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대지저항률

대지저항률

대지저항율에 영향을 미치는 요인들에 대해 설명하시오.

접지설계시 고려하는 대지저항률의 개념 및 대지저항률에 영향을 주는 요인을 설명하시오.

대지 고유저항율 측정방법과 산출식을 유도하시오.

대지 저항률의 영향 인자

토양의 종류 및 깊이, 수분 함량, 온도, 계절의 변화, 화학물질, 해수, 암석의 종류 등에 따라 대지 저항률에 영향을 준다. 접지저항은 대지저항률에 따라서 좌우 된다.

1) 토양의 종류

토양의 종류대지 저항률[Ω·m]
늪지 및 진흙80~200
점토질, 모래질150~300
모래와 자갈이 섞인 혼합토250~500
사암 및 암반지대10,000~100,000

2) 함유된 수분의 양

습기가 25[%] 이상이면 거의 변화가 없으나, 그 보다 건조하면 저항률이 현저하게 증가한다. 실제 비가온 후에 저항값이 크게 저하하고, 맑은 날씨가 계속되면 점점 상승한다. 따라서 접지극은 될 수 있는 한 지하 깊이 수분이 있는 장소에 매설하는 것이 바람직하다.

3) 온도

모든 물질은 온도에 따라서 저항률이 변하는 특성을 가지고 있다.

일반적인 금속의 경우는 온도가 감소할수록 저항률이 감소하는 특징이 있으며, 토양의 경우는 온도가 감소할수록 저항률이 증가하는 반도체와 유사한 특성을 가지고 있다.

4) 계절

계절에 따라서 토양의 포함된 수분의 함량과 온도가 복합적으로 작용

대지저항률

대지 저항률, 저항, 전위 산출식

대지 저항률_저항_전위 산출식

1) 임의의 반경 에서의 전류밀도

\[J=\frac{I}{A}=\frac{I}{2\pi x^2}[A/m^2]\]

2) 전류밀도와 전계와 관계

\[J=\sigma E\to E=\rho J\to E=\frac{\rho I}{2\pi x^2}\]\[\to V=\frac{\rho I}{2\pi x^2}\times x=\frac{\rho I}{2\pi x^2}[V]\]

3) 옴의 법칙으로 저항 및 저항률 산출

\[R=\frac{V}{I}=\frac{\frac{\rho I}{2\pi x}}{I}=\frac{\rho}{2\pi x}[\Omega]\]\[\to\rho=2\pi xR[\Omega\cdot m]\]

①대지의 저항

\[R=\frac{\rho}{2\pi x}\]

②대지의 저항률

\[\rho=2\pi xR[\Omega\cdot m]\]

③대지전위

\[V=\frac{\rho I}{2\pi x}[V]\]
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