Каталог радиолюбительских схем

Как точно измерить удельное сопротивление грунта?

Вопросам обеспечения электробезопасности в настоящее время придают исключительно большое значение. Данная статья посвящена измерению удельного электрического сопротивления грунта методом так называемого вертикального электрического зондирования (ВЭЗ) земли.

Метод ВЭЗ был предложен и быстро получил широкое распространение в начале 20-х годов для геофизических целей. Практическая ценность метода ВЭЗ заключается в том, что, осуществляя исследования на поверхности земли, можно получить (с привлечением теории поля) глубинное поведение удельного электрического сопротивления изучаемого земного массива.

Известны различные устройства, схемы и установки для вертикального электрического зондирования земли, предназначенные для измерения удельного сопротивления грунта. Наибольшее распространение для предпроектных изысканий в электроэнергетике получила так называемая установка Бургсдорфа.

Она состоит (рис.1) из генератора стабилизированного электрического тока, например, из комплекта ИКС-1 или ИКС-50, микровольтметра с делителем напряжения и схемой замещения измеряемого сигнала собственным сигналом, например, из комплекта ИКС-1 или ИКС-50, двух потенциальных электродов М и N и двух токовых электродов А и В, которые перед зондированием должны быть погружены в землю. Электрод А должен находиться на равном расстоянии от электродов М и N, с тем чтобы наводимая им разность потенциалов на потенциальных электродах М и N равнялась нулю. Кроме того, между электродами А и М, а также А и N в земле не должно быть местных поверхностных включений с удельным электрическим сопротивлением, отличным от удельного электрического сопротивления земли, которые могут сделать разность потенциалов между потенциальными электродами отличной от нуля, что приведет к погрешности вертикального электрического зондирования земли. Недостатком рассматриваемой установки Бургсдорфа является погрешность, иногда значительная, возникающая при вертикальном электрическом зондировании земли в местах с местными поверхностными включениями с удельными электрическими сопротивлениями, существенно отличными от удельного электрического сопротивления зондируемой земли.

Автор статьи поставил перед собой задачу повышения точности вертикального электрического зондирования земли при наличии в верхнем слое грунта указанных выше неоднородных включений. В результате использования предлагаемого устройства резко повышается точность ВЭЗ земли. Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в установке Бургсдорфа функцию токового электрода А выполняют потенциальные электроды М и N, продолжающие одновременно выполнять и свою собственную функцию потенциальных электродов (рис.2). Ток на эти потенциальные электроды поступает от генератора через два резистора равного сопротивления.

Один из указанных резисторов присоединен одним своим концом к электроду М, а вторым - к одному из полюсов генератора стабилизированного электрического тока. Второй резистор присоединен одним своим концом к электроду N, а вторым - к тому же полюсу генератора стабилизированного электрического тока, к которому присоединен первый резистор. Сопротивление R каждого из резисторов должно удовлетворять выражению:

К <= (10000 - RB)/2,

где RB - сопротивление токового электрода В, Ом.

Удельное электрическое сопротивление с грунта определяют по известной формуле:

где AU - разность потенциалов между электродами М и N; MN - расстояние между электродами Ми N; NB - расстояние между электродами N и В.

Коструба С. Измерение удельного сопротивления грунта, предпроектные изыскания для сооружения заземляющих устройств // Новости электротехники. - 2003. - №1.

Конструктор № 7-8/2003