大地の固有電気抵抗

電気設備の電流が流れる地殻の上層は、通常、地球と呼ばれます。電流導体としてのアースの特性は、その構造とそれに含まれる成分によって異なります。

地球の主成分 - シリカ、酸化アルミニウム、石灰石、石炭など。 — は絶縁体であり、地球の導電率は土壌溶液、つまり構成要素の非導電性固体粒子の間に閉じ込められた水分と塩分に依存します。したがって、地球にはイオン伝導性があり、金属の電子伝導性とは異なり、より大きなイオン伝導性があります。 電流に対する電気抵抗.

地球の特性を電流導体として定義するのが通例です。 比電気抵抗 ρ、エッジが 1 cm の立方体の土壌の抵抗を意味します。この値は次の式で求められます。

ρ = RS / l、

オーム • cm2 / cm、またはオーム / cm。ここで R は、断面積 C (cm2) および長さ l (cm) の特定の体積の土壌の抵抗 (オーム) です。

接地抵抗 ρ の値は、土壌の性質、水分含有量、塩基、塩、酸の含有量、および温度によって異なります。

異なる土壌による地球の実効電気抵抗の変化範囲は非常に大きく、たとえば、粘土の抵抗は 1 ～ 50 Ohm/m、砂岩の抵抗は 10 ～ 102 Ohm/m、石英の抵抗は 1012 ～ 1014 Ohm/m です。比較のために、細孔や亀裂を埋める天然溶液の比電気抵抗を示します。たとえば、天然水は、その中に溶けている塩分にもよりますが、抵抗が 0.07 ～ 600 Ohm / m で、そのうち川と淡水地下水は 60 ～ 300 Ohm / m、海と深水は 0.1 ～ 1 Ohm / m です。

土壌中の溶解物質の含有量、総水分含有量の増加、粒子の圧縮、温度の上昇（水分含有量が減少しない場合）は、ρ の減少につながります。土壌への油および油の含浸、および凍結は、ρ を大幅に増加させます。

地球は不均一であり、ρ の値が異なる複数の土壌層で構成されています。当初、地盤調査や工学的調査を計算する際には、地面の垂直方向の ρ の均一性の仮定に基づいていました。ここで、接地電極を計算する場合、アースは 2 つの層で構成されていると仮定します。上層は抵抗 ρ1、厚さ h、下層は抵抗 ρ2 です。このように計算された地球の二層モデルは、表層の凍結と乾燥による地球の深さの変化の特徴や、地下水のpゾーンへの影響をよく反映しています。

ρ の値に影響を与えるすべての要因を解析的に計算することは困難であるため、許容される計算精度を満たす抵抗値は直接測定によって取得されます。

地球の電気構造のパラメーター (層の厚さと各層の抵抗) を測定するには、現在、垂直試験電極と垂直電気測定という 2 つの方法が推奨されています。測定方法の選択は、土壌の特性と必要な測定精度によって異なります。

以下も参照してください。 接地抵抗の測定方法

以下の表は、最も一般的な土壌の耐性を示しています。

土壌耐性 土壌タイプ 抵抗、オーム / m 粘土 50 緻密な石灰岩 1000-5000 緩い石灰岩 500-1000 柔らかい石灰岩 100-300 風化に応じて花崗岩と砂岩 1500-10000 風化した花崗岩と砂岩 100-600 腐植層 10- 150 シルト質土壌 20 -100 ジュラ紀の泥灰土 30-40 泥灰土と緻密な粘土 100-200 雲母頁岩 800 粘土砂 50-500 シリカ砂 200-3000 層状頁岩土壌 50-300 むき出しの岩だらけの土壌 1500-3000 草で覆われた石質土壌 300-500 湿地ユニット～30 湿った泥炭土壌 5～100