양극(Ground Bed)의 접지 저항 계산

일반

양극이 설치되는 곳의 토양비저항 계산은 일반적으로 H.B. Dwight가 개발한 수학 공식을 사용하여 계산 합니다.

 

토양비저항의 측정은 Wenner 4핀 방법(ASTM G57-78)을 사용하는 것입니다. 4개의 동일한 간격의 금속 핀을 직선으로 토양에 설치하고, 계측기의 전류원은 외부 핀(C1,C2)에 부착되어 있으며 전압 측정 단자(P1,P2)는 두 개의 내부 핀에 연결됩니다. 설치도는 그림 4.2에 나와 같습니다.

 

 

 

ρ =2π sR

 

에서

ρ = 저항률(ohm-cm)

s = 핀 사이의 간격(cm)

R = 측정된 저항(Ω-Cm)

 

간격(s)을 피트 단위로 측정하면 표현식은 다음과 같습니다.

 

ρ = 191.5sR

 

이 기술을 사용하여 토양 저항률을 측정하는 도구는 널리 사용 가능합니다. 측정값이 양극층 범위에 대한 평균 체적 저항률을 반영하도록 핀 간격을 선택해야 합니다. 핀 간격은 지반의 직선 치수와 거의 동일해야 합니다. 이는 저항률이 깊이에 따라 크게 달라 지는 경우 특히 중요합니다. 깊은 양극(아래 설명)의 경우 저항률은 해당 지역의 유정 시추공이 얻은 샘플이나 Barnes Layer 분석 기술을 통해 추정해야 합니다. 그림 4.3에 표시된 영어 단위의 예를 생각해 보세요.

 

 

각각의 깊이가 50피트(15.2미터)이고 서로 다른 평균 저항을 갖는 토양층의 프로파일 이 표시됩니다. 총 저항의 표면 측정(R티) 50, 100, 150, 200 및 250피트(15.2, 30.4, 45.6, 60.8 및 76미터)의 핀 간격에서 Wenner 4핀 방법을 사용하여 표시된 저항 값을 산출합니다. 첫 번째 판독값은 다음과 같이 "보이는" 저항입니다.

이 장비는 50피트 깊이의 토양층에 대한 평균입니다. 두 번째 판독값은 50피트에서 100피트까지 다음 층에서 "보이는" 저항과 평행한 첫 번째 층에서 측정된 저항입니다. 핀 간격을 50피트 더 늘리면 처음 두 레이어와 평행하게 세 번째 레이어가 추가됩니다. 기기가 측정된 전체 저항의 작은 차이를 해결할 수 있는 감도를 갖고 있는 한 절차를 계속할 수 있습니다. 저항을 병렬로 계산할 수 있는 방정식은 다음과 같습니다.

1/R티= 1/R1+ 1/R2+ 1/R3+...1/Rn

또는 전도의 형태로

G티= G1+ G2+ G3+... Gn Siemens

임의의 층(n)의 평균 저항을 계산하려면 컨덕턴스(1/RT)를 뺍니다. 관심 레이어를 포함하는 컨덕턴스로부터 관심 레이어 상단의 모든 토양을 나타내는 핀 간격에서 측정됩니다. 그림 4.3의 예에서 200피트에서 250피트 사이의 층 저항은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

 

Ge   = GT250- GT200

또는

 1/Re=1/RT250‒ 1/RT200

1/Re = 1/0.1 ‒1/0.2 = 5 Siemens

Re= 0.2 Ω

 

200피트에서 250피트 사이의 층은 두께가 50피트이므로 층의 저항률은 다음 공식으로 계산할 수 있습니다.

ρ = 191.5sR

ρ = 191.5 x 50 x 0.2 = 1,915Ω-츠

 

약 15미터(50피트) 이상의 깊이에 대한 저항률을 측정할 때는 테스트 방법, 장비 및 지하 지질학과 관련하여 주의를 기울여야 합니다.

 

기존 Ground Bed 비저항 측정

대부분의 기존 그라운드베드는 파이프 길이와 유사한 직선 수평 베드 또는 직선의 짧은 수직 양극 열로 구성됩니다. 수평층의 저항은 땅에 있는 수평 막대(또는 파이프)에 대한 dwight’s 공식을 사용하여 대략적으로 계산할 수 있습니다.

 

 

여기에서:

ρ =평균 토양 비저항 Ω-m

L = Ground Bed 길이(m)

d = Ground Bed 직경(m)

h = 지반 중심까지의 깊이(m)

 

만약 토양비저항이 Ω-m 보다 Ω-Cm로 주어진다고 하면, 방정식은 종종 다음과 같이 작성됩니다.

 

 

요소 중 하나라도 올바른 단위가 아닌 경우 적절한 곳에 변환 요소를 포함해야 합니다.

예를 들어, 직경 d가 cm 단위이고 L과 h가 m 단위이고 ρ가 ohm-cm 단위인 경우:

 

 

 

공식을 사용할 때는 단위를 주의해서 확인하세요. 이 과정에서 제시된 많은 예제에서는 일반적인 형태의 방정식이 아닌 변환 계수를 포함하는 특정 방정식을 사용합니다.