Верхні шари земної кори, в яких можуть протікати струми електричних установок, прийнято називати землею. Властивість землі як провідника струму залежить від його структури і компонентів, які вона містить.

Основні компоненти землі - кремнезем, глинозем, вапняк, вугілля і т. Д. - є ізолятори, і провідність землі залежить від ґрунтового розчину, т. Е. Вологи і солей, що знаходяться між непроводящими твердими частинками компонентів. Таким чином, земля має іонною провідністю, яка, на відміну від електронної провідності в металах, має більший електричний опір електричному струму .

Властивості землі як провідника струму прийнято визначати її питомим електричним опором ρ, під яким розуміється опір кубика ґрунту з ребрами 1 см. Ця величина визначається з виразу:

ρ = RS / l,

Ом • см2 / см, або Ом / см, де R - опір (Ом) деякого обсягу грунту перетином S (см2) і довжиною l (см).

Величина питомого опору землі ρ залежить від характеру грунту, вологості, вмісту лугів, солей і кислот, а також від його температури.

Діапазон зміни у ділового електричного опору землі ρ різних грунтів величезний, наприклад глина має опір 1 - 50 Ом / м, піщаник 10 - 102 Ом / м, а кварц 1012 - 1014 Ом / м. Для порівняння наведемо питомі електричні опори природних розчинів, що заповнюють пори і тріщини. Наприклад, природні води в залежності від розчинених в них солей мають опір 0,07 - 600 Ом / м, з них річкові і прісні грунтові води 60 - 300 Ом / м, а морська вода і глибинні води 0,1 - 1 Ом / м .

Збільшення вмісту розчинених речовин в грунті, загальною вологості, ущільнення його частинок, підвищення температури (якщо при цьому вологість не буде зменшуватись) призводять до зменшення ρ. Просочування грунту маслами і нафтою, а також промерзання значно збільшують ρ.

Земля неоднорідна, вона складається з декількох шарів грунту з різними значеннями ρ. Спочатку при розрахунках заземлень та інженерних вишукувань грунтувалися на припущенні про однорідність ρ землі в вертикальному напрямку. Тепер при розрахунках заземлювачів приймають, що земля складається з двох шарів: верхнього - з питомим опором ρ1 і товщиною h і нижнього - з питомим опором ρ2. Така розрахункова двошаровий модель землі добре відображає особливості зміни по глибині землі, викликані промерзанням і висиханням її поверхневого шару, а також впливом на р зони ґрунтових вод.

Аналітичний розрахунок всіх факторів, що впливають на величину ρ, утруднений, тому питомий опір, яке задовольняє прийнятої точності розрахунку, отримують шляхом безпосередніх вимірювань.

Для вимірювання параметрів електричної структури землі - товщини шарів і питомої електричного опору кожного шару - в даний час рекомендується два способи: пробного вертикального електрода і вертикального електричного зондування. Вибір способу вимірювання залежить від характеристики грунтів і необхідної точності вимірювання.

Дивіться також: Як виміряти питомий опір землі

Нижче в таблиці наведені питомі опору найбільш поширених ґрунтів.

Питомий опір грунтів Вид грунту Питомий опір, Ом / м Глина 50 Вапняк щільний 1000-5000 Вапняк пухкий 500-1000 Вапняк м'який 100-300 Граніт і піщаник в залежності від вивітрювання 1500-10000 Граніт і піщаник вивітрені 100-600 Гумусний шар 10-150 мулисті грунти 20-100 Мергелі юрського періоду 30-40 Мергелі і щільна глина 100-200 слюдисто сланці 800 Глинистий пісок 50-500 Кременистий пісок 200-3000 Шаруваті сланцеві ґрунти 50-300 Голий кам'янистий ґрунт 1500-3000 кам'янистий грунт, вкритий травою 300- 500 Заболочені грунти Від декількох одиниць до 30 Вологі торф'янисті грунти 5-100