Résistance électrique spécifique de la terre

Les couches supérieures de la croûte terrestre, dans lesquelles peuvent circuler les courants des installations électriques, sont généralement appelées terre. La propriété de la terre en tant que conducteur de courant dépend de sa structure et des composants qu'elle contient.

Les principaux composants de la terre - silice, oxyde d'aluminium, calcaire, charbon, etc. — sont des isolants, et la conductivité de la terre dépend de la solution du sol, c'est-à-dire de l'humidité et des sels emprisonnés entre les particules solides non conductrices des composants. Ainsi, la terre a une conductivité ionique qui, contrairement à la conductivité électronique des métaux, a une plus grande résistance électrique au courant électrique.

Il est d'usage de définir les propriétés de la terre en tant que conducteur de courant. résistance électrique spécifique ρ, c'est-à-dire la résistance d'un cube de sol avec des arêtes de 1 cm, cette valeur est déterminée par l'expression :

ρ = RS / l,

Ohm • cm2 / cm, ou Ohm / cm, où R est la résistance (Ohm) d'un certain volume de sol avec une section transversale C (cm2) et une longueur l (cm).

La valeur de la résistance du sol ρ dépend de la nature du sol, de son taux d'humidité, de la teneur en bases, sels et acides, ainsi que de sa température.

La plage de variation de la résistance électrique effective de la terre ρ différents sols est énorme, par exemple, l'argile a une résistance de 1 à 50 Ohm-/m, le grès de 10 à 102 Ohm/m et le quartz de 1012 à 1014 Ohm/m A titre de comparaison, nous présentons la résistance électrique spécifique des solutions naturelles remplissant les pores et les fissures. Par exemple, les eaux naturelles, en fonction des sels qui y sont dissous, ont une résistance de 0,07 à 600 Ohm / m, dont les rivières et eaux souterraines douces 60 -300 Ohm / m, et les eaux marines et profondes 0,1 - 1 Ohm / m.

Une augmentation de la teneur en substances dissoutes dans le sol, la teneur en humidité totale, le compactage de ses particules, une augmentation de la température (si la teneur en humidité ne diminue pas) entraînent une diminution de ρ. L'huile et l'imprégnation du sol par l'huile, ainsi que le gel, augmentent considérablement ρ.

La terre est hétérogène, constituée de plusieurs couches de sol avec différentes valeurs de ρ. Initialement, lors du calcul des études d'échouement et d'ingénierie, elles étaient basées sur l'hypothèse d'homogénéité de ρ au sol dans le sens vertical. Maintenant, lors du calcul des électrodes mises à la terre, on suppose que la terre est constituée de deux couches : la supérieure avec la résistance ρ1 et l'épaisseur h et la inférieure avec la résistance ρ2. Un tel modèle calculé à deux couches de la terre reflète bien les caractéristiques des changements de profondeur de la terre causés par le gel et l'assèchement de sa couche de surface, ainsi que l'influence sur la zone p des eaux souterraines.

Le calcul analytique de tous les facteurs affectant la valeur de ρ est difficile, par conséquent, la résistance qui répond à la précision de calcul acceptée est obtenue par des mesures directes.

Pour mesurer les paramètres de la structure électrique terrestre — l'épaisseur des couches et la résistance de chaque couche — deux méthodes sont actuellement recommandées : une électrode de test verticale et une mesure électrique verticale. Le choix de la méthode de mesure dépend des caractéristiques du sol et de la précision de mesure requise.

Voir également: Comment mesurer la résistance de terre

Le tableau ci-dessous montre la résistance des sols les plus courants.

Résistance du sol Type de sol Résistance, Ohm / m Argile 50 Calcaire dense 1000-5000 Calcaire lâche 500-1000 Calcaire tendre 100-300 Granit et grès selon les intempéries 1500-10000 Granit et grès altérés 100-600 Couche d'humus 10- 150 Sols limoneux 20 -100 Marnes jurassiques 30-40 Marnes et argiles denses 100-200 Schiste mica 800 Sable argileux 50-500 Sable siliceux 200-3000 Sols stratifiés schisteux 50-300 Sol rocheux nu 1500-3000 Sol caillouteux recouvert d'herbe 300-500 unités à 30 Sols tourbeux humides 5-100