Rezistivitatea solului-Generalitati

Solul este partea superioara a scoartei Pamantului, si cea mai subtire comparata cu restul litosferei, alcatuita  din elemente minerale si organice, provenite din dezagregarea rocilor si din descompunerea plantelor si animalelor. In functie de modul de formare, de granulatie si compozitie, solul este de mai multe tipuri.

In sensul domeniului nostru de interes, cel al instaltiilor de legare la pamant, solul este de obicei denumit cu notiunea de “pamant”, acesta fiind stratul in care se introduc electrozii prizelor de pamant, prin care se scurge si disperseaza curentul electric in sol.

Curentul electric se scurge si disipeaza in sol in urmatoarele cazuri:

• La descarcari electrice atmosferice (fulgere) prin elemente aflate in legatura cu pamantul
• La transmiterea semnalelor de telecomunicatii cu folosirea solului ca element conductor pentru intoarcere
• La aparitia defectelor de izolatie fata de pamant
• La sistemele de protectie anticoroziva active cu folosirea unor surse de curent si electrozi de sacrificiu
• La transportul curentului electric folosind pamantul ca si conductor de intoarcere
• La retelele de curent alternativ cu punctele de neutru legate la pamant si care au nesimetrii importante

In momentul in care curentul electric circula prin pamant, dispersia sa prin electrozii aflati in contact cu pamantul  este influentata de rezistenta  solului din jurul acestora pana in zona  cu potential 0. Avand in vedere faptul ca efectul magnetic al curentului alternativ  este neglijabil in apropierea tarusilor/electrozilor,  se apreciaza ca, comportamentul acestuia in sol este asemanator cu cel al curentului continuu.

In situatia nesimetriilor din retelele de curent alternativ  si al defectelor de izolatie  curentul se intoarce prin pamant la sursele de alimentare a circuitului electric constituit. In situatia in care curentul electric parcurge acest tip de circuit, impedanta caii de trecere este  rezultata din raportul rezistentei celor doua prize de pamant, de la iesirea si intrarea curentului si impedanta efectiva a circuitului electric prin pamnat. De cele mai multe ori, cu o acuratete destul de mare, impedantele de intrare si de iesire a curentului electric din sol, prin electrozii/tarusii metalici, se apreciaza ca determina hotarator rezistentele electrice, in fapt ele avand un foarte slab caracter inductiv in curentii de foarte inalta frecventa.

Curentul electric se disperseaza prin volume mari de pamant, intre punctele de intrare si de iesire prin prizele de pamant, creand campuri magnetice care se necesita a fi luate in calcul . La rezistenta de trecere a curentului electric prin sol, a circuitului d eintoarcere, trbuie sa se tina seama si de impedanta (rezistenta)  conductoarelor de trecere spre pamnat ale circuitelor active in punctele de intrare si iesire a curentului electric.

Eficienta in exploatare a impamanatarilor, a prizelor de pamant, este determinata si conditionata de  rezistivitatea solului ; un element foarte important pentru rezistenta de dispersie a curentului in sol si care, este influentata de starea, compozitia si structura straturilor de sol.

          Definitia rezistivitatii solului p se exprima ca: rezistenta unitatii de volum (m³ or cm³) din pamantul considerat la trecerea curentului electric intre doua planuri opuse ale acestuia.

Rezistenta electrica a metalelor din care sunt realizati tarusii/electrozii prizelor de pamant este foarte mica, chiar neglijabila, in raport cu rezistivitatea solului care este de 10⁹– 10¹² mai mare decat a cestora, astfel incat la calcularea rezistentei de dispersie a unei prize de pamnat  aceasta rezistenta a metalelor din care sunt facuti electrozii nu se mai ia in calcul. Se iau in calcul insa, rezistivitatea solului p si dimensiunile , dispunerea si sectiunile electrozilor  prin care se disipeaza curentul in sol.

In continuare vom lista principalele elemante determinante ale rezistivitatii solului p, foarte importante pentru disiparea curentului  electric in chestiunea ce ne intereseaza in articolul de fata.

Tipurile de soluri si influenta lor asupra rezistivitatii electrice

Compozitia si natura solului au o influenta determinanta asupra rezistivitatii electrice a acestuia, caracteristici ca porozitatea, umiditatea, temperatura, compactitatea, continutul de saruri si minerale ,etc. dau tipuri distincte de soluri cu proprietati electrice (manifestate la trecerea curentului electric prin sol) proprii. Mai jos vom enumera principalele tipuri de soluri intalnite cel mai frecvent:

• ROCI si STANCI – structuri compacte alcatuite din cuart, calcar, feltspat, etc, au proprietati electrice si termice foarte slabe.
• MARNE – de culoare cenusie, sunt roci sedimentare alcatuita din argila si carbonat de calciu, au proprietati electrice si termice slabe.
• TURBA – carbune de tip inferior rezultat din carbonizrea masei vegetale din mlastini, are proprietati electrice si termice foarte bune.
• LOESS – o roca sedimentara neconsolidata de culoare galben-cenusiu , alcatuita din argila si praf silicios, poroasa, are proprietati electrice si termice slabe.
• SOL ALUVIONAR – compus din nisipuri, pietrisuri si maluri, are proprietati electrice si termice slabe.
• ARGILA – se mai numeste si LUT , are culoare galben-cenusie, compusa din cuart, mica si silicate, are proprietati electrice bune.
• CERNOZIOMUL – este un sol negru-castaniu cu continut de materii organice si argile nisipoase, format sub vegetatia ierboasa in zone cu climat temperat. Are proprietati electrice foarte bune.
• PODZOLUL – sol brun – roscat specific climatului rece si de padure , sol nisipos sarac in calciu, are proprietati electrice mediocre si proprietati termice bune.

Rezistivitatea electrica p a solului este principalul parametru care ne intereseaza in domeniul nostru de activitate; determinarea exacta a acestuia nu este deloc simpla avand in vedere doi factori de variatie importanti:

• Umiditatea, care poate varia in limite foarte largi, influenteaza foarte mult rezistivitatea solului.
• Structura neomogena, care este formata din materiale si straturi destul de diferite.

Societatea Electro Service PRAM poate determina rezistivitatea solului utilizand aparate de masura tip PRAM , metoda 4 electrozi.