Împământarea sau priza de pământ reprezintă un termen destul de cunoscut de majoritatea oamenilor. Contactul cu pământul, în realizarea oricărei retele electrice, este folosit pentru o serie de motive cel mai important dintre acestea fiind legat de siguranța personalului.

Protecția echipamentelor și asigurarea unei căi sigure pentru disiparea curenților de defect, a loviturilor de trăsnet, a descărcărilor statice, etc, reprezintă alte motive pentru care împantarea este importantă.

Potrivit standardele de siguranță electrică, este nevoie de o priza de pamant cu o dispersie cat mai mica, pentru a asigura o eficienta si un nivel de siguranta cat mai bune. Rezistența unei prize de pământ poate avea valori ce variază de la 10 ohmi pentru o instalație de paratrăsnet, până la 1 ohm sau mai puțin în instalațiile in care dispozitivele de protecție trebuie să funcționeze într-un timp foarte scurt.

Rezistenţa de dispersie a unei prize de pământ face referire sau mai bine spus este o sumă de alte trei rezistențe: rezistența electrodului, rezistența de contact dintre electrod și pământ și rezistența pământului. De obicei primele două componente pot fi considerate neglijabile în comparație cu rezistența solului.

Realizând o analiză a rezistenței solului, putem considera că acesta este alcătuit dintr-un număr de straturi concentrice de pământ de grosime egală. Daca se presupune că aceste straturi de pământ analizate ar avea rezistivitate uniformă realizăm că rezistența acestui înveliș de pământ va fi invers proporțională cu secțiunea transversală și prin urmare, dincolo de o anumită distanță față de electrodul prizei de pământ, rezistența acestor straturi de pământ nu va afecta în mod notabil rezistență totală a prizei de pământ.

În urma măsurătorilor, în aproximativ 90% din cazuri, rezistența pământului care înconjoară un electrod al unei prize de pământ este maximă pe o rază de 2 până la 3 m în jurul lui. Suprafață de pământ cuprinsă în această arie din jurul electrodului, este numită zona de influență maximă a rezistenței pământului.

Unele studii au arătat că la o distanță de aproximativ 1,1 ori lungimea electrodului, rezistență înregistrată, reprezintă aproximativ 95% din rezistență totală a pământului și din acest motiv, peste această distanță, variația rezistenței devine neglijabilă.

Cum poate fi redusă rezistența de dispersie a unei prize de pământ la o valoare sub 4Ω?

Pentru că proiectarea și realizarea unei prize de pământ reprezintă un aspect important în orice instalație electrică este indicat să lăsăm acest lucru în seama specialiștilor. În cazul în care o priză de pământ formată dintr-un electrod de 1,5 m, are la măsurare o rezistență de dispersie de 20 ohmi, prin adăugarea unui electrod suplimentar cu aceleași caracteristici, la o distanță de de cel puțîn două ori lungimea sa, se obține o valoare a rezistenței de dispersie de 10 ohmi.

1.Creșterea numărului electrozilor

Scăderea rezistenţei de dispersie a prizei de pământ este influenţată de numărul de electrozi. Luând ca exemplu o priză de pământ formată din trei electrozi, rezistența obținută va fi în jurul valorii de 7 ohmi, iar pentru 4 electrozi vom obține o rezistență cu o valoare de aproape 5 ohmi. Prin instalarea a 5 electrozi în paralel, respectând această regulă privind plantarea acestora la o distanță de cel puțin două ori lungimea lor, teoretic cel puțin, vom obține o priză de pământ cu o rezistență de aproximativ 4 ohmi.

In mod evident, o priză de pământ formată din 5 sau mai mulți electrozi poate fi foarte costisitoare și totodată este nevoie de un spațiu mai mare in care sa fie amplasați electrozii pentru a păstra distanța dintre aceștia. Atunci când suntem în această situație în care nu putem crește numărul electrozilor, singură soluție este creșterea adâncimii de plantare prin folosirea unor electrozi de lungimi mult mai mari (cel puțin 3 metri), sau tratarea solului.

Dacă măsurătorile pentru rezistivitatea solului indică valori mai mici la adâncimi mari, atunci o alegere logică este montarea la adâncime a electrozilor prizei de pământ.

Pe de altă parte, dacă rezistivitatea solului este uniformă, reducerea procentuală a rezistenței pe pământ pe unitatea de lungime a tijei devine exponențial mai mică, cu fiecare creștere a adâncimii de plantare. În general prin montarea unor electrozi de lungimi mari de ajunge la scăderea semnificativă a rezistenței prizei de pământ, iar măsurătorile demonstrează că o dublare a lungimii electrozilor, reduce rezistența prizei de pământ cu aproximativ 40%.

2.Creșterea diametrului electrozilor

S-ar putea crede de asemenea, că prin creștere diametrului electrodului ar scădea si valoarea rezistenței prizei de pământ. Există o anumită influență deși, destul de mică. Pentru aceeași adâncime, prin dublarea diametrul electrozilor vom putea obține o reducere de maxim 10%.

Testele au arătat că o dublare a diametrului a dus la creșterea în greutatea a prizei de pământ cu 400%, fapt care a dus automat la o creșterea a costului acesteia de aproape patru ori. Acest lucru este evident, pentru că atât electrozii cât și platbanda se vinde la kg. Din acest motiv, creșterea diametrului se ia în considerare doar pentru soluri grele, în care plantarea electrozilor este foarte greoaie datorită rezistenței opuse de sol

3.Tratarea solului

Reducerea rezistenţei unei prize de pământ prin adăugarea de materiale de îmbunătățire a solului este de cel mult 10 – 20 %, situație nu foarte favorabilă. Tratamentul chimic al solului, este o modalitate de a îmbunătăți rezistența electrodului unei prize de pământ, doar atunci când nu putem introduce electrozii la adâncimi mari datorită compoziției solului, a prezenței rocilor sau a altor obstacole.

Prin tratarea solului trebuie să luăm în considerare și posibilul efect coroziv asupra electrodului precum și reglementările de mediu. Printre substanțele amintite în literatura de specialitate se numără: sulfat de magneziu, sulfat de cupru, sare sau bentonita.

Prin faptul că sulfaţii solubili atacă betonul, folosirea acestora în apropierea fundațiilor nu este recomandată. De asemenea, este bine de ținut minte și că tratamentul chimic nu este un mod permanent de a îmbunătăţi rezistenț prizei de pământ. Produsele chimice sunt spălate treptat de precipitații și drenate natural prin sol. În funcție de porozitatea solului dar și cantitatea de precipitații, perioada de înlocuire a acestor substanțe poate ajunge uneori chiar la câțiva ani.

Un avantaj al tratării chimice a solului este reducerea variației sezoniere asupra rezistenţei prizei de pământ ca urmare a modificării umidității solului. Cu toate acestea, ar trebui să se ia în considerare această metodă doar pentru priză de pământ formată dintr-un singur electrod montat la adâncime. Pentru prizele de pământ formate din mai mulți electrozi această metodă nu este practică, pentru că este foarte greu să realizăm un tratament al solului în jurul fiecărui electrod.