Η ειδική αντίσταση εδάφους εξαρτάται από την πυκνότητα και την σύστασή του. Υπάρχει ποικιλία εδαφών και, συνεπώς, ποικιλία τιμών ειδικών αντιστάσεων: εδάφη χωματώδη, αμμώδη, βραχώδη, υγρά, ξηρά, ανομοιογενή, κλπ. με αντίστοιχη ποικιλία τιμών ειδικών αντιστάσεων, ή αγωγιμοτήτων.
Όσο ξηρότερο και πετρώδες το έδαφος, τόσο μεγαλύτερη η ειδική αντίστασή του, ρ, η οποία μετράται συνήθως σε Ωm. Η ειδική αντίσταση του εδάφους θα μπορούσε να καθοριστεί από την ποσότητα του νερού που κατακρατείται στο έδαφος, καθώς και από την ειδική αντίσταση του ίδιου του νερού. Με άλλα λόγια η αγωγιμότητα δια μέσω του εδάφους γίνεται αγωγιμότητα μέσω του νερού που κατακρατείται στο έδαφος και έτσι η αγωγιμότητα είναι ηλεκτρολυτική.
Όσο ξηρότερο και πετρώδες το έδαφος, τόσο μεγαλύτερη η ειδική αντίστασή του, ρ, η οποία μετράται συνήθως σε Ωm. Η ειδική αντίσταση του εδάφους θα μπορούσε να καθοριστεί από την ποσότητα του νερού που κατακρατείται στο έδαφος, καθώς και από την ειδική αντίσταση του ίδιου του νερού. Με άλλα λόγια η αγωγιμότητα δια μέσω του εδάφους γίνεται αγωγιμότητα μέσω του νερού που κατακρατείται στο έδαφος και έτσι η αγωγιμότητα είναι ηλεκτρολυτική.
Σε ανισότροπα εδάφη η ειδική αντίσταση είναι διαφορετική περιφερειακά του ηλεκτροδίου γειώσεως και μη γραμμική.
Η ειδική αντίσταση του εδάφους και η μέτρησή της επηρεάζεται από τις ηλεκτρικές ιδιότητες του εδάφους.
Η ειδική αντίσταση (ρ) κυρίως, αποτελεί καθοριστικό παράγοντα για την τιμή της αντίστασης γείωσης, ενώ η ειδική αντίσταση του εδάφους εξαρτάται από την πυκνότητα και την σύστασή του.
Συγκεκριμένα, οι παράγοντες που τη διαμορφώνουν μπορούν να συνοψισθούν στους εξής: στον τύπο του εδάφους, στην συγκέντρωση των αλάτων και της χημικής σύνθεσης των διαλυμένων αλάτων στο νερό του εδάφους, στην υγρασία του εδάφους (καθώς η αποξήρανση του αυξάνει την αντίσταση γείωσης).
Στην θερμοκρασία (το πάγωμα του εδάφους αυξάνει την αντίσταση γείωσης), στην ομοιογένεια του εδάφους, στο πάχος του κάθε στρώματος του εδάφους, στο μέγεθος των κόκκων του εδάφους, στο πόσο συμπιεσμένο είναι το έδαφος και τέλος στην ένταση του πεδίου.
Η ειδική αντίσταση (ρ) κυρίως, αποτελεί καθοριστικό παράγοντα για την τιμή της αντίστασης γείωσης, ενώ η ειδική αντίσταση του εδάφους εξαρτάται από την πυκνότητα και την σύστασή του.
Συγκεκριμένα, οι παράγοντες που τη διαμορφώνουν μπορούν να συνοψισθούν στους εξής: στον τύπο του εδάφους, στην συγκέντρωση των αλάτων και της χημικής σύνθεσης των διαλυμένων αλάτων στο νερό του εδάφους, στην υγρασία του εδάφους (καθώς η αποξήρανση του αυξάνει την αντίσταση γείωσης).
Στην θερμοκρασία (το πάγωμα του εδάφους αυξάνει την αντίσταση γείωσης), στην ομοιογένεια του εδάφους, στο πάχος του κάθε στρώματος του εδάφους, στο μέγεθος των κόκκων του εδάφους, στο πόσο συμπιεσμένο είναι το έδαφος και τέλος στην ένταση του πεδίου.
Είδος εδάφους
|
Ειδική αντίσταση [Ωm]
|
Βάλτος
|
30-100
|
Αργιλώδες, πηλώδες ή αγρού
|
100
|
Οργωμένη γη
|
90-150
|
Μπετόν
|
150-500
|
Υγρό χαλίκι
|
200-400
|
Στεγνό χαλίκι
|
1000-2000
|
Πετρώδες έδαφος
|
1000-3000
|
Επίδραση του είδους του εδάφους στην τιμή της ειδικής αντίστασής του
Από τον παραπάνω πίνακα συνάγεται ότι σε περίπτωση που, για λόγους υγρομόνωσης, η θεμελίωση της οικοδομής κατασκευαστεί πάνω σε χαλίκι ή κροκάλες, τότε θα πρέπει η θεμελιακή
γείωση να κατασκευαστεί σε επαφή με το φυσικό έδαφος, είτε κάτω από τις κροκάλες, είτε περιμετρικά της εκσκαφής της θεμελίωσης, στο ίδιο βάθος.
Για τον λόγο αυτό θα πρέπει η θεμελιακή γείωση να γίνεται στο στάδιο του σχεδιασμού, λαμβάνοντας υπόψη τον υδροφόρο ορίζοντα της περιοχής, εάν αυτός είναι γνωστός.
Σε κάθε περίπτωση θα πρέπει να υπάρχει ανοιχτή επικοινωνία μεταξύ του επιβλέποντα την εκσκαφή μηχανικού και του μελετητή της θεμελιακής γείωσης.
Για τον λόγο αυτό θα πρέπει η θεμελιακή γείωση να γίνεται στο στάδιο του σχεδιασμού, λαμβάνοντας υπόψη τον υδροφόρο ορίζοντα της περιοχής, εάν αυτός είναι γνωστός.
Σε κάθε περίπτωση θα πρέπει να υπάρχει ανοιχτή επικοινωνία μεταξύ του επιβλέποντα την εκσκαφή μηχανικού και του μελετητή της θεμελιακής γείωσης.
Για το σχεδιασμό ενός απαιτητικού συστήματος γείωσης (π.χ. υποσταθμός μέσης τάσης, αιολικό πάρκο), είναι απαραίτητος ο προσδιορισμός των παραμέτρων της δομής του εδάφους.
Η μέθοδος των τεσσάρων σημείων (Wenner) θεωρείται η πλέον ακριβής για τη μέτρηση της μέσης ειδικής αντίστασης. Μικρά ηλεκτρόδια (ράβδοι) εμφυτεύονται σε βάθος b σε τέσσερα σημεία του εδάφους, τα οποία βρίσκονται στην ίδια ευθεία γραμμή και απέχουν μεταξύ τους απόσταση a (βλέπε σχήμα).
Ρεύμα δοκιμής Ι επιβάλλεται στα δύο εξωτερικά (ακραία) ηλεκτρόδια και μετρείται το δυναμικό μεταξύ των δύο εσωτερικών (ενδιαμέσων) ηλεκτροδίων. Το πηλίκο V/I δίνει τη φαινόμενη αντίσταση R (σε Ω). Η φαινόμενη ειδική αντίσταση του εδάφους ρ δίνεται από τη σχέση:
Ρεύμα δοκιμής Ι επιβάλλεται στα δύο εξωτερικά (ακραία) ηλεκτρόδια και μετρείται το δυναμικό μεταξύ των δύο εσωτερικών (ενδιαμέσων) ηλεκτροδίων. Το πηλίκο V/I δίνει τη φαινόμενη αντίσταση R (σε Ω). Η φαινόμενη ειδική αντίσταση του εδάφους ρ δίνεται από τη σχέση:
Στην πράξη, τέσσερις ράβδοι τοποθετούνται επί ευθείας γραμμής, σε απόσταση α η μία με την άλλη και σε βάθος που να μην ξεπερνά το 0.1α. Τότε η παραπάνω σχέση τροποποιείται ως εξής: ρ=2 · π · R · α
Μέθοδος τεσσάρων σημείων (Wenner).
Είναι φανερό ότι η παραπάνω απλουστευμένη μέτρηση μπορεί να έχει εφαρμογή κυρίως στο ανοιχτό πεδίο, καθώς για βάθος b=2m θα πρέπει να ορίσουμε μία ευθεία 3Χ20=60m. Πολλές φορές, μάλιστα, είναι πάρα πολύ δύσκολη, ή ακόμα και αδύνατη, η πραγματοποίηση των μετρήσεων, λόγω τοπογραφικών και χωροταξικών περιορισμών που υφίστανται στην περιοχή του έργου. Η έλλειψη των κατάλληλων, σύμφωνα με το Πρότυπο, αποστάσεων για την πραγματοποίηση της μέτρησης της αντίστασης γείωσης σε ένα εκτεταμένο σύστημα γείωσης έχει δυσμενείς επιπτώσεις στην ακρίβεια της μέτρησης με αποτέλεσμα την εμφάνιση μεγάλου σφάλματος μέτρησης.
Η ειδική αντίσταση του εδάφους μεταβάλλεται κατά τη διάρκεια του έτους ανάλογα με τις καιρικές συνθήκες. Γι’ αυτό πρέπει να τονισθεί ότι είναι απαραίτητη η μέτρηση της ειδικής αντίστασης του εδάφους κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, που εμφανίζει την μέγιστη τιμή.
Είναι σαφές ότι όσο μεγαλύτερη ειδική αντίσταση έχει το έδαφος (π.χ. είναι πετρώδες), τόσο καλύτερη και πιο ποιοτική γείωση πρέπει να γίνει. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί είτε με συνδυασμό γειωτών, είτε με τη χρήση βελτιωτικών της αγωγιμότητας του εδάφους.
Άλατα θερμοαγωγιμότητας Σάκος 3,5kgr (κωδ.: 324)
Διάγνωση (με τη μέτρηση της αντίστασης γείωσης) & διορθωτικές ενέργειες για μείωση της αντίστασης γείωσης
Είδαμε παραπάνω ότι μια κακή γείωση είναι επικίνδυνη για ηλεκτροπληξία & βλάβες σε χρησιμοποιούμενο ηλεκτρικό εξοπλισμό.
Γι΄αυτό και ο έλεγχος των συστημάτων γείωσης είναι απαραίτητος γιατί με τον καιρό, ιδιαίτερα σε διαβρωτικά εδάφη με μεγάλη υγρασία, με υψηλή περιεκτικότητα σε αλάτι και με υψηλές θερμοκρασίες, που μπορούν να υποβαθμίσουν τις ράβδους γείωσης του εδάφους και τις συνδέσεις τους, ο κίνδυνος εντείνεται.
Έτσι, αν και το σύστημα της γείωσης όταν αρχικά είχε εγκατασταθεί, είχε χαμηλή τιμή αντίστασης γείωσης, η τιμή της αντίστασης γείωσης μπορεί να αυξηθεί αν π.χ. οι ράβδοι γείωσης έχουν φθαρεί.
Έτσι, αν και το σύστημα της γείωσης όταν αρχικά είχε εγκατασταθεί, είχε χαμηλή τιμή αντίστασης γείωσης, η τιμή της αντίστασης γείωσης μπορεί να αυξηθεί αν π.χ. οι ράβδοι γείωσης έχουν φθαρεί.
Γι 'αυτό και συνιστάται η τιμή της αντίστασης γείωσης να ελέγχεται τουλάχιστον σε ετήσια βάση.
Κατά τη διάρκεια των περιοδικών ελέγχων, αν παρατηρηθεί αύξηση της αντίστασης γείωσης πάνω από το 20% , ο τεχνικός θα πρέπει να διερευνήσει την πηγή του προβλήματος, και να κάνει τη διόρθωση για τη μείωση της αντίστασης, με αντικατάσταση ή προσθήκη ράβδων στο έδαφος του σύστηματος γείωσης.
Κατά τη διάρκεια των περιοδικών ελέγχων, αν παρατηρηθεί αύξηση της αντίστασης γείωσης πάνω από το 20% , ο τεχνικός θα πρέπει να διερευνήσει την πηγή του προβλήματος, και να κάνει τη διόρθωση για τη μείωση της αντίστασης, με αντικατάσταση ή προσθήκη ράβδων στο έδαφος του σύστηματος γείωσης.
Υπάρχουν τέσσερις παράγοντες που επηρεάζουν την αντίσταση του εδάφους ενός συστήματος γείωσης:
- Το μήκος/βάθος του ηλεκτρόδιου γείωσης
- Η διάμετρος του ηλεκτρόδιου γείωσης
- Ο αριθμός του ηλεκτρόδιου γείωσης
- Το σχέδιο του συστήματος γείωσηςΤέλος φόρμας
Μήκος/Βάθος των ηλεκτροδίων γείωσης
Εξαιτίας του γεγονότος ότι το νερό και το χώμα είναι γενικώς πιο σταθερά σε βαθύτερα στρώματα, προτείνεται οι ράβδοι γείωσης να τοποθετούνται όσο το δυνατόν βαθύτερα στη γη στον πίνακα νερού αν είναι εφικτό. Επίσης οι ράβδοι γείωσης θα πρέπει να τοποθετούνται όπου υπάρχει σταθερή θερμοκρασία π.χ. κάτω από την γραμμή παγετού. Άρα ένας πολύ αποτελεσματικός τρόπος μείωσης της αντίστασης του εδάφους είναι να οδηγεί τα ηλεκτρόδια γείωσης βαθύτερα.
Σε γενικές γραμμές, με το διπλασιασμό του μήκους του ηλεκτρόδιου γείωσης μπορείτε να μειώσετε την αντίσταση του εδάφους κατά 40%. Υπάρχουν περιπτώσεις που είναι πρακτικώς αδύνατο να οδηγηθούν βαθύτερα οι ράβδοι γείωσης επειδή βαθύτερες περιοχές περιέχουν βράχο, γρανίτη, κ.α.
Σε αυτές τις περιπτώσεις εναλλακτικές μέθοδοι όπως π.χ. τσιμέντο γείωσης είναι βιώσιμες.
Η διάμετρος του ηλεκτρόδιου γείωσης
Η αύξηση της διαμέτρου των ηλεκτρόδιων γείωσης έχει πολύ μικρή επίδραση στη μείωση της αντίστασης.
Για παράδειγμα, αν διπλασιάσετε τη διάμετρο του ηλεκτρόδιου γείωσης η τιμή της αντίσταση σας θα μειωθεί μόνο κατά 10%.
Για παράδειγμα, αν διπλασιάσετε τη διάμετρο του ηλεκτρόδιου γείωσης η τιμή της αντίσταση σας θα μειωθεί μόνο κατά 10%.
Ο αριθμός των ηλεκτροδίων γείωσης
Ένας άλλος τρόπος για να μειώσετε την αντίσταση του εδάφους είναι η χρήση πολλαπλών ηλεκτροδίων έδαφος. Σε αυτό το σχέδιο, περισσότερα από ένα ηλεκτρόδια τοποθετούνται στο έδαφος και συνδέονται παράλληλα ώστε να μειωθεί η αντίσταση γείωσης. Για να είναι αποτελεσματικά τα επιπλέον ηλεκτρόδια, θα πρέπει η απόστασή τους να είναι τουλάχιστον ίση με το βάθος των ράβδων. Χωρίς την κατάλληλη απόσταση μεταξύ των ηλεκτροδίων γείωσης, οι σφαίρες επιρροής τους τέμνεται και η μείωση της αντίσταση γείωσης που ήταν το ζητούμενο δεν θα επιτευχθεί.
Τύπος εδάφους
|
Αντίσταση εδάφους
RE
|
Αντίσταση γείωσης
| |||||
Βάθος ηλεκτροδίου γείωσης (mt)
|
Ταινία γείωσης (mt)
| ||||||
ΩΜ
|
3mt
|
6mt
|
10mt
|
5mt
|
10mt
|
20mt
| |
Πολύ υγρό χώμα
|
30
|
10
|
5
|
3
|
12
|
6
|
3
|
Γεωργικό,εύφορο παχύ χώμα & αργιλώδη εδάφη
|
100
|
33
|
17
|
10
|
40
|
20
|
10
|
Αμμώδη ή από πυλό χώμα
|
150
|
50
|
25
|
15
|
60
|
30
|
15
|
Υγρά αμμώδη εδάφη
|
300
|
66
|
33
|
20
|
80
|
40
|
20
|
Μπετό
|
500
|
-
|
-
|
-
|
160
|
80
|
40
|
Υγρό χαλίκι
|
400
|
160
|
80
|
48
|
200
|
100
|
50
|
Ξηρό αμμώδες έδαφος
|
1.000
|
330
|
165
|
100
|
400
|
200
|
100
|
Στεγνό χαλίκι
|
1.000
|
330
|
165
|
100
|
400
|
200
|
100
|
Πετρώδες έδαφος
|
3.000
|
1.000
|
500
|
300
|
1.200
|
600
|
300
|
Αντίσταση γείωσης ανάλογα τον τύπο εδάφους & ανάλογα το βάθος εγκ/σης του ηλεκτροδίου γείωσης
* Το άρθρο προέρχεται από τον «Οδηγό Θεμελιακής Γείωσης & Λοιπών Διατάξεων Γείωσης» με Παράρτημα τις «Διορθωτικές ενέργειες για τη μείωση της αντίστασης γείωσης», που κυκλοφόρησε η εταιρεία ΕΛΒΗΧ ΑΒΕΕ.
Αναρτήσεις
