Основною величиною, яка вводиться в розрахунок заземлення і від якої залежать конструкції заземлення, є питомий опір ґрунту. Цей найважливіший параметр, говорить про рівень "електропровідності" землі в ролі провідника, тобто як добре буде йти в цьому середовищі електричний струм від заземлювача.

Грунт - це пористе дисперсійне тіло, що складається з трьох основних частин: твердої, рідкої (вільна і зв'язана вода) і газоподібному. Структура грунту схематично показана на малюнку нижче.

1 - тверді частинки, 2 - зв'язана вода, 3 - вільна вода, 4 - газоподібна складова

Земля - ​​досить поганий провідник, її провідність в тисячі разів нижче, провідності води або металів. Питомий опір грунту - це фізична величина, що характеризує опір грунту протіканню електричного струму, простими словами - цим параметром ми робимо висновки про електропровідності грунту в якості провідника при прокладці заземлення.

Питомий опір грунту - це опір, виказують різними речовинами землі (грунту) в вигляді куба з розмірами 1 × 1 × 1 метр, до якого підключені вимірювальні електроди до протилежних сторона куба. За фізичну одиницю об'ємного питомої опору вважають Ом на метр (міжнародне позначення Омм).

Значення питомої опору грунту це вихідний і головний фізичний параметр для здійснення розрахунків опору заземлення. Чим вище це значення, тим більше заземлювачів потрібно, щоб домогтися необхідного значення опору заземлення. При розрахунку будь-якого заземлювального пристрою необхідно знати точне значення цього араметра в конкретному місці, де будемо підключати заземлення.

Даний параметр грунту залежить від великого числа зовнішніх факторів: температури, вологості, складу, структури і уплотненности грунту, пори року, присутності солей, лужних і кислотних залишків.

На основі різних геодезичних досліджень, що проводяться в верхніх шарах грунту, можна зробити висновок про те, що електрична складова структури землі носить виражений вигляд шарів, які мають абсолютно різне опір з чітко визначеними горизонтальними межами. Причому питомий опір в горизонтальному напрямку практично однакове і змінюється несуттєво. При цьому верхній шар землі піддається інтенсивним сезонних змін, через сильні температурних коливань, а так само від кількості потрапляє в грунт вологи. Інші фактори, впливають менш виражено. Найбільше значення питомої опору спостерігається в зимову пору року, коли грунт промерзає, і влітку - при висиханні останнього. Найвищим значенням володіють якраз на вічній грунти в зоні мерзлоти. У води в перехідному стані з рідкого у твердий практично не йдуть процеси передачі заряду. На малюнку нижче представлений графік залежності питомої опору грунту від значення температури, на якому все вище сказане, дуже добре видно:

Характерно, що при зниженні температури навколишнього середовища за все до -5 ° Цельсія, значення питомої опору збільшується в 8 разів. Не менш важливе значення, при розрахунках заземлення має і рівень вологості - при його навіть незначному падінні у деяких типів грунтів (піски, глина і суглинок) питомий опір збільшується в рази. Приклади цього, як раз, наводиться в таблиці нижче.

Точне і правильне вимірювання питомого опору грунту дозволяє істотно знизити витрати при монтажі заземлення. Так, немає необхідності встановлювати зайві заземлювачі. Для отримання правильного результату вимірювання необхідно здійснювати протягом усього року, як мінімум по разу протягом кожного часового сезону. Набагато частіше все виміри проводять в кінці весни - початку літа, можливе збільшення опору враховують, вводячи різні підвищувальні коефіцієнти, дивись таблицю нижче.

Для вимірювання можна використовувати прилад МС-08 або його аналоги. В основу роботи вимірювального приладу покладено принцип магнітоелектричного логометра. У приладі є дві рамки - одна приєднана як вольтметр, друга - амперметр. Ці обмотки, при одномоментному включенні, створюють на вісь вимірювального приладу впливу, що мають прямо протилежні напрямки. В результаті цієї протидії - відхилення стрілки приладу буде прямо пропорційно значенню опору. Шкала вимірювального пристрою проградуірована в Омасі. У МС-08 джерелом напруги при проведенні вимірювань виступає генератор (Г) постійного струму, який приводиться в рух за рахунок обертання ручкою. Також міститься випрямляч (Вп) і переривник (П).

При включення харчування на крайні електроди між середніми з'явиться різниця напруги U. Для однорідного грунту значення U буде прямо пропорційно току I і питомому опору ρ і назад пропорційно відстані між електродами а.

U = ρI / 2πа

звідки випливає, що питомий опір визначається так:

ρ = 2πaU / I. або з співвідношень закону Ома ρ = 2πaR

Чим вище відстань між електродами, тим більший обсяг землі охоплюється електричним полем , Що генерується струмовими електродами. Змінюючи значення а можна побачити залежність значення питомої опору грунту від цього параметра. Для однорідної землі значення ρ буде практично скрізь однаковим.

Для збільшення точності проведених вимірювань важливо грамотно розташувати на поверхні грунту вимірювальні щупи. При цьому слід дотримуватися таких принципів:
Щтирі потрібно добре почистити від бруду, що залишилася від попередніх вимірювань. Засохла бруд сильно збільшує отримане значення
Щупи монтуються в землю строго вертикально по прямій лінії, на рівній відстані один від одного
Відстань між вимірювальними щупами має бути мінімум в п'ять разів більше, ніж глибина, на яку забиті щупи
Вимірювальні щупи бажано вдавлювати або забивати в грунт - це дасть хороший контакт із землею. Вкручувати стрижні не раджу - при цьому між електродом і землею з'являється повітряний прошарок, що вносить похибка в результат вимірювань

Вимірювання необхідно здійснювати на віддалі від металоконструкцій і трубопроводів, які можуть впливати на похибка і точність.

Приблизне значення питомого опору можна обчислити за допомогою методу пробного електрода. У ньому вимірювальний електрод занурюють вертикально в грунт, щоб над землею залишалося всього 60-70 см, після чого за допомогою приладу МС-08 здійснюють замір опору електрода. Після чого роблять корекцію отриманих даних, використовуючи наближені значення опору вертикальних значень (дивись таблицю нижче), в результаті знаходячи наближене значення. Вимірювання найкраще проводити в двох-трьох місцях і за робоче значення прийняти середнє значення.