ความต้านทานดินคืออะไร

อุปกรณ์ต่อสายดินมีความต้านทาน ความต้านทานดินประกอบด้วยความต้านทานที่ดินมีต่อกระแสไฟฟ้าที่ผ่าน (ความต้านทานไฟฟ้ารั่ว) ความต้านทานของตัวนำลงดิน และความต้านทานของขั้วไฟฟ้าลงดินเอง

ความต้านทานของตัวนำลงดินและอิเล็กโทรดลงดินมักมีค่าน้อยเมื่อเทียบกับความต้านทานการกระเซ็น และในหลายกรณีสามารถละเลยได้ เนื่องจากความต้านทานต่อดินมีค่าเท่ากับความต้านทานการกระเซ็น

ค่าความต้านทานดินต้องไม่เพิ่มขึ้นเกินกว่าค่าที่กำหนดสำหรับการติดตั้งแต่ละครั้ง มิฉะนั้น การบำรุงรักษาการติดตั้งอาจไม่ปลอดภัย หรือการติดตั้งเองอาจสิ้นสุดในสภาวะการใช้งานที่ไม่ได้ออกแบบไว้

อุปกรณ์ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดสร้างขึ้นโดยใช้ค่าความต้านทานดินมาตรฐานบางค่า เช่น 0.5, 1, 2, 4.8, 10, 15, 30 และ 60 โอห์ม

1.7.101.ความต้านทานของอุปกรณ์สายดินที่ต่อสายดินของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือหม้อแปลงไฟฟ้าหรือขั้วของแหล่งจ่ายกระแสเฟสเดียวในช่วงเวลาใดของปีไม่ควรเกิน 2 - 4 และ 8 โอห์มตามลำดับ แรงดันไฟฟ้า 660, 380 และ 220 V บนแหล่งกระแสไฟสามเฟสหรือแหล่งกระแสไฟเฟสเดียว 380.220 และ 127 V

ความต้านทานของอิเล็กโทรดสายดินที่อยู่ใกล้กับความเป็นกลางของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือหม้อแปลงหรือเอาต์พุตของแหล่งกระแสไฟแบบเฟสเดียวจะต้องไม่เกิน 15, 30 และ 60 โอห์มตามลำดับที่แรงดันไฟฟ้าสาย 660, 380 และ 220 V ของแหล่งกระแสไฟสามเฟสหรือ 380, 220 และ 127 V บนแหล่งกระแสไฟเฟสเดียว (ปือ)

ความต้านทานต่อสายดินอาจแตกต่างกันมากเนื่องจากสาเหตุหลายประการ เช่น สภาพอากาศ (ฝนหรืออากาศแห้ง) ฤดูกาล เป็นต้น ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องวัดความต้านทานดินเป็นระยะ

หากใช้แรงดันไฟฟ้า U กับอิเล็กโทรดสองขั้ว (หลอดเดี่ยว) ที่อยู่ในกราวด์ที่ระยะห่างมาก (หลายสิบเมตร) กระแสจะไหลผ่านอิเล็กโทรดและกราวด์ Az (oriz. 1)

ข้าว. 1. การกระจายศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วไฟฟ้า 2 ขั้วบนพื้นผิวโลก: ก — วงจรสำหรับค้นหาการกระจายศักย์ไฟฟ้า ข — เส้นโค้งแรงดันตก; ค — แผนภาพทางเดินของกระแสน้ำ

ถ้าอิเล็กโทรดตัวแรก (A) เชื่อมต่อกับแคลมป์หนึ่งของโวลต์มิเตอร์แบบไฟฟ้าสถิต และแคลมป์ที่สองเชื่อมต่อกับกราวด์โดยใช้โพรบแท่งเหล็กที่จุดต่างๆ บนเส้นตรงที่เชื่อมต่ออิเล็กโทรด จะได้เส้นโค้งแรงดันตกคร่อม ร้อยเส้นที่เชื่อมต่ออิเล็กโทรด เส้นโค้งดังกล่าวแสดงในรูปที่ 1, ข.

เส้นโค้งแสดงให้เห็นว่าใกล้กับอิเล็กโทรดแรก แรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วก่อน จากนั้นจึงค่อย ๆ เพิ่มขึ้น จากนั้นจะไม่เปลี่ยนแปลง เมื่อเข้าใกล้อิเล็กโทรดที่สอง (B) แรงดันไฟฟ้าจะเริ่มเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ ในตอนแรก จากนั้นจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

การกระจายแรงดันไฟฟ้านี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าเส้นกระแสจากอิเล็กโทรดแรกแตกต่างกันในทิศทางที่ต่างกัน (รูปที่ 1) การแพร่กระจายของกระแส ดังนั้นด้วยระยะห่างจากอิเล็กโทรดแรก กระแสจะผ่านส่วนที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ของพื้นดิน กล่าวอีกนัยหนึ่งด้วยระยะทางจากอิเล็กโทรดแรกความหนาแน่นกระแสจะลดลงถึงระยะทางที่กำหนด (สำหรับท่อเดียวที่ระยะประมาณ 20 ม.) ค่าที่เล็กจนสามารถพิจารณาได้เท่ากับศูนย์ .

เป็นผลให้สำหรับความยาวหน่วยของเส้นทางปัจจุบันกราวด์มีความต้านทานกระแสไฟฟ้าไม่เท่ากัน: มากขึ้น — ใกล้กับอิเล็กโทรดและน้อยลงและน้อยลง — ด้วยระยะห่าง สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าแรงดันตกคร่อมต่อเส้นทางของหน่วยลดลงด้วย ระยะห่างจากอิเล็กโทรด ถึงศูนย์เมื่อระยะห่างจากท่อหนึ่งมากกว่า 20 ม.

เมื่อเข้าใกล้อิเล็กโทรดที่สอง เส้นฟลักซ์จะบรรจบกัน เพื่อให้ความต้านทานและแรงดันตกคร่อมต่อหน่วยเส้นทางปัจจุบันเพิ่มขึ้น

จากข้อมูลข้างต้น ภายใต้การต้านทานการกระเซ็นของอิเล็กโทรดแรก เราจะเข้าใจความต้านทานที่พบในระหว่างทางของมันในชั้นดินทั้งหมดที่อยู่ติดกับอิเล็กโทรด (ในเขตการกระเซ็นของกระแสไฟ) ที่สังเกตการตกของแรงดันไฟ

ดังนั้น ค่าความต้านทานของกราวด์แรก

รา = นรก / ฉัน

หากมีแรงดันไฟฟ้า Uvg บนชั้นกราวด์ใกล้กับอิเล็กโทรดที่สอง แสดงว่ามีความต้านทานของกราวด์ที่สอง

rc = Uvg /I

จุดบนพื้นผิวโลกในบริเวณที่ไม่มีแรงดันไฟฟ้าตก (โซน DG, รูปที่ 1) ถือเป็นจุดที่มีศักยภาพเป็นศูนย์

ภายใต้เงื่อนไขนี้ ศักย์ φx ที่จุด x ใดๆ ในเขตการแพร่กระจายปัจจุบันจะเท่ากับตัวเลขของแรงดันระหว่างจุดนั้นกับจุดที่มีศักย์เป็นศูนย์ ตัวอย่างเช่น จุด D:

UxD = φx — φd = φx — 0 = φx

จากข้อมูลข้างต้น ศักยภาพของขั้วไฟฟ้า A และ B เรียกว่า ศักย์ร่วม มีค่าเท่ากัน:

φa = UAD และ φv = Uvg

เส้นโค้งการกระจายศักย์บนพื้นผิวโลกตามแนวเส้นที่เชื่อมต่อขั้วไฟฟ้า A และ B แสดงในรูปที่ 2.

ข้าว. 2. เส้นโค้งการกระจายศักย์บนพื้นผิวโลก

ข้าว. 3. การกำหนดเส้นโค้งการกระจายศักย์และแรงดันสัมผัส

รูปร่างของเส้นโค้งนี้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับกระแส แต่ขึ้นอยู่กับรูปร่างของอิเล็กโทรดและการจัดวาง เส้นโค้งการกระจายศักย์ทำให้สามารถระบุความต่างศักย์ที่บุคคลจะแตะจุดสองจุดบนพื้นหรือจุดต่อลงดินของการติดตั้งและจุดใดๆ บนพื้นดิน ดังนั้น เส้นโค้งนี้ทำให้สามารถประเมินได้ว่าสายดินรับประกันความปลอดภัยของผู้ที่สัมผัสกับการติดตั้งหรือไม่

การวัดค่าความต้านทานดินสามารถทำได้หลายวิธี:

• วิธีแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์

• โดยวิธีการบัญชีโดยตรงโดยใช้อัตราส่วนพิเศษ

• โดยวิธีชดเชย

• วิธีการเชื่อม (สะพานเดียว)

ในทุกกรณีของการวัดความต้านทานของสายดิน จำเป็นต้องใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ เนื่องจากเมื่อใช้ไฟฟ้ากระแสตรง ปรากฏการณ์โพลาไรเซชันจะเกิดขึ้นที่จุดสัมผัสของอิเล็กโทรดที่ต่อลงดินกับดินที่เปียก ซึ่งทำให้ผลการวัดผิดเพี้ยนไปอย่างมาก

อ่านหัวข้อนี้ด้วย: การวัดความต้านทานของสายดินป้องกัน