|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
En jordelektrodes overgangsmodstand til jord
I denne artikel beskrives 3-punkts metoden til bestemmelse af overgangsmodstanden til jord for en nedrammet jordelektrode. I 3-punkts metoden er der tre elektriske forbindelser til jord under måling af overgangsmodstanden. Udover jordelektroden gøres der brug af en midlertidig hjælpeelektrode (til at danne et strømkredsløb gennem jorden og jordelektroden vha en strømkilde) samt en sonde (til at måle spændingen mellem jordelektrode og neutral jord). PrøveopstillingPå nedenstående skitse er prøveopstillingen til bestemmelse af en jordelektrodes overgangsmodstand til jord, udført med en multifunktionstester, vist. Udtrykket 'jordelektrodens overgangsmodstand til jord' skal forstås som modstandsværdien fra jordelektrode til 'neutral jord'. Der er altså ikke blot tale om grænsefladen mellem elektrode og jord.
En tommelfingerregel siger, at afstanden lEH skal vælges som 10 gange jordelektrodens længde. Altså fx 20 m for en jordelektrode på 2 m. En faktor 5 ses også opgivet. Afstanden lES mellem jordelektroden E og sonden S skal være på 62 % af afstanden lEH. De 62 % bygger dels på en teoretisk udledning fra 1964 udført af George Frank Tagg (1903-?), dels har det i praksis vist sig at give gode resultater. En sondeplacering midt mellem jordelektrode og hjælpeelektrode ses også opgivet. Jo længere væk fra henholdsvis jordelektrode og hjælpeelektrode den påførte strøm passerer gennem jorden, jo større bliver arealet i jorden, som strømmen kan brede sig over. Det betyder at jordens modstand mod strømmens passage bliver mindre. Efter en hvis afstand fra elektroderne er jordens modstand praktisk taget lig med nul og man befinder sig i 'neutral jord'. I neutral jord forårsager strømmens passage ikke noget spændingsfald. Sonden S skal have sit målepunkt i neutral jord og det er her problemet opstår, hvis afstanden mellem jordelektrode og hjælpeelektrode er for kort. De to modstandsområder omkring de to elektroder vil overlappe hinanden og der er ikke nogen neutral jord at måle på (modstandsområderne på tegningen, skitseret med stiplet brun linje omkring de yderste elektroder, er tegnet uden tanke for størrelsesforhold). Udover at placere elektroderne langs en lige linje ses også en trekantkonfiguration, hvor sonden flyttes ud til en af siderne midt mellem jordelektrode og hjælpeelektrode. Det afgørende er stadig, at sonden måler spændingen i neutral jord og at modstandsområderne for jordelektrode og hjælpeelektrode ikke overlapper hinanden.
Uanset hvilket instrument man vil anvende, kan man komme ud for, at overgangsmodstandene ved sonden og hjælpeelektroden er så store, at måling er usikker eller umulig, i sådanne tilfælde anbefales det at vande jorden omkring de to elektroder, vandet kan eventuelt tilsættes salt.Måling af en jordelektrodes overgangsmodstand til jord vil i øvrigt ændre sig over tid. Dels bliver overgangsmodstanden generelt dårligere over tid, dels afhænger målingen af temperatur og fugtighed i jorden og influeres således af årstiden. En løbende måling på 3 elektroder på henholdsvis 2, 4 og 6 meter over en 10 årig periode havde som resultat, at en elektrodelængde på 6 meter stort set kunne holde overgangsmodstanden til jord konstant, mens elektroden på 2 meter startede med en overgangsmodstand på ca 10 ohm og endte på ca 100 ohm. Bestemmelse af overgangsmodstanden til jordVed at lave et systematisk antal målinger, hvor sonden S flyttes fra jordelektroden E til hjælpeelektroden H med fx en meters afstand for hver måling, kan man ved at opstille en kurve over resultaterne få et grafisk indtryk af, om afstanden lEH har været stor nok for et korrekt resultat. Kurven kunne fx se ud som nedenstående.
sondes afstand til jordelektrode
En simplere udgave af ovenstående systematiske undersøgelse er at gå nogle meter frem og tilbage fra målepunktet på de 62 % og sikre sig, at resultaterne er nogenlunde enslydende. Dette indikerer, at man befinder sig på kurvens vandrette plateau. En kurve uden et vandret plateau indikerer, at afstanden mellem jordelektrode og hjælpeelektrode har været for kort og resultatet må kasseres.
Kurven i det ovenfor viste koordinatsystem kan umiddelbart forklares vha ovenstående ækvivalente diagram. Hvis Når sonden placeres i modstandsområdet omkring jordelektroden vil der måles en stigende spændingsforskel jo længere væk fra jordelektroden der måles. Ohms lov giver en stigende overgangsmodstand til jord som resultat. I neutral jord vil der ideelt set måles den samme spænding hvor end sonden placeres, hvorfor beregningen af overgangsmodstanden til jord må give et enslydende resultat for de forskellige målinger. Herved opstår det vandrette segment på kurven. Endelig måler sonden i området for overgangsmodstanden til jord for hjælpeelektroden og spændingsmålingen vil igen stige, hvorved den beregnede overgangsmodstand til jord for jordelektroden stiger. Den når sit maksimum når sonden danner en kortslutning med hjælpeelektroden. Da overgangsmodstanden til jord for den midlertidige hjælpeelektrode som oftest vil være væsentlig større end overgangsmodstanden til jord for den nedrammede jordelektrode, må det forventes, at den tegnede kurve har et væsentligt større stigningsinterval fra det vandrette plateau og op til slutmålingen i forhold til det indledende interval fra nul og op til plateauet. Nogle måleresultaterNedenfor nogle måleresultater ved måling af overgangsmodstanden til jord for en nyligt nedrammet jordelektrode på 2 meter.Hvorledes afhænger resultatet af afstanden ud til hjælpeelektroden H? Fire afstande er efterprøvet og sonden S er placeret forskriftsmæssigt med en afstand fra jordelektroden svarende til 62 % af afstanden mellem jordelektrode og hjælpeelektrode.
Ved at bytte om på ledningerne til apparatet, så det blev overgangsmodstanden til jord for hjælpeelektroden, der blev bestemt, mens jordelektroden blev anvendt som hjælpeelektrode, blev overgangsmodstanden til jord for det 20-25 cm lange spyd fastsat til 406 ohm. Ved forskellige målinger lå variationen fra ca 0,2 kΩ til 0,8 kΩ for de to 'teltpløkker'. Manualen for det aktuelle måleapparat foreskriver i øvrigt, at overgangsmodstanden til jord for hver af de to ekstra spyd maksimalt må være 100 gange overgangsmodstanden for jordelektroden, alså i det aktuelle tilfælde ca 1500 ohm, hvis en opgivet tolerance for resultatets rigtighed skal overholdes. Det var ikke nødvendigt at vande jorden omkring hjælpespydene! Det undersøges, hvorledes flytning af sonden påvirker resultatet.
Til slut et par målinger, hvor hjælpeelektrode og sonde er placeret tæt på hinanden. Helt som forventet giver det forkerte og alt for høje tal for overgangsmodstanden til jord for jordelektroden.
Interne links til emner i denne artikel:
|