Điện trở suất của đất là gì?

Điện trở suất của đất là gì ?

Đất là vật thể xốp có tính mao dẫn, gồm các thành phần ở thể rắn, thể lỏng và thể khí.

• Phần thể rắn của đất gồm một số lượng lớn các hạt nhỏ bé của các khoáng chất khác nhau với đường kính từ 0,1 mm đến 3 mm và các cấu thành hữu cơ vi động và thực vật.
• Phần thể lỏng của đất (dung dịch đất) là nước với các chất chứa trong các phần thể rắn và khí của đất hoà tan trong nước.
• Phần thể khí của đất chủ yếu là khí ôxy, nitơ, cacbon dioxyd lấp đầy các lỗ của đất đá.

Các dung dịch đất là bộ phận dẫn điện chính ở trong đất, các hạt cứng của đất (khoáng chất) dẫn điện rất yếu.
Trong dung dịch đất do ảnh hưởng của điện trường làm dịch chuyển các ion, tạo nên hiện tượng dẫn điện của đất. Nồng độ ion trong dung dịch đất càng cao độ dẫn điện của đất càng lớn.

Trị số nghịch đảo của Độ dẫn điện của đất là Điện trở đất

Độ dẫn điện đối với một đơn vị thể tích (cm3 hoặc m3) của đất gọi là độ dẫn suất của đất và được ký hiệu bằng chữ cái Hilạp là Xíchma-1/Ohm.m .
Giống hệt như vậy, điện trở của một đơn vị thể tích đất là điện trở suất của đất và được ký hiệu bằng chữ cái Hilạp ρ  (Rho).

Điện trở suất của đất là điện trở của một khối đất lập phương bằng 1m3, đối với dòng điện chảy từ một mặt của khối đất này sang mặt đối diện. Điện trở suất của đất có đơn vị là Ωm

Điện trở suất của đất & hệ thống tiếp địa

Kết quả nghiên cứu người ta đã chứng minh rằng điện trở suất với mọi đất đá ở một nhiệt độ nào đó sẽ giảm khi độ ẩm tăng, cũng hệt như vậy điện trở suất của đất ở một độ ẩm nào đó cũng giảm khi nhiệt độ tăng.
Do điều kiện khí quyển và khí hậu thay đổi trong năm nên độ ẩm trong đất và nhiệt độ của nó thay đổi làm thay đổi điện trở suất của đất. Sự dao động điện trở suất của đất chủ yếu đối với các lớp đất phân bố càng gần với bề mặt đất.
Điện trở suất của đất ở độ sâu từ 1 đến 3 mét có trị số thay đổi theo theo thời gian trong năm, nhưng chênh lệch giá trị điện trở suất của đất từ cực tiểu đến cực đại không quá 2 lần. Điện trở suất của các lớp đất bố trí ở độ sâu lớn hơn 5m hầu như không thay đổi về trị số theo thời gian trong năm..
Do đó, để nhận được tiếp đất có trị số điện trở ổn định ở thời điểm bất kỳ trong năm thì ta nên thực hiện 1 trong 2 cách sau:
- Bố trí cọc tiếp địa hoặc ở lớp đất có độ sâu từ 1m đến 5m có sự hiệu chỉnh của hệ số mùa trong năm.
- Hoặc bố trí ở lớp đất sâu từ 5m đến 30m, ở độ sau này hầu như không có sự thay đổi điện trở suất của đất theo mùa.
Khi bố trí tiếp địa ở độ sâu 2-5 m trị số điện trở suất đo được bằng máy đo sẽ nhân với hệ số hiệu chỉnh K (xem bảng 1) phù hợp với điều kiện đo và đưa ra trị số điện trở suất của đất có khả năng lớn nhất trong thơì gian làm việc của hệ thống tiếp đất. Trị số điện trở suất tính toán của đất (ρtt) được xác định theo công thức: ρtt = ρdo K
Trong đó: ρdo là trị số điện trở suất của đất đo được trên diện tích bố trí hệ thống tiếp đất; K là hệ số điều chỉnh
Khi lựa chọn trị số K ta nên căn cứ vào các số liệu khí tượng làm ảnh hưởng đến trị số điện trở suất của đất như là lượng mưa trung bình v.v

Khi thiết kế hệ thống tiếp địa ta cần phải bảo đảm trị số điện trở tiếp đất không vượt quá trị số yêu cầu ở bất kỳ một thời điểm nào trong năm. Sự dao động trị số điện trở tiếp đất ở độ sâu từ 1 đến 3m thường là không trùng nhau giữa năm này và năm trước, thêm vào đó đối với mỗi vùng khác nhau có các số liệu khí hậu và khí tượng khác nhau, thậm chí ngay cùng loại đất điện trở suất của đất thay đổi khác nhau theo thời gian trong năm.
Do đó, ta cần biết các số liệu thực nghiệm về sự dao động trị số điện trở suất theo mùa trong nhiều năm thì thiết kế hệ thống tiếp đất mới chuẩn xác.
trích TS Nguyễn Văn Dũng