대지저항률 측정

대지저항률의 정의

대지저항률은 흙이나 암반 같은 대지 재료가 전류의 흐름을 방해하는 정도다.

고유 비저항이므로 전극의 크기나 측정 조건과 관계없이 같은 값을 가진다.

접지저항은 대지저항률에 비례하므로 이 값을 먼저 알아야 접지극 규모를 정한다.

단위는 Ω·m이며, 시험에서는 정의와 측정법, 영향 요인을 묶어 출제된다.

4전극 배치

4전극법은 전류 전극 C1·C2와 전위 전극 P1·P2를 일직선상에 등간격으로 박는다.

C1·C2 사이에 전류 I를 흘리고 P1·P2 사이의 전위차 V를 잰다.

전류 회로와 전압 회로를 분리하므로 전극 접촉저항의 영향이 줄어든다.

2극법은 전극을 공유해 접촉저항이 그대로 섞이므로, 정밀 측정에는 4극법을 쓴다.

Wenner 4전극법의 식

Wenner 4전극법의 겉보기 대지저항률은 ρ = 2πaR로 구한다.

a는 전극 간격, R은 측정 저항이며, R은 전압 V를 전류 I로 나눈 값이다.

전극 간격 a를 바꾸어 같은 과정을 반복하면 깊이별 값을 얻는다.

간격 a가 곧 측정 깊이의 기준이므로, 목적에 맞는 간격을 골라야 한다.

계산 예제

전극 간격 a = 2 m, 측정 저항 R = 15 Ω인 가상의 값으로 계산해 본다.

ρ = 2πaR에 대입하면 2 × 3.14 × 2 × 15이며, 약 188.4 Ω·m이다.

이 값은 점토질 토양의 범위에 해당하므로 상식 범위다.

전극 간격을 바꾸면 측정 깊이가 달라지므로, 결과는 간격과 함께 기록한다.

헷갈리는 점과 61.8% 기준

가장 흔한 실수는 전극 간격과 측정 깊이를 혼동하는 것이다.

전극을 땅속 깊이로 혼동하면 감점된다. 단위를 cm로 쓰면 환산 과정도 적는다.

전극을 너무 가깝게 박으면 상호 영향을 받으므로 간격을 충분히 둔다.

전위강하법에서는 C 쪽 61.8% 지점이 전위 보조전극의 기준 위치다.

정리

대지저항률은 접지 설계의 기초가 되는 고유 비저항이다.

토양 종류, 수분, 온도, 계절, 용존 염류가 값에 영향을 준다.

측정은 Wenner 4전극법을 가장 많이 쓰며 ρ = 2πaR로 구한다.

정의, 영향 요인, 측정법을 묶어 답하고 측정 조건을 함께 적는다.