W jakim celu wykonuje się badania rezystywności gruntu?

Badania rezystywności gruntu są wykonywane na etapie planowania poszczególnych elementów inwestycji budowlanej. Dokładne określenie rezystywności jest możliwe dzięki serii pomiarów wykonywanych przy użyciu specjalistycznego miernika do kontroli uziemień. Uzyskane wyniki badań dają możliwość opracowania odpowiedniego projektu systemu uziemiającego dla planowanego obiektu.

O czym informuje rezystywność gruntu?

Wszystkie urządzenia elektryczne oraz obiekty budowlane powinny być prawidłowo uziemione. Dzięki ich połączeniu z ziemią, której potencjał elektryczny jest na poziomie zerowym wszystkie pojawiające się prądy, czy to związane z uderzeniami piorunów, czy też zdarzającymi się w instalacjach elektrycznych zwarciami, będą mogły bezpiecznie przepłynąć do gruntu, nie narażając na niebezpieczeństwo przebywających w pobliżu osób ani nie powodując strat materialnych. Grunt jednak nie jest jednolity i składa się z różnych substancji, w tym rozmaitego materiału skalnego zawierającego wiele pierwiastków i związków chemicznych, a także ma zmieniającą się w różnych punktach wilgotność. W związku z tym napięcie przekazywane do ziemi może napotykać na różny opór, a zatem rozchodzić się nierównomiernie. Do zaprojektowania odpowiedniego systemu uziemiającego niezbędna będzie znajomość tego, z jakim oporem należy się liczyć w konkretnych miejscach, a to z kolei wymaga zbadania rezystywności gruntu – wyjaśnia przedstawiciel firmy Geoxx, która zajmuje się prowadzeniem badań geologicznych.
 

System uziemiający obiektu budowlanego składa się z wielu elementów. Są to zarówno tzw. zwody odpowiadające za odebranie wyładowania, jak i przewody odprowadzające, które łączą poszczególne elementy zwodów oraz przewody uziemiające, które przekazują pojawiający się prąd do uziomów. Uziomy są elementami metalowymi, które są zagłębione w ziemi i pozwalają na przepływ ładunków elektrycznych i umożliwiają ich zobojętnienie.

Przy projektowaniu instalacji uziemiających korzysta się zarówno z uziomów naturalnych, którymi mogą być np. metalowe rury ułożone w gruncie czy fragmenty stalowego zbrojenia, jak i sztucznych. Zwykle mają one postać metalowych prętów, profilów, taśm zwanych bednarkami czy drutów o wystarczająco dużej średnicy. W zależności od rodzaju podłoża i jego charakterystyki uziomy mogą być umieszczane pionowo lub poziomo. Stosuje się zarówno uziomy wykonane z pojedynczych elementów, tzw. uziomy skupione, jak i bardziej złożone, np. promieniowe lub otokowe. Celem używania różnych rodzajów uziomów jest zapewnienie właściwej powierzchni, która będzie miała bezpośredni kontakt z gruntem.

Decyzja o tym, jaki będzie niezbędny rodzaj zastosowanego uziomu oraz jego optymalne rozmieszczenie zależy od badań rezystywności gruntu, ponieważ ważne jest, by w razie zwarcia lub wyładowania atmosferycznego prąd mógł swobodnie przepływać na wybranym obszarze i w odpowiednio krótkim czasie ulec rozładowaniu. System uziemienia musi mieć odpowiednią rezystancję (zależącą w dużej mierze właśnie od rezystywności gruntu, do którego odprowadza napięcie) zarówno w przypadku odprowadzania prądów zwarciowych, jak i pochodzących z wyładowań atmosferycznych.

Jak wygląda badanie rezystywności gruntu?

Zaprojektowanie odpowiedniej do potrzeb instalacji uziemiającej wymaga sprawdzenia rezystywności gruntu, czyli oporu, jak stawia on przepływającemu prądowi elektrycznemu. Rozpoznanie oporu gruntu powala na optymalne dobranie i rozmieszczenie uziomów, zarówno, jeśli chodzi o ilość poszczególnych elementów, jak i ich powierzchnię styku z gruntem oraz głębokość, na jakiej zostaną umieszczone.

Ponieważ czas eksploatacji instalacji uziemiającej jest bardzo długi, powinna ona być wykonana w taki sposób, by gwarantowała odpowiednią rezystancję niezależnie od możliwych zmian warunków zewnętrznych, w tym np. wilgotności gruntu. Jedną z metod, które pozwalają na uzyskanie takiego efektu, jest umieszczanie uziomów na większej głębokości.

Pomiar rezystywności wykonuje się, korzystając z metody liniowej Wennera. Polega ona na umieszczeniu w gruncie czterech sond, które są zagłębiane w jednej linii, w równych odległościach pomiędzy poszczególnymi elektrodami. Dzięki tej metodzie istnieje możliwość określenia, jaka jest rezystywność gruntu na określonej głębokości, ponieważ wartość ta jest na poziomie 0,7 odległości między sondami. Zmieniając rozstawienie sond, można zatem sprawdzać poziom rezystywności na różnych głębokościach, a tym samym określić jaka głębokość pogrążenia uziomów będzie optymalna i pozwoli na użycie elementów o najmniejszej możliwej powierzchni styku pozwalającej na osiągnięcie przewidzianego dla obiektu poziomu rezystencji.

Na dokładność pomiarów mają wpływ różne czynniki zewnętrzne, które muszą zostać uwzględnione w czasie wykonywania badań. Będzie to m.in. wpływ znajdujących się w gruncie konstrukcji, mogące zakłócać odczyt prądy błądzące, a także rezystencja samych elektrod. Czynnikiem, który ma duży wpływ na uzyskane odczyty, jest również wilgotność gruntu, która powinna być uwzględniana przy pomiarze.