Maadoitusvastuksen pienentäminen sähköisessä resistiivisyystomografiassa

Thumbnail Image

Files

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Sähkötekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
Electronic archive copy is available locally at the Harald Herlin Learning Centre. The staff of Aalto University has access to the electronic bachelor's theses by logging into Aaltodoc with their personal Aalto user ID. Read more about the availability of the bachelor's theses.
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2025-09-17

Department

Major/Subject

Elektroniikka ja sähkötekniikka

Mcode

ELEC3013

Degree programme

Sähkötekniikan kandidaattiohjelma

Language

fi

Pages

23

Series

Abstract

Sähköinen resistiivisyystomografia on maankuvantamismenetelmä, jossa sähkön avulla kartoitetaan mittauskohteen rakenteita. Menetelmällä voidaan esimerkiksi kartoittaa putkien sijaintia korjaustöitä varten tai patojen vuotokohtia. Eräs haaste mittauksissa on riittävien kontaktien luominen mittauskohteeseen. Hyvän kontaktin varmistaminen on oleellista mittauksissa, sillä heikot kontaktit vaikeuttavat tai saattavat jopa estää mittaustulosten tulkitsemisen. Kontaktia voidaan parantaa pienentämällä mittauksessa käytettyjen elektrodien maadoitusvastusta. Tässä työssä käydään läpi vastukseen vaikuttavat tekijät ja keinot sen pienentämiseksi. Lisäksi teorian toimivuutta testataan käytännössä. Maadoitusvastusta voidaan pienentää elektrodien materiaalivalinnoilla tai asettelulla. Erilaisilla elektrodin ja mittauskohteen väliin lisättävillä väliaineilla, kuten suolavedellä tai ultraäänigeelillä voidaan myös pienentää vastusta. Maadoitusvastus riippuu myös ulkoisista olosuhteista, kuten kosteuden määrästä maaperässä tai elektrodien kontaktipinta-alasta, joihin voidaan vaikuttaa. Tämän työn käytännön mittauksissa havaittiin, että elektrodien pinta-alan ja rakenteen vaikutus olivat maadoitusvastukseen vaikuttavista tekijöistä merkittävimmät. Suolavedellä kastellut elektrodit toimivat useimmissa tapauksissa hyvin. Esimerkiksi suolavedessä kastellut talousliinat, joita käytetään yleensä siivouksessa, osoittautuivat toimiviksi elektrodeiksi. Muita kokeiltuja elektrodivaihtoehtoja olivat teräshankaussieni, lima ja muovailuvaha. Yhteenvetona voidaan todeta, että maadoitusvastukseen vaikuttavat mittauskohteen ja elektrodin resistiivisyydet, jotka riippuvat lämpötilasta, kosteudesta, kontaktipinta-alasta ja levymallisten elektrodien tapauksessa myös paineesta. Näihin tekijöihin vaikuttamalla voidaan vaikuttaa suoraan maadoitusvastuksen suuruuteen. Lisäksi elektrodien asettelulla ja erilaisilla väliaineilla, kuten geelillä tai suolavedellä, voidaan pienentää maadoitusvastusta.

Electrical resistivity tomography is a geophysical imaging method in which electricity is used to map the structures of the survey target. The method can, for example, be used to map the locations of pipes for repair work or to detect leakage points in dams. One challenge in such measurements is creating sufficient contact with the survey target. Ensuring good contact is essential, as poor contacts make it difficult or even impossible to interpret the measurement results. Contact can be improved by reducing the grounding resistance of the electrodes used in the measurement. In this work we discuss the factors affecting resistance and methods to reduce it. In addition, the functionality of the theory is tested in practice. Grounding resistance can be reduced by using different electrode materials or arrangements. It can be reduced as well as by using intermediate substances between the electrode and the survey target, such as saltwater or ultrasound gel. Resistance can also be reduced by influencing external conditions, for example by increasing the soil moisture content or enlarging the electrode contact area. In the practical measurements of this work, it was found that the electrode surface area and structure were the most significant factors influencing grounding resistance. Electrodes moistened with saltwater worked well in most cases. For instance, sponges soaked in saltwater proved to be effective electrodes. Other electrode alternatives tested were steel wool, slime, and modeling clay. In summary, grounding resistance is affected by the resistivities of both the survey target and the electrode, which depend on temperature, moisture, contact surface area and, in the case of plate-type electrodes, also pressure. By influencing these factors, the magnitude of the grounding resistance can be directly controlled. Furthermore, electrode arrangement and various intermediate materials, such as gel or saltwater, can also reduce grounding resistance.

Description

Supervisor

Turunen, Markus

Thesis advisor

Kärhä, Petri

Keywords

sähköinen resistiivisyystomografia, ERT, maadoitusvastus, vastusluotaus

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202509237237

Collections

[kand] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC