний технічний результат досягається тим, що в установці Бургсдорфа функцію струмового електрода А виконують потенційні електроди М і N, які продовжують одночасно виконувати і свою власну функцію потенційних електродів (рис.2). Струм на ці потенційні електроди надходить від генератора через два резистора рівного опору.

./240820101200001752.jpg

Один із зазначених резисторів приєднаний одним своїм кінцем до електрода М, а другим – до одного з полюсів генератора стабілізованого електричного струму. Другий резистор приєднаний одним своїм кінцем до електрода N, а другим – до того ж полюса генератора стабілізованого електричного струму, до якого приєднаний перший резистор. Опір R кожного з резисторів має задовольняти висловом:

К <= (10000 – RB) / 2,

де RB – опір струмового електрода В, Ом.

Питомий електричний опір з грунту визначають за відомою формулою:

./240820101200001753.jpg

де AU – різниця потенціалів між електродами М і N; MN – відстань між електродами Мі N; NB – відстань між електродами N і В.

Коструба С. Вимірювання питомого опору грунту, передпроектні вишукування для спорудження заземлюючих пристроїв / / Новини електротехніки. – 2003. – № 1.

Конструктор № 7-8/2003