Sistem topraklaması, genel toprak kütlesine bir bağlantı sağlanmasını içerir. Bu bağlantı, elektrik beslemesini arıza durumundan izole etmek için güvenlik mekanizmalarını çalıştırmak adına gerekenden daha büyük olmayan bir dirence sahip olmalıdır.
Topraklama bağlantısının ikinci önemli özelliği, beklenen maksimum arıza akımını taşıyabilecek kapasitede olması GEREKTİĞİDİR.
Gerekli direnç değeri her zaman otomatik olarak ayarlanan bir değere uygun olmayabilir. Bu nedenle, toprak elektrodu olarak belirlenen gömülü iletkenin toprağa karşı direncini ve arıza akımı kapasitesini etkileyen çeşitli faktörler dikkate alınmalıdır.
Bu, toprak iletkeninin boyutunu ve şeklini, gömülü olduğu toprağın direncini ve sistemin buna bağlantısını içermelidir. Toprak elektrodunun yüzeyindeki akım yoğunluğunu ve çevresindeki toprak potansiyellerini de dikkate almak önemlidir.
- Sahanın türü
- Toprak özdirenci
- Toprak özdirencinin ölçülmesi
- Toprak elektrot tipleri ve direnç hesaplamaları
1. Sahanın türü
Belirli bir yerdeki toprağın temel yapısı ve özellikleri önemli bir masraf olmadan değiştirilemez ve topraklama sistemi için en iyi yeri belirlemek için jeoloji dikkatli bir şekilde değerlendirilmelidir.
Bir seçeneğin olduğu durumlarda, aşağıdaki durumlardan birinde verilen tercih sırasına göre bir saha seçilmelidir:
- Islak bataklık zemin;
- Kil, tınlı toprak, ekilebilir arazi, killi toprak, killi toprak veya az miktarda kumla karışık tın;
- Değişik oranlarda kum, çakıl ve taşla karışık kil ve balçık;
- Nemli ve ıslak kum, turba.
(!) Kuru kum, çakıl, tebeşir, kireçtaşı, whinstone, granit, çok taşlı zeminler ve işlenmemiş kayanın yüzeye çok yakın olduğu tüm yerlerden mümkünse kaçınılmalıdır. Nem içeriğinin ideal olarak sürekli %15 ila %20 aralığında olduğu bir saha seçilmelidir. Toprak kum veya çakıl olmadığı sürece su dolu bir yer şart değildir.
Böyle durumlarda faydalı tuzlar topraktan tamamen uzaklaşabileceğinden, üzerinden su akan (örneğin bir dere yatağı) bir alandan kaçınmaya özen gösterilmelidir.
1.1 Toprağın işlenmesi
Yüksek dirençli yerlerde veya uzun süreli performansın gerekli olduğu kayalık zeminlerde, uygun olan yerlerde bir toprak çubuğu veya şerit (bant) etrafında toprak temas direncini artırmak için iletken bir beton kullanılması gerekli olabilir.
Bunu etkili bir şekilde gerçekleştirmek için piyasada bulunan malzemeler vardır, ancak çubuk veya şeritle temas halinde kalmalarını ve kuruduktan sonra büzülmemelerini veya şişmemelerini sağlamak için kurulum sırasında nasıl çalıştıklarını anlamaya özen gösterilmelidir.
Toprağın kimyasal işleme tabi tutulmasının çevresel etkileri vardır ve topraklama sisteminde korozyon riskinin yanı sıra, belirli bir direnç seviyesini karşılamak için uzun vadeli bir çözüm olarak düşünülmemelidir. Kok esintisi de yüksek korozif yapısı nedeniyle kullanılmamalıdır.
Şekil 1 – Hendek toprak işleme yöntemi
2. Toprak özdirenci
Belirli bir elektrotun toprağa olan direnci, toprağın elektriksel özdirencine bağlıdır. İlk yaklaşım formüllerinin çoğu, pratikte nadiren görülen ve farklı tabaka katmanlarının elektrottan geçen akımın dağılımını etkileyeceği homojen toprakla ilgilidir.
Tablo 1 yalnızca özdirenç örneklerini vermektedir. Bu rakamlar çok geneldir ve önerilen sahada yapılan gerçek ölçümlerin yerine kullanılmamalıdır. Seçilen yerde uygun bir tasarımın hazırlanmasında karşılaşılabilecek zorlukların bir göstergesi olarak kullanılabilirler.
(!) Etkin özdirenç ayrıca zemindeki mineral tuzları ve nem içeriği seviyesi tarafından da kontrol edilir, bu nedenle kurulumdan uzun süre sonra alınan okumaların orijinal test sonuçlarından büyük ölçüde farklı olabileceği unutulmamalıdır.
Toprak sıcaklığının, tabakaların üst katmanları üzerinde bir miktar etkisi vardır, ancak bu sadece ayaz koşullar altında önemlidir. Bu nedenle, bir elektrot sisteminin yer seviyesinden 0,5 m'den daha az aşağıda olan herhangi bir parçasının etkili olduğu düşünülmemelidir.
Tablo 1 – Ωm cinsinden toprak direnci örnekleri
Tablo 1 – Ωm cinsinden toprak direnci örnekleri
NOT! – Tablo 1 yalnızca genel bir kılavuz olarak alınmalıdır. Toprak özdirenci esas olarak elektrolitiktir ve nem içeriği ve toprağın nemi tutma yeteneği ile suda çözünmüş faydalı tuzların kimyasal bileşimi ve konsantrasyonundan etkilenir.
Sütun 2 ve 3 büyük oranla Britanya Adaları ile ilgilidir, ancak sütun 5, nehir ağızlarının etrafındaki bataklık düzlüklerine daha özgüdür.
3. Toprak özdirencinin ölçülmesi
Toprak özdirenci, toprak elektrodunun direncinin oluşturulmasına benzer bir şekilde ölçülebilir.
(!) Bu tür ölçümlerin her zaman basit olmadığı ve yukarıdaki paragrafta belirtilenler gibi bir dizi faktöre bağlı olarak genellikle geniş bir direnç değerleri aralığıyla sonuçlanabileceği unutulmamalıdır.
Toprağa direncin veya toprağa empedansın önceden belirlenmesi için toprak özdirencinin ölçümleri, aşağıdaki gibi dört problu bir yöntem (yaygın olarak Wenner yöntemi olarak bilinir) kullanılarak yapılmalıdır.
- Dört eşit aralıklı test elektrodu "a" aralıklarının %5'inden fazla olmayan bir derinliğe sürülür. Direnç alanlarının çakışmamasını sağlamak önemlidir (Şekil 2)
- İki dış elektrot arasında akım geçirilir
- İki iç elektrot arasındaki toprak potansiyeli ölçülür
Direnç R, iç elektrotlar arasındaki voltajın dış elektrotlar arasındaki akıma oranı olarak alınmalıdır. Homojen toprakta ohm metre (Ωm) cinsinden ortalama özdirenç ρ şu şekilde alınabilir:
ρ = 2 π a R
- a metre (m) cinsinden elektrotlar arasındaki mesafedir;
- R, orta elektrotlar arasında ohm (Ω) cinsinden ölçülen dirençtir
Şekil 2 - Toprak özdirencinin ölçülmesi
1 - Akım kaynağı
A - Ammetre
V - Voltmetre
Bu şekilde belirlenen özdirenç, incelemenin derinliği ile ilgili olan bir elektrot ayırma mesafesi a için geçerlidir. Ölçümü a'nın artan değerleri ile tekrarlayarak, daha büyük derinlikleri içeren görünür özdirenç değerlendirilebilir.
Bu, gerekli direnci elde etmek için daha düşük özdirençli tabakalara daha derin çubuklar vb. sürmekten olası kazancın bir göstergesi olarak alınabilir.
Şekil 3 – Wenner yöntemi kullanılarak toprak özdirenç testi
Wenner yöntemi hakkında birkaç nokta daha…
Eşit aralıklı dört test çivisi, "a" ayrımının %5'ini geçmeyecek şekilde 1 m derinliğe kadar çakılmalıdır.
Direnç alanlarının çakışmamasını sağlamak önemlidir. Akım iki dış elektrot arasından geçirilmelidir ve direnç R, iç elektrotlar arasındaki voltajın dış elektrotlardan iletilen akıma oranı olarak bulunabilir.
(!) Bulunan özdirenç, "a" toprak derinliği için geçerlidir, bu nedenle ölçümü farklı "a" değerleri ile tekrarlayarak, çeşitli derinlikler için ortalama özdirenç bulunabilir ve sonuçlar, daha düşük özdirençli katmanlara ulaşmak için derine sürülen elektrotların yerleştirilmesiyle herhangi bir avantaj elde edilip edilemeyeceğini gösterir.
ÖRNEK – Elektrotlar arası a mesafesi 1 m ise test düzeneği sabiti (2 × 3,14 × 100) cm = 628 cm olarak hesaplanır. Cihaz 40 Ω okursa, toprak direnci (40 × 628) Ωcm = 25 120 Ωcm olur.
Sıcaklık gibi çevresel koşulların, sıcaklık yükseldikçe özdirençte buna karşılık gelen bir düşüşle toprak özdirenci üzerinde bir etkiye sahip olduğuna dikkat edilmelidir.
4. Toprak elektrot tipleri ve direnç hesaplamaları
Bir topraklama sistemi, güvenli kalmasını ve kişilerin veya çevrelerinin sağlığını ve güvenliğini tehlikeye atmamasını sağlamak için en yüksek bütünlükte ve sağlam yapıda olmalıdır. Bu bölümde sunulan formüllerin çoğu düşük frekanslı akımlarla ilgilidir ve yüksek frekanslı örnekler dahil edilmemiştir.
Bu nedenle, empedans nihai bir değerle sınırlanacak olsa bile, düşük bir toprak direnci üretmek için uzun bir yatay bant veya çıplak kablo düşünülüyorsa, bu sorunun dikkate alınması önemlidir (bkz. Şekil 4).
Topraklama sistemleri, tek bir yerel toprak elektrot sistemi oluşturmak için tek tek veya kombinasyon halinde kullanılan bakır iletkenler, uygun boyutlarda bakır kaplı veya östenitik çelik
Şekil 4 - Homojen toprağa gömülü yatay toprak elektrotlarının toprağa empedansı
ZE - Toprağa diren.
L - Kablo uzunluğu
PE - Toprak özdirenci
Aşağıdaki formüllerin tümü homojen toprak koşullarına dayanmaktadır, bu nedenle çoğu pratik durumda, yalnızca, tabaka özdirenç farklı seviyelerde değişecek şekildeyse var olabilecek sorunlar hakkında makul bir fikir verir (%15 doğruluk dahilinde).
(!) Aşağıda verilen formüllerden daha karmaşık olan sayısal yöntemlerin uygulanması gerekli görülebilir ve daha ayrıntılı hesaplamaları yapmak için yazılım mevcuttur. Aşağıdaki formüllerden elde edilen sonuçlar %10 ila %15 doğruluk aralığındadır ve belirli bir tasarımın sonucunun ne olabileceği konusunda rehberlik için yeterli olduğu varsayılabilir.
Bununla birlikte, bir topraklama sistemi tasarımı ve kurulumu yapılmadan önce her zaman sahada özdirenç testi yapılmalıdır.
Şeklin bir elektrot direnci üzerindeki etkisi, dikkate alınan belirli elektrot etrafındaki akım yoğunluğu ile ilgilidir. Düşük bir genel direnç elde etmek için elektrotu çevreleyen ortamda akım yoğunluğu mümkün olduğunca düşük olmalıdır.
Bu, bir yöndeki boyutların diğer ikisine kıyasla daha büyük yapılmasıyla sağlanabilir. Bu nedenle, bir boru çubuk veya şerit, eşit yüzey alanına sahip bir levhadan çok daha düşük bir dirence sahiptir.
a) Levhalar
Bir levha R'nin ohm (Ω) cinsinden toprağa karşı yaklaşık direnci aşağıdaki şekilde hesaplanabilir:
R = p4πA
- ρ, ohm metre (Ωm) cinsinden toprağın özdirencidir (üniform kabul edilir);
- A, levhanın bir yüzünün metrekare (m2) cinsinden alanıdır.
Levhalar kullanılıyorsa, 1,2 m × 1,2 m'den büyük olmayan ve dikey olarak paralel bağlanmış ve en az 2 m aralıklı küçük üniteler olarak kurulmalıdır. Minimum zemin örtüsü 600 mm'den az olmamalı ve ideal olarak çevredeki toprak nemli olmalıdır.
(!) Levhaya bağlantılar bakır iletkenli, kaynaklı, perçinli veya ek yerinde korozyona neden olmayacak bir malzeme ile birleştirilmiş olmalıdır. Bitmiş derz, ağır bir bitüm tabakası ile kaplanmalıdır. Elektrolitik etkiyi önlemek için yer üstü bağlantı kesme noktasına bağlantı şeridi tamamen yalıtılmalıdır.
Levhanın kesik bir yuvaya yerleştirildiği yer, örn. yüzeye yakın bir tebeşir yatağında, yarık, tüm levhanın etrafında en az 300 mm kalınlığında toprak veya diğer iletken düşük dirençli orta örtüye izin verecek kadar büyük olmalıdır. Bu, kurulum sırasında levhanın tabanının tebeşir veya yüksek dirençli alt tabaka üzerinde değil, kullanılan ortamda durduğundan emin olmak için dikkatli bir montaj gerektirir.
NOT! Geleneksel boyutlar için direnç, yüzey alanıyla değil, doğrusal boyutlarla yaklaşık olarak ters orantılıdır, yani 0,9 m × 0,9 m'lik bir levha, 1,2 m × 1,2 m'lik bir levhadan yaklaşık %25 daha yüksek bir dirence sahiptir.
b) Çubuk elektrot
Ohm (Ω) cinsinden bir çubuk Rr'nin direnci aşağıdaki şekilde hesaplanabilir:
- ρ, ohm metre (Ωm) cinsinden toprağın özdirencidir;
- L elektrotun metre (m) cinsinden uzunluğu;
- d, çubuğun metre (m) cinsinden çapıdır.
NOT! – Çap değişikliğinin genel direnç değeri üzerinde çok az etkisi vardır ve boyut daha çok derin topraklama çubukları gerektiğinde mekanik olarak sürülmeye dayanacak şekilde çubuğun mekanik gücü tarafından yönetilir; 20 m veya daha fazla derinliğe kadar.
c) Hizalanmış çubukların paralel bağlantısı
Direnç Rt ohm (Ω) cinsinden "s" metre aralıkla ayarlanmış dikey olarak sürülen n çubuğun değeri aşağıdaki şekilde hesaplanabilir:
- ρ, ohm metre (Ωm) cinsinden toprağın özdirencidir;
- L elektrotun metre (m) cinsinden uzunluğudur;
- n çubuk sayısıdır;
- s, metre (m) cinsinden çubuklar arasındaki mesafedir.
NOT! – Heppe R.J. tarafından yürütülen çalışmaya dayanmaktadır. 1998'de çubukların vb. yüzey yüzündeki potansiyele hesaplamalı yaklaşımı ele alınmıştır ve beklenenden biraz daha iyimser bir yanıt verilmiştir.
(!) Bu model, bir topraklama sistemi bileşeninin elektrostatik davranışının arkasındaki temel teoriye daha yakındır ve pratik amaçlar için uzun süredir daha az olmayacak şekilde ayarlanan "s" değerinin etkileşimli etkisini daha açık bir şekilde ifade eder. çubuğun derinliğinin iki katından fazladır.
Bu, çubuğun yarım küre yarıçapı ile ilgilidir ve tasarım düşüncesinde iki kattan daha az kısıtlama kullanmanın etkilerinden kaçınmıştır. Aralık iki kat değerin altına düştüğünde çoklu çubuk/bant vb. sistemlerin girişim özelliklerini etkiler.
d) Şerit veya yuvarlak iletken elektrotlar
Bu bölüm sadece düz bir iletken ile ilgilidir. Diğer şekiller burada ele alınmamıştır. Bir şerit veya yuvarlak iletkenin ohm (Ω) cinsinden direnci Rta aşağıdaki şekilde hesaplanabilir:
- ρ, ohm metre (Ωm) cinsinden toprağın özdirencidir;
- L elektrotun metre (m) cinsinden uzunluğudur;
- h, elektrotun metre (m) cinsinden derinliğidir;
- d, yuvarlak iletkenin çapı veya şeridin eşdeğer enine kesit alanının metre (m) cinsinden çapıdır.
Düz uzunluklarda, her biri metre (m) cinsinden L uzunluğunda ve s metre ayırma mesafesine sahip iki veya daha fazla şerit birbirine paralel olarak döşendiğinde ve bir uçta birbirine bağlandığında, yalnızca birleşik direnç aşağıdaki denklemden hesaplanabilir:
Rn = F R1
- Rn, paralel bağlı n iletkenin ohm (Ω) cinsinden direncidir
- R1, önceki Rta denkleminden hesaplanan L uzunluğundaki tek bir şeridin ohm (Ω) cinsinden direncidir.
- F aşağıdaki değere sahiptir:
- İki uzunluk için: F = 0,5 + [0,078(s/L)] - 0,307
- Üç uzunluk için: F = 0,33 + [0,071(s/L)] - 0,408
- Dört uzunluk için: F = 0,25 + [0,067(s/L)] - 0,451
- 0,02 < (s/L) < 0,3 olması şartıyla
e) Şebeke
Bir ağ (ızgara) direnci Rm ohm (Ω) aşağıdaki gibi hesaplanabilir:
- ρ, ohm metre (Ωm) cinsinden toprağın özdirencidir;
- A, ağ örgüsünün kapsadığı gerçek alandır, metrekare (m2) cinsinden;
- L, ağda kullanılan şeridin metre (m) cinsinden toplam uzunluğudur.
f) Düşük özdirençli malzeme ile kaplanmış bir elektrodun direnci, örn. beton yapma
Dolgulu elektrot Rb'nin ohm (Ω) cinsinden direnci aşağıdaki gibi hesaplanabilir:
- ρ, ohm metre (Ωm) cinsinden toprağın özdirencidir;
- ρc, dolgu için kullanılan iletken malzemenin ohm metre (Ωm) cinsinden özdirencidir;
- L çubuğun metre (m) cinsinden uzunluğudur;
- d, çubuğun metre (m) cinsinden çapıdır.
g) Çeşitli elektrotlar
Bu başlık altında düzenlenebilecek birçok yapılandırma vardır. Ancak, özellikle derin donatılı kazıklar vb. ile uğraşırken, gerekli değeri elde etmek için ilk önce denenmesi muhtemel olanlardan birkaçı dahil edilmiştir.
- Bir eşkenar üçgenin köşelerinde üç çubuk
- Bir köşede buluşan birbirine dik açılarda ayarlanmış iki şerit
- Hepsi eşit uzunlukta yıldız noktasında 120°'de buluşan üç şerit
- Haç şeklinde ayarlanmış dört şerit
- Yapısal çelik işleri
Bir eşkenar üçgenin köşelerindeki üç çubuk
Bir kenarın metre uzunluğundaki bir eşkenar üçgenin (bkz. Şekil 5) köşelerinde düzenlenen birbirine bağlı üç çubuğun ohm (Ω) cinsinden direnci aşağıdaki gibi hesaplanabilir:
- ρ, ohm metre (Ωm) cinsinden toprağın özdirencidir;
- L çubuğun metre (m) cinsinden uzunluğudur;
- d, metre (m) cinsinden çubuğun çapıdır;
s, eşkenar üçgenin bir kenarının metre (m) cinsinden uzunluğudur
Şekil 5 - Bir eşkenar üçgenin köşelerindeki üç çubuk
Tek bir köşede buluşan birbirine dik açılarda ayarlanmış iki şerit
RL direnç olarak, bir köşesi birbirine dokunan 90°'ye ayarlanmış eşit uzunlukta iki şeridin ohm (Ω) cinsinden direnci (bkz. Şekil 6) aşağıdaki gibi hesaplanabilir:
- ρ, ohm metre (Ωm) cinsinden toprağın özdirencidir;
- L, şeridin metre (m) cinsinden toplam uzunluğudur;
- h, metre cinsinden gömülme derinliğidir (m);
- d, yuvarlak iletkenin çapı veya şeridin eşdeğer enine kesit alanının metre (m) cinsinden çapıdır.
- Şekil 6 - Bir köşede buluşan birbirine dik açılı iki şerit
Hepsi eşit uzunlukta yıldız noktasında 120°'de buluşan üç şerit
Yıldız dizilişli bir şeridin (bkz. Şekil 7) ohm (Ω) cinsinden direnci RS aşağıdaki gibi hesaplanabilir:
- ρ, ohm metre (Ωm) cinsinden toprağın özdirencidir; şeridin metre (m) cinsinden toplam uzunluğu;
- L, metre cinsinden gömülme derinliğidir (m);
- h, yuvarlak iletkenin çapı veya metre (m) cinsinden şeridin eşdeğer enine kesit alanının çapıdır.
Şekil 7 - Hepsi eşit uzunlukta yıldız noktasında 120°'de buluşan üç şerit
Haç şeklinde ayarlanmış dört şerit
Bir haç biçiminde (bkz. Şekil 8) belirtilen dört şeridin ohm (Ω) cinsinden direnci Rcr aşağıdaki gibi hesaplanabilir:
- ρ, ohm metre (Ωm) cinsinden toprağın özdirencidir;
- L, şeridin metre (m) cinsinden toplam uzunluğudur;
- h, metre cinsinden gömülme derinliğidir (m);
- d, yuvarlak iletkenin çapı veya şeridin eşdeğer enine kesit alanının metre (m) cinsinden çapıdır
Şekil 8 - Haç biçiminde yerleştirilmiş dört şerit
Yapısal çelik işleri
Betondaki temel metal işleri, hazır ve etkili bir toprak elektrotu olarak kullanılabilir. Büyük yapının yeraltı metal yapısı tarafından oluşturulan toplam elektrot alanı, diğer yöntemlerle elde edilebilenden daha düşük bir toprak direnci sağlamak için sıklıkla kullanılabilir.
1 Ω'un oldukça altındaki genel değerler elde edilebilir.
Metal yapı takviyesinin korozyon olasılığının dikkate alınması önemlidir. Korozyon ürünleri, orijinal metalden daha büyük bir hacim kaplar ve çatlama meydana gelebilir. Özellikle sürekli toprak akımlarına dikkat edilmelidir.
(!) Bu tür bir akımın olası bir kaynağı, temel metal yapılarının bağlanabileceği diğer toprak elektrot türleri dahil olmak üzere diğer gömülü metal yapılarla uyumsuzluk olabilir.
NOT! – Katodik koruma ihtiyacını dikkate almak gerekebilir.
Alternatif akımın korozyona neden olması beklenmemelidir, ancak doğru akımın çok küçük bir oranını üretmek için yeterli düzeltme gerçekleşebilir.
Önemli miktarda sürekli toprak kaçağı akımının beklendiği her yerde, yardımcı elektrotlar sağlamak için temel elektrotlarının bağlanabileceği, böylece yüksek arıza akımlarına yardımcı olacak şekilde, önceki bölümde açıklanan tipte bir ana elektrot sağlanması önerilir.
AC'ye tabi beton kaplı çelik yapının korozyonu taşıma kapasitesi içindeki arıza akımlarının ihmal edilebilir olduğu varsayılabilir.
NOT! – Uzun süreli toprak arıza akımlarının elektrotun taşıma kapasitesini aştığı durumlarda, ark oluşumu veya nemin hızlı buharlaşması nedeniyle betonda çatlama şeklinde hasar meydana gelebilir. Elektrot, toprağa tehlikeli voltajları önlemek için yeterince düşük bir dirence sahipse bu durumun ortaya çıkması olası değildir.
(!) Beton kaplı çelik konstrüksiyonun veya beton donatı çubuklarının toprağa karşı direnci, toprağın cinsine, nem içeriğine ve temelin tasarımına göre değişir.
Beton higroskopiktir ve kuru yerler dışında toprağa gömüldüğünde, normal sıcaklıklarda yaklaşık 30 Ωm ila 90 Ωm arası bir dirence sahip olması beklenebilir. Bu, bazı toprak türlerinden daha düşüktür.
Elektrot olarak kullanılması amaçlanan herhangi bir metal yapının toprağa direncinin ölçülmesi ve toprakla yeterli bir bağlantı sağlamaya devam ettiğini doğrulamak için daha sonra düzenli aralıklarla değerinin izlenmesi esastır.
Şekil 9 – İçi boş bir kare şeklinde düzenlenmiş dikey elektrotlar
İdeal olarak, tüm elektrotların birleşik direncinin teyidi elde edilmelidir, ancak geniş bir alanı kapsayan bir yapının toprak direnci oldukça düşük olabilir ve tamamlanmış bir yapı üzerinde doğru bir ölçüm elde etmek zor veya imkansız olabilir.
(!) Yapının birçok benzer temel üzerinde desteklendiği durumlarda, bir temelin direncini diğerlerine elektriksel olarak bağlanmadan ve yakınlarda elektriksel olarak paralel başka temeller bulunmadan önce ölçmek mümkün ve daha tatmin edici kabul edilebilir.
Mümkünse, olası direnç değişiminin bir göstergesini elde etmek için bu tür birkaç ayağın direncini ölçmek avantajlıdır ve tavsiye edilir.
Temel direncinin temsili bir değerinin elde edilebileceği varsayımına göre, yaklaşık olarak dikdörtgen bir planda düzenlendiği varsayılan tüm benzer temellerin (RTOT) ohm (Ω) cinsinden birleşik etkisi aşağıdakilerden belirlenebilir:
-
- R1, ohm (Ω) cinsinden bir ayağın direncidir;
- λ, Tablo 2'deki faktördür;
- ρ, ohm metre (Ωm) cinsinden toprağın özdirencidir;
- s, temellerin metre (m) cinsinden aralığıdır;
- n, elektrot olarak kullanılan temellerin sayısıdır (Tablo 2'deki nota bakınız).
NOT! – Bu denklem, bitişik elektrotlar arasındaki mesafenin ρ/2πR1s oranının yaklaşık 0,2'den az olacağı varsayımına dayanmaktadır.
Tablo 2 – İçi boş kare şeklinde düzenlenmiş dikey elektrotlar için faktörler
NOT! – Direncin büyük bir oranı, betonun toprağa metalin hemen çevresinde olmasından kaynaklanır ve nem içeriğine bağlıdır. İnşaattan sonra ve zamanın geçmesiyle bu nem içeriği toprağınkiyle dengeye yaklaşacak ve genellikle ilk serildiği zamandan daha kuru olacaktır.
Bir yapının montajı sırasında yapılan ölçümler kullanılırken, nem içeriğindeki değişiklikler nedeniyle elektrot direncinde ortaya çıkan artışa izin verilmelidir.
(!) Elektrodun parçası olduğu düşünülen tüm metal parçalar arasında elektriksel sürekliliğin sağlanması önemlidir.
Takviye çubukları gibi beton içindeki veya yer altındaki metal parçalar arasındaki temas durumunda, bu en iyi şekilde kaynakla sağlanabilir. Yer üstünde ve ankraj cıvatalarında, genellikle her bir yapısal eklemi baypas etmek için bir bağ iletkeni takılarak yapılabilir. Bu, özellikle montajdan önce astarlanmış olabilecek yüzeyler için geçerlidir.
Ohm (Ω) cinsinden bir betonarme temelin toprağa direnci Rr, bina yapısına veya topraklama sistemine yalnızca dikey takviye çubuklarının bağlandığı varsayılarak tahmin edilebilir. Sadece tel bağlarla bağlanabilen diğer donatıların etkisi ihmal edilebilir.
Çubukların simetrik bir modelde eşit aralıklarla yerleştirildiği varsayılabilir (bkz. Tablo 3).
- ρ, ohm metre (Ωm) cinsinden toprağın özdirencidir;
- ρc, ohm metre (Ωm) cinsinden betonun özdirencidir;
- L, donatı çubuğunun zemin seviyesinin altında metre (m) cinsinden uzunluğu;
- δ, çubuklar ve toprak arasındaki betonun metre (m) cinsinden kalınlığıdır;
- z, çubuk kümesinin metre (m) cinsinden geometrik ortalama mesafesidir.