Ons werk

Thermische geleidbaarheidsmetingen


Bepaling warmtegeleidende eigenschappen van de ondergrond d.m.v. thermische geleidbaarheidsmetingen

Kennis van de warmtegeleidende eigenschappen van de ondergrond is met name belangrijk voor het dimensioneren van hoogspanningsleidingen. Ook bij het dimensioneren van transportleidingen, waarvan het medium een afwijkende temperatuur heeft ten opzichte van de bodem, spelen de warmtegeleidende eigenschappen van de ondergrond een rol.

De warmtegeleidende eigenschappen van de ondergrond kunnen lokaal sterk verschillen en zijn afhankelijk van de samenstelling en pakking van de grondlagen en het medium waarmee de ruimte tussen de bodemdeeltjes is gevuld. De eigenschappen zijn zowel in het veld (tot 1,5 m- maaiveld) als van grondmonsters in een laboratorium nauwkeurig te bepalen.

Door het transport van elektriciteit met ondergrondse hoogspanningskabels worden deze kabels opgewarmd. Bij het ontwerp van het kabelnetwerk wordt rekening gehouden met een opwarming. Indien de temperatuur door onjuist ingeschatte warmtegeleidende eigenschappen van de ondergrond te ver oploopt, wordt de levensduur van de kabel verkort. In extreme situaties kan een te hoog oplopende kabeltemperatuur zelfs leiden tot een onderbreking van het stroomtransport.

Meetmethode

De thermische geleidbaarheid of warmtegeleidingscoëfficiënt (symbool λ) wordt uitgedrukt in W/m K. Het is een materiaalconstante die aangeeft hoe goed het materiaal warmte geleidt. Deze parameter wordt gebruikt bij warmteoverdracht berekeningen door conductie volgens de Wet van Fourier. De warmtegeleidingscoëfficiënt is sterk afhankelijk van de samenstelling van een grondmonster, de temperatuur, de dichtheid van de grond en het vochtgehalte.

De meetmethode van thermische geleidbaarheidsmetingenis gebaseerd op de zogenaamde Non-Steady-State Probe-techniek. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een thermische naald met een naaldvormige warmtebron en een temperatuursensor. Het meetinstrument wordt in de bodem of het monster gestoken. Op basis van de gemeten response op een warmtepuls wordt de thermische geleidbaarheid berekend. De door ons gehanteerde testprocedure is in overeenstemming met de IEEE Guide for soil thermal resistivity measurements (IEEE standard 442-1981) en de ASTM D 5334-92 Standard test method for determination of thermal conductivity of soil and soft rock.

Analyseresultaten en rapportage

De laboratoriumresultaten van thermische geleidbaarheidsmetingen worden standaard in tabelvorm gerapporteerd. In de tabel worden opgenomen: de grondsoort (NEN5104), het nat en droog volumegewicht, het vochtgehalte van het monster, de gemiddelde waarde warmtegeleidingscoëfficiënt bij verschillende warmtepulsen en de standaarddeviatie van de verkregen waarden.

Voor het dimensioneren van kabels voor ondiepere hoogspanningstracés op land is, naast een goede indruk van de bodemopbouw, het vochtgehalte op de aanlegdiepte van de kabels een belangrijk aspect. Om deze reden is het vaak zinvol om de rapportage van de veldmetingen uit te breiden met een hydrogeologisch onderzoek naar mogelijke variaties van de vochtsituatie, die zich in de loop der tijd op de aanlegdiepte van de kabels kunnen voordoen. Middels aanvullende informatie, door metingen van de warmtegeleidingscoëfficiënt bij verschillende vochtgehalten van de ondergrond uit te voeren, is het mogelijk de kabels scherper te ontwerpen.

In-situ metingen

In-situ thermische geleidbaarheidsmetingenmetingen zijn mogelijk tot op grotere dieptes (maximaal 100 m- maaiveld). Hierbij wordt door middel van een boorstelling een casing geplaatst waarbinnen een innovatieve meetsonde tot de gewenste diepte kan worden gebracht. Op basis van de gemeten temperatuurverval van de warmtepuls wordt de thermische geleidbaarheid berekend over de diepte.

Op de pagina 'folders' kunt u onze folder 'thermische geleidbaarheidsmetingen' downloaden.

Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.

Get Adobe Flash player