Сопротивление грунта

Общие положения

Удельное активное сопротивление почвы зависит от нескольких основных факторов:

• глубина прокладки кабельной линии или контура заземления;
• типа и концентрации растворимых веществ в грунте;
• содержание влаги;
• температура почвы, которая также может коррелировать с глубиной прокладки кабеля или контура заземления.

Другими словами удельное активное сопротивление почвы можно рассматривать как удельное сопротивление некоторого электролита. Из этого следует, что величину удельного сопротивления почвы в значительной степени определяет процент содержания влаги. Мороз значительно увеличивает удельное сопротивление, которое может достигать нескольких тысяч Ом в замороженном слое почвы. Засуха так же увеличивает удельное сопротивление почвы. Значение удельного сопротивления почвы при засухе может быть того же порядка, что и при морозе.

Сопротивление почвы может быть рассчитано и измерено. При этом наибольшую точность даёт только измерительный подход, т.к. сопротивление почвы в значительной степени зависит от типа почвы.

Рисунок 1 - Графическое представление изменения величины активного сопротивления грунта в зависимости от метеорологических факторов [2].

На рисунке 1 представлены примеры зависимости удельного активного сопротивления почвы от влажности, температуры и засоленности [2]. По характеру изменения кривой 3 видно, что влияние температуры на удельное сопротивление значительно снижается после точки замерзания воды, при влажности 15,2%. Кривая 1 показывает зависимость удельного сопротивления от содержания соли в почве, при влажности 30 %

Удельное сопротивление грунта для различных типов почв варьируется в широких пределах. Также оно сильно варьируется в течение года из-за изменения количества влаги в почве, а также промерзания в зимний период. Наличие влаги в грунте существенно снижает удельное сопротивление грунта. В ГОСТ Р 50571.5.54–2013 приведены ориентировочные значения большинства типов грунтов, встречающихся на территории России.

Температура, влажность и засоленность почвы в значительной степени оказывают влияние на величину активного сопротивления земли. Особенно этот эффект заметен при снижении температуры ниже точки замерзания воды и (или) снижения количества влаги ниже 22% (по весу).

Следовательно, можно ожидать, что в зимний период времени и в засушливые периоды будет снижаться величина токов замыкания протекающих через землю. Эта проблема особенно актуальна при выявлении однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью.

Литература

1. ГОСТ Р 50571.5.54–2013. ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ НИЗКОВОЛЬТНЫЕ. Часть 5-54. Выбор и монтаж электрооборудования. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов.
2. IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding," in IEEE Std 80-2013 (Revision of IEEE Std 80-2000/ Incorporates IEEE Std 80-2013/Cor 1-2015) , vol., no., pp.1-226, May 15 2015. doi: 10.1109/IEEESTD.2015.7109078