Значения коэффициента с

Вид заземлителя	С
Вертикальный стержень, диаметром 10-12 мм	1,2
То же, заглубленный до дна траншеи	1,1
То же, наклонный под углом	1,25
Горизонтальный	1,3

Более точные формулы для расчета сопротивления заземления приведены в табл.7.

Основным параметром, существенно влияющим на сопротивление растеканию тока с заземляющего электрода, является удельное сопротивление грунта . Единица измерения – сопротивление куба со стороной 1 м –. Наряду с общими закономерностями, присущими механизмам электронной и ионной электропроводности, на проводимости грунта существенно сказываются следующие факторы:

• удельное количество раствора электролита в грунте, т.е. влажность грунта;

• концентрация и удельное сопротивление почвенного раствора;

• структура грунта и степень его дисперсности;

• температура грунта.

Даже однородный по геологическому строению грунт обладает неодинаковым на разной глубине удельным сопротивлением. Для упрощения расчетов принимают эквивалентную модель, состоящую из двух слоев. Толщина верхнего слоя принимается равной 1,5…1,8 глубины промерзания (для 2-й климатической зоны – 2 м). Поскольку в течение года в связи с изменением атмосферных условий меняются температура, влажность грунта, а также агрегатное состояние влаги, удельное сопротивление претерпевает сезонные изменения (коэффициент вариации для средней полосы на глубине 3 м – 31%). Обычно имеется два максимума удельного сопротивления: зимой (лед - диэлектрик) и летом при отсутствии дождей. Для учета этих изменений применяют сезонный коэффициент удельного сопротивления

, (7)

где – максимальное удельное сопротивление в году;

–удельное сопротивление в данном сезоне.

Механизм электропроводности грунта [6]

Электропроводность грунта в общем случае [7] выражается формулой

_г = _эл +_ос , (8),

где _эл – электролитическая составляющая электропроводности грунта, См;

_ос – осмотическая составляющая электропроводности грунта, См;

Для песков _г_эл ; для глин _г_ос.

По различной структуре грунта, зависящей от процентного содержания глинистых частиц, различают пески, супеси, суглинки и глины. Электропроводность песков и глин принципиально различается благодаря способности глинистых частиц адсорбировать на себе ионы грунтового электролита. Поэтому принято считать, что электропроводность песков обеспечивается в основном электролитической составляющей, а глин – осмотической.

_эл = (2k_w /3 – k_w )• _в, (9)

где _в – электропроводность влаги в порах грунта, См;

k_w – количество влаги в грунте в относительных объемных единицах. Значение _в тем меньше, чем больше засолен грунт. Объемная доля влаги в грунте k_w связана с весовой влажностью грунта W соотношением:

k_w = W • d_n / (d_В • (100 + W )), (10)

где W = P_в /P_сг •100%;

P_в – масса влаги в 0,1 кг грунта, кг;

P_сг – масса высушенного образца грунта, кг;

d_n – объемная плотность грунта при влажности W, кг/м³;

d_В – плотность влаги, кг/м³.

Электроосмотическая составляющая электропроводности зависит от нескольких факторов. Плотность тока, обеспечиваемая электроосмотической составляющей

i_ос = Q_уд• S_уд• d_n • V, (11)

где Q_уд – заряд диффузной части двойного слоя на единице поверхности частиц грунта, Кл/м²;

S_уд – поверхность частиц грунта, составляющих единицу его массы, м²/кг;

V– скорость движения заряда, м/с.

Полагая V пропорциональной скорости электроосмоса, что экспериментально доказано для 0,25 < k_w < 0,8, найдем:

V = (m • k_з /k_w) • Е , (12)

где m и k_з – коэффициенты пропорциональности;

Е– напряженность электрического поля, В/м.

С учетом того, что s_ос = i_ос /E, получим:

_ос = m • k_з • Q_уд • S_уд • d_n / k_w . (13)

Из выражений (9) и (13) следует, что электропроводность любого типа грунта зависит прежде всего от его структуры, которая учитывается коэффициентом влажности (для песков) или объемной плотностью грунта при естественной влажности (для глин), и от количественного содержания грунтовой влаги.