Обзор методов измерения сопротивления заземления

Испытания заземления

Существует множество споров по поводу монтажа заземления и норм растекания тока по нему. Но в одном специалисты сходятся абсолютно единогласно — проверять качество установленного контура должен проверять специалист. Эта процедура позволит быть уверенным с правильном монтаже заземления в доме и позволит обезопасить себя и близких от опасного воздействия электрического тока.

Существует две основных разновидности испытаний: приемо-сдаточные и эксплуатационные. Первые проводятся в случаях, когда установка (или участок сети) уже полностью смонтированы и готовы к непосредственному использованию. Перед тем, как измерить сопротивление заземления, определяют, готов ли контур к поглощению токов в случае необходимости и соответствуют ли его параметры заявленным требованиям.

Помимо всего прочего, необходимо регулярно контролировать, чтобы установленное заземление не теряло своих свойств с течением времени. Для этого проводятся эксплуатационные испытания — специалист проверяет готовый участок сети, который уже используется. Для осуществления такой процедуры нужно освободить сеть от потребителей, так что весь процесс требует небольшой подготовки.

Как выполняется измерение сопротивления заземления

Безопасность пользования электрической энергией зависит не только от правильного монтажа электроустановки, но и от соблюдения требований, заложенных нормативной документацией в ее эксплуатацию. Контур заземления здания, как составная часть защитного электрического оборудования, требует периодического контроля своего технического состояния.

Как работает заземляющее устройство

В нормальном режиме электроснабжения контур заземления РЕ-проводником соединен с корпусами всех электроприборов, системой выравнивания потенциалов здания и бездействует: через него, грубо говоря, не проходят никакие токи, за исключением небольших фоновых.

Как заземление защищает человека

При возникновении аварийной ситуации, связанной с пробоем слоя изоляции электропроводки, опасное напряжение появляется на корпусе неисправного электроприбора и по РЕ-проводнику через контур заземления стекает на потенциал земли.

За счет этого величина прошедшего на нетоковедущие части высокого напряжения должна снизиться до безопасного уровня, неспособного причинить электротравму человеку, контактирующему с корпусом неисправного оборудования через землю.

Обзор методов измерения сопротивления заземления

Когда РЕ-проводник или контур заземления нарушены, то отсутствует путь стекания напряжения и ток станет проходить через тело человека, оказавшегося между потенциалами поврежденного бытового прибора и землей.

Поэтому при эксплуатации электрооборудования важно поддерживать в исправном состоянии контур заземления и периодическими электрическими замерами контролировать его состояние.

Как возникает неисправность у заземляющего устройства

В новом исправном контуре электрический ток аварии по РЕ-проводнику поступает на токоотводящие электроды, контактирующие своей поверхностью с грунтом и через них равномерно уходит на потенциал земли. При этом основной поток равномерно разделяется на составляющие части.

В результате длительного нахождения в агрессивной среде почвы металл тоководов покрывается поверхностной окисной пленкой. Начинающаяся коррозия постепенно ухудшает условия прохождения тока, повышает электрическое сопротивление контактов всей конструкции. Ржавчина, образующаяся на стальных деталях, обычно носит общий, а на отдельных участках ярко выраженный местный характер. Связано это с неравномерным наличием химически активных растворов солей, щелочей и кислот, постоянно находящихся в почве.

Образующиеся частицы коррозии в виде отдельных чешуек отодвигаются от металла и этим прекращают местный электрический контакт. Со временем таких мест становиться столько, что сопротивление контура увеличивается и заземляющее устройство, теряя электрическую проводимость, становится неспособным надежно отводить опасный потенциал в землю.

Определить момент наступления критического состояния контура позволяют только своевременные электрические замеры.

Принципы, заложенные в измерение сопротивления заземляющего устройства

В основу метода оценки технического состояния контура заложен классический закон электротехники, выявленный Георгом Омом для участка цепи. С этой целью достаточно через контролируемый элемент пропустить ток от калиброванного источника напряжения и с большой степенью точности замерить проходящий ток, а потом вычислить величину сопротивления.

Метод амперметра и вольтметра

Поскольку контур работает в земле всей своей контактной поверхностью, то ее и следует оценивать при замере. Для этого в почву на небольшом удалении (порядка 20 метров) от контролируемого заземляющего устройства заглубляют электроды: основной и дополнительный. На них подают ток от стабилизированного источника переменного напряжения.

По цепи, образованной проводами, источником ЭДС и электродами с подземной токопроводящей частью грунта начинает протекать электрический ток, величина которого замеряется амперметром.

На очищенную до чистого металла поверхность контура заземления и контакт основного заземлителя подключается вольтметр.

Он замеряет падение напряжения на участке между основным заземлителем и контуром заземления. Разделив значение показания вольтметра на измеренный амперметром ток, можно вычислить общее сопротивление участка всей цепи.

При грубых замерах им можно ограничиться, а для вычисления более точных результатов потребуется скорректировать полученное значение вычитанием величины сопротивления соединительных проводников и влияния диэлектрических свойств почвы на характер токов растекания в грунте.

Уменьшенное на эту величину и замеренное по первому действию общее сопротивление и даст искомый результат.

Описанный способ является довольно простым и неточным, имеет определенные недостатки. Поэтому для выполнения более качественных измерений, производимых специалистами электротехнических лабораторий, разработана более усовершенствованная технология.

Компенсационный метод

Замер основан на использовании уже готовых конструкций метрологических приборов высокого класса точности, выпускаемых промышленностью.

При этом способе тоже используется установка основного и вспомогательного электродов в почву.

Их разносят по длине около 10÷20 метров и заглубляют на одной линии, захватывающей испытываемый контур заземления. К шине заземлительного устройства подключают измерительный зонд, стараясь разместить прибор поближе к контакту шины. Соединительными проводниками соединяют клеммы прибора с установленными в землю электродами.

Источник переменной ЭДС выдает в подключенную схему ток I1, который проходит по замкнутой цепи, образованной первичной обмоткой трансформатора тока ТТ, соединительным проводам, контактам электродов и землей.

Вторичная обмотка трансформатора ТТ воспринимает ток I2, равный первичному и передает его на сопротивление реостата R, позволяющего реохордом «б» выставлять баланс между напряжениями U1 и U2.

Изолирующий трансформатор ИТ транслирует проходящий по его первичной обмотке ток I2 в свою вторичную цепь, замкнутую на измерительный прибор V.

Во время выполнения замера перемещают ручку реохорда таким образом, чтобы отклонение стрелки прибора V установилось на ноль. В этом случае будет выполнено равенство: U1=U2.

Тогда получим: I1∙rx=I2∙rаб.

Поскольку конструкция прибора выполнена так, что I1=I2, то соблюдется соотношение: rx=rаб. Остается только узнать сопротивление участка аб. Но, для этого достаточно ручку потенциометра сделать побольше и на ее подвижную часть вмонтировать стрелку, которая будет перемещаться по неподвижной шкале, проградуированной заранее в единицах сопротивления реостата R.

Таким образом, положение стрелки-указателя реостата при компенсации падений напряжений на двух участках позволяет замерить сопротивление заземляющего устройства.

Используя изолирующий трансформатор ИТ и специальную конструкцию измерительной головки V, добиваются надежной отстройки прибора от блуждающих токов. Высокая точность измерительного механизма способствует малому влиянию переходных сопротивлений зонда на результат замера.

Приборы, работающие по компенсационному методу, позволяют точно замерять сопротивления отдельных элементов. Для этого достаточно на один конец измеряемой цепи подключить проводник, снятый с точки 1, а на второй — измерительный зонд (точка 2) и провод с точки 3 от вспомогательного электрода.

Приборы для измерения сопротивления заземляющего устройства

Обзор методов измерения сопротивления заземления

За время развития энергетики измерительные приборы постоянно совершенствовались в вопросах облегчения использования и получения высокоточных результатов.

Еще несколько десятилетий назад широко применялись только аналоговые измерители производства СССР таких марок, как МС-08, М4116, Ф4103-М1 и их модификации. Они продолжают работать и в наши дни.

Сейчас их успешно дополняют многочисленные приборы, использующие цифровые технологии и микропроцессорные устройства. Они несколько упрощают процесс замера, обладают высокой точностью, хранят в памяти результаты последних вычислений.

Методика выполнения замера сопротивления заземлительного устройства

После доставки прибора на место проведения замера и извлечения его из транспортировочного кейса готовят шинопровод к подключению контактного проводника: отчищают от следов коррозии место для подключения зажима типа крокодил напильником или устанавливают струбцину с винтовым зажимом, продавливающим верхний слой металла.

Замер сопротивления трехпроводным методом

Обзор методов измерения сопротивления заземления

Требования безопасной работы требуют выполнять измерения при отключенном автоматическом выключателе во вводном щите питания здания либо снятом с заземлителя РЕ-проводнике. Иначе при возникновении аварийного режима ток утечки пойдет через контур и прибор или тело оператора.

Соединительный проводник подключают к прибору и струбцине.

На установленной дистанции молотком забивают в грунт электроды заземлители. Навешивают на них катушки с соединительными проводниками и подключают их концы.

Устанавливают контакты проводов в гнезда прибора, проверяют готовность схемы к работе и величину напряжения помехи между установленными электродами. Она не должна превышать 24 вольта. Если это положение не выполнено, то придется менять места установки электродов и перепроверять этот параметр.

Остается только нажать кнопку выполнения автоматического замера и снять вычисленный результат с дисплея.

Однако, успокаиваться после получения результата первого замера нельзя. Чтобы проверить свою работу необходимо выполнить небольшую серию контрольных измерений, переставляя потенциальный штырь на небольшие дистанции. Расхождение всех полученных значений сопротивлений не должны расходиться более чем на 5%.

Замер сопротивления четырехпроводным методом

Для использования способов вертикального электрического зондирования измерители сопротивления контура заземления можно использовать по четырехпроводной схеме, расставляя приемные электроды по методике Веннера или Шлюмберже.

Обзор методов измерения сопротивления заземления

Этот способ больше подходит для глубинных исследований и вычисления удельного электрического сопротивления грунта.

Как измерить заземление мультиметром

Переключатель на приборе устанавливается в одно из положений «Х1». Зажимаем кнопку и крутим ручку, пока стрелка на циферблате не сравняется с отметкой «ноль». Полученный результат необходимо умножить на ранее выбранный множитель. Это и будет искомое значение.

Также могут быть использованы более современные цифровые приборы, которые намного упрощают работы по замерам, более точны и сохраняют последние результаты измерений. Например, это приборы серии MRU – MRU200, MRU120, MRU105 и др.

Сопротивление контура заземления можно измерять также токовыми клещами. Их преимущество в том, что нет необходимости отключать заземляющее устройство и применять вспомогательные электроды. Таким образом, они позволяют достаточно оперативно вести контроль за заземлением. Рассмотрим принцип работы токовых клещей.

Через заземляющий проводник (который в данном случае является вторичной обмоткой) протекает переменный ток под воздействием первичной обмотки трансформатора, которая находится в измерительной головке клещей. Для расчета величины сопротивления необходимо разделить значение ЭДС вторичной обмотки на величину тока, измеренную клещами.

В домашних условиях можно использовать токовые клещи С.А 6412, С.А 6415 и С.А 6410. Более подробно узнать о том, как пользоваться токоизмерительными клещами, вы можете в нашей статье!

Обзор методов измерения сопротивления заземления

Этот метод является наиболее современным и позволяет измерять сопротивление контура, не прибегая к размыканию заземляющих стержней и установке дополнительных заземляющих электродов. В связи с этим условием, метод имеет ряд дополнительных преимуществ:

  • возможность производить замеры в полевых условиях, в тех местах, где невозможно применить другие методы измерения сопротивления;
  • экономия времени и средств для выполнения работ.

Безэлектродный метод может применяться, если используются двое измерительных токовых клещей. Например, это могут быть современные тестеры типа Fluke 163. Клещи располагают вокруг заземляющего электрода или соединительного кабеля. Клещами при этом измеряется индуцируемое напряжение. Его амплитуда фиксируется вторыми клещами.

Тестер автоматически определяет сопротивление контура заземления для данного соединения.

https://www.youtube.com/watch?v=mBGMmbyOqEs

Проводить визуальный осмотр, измерения, а также при необходимости частичное раскапывание грунта нужно согласно графику, который установлен на предприятии, но не реже чем один раз в 12 лет. Получается, что, когда производить замеры заземления – решать вам. Если вы живете в частном доме, то вся ответственность лежит на вас, но не рекомендуется пренебрегать проверкой и замерами сопротивления, так как от этого напрямую зависит ваша безопасность, при пользовании электрооборудованием.

При проведении работ необходимо понимать, что в сухую летнюю погоду можно добиться наиболее реальных результатов измерений, так как грунт сухой и приборы дадут наиболее правдивые значения сопротивлений заземления. Напротив, если замеры будут проведены осенью либо весной в сырую, влажную погоду, то результаты будут несколько искажены, так как мокрый грунт сильно влияет на растекаемость тока, что, в свою очередь, дает большую проводимость.

Вот мы и рассмотрели существующие методики измерения сопротивления заземления в домашних условиях. Если вы не обладаете соответствующими навыками рекомендуем воспользоваться услугами специалистов, которые все сделают быстро и качественно!

Для измерения этой величины применяется омметр — прибор, который изменяет сопротивление. При этом устройств для определения сопротивления заземления должны иметь определенные характеристики. Самая главная: очень низкая проводимость на входе. Диапазон измерений у таких приборов крайне небольшой: обычно он составляет от 1 до 1000 Ом. Точность измерения в аналоговых приборах не превышает 0.5–1 Ом, а в цифровых — до 0.1 Ома.

Несмотря на повальное распространение китайских и европейских приборов, самым популярным остается М416, разработанный еще в СССР. Устройство имеет четыре диапазона измерения: от 0 до 10 Ом, от 0.5 до 50, от 2 до 200 и от 100 до 1000. Работает прибор от трех «пальчиковых» батареек. Несмотря на это, мобильным его назвать трудно — размеры корпуса не слишком комфортны.

Более продвинутой версией является Ф4103 — промышленный омметр с большим входным сопротивлением. Он еще менее транспортабельный, но имеет большее количество диапазонов измерения. Большой плюс такого прибора: работа с огромным диапазоном сигналов (от постоянного и пульсирующего тока — до переменного с частотой 300 Гц). Также порадует пользователя и диапазон рабочих температур: от –25 до 55 градусов по Цельсию.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Экран на батарею отопления — обзор лучших идей и рекомендации дизайнеров по подбору экранов для системы отопления

Существует два документа, которые регламентируют нормы сопротивления заземления в контуре и другие показатели. Первый — ПУЭ (Правила устройства электроустановок), на которые опираются при проведении приемо-сдаточного контроля. Эксплуатационные замеры же должны соответствовать Правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП).

В обеих сводах правил существует разделение контуров на несколько типов — их нужно учесть до того, как измерить сопротивление заземления. Они отличаются в зависимости от напряжения, которое используется в сети и разновидности цепи. Всего имеется три типа контуров:

  1. Для подстанций и пунктов распределения, в которых напряжение не превышает 1000 вольт (вне зависимости от того, используется в сети переменный ток или постоянный).
  2. Для воздушных ЛЭП (линий электропередач), которые передают ток напряжением менее 1000 вольт.
  3. Для электроустановок с таким же максимально допустимым напряжением, использующимся в промышленных или бытовых целях.

Электрические приборы используют в квартирах, коттеджах и дачных домиках. Процесс их эксплуатации предполагает создание определенных условий для прохождения тока.

В целях защиты человека от поражения электричеством в домах и квартирах устанавливают заземление. Оно нужно для того, чтобы уровнять потенциалы корпуса электрического прибора и земли.

Далее речь пойдёт о том, как проверяют заземление мультиметром и омметром.

Проводить данную процедуру нужно для того, чтобы предотвратить поражение жильцов дома электрическим током. Используют для проверки заземления стационарное или мобильное оборудование.

Оценив результаты измерений, можно сделать вывод о том, как функционирует изоляция и соответствует ли электрическая сеть установленным нормативам.

Провести процедуру можно самостоятельно либо пригласить специалиста из электросети.

Не стоит думать, что, если установкой розеток и другого электрооборудования в вашей квартире занимались специалисты, заземление работает правильно и измерять ничего не нужно. Часто контур соединяют неверно, что приводит к его быстрому износу.

Поэтому опытные мастера рекомендуют с определенной периодичностью проверять состояние грунта с находящимися в нём электродами, проводник, заземляющую шину и металлосвязи.

В жилых домах эту процедуру рекомендуют проводить один раз в три года, а в промышленных зданиях работники должны её проводить каждый год.

Оценка состояния металлосвязей начинается с визуального осмотра. Мастера бьют по контактам молоточком с изолированной ручкой. Если всё в порядке, то вы услышите небольшое дребезжание проводника. Специалисты должны убедиться в том, что сопротивление всех металлических соединений соответствует установленным стандартам. Для этого применяют мультиметр или омметр.

Прибор не должен выдавать больше 0,05 Ома. Данное требование должны соблюдать застройщики многоэтажных и частных домов. Оценкой состояния грунта занимаются в конце весны или летом. В это время меньше всего осадков. Удельное сопротивление земли измерить могут работники электросети с помощью специальной аппаратуры.

Если полученные результаты сильно отличаются от принятых норм, заземление выводят на другой участок грунта.

Обзор методов измерения сопротивления заземления

Проверить напряжение в розетке. Просто подключите к ней настольную лампу или телевизор. Если прибор заработал, то всё в порядке.Отключите электроэнергию в квартире. Для этого следует воспользоваться УЗО или автоматом (если у вас старый дом).

Аккуратно снимите крышку розетку. Найдите провод, соединенный с контактом заземления. Если в вашем доме электросеть работает по принципу заземления, то провод будет уходить в стену. Если же провод подключён к одной из клемм, то в доме применяется принцип зануления либо заземляющего контура нет вообще.

Необходимо измерить напряжение между фазой и нулём, а затем между фазой и землёй.

В идеале цифры напряжения между фазой и землёй должны быть больше величины напряжения между фазой и нулём. Бить тревогу нужно, если при втором измерении тестер показал ноль. Это значит, что заземление в квартире или доме не работает.

Не все пользуются мультиметром в повседневной жизни, поэтому смысла покупать его не видят. В таких ситуациях для проверки заземления можно собрать контрольную лампу. Для этого вы должны найти патрон, провода, концевики и лампу.

Точно измерить таким способом величину напряжения не получится, но зато вы узнаете, работает ли у вас заземление.

Измерение сопротивления заземляющих устройств: разъясняем обстоятельно

Главная {amp}gt; Советы электрика {amp}gt; Измерение сопротивления заземляющего устройства

Надёжная защита от поражения электрическим током, в частном доме и на предприятии, обеспечивается электроизоляцией токопроводящих частей и заземлением металлических конструкций. Кроме того, заземление требуется, чтобы электроустановки работали нормально. Периодически проверяется его сопротивление растеканию тока в грунте (Rз).

Как измеряется сопротивление заземления

Виды заземления

  1. Рабочее – заземление определённых мест, например, нейтральных точек трансформаторов. Служит для правильной эксплуатации электроустановок.
  2. Защита от молний – заземление приёмников молний для стока возникающих токов на металлоконструкции, в жилом доме или другом строении.
  3. Защитное – заземление корпусов бытовых приборов или не токопроводящих частей электроустановок. Защищает от поражения электрическим током при случайном прикосновении к деталям, не предназначенным для пропускания электрического тока.

В качестве устройства (очага) заземления, выступает закопанный в грунт контур из металлических стержней, вместе с подключёнными к нему проводниками. Место соединения с ЗУ провода от защищаемого оборудования называется точкой заземления.

Заземление должно обеспечивать необходимые электрические параметры при минимуме затрат. Оно делается по всем правилам, как в частном доме, так и на электроустановке.

В большей степени напряжение появляется, когда нарушается изоляция или повреждаются проводники. В обычных условиях контур защитного заземления контактирует с корпусами бытовых приборов и не работает, пока на нём по какой-либо причине не появится потенциал.

Когда цепи исправны, через него не проходят никакие токи, кроме фоновых. Как только на металлическом корпусе бытового электроприбора появляется потенциал, начинается его стекание на землю, через заземляющий контур.

При этом на нетоковедущих частях из металла, напряжение должно снижаться до более низкого уровня. Если нарушается целостность контура заземления или соединённых с ним проводов, напряжение на них остаётся высоким со стороны источника тока, что представляет значительную опасность для человека.

Контур заземления следует поддерживать в рабочем состоянии.

Периодичность замеров сопротивления защитного заземления регламентируется ПТЭЭП (1 раз в 6 лет). Кроме того, делается регулярная проверка его исправности.

Для проверки соответствия ЗУ, нормативным требованиям, производится замер его сопротивления растеканию тока Rз. В идеале оно должно быть равно нулю, но на практике это невозможно.

Расчёт заземления и его особенности

Величина (Rз) складывается из нескольких составляющих:

  1. Сопротивление металла, закопанного в грунт электрода и на его контакте с проводником. В связи с хорошей проводимостью применяемых материалов (сталь с медным покрытием или медь), а также при надёжном соединении с проводом, величинами сопротивлений обычно пренебрегают.
  2. Сопротивление между грунтом и штырём, которым можно пренебречь, если электрод сидит плотно, а его место контакта свободно от краски и других диэлектрических покрытий. Со временем сталь корродирует, и электропроводность электрода снижается. Поэтому целесообразно использовать омедненные стержни и периодически измерять сопротивление растеканию. Места сварки покрываются лаком, чтобы уменьшить коррозию.
  3. Сопротивление грунта – это основной фактор, который следует учитывать. Особенно это относится к близлежащим слоям. По мере удаления их, сопротивление снижается, и на определённом расстоянии принимается за нулевое.
  4. Неоднородность электрических характеристик грунта трудно учесть. Поэтому важным является замер фактического Rз. На одиночную простую конструкцию заземлителя, преимущественно влияют поверхностные слои грунта, а на контурную – глубинные.

Объект испытания

Проверке подвергаются искусственные ЗУ, которые выполняются в виде одиночных электродов или контуров. К ним не относятся PEN,-и PE-проводники, входящие в виде отдельной жилы в состав кабеля.

Искусственные ЗУ выполняются в виде:

  1. Углублённого заземлителя из горизонтальных стальных полос или круга, уложенных на дно котлована.
  2. Вертикального заземлителя из угловой стали – вбиваемых стержней или труб. Они размещаются в грунте на дистанции не меньше их длины и объединяются в контур горизонтальными полосами или круглым стержнем на глубине около 0,5 м. Распространённой конструкцией в частном доме, и не только в нём, является треугольная. Обвязка для заземляющих электродов учитывается в расчётах.

Периодичность проверки заземляющего устройства должна обязательно выполняться, а результаты замеров заносятся в документы.

Элементы меняются, если их коррозия превышает 50%. На электроустановках проверка производится выборочно, где действие коррозии максимально. Там обязательно проверяются заземления нейтралей. На ВЛ контролируется не менее 2% опор. При этом выбираются участки с наиболее агрессивным грунтом.

Значения Rз для каждого вида заземлителя приводятся в ПУЭ и таблице.

Максимально допустимое значение Rз

Характеристика электроустановкиУдельное сопротивление грунта, Ом*мСопротивление заземляющего устройства, Ом
Искусственный заземлитель, к которому присоединяются нейтрали генератора и трансформаторов, а также повторные заземлители нулевого провода (в том числе во вводах помещения) в сетях с заземленной нейтралью на напряжение, В:
660/380 до 100 | свыше 100 15 | 0,5*p
380/220 до 100 | свыше 100 30 | 0,3*p
220/127 до 100 | свыше 100 60 | 0,6*p
Примечание: p – удельное сопротивление грунта.

Методика основана на законе Ома для определённого места электроцепи. Величина сопротивления вычисляется, если к ЗУ от источника напряжения подать ток и замерить его с высокой точностью. В принципе это можно сделать мультиметром, но погрешность здесь будет высокая. Поэтому применяются только приборы высокой точности.

Что представляет собой заземление дома

Методы измерения сопротивления заземлителя:

  1. Метод пробного электрода. Замеры производят до монтажа заземляющего устройства.

Перед тем как проверить заземление, на испытуемом участке в грунт забивают одиночный пробный заземлитель, равный по длине будущему устройству и выступающий над землёй.

ρ = 2πRзl/[ln(4l/d)], где

  • l – длина стержня, м;
  • d – диаметр стержня, м.

Полученное значение ρ применяется при проектировании несложных устройств, например, контурного заземления в частном доме.

  1. Метод вертикального электрического зондирования (ВЭЗ). На рисунке ниже изображена четырёхэлектродная схема измерения.

Четырёхэлектродная схема измерения

К наружным стержням (1) и (2) подключают ЭДС, а разность потенциалов замеряют на расположенных внутри стержнях (3) и (4).

Результаты получаются точными, поскольку учитываются свойства грунта от глубинных слоёв до поверхности.

  1. Метод вольтметра и амперметра. При измерениях собирается цепь из заземляющих устройств, основного (потенциального, П) и дополнительного (токового, Т) электродов, забиваемых в грунт.

Затем к ЗУ и Т прикладывается стабилизированное напряжение с последующим измерением амперметром (А) проходящего тока. К зачищенной поверхности контура защитного заземления и потенциальному электроду подключается вольтметр (V), которым измеряется падение напряжения между ними.

Электрод П располагается в зоне нулевого потенциала грунта и должен находиться на достаточно большом расстоянии от ЗУ и электрода Т.

Сопротивление заземления находится как частное, от деления измеренного значения напряжения на величину тока. Полученный результат можно принять как окончательный, в первом приближении. Уточнённый расчёт получится, если учитывать сопротивление соединительных проводов.

Совет

Методика определения сопротивления контура Rз путём замеров напряжения и тока: а) принципиальная электрическая схема; б), в) как собираются схемы измерения Rз с прибором МС-08

На рисунке выше изображена принципиальная электрическая схема и как собираются схемы измерения Rз с прибором МС-08. Первая из них отличается большей точностью, а во второй следует из показаний прибора вычесть сопротивления проводников, соединяющих заземлитель с клеммами (I1) и (E1).

Расстояния до дополнительных стержней зависят от конструкции испытуемого устройства. 

Размещение измеряемого и вспомогательных заземлителей при измерении Rз: а), б) – одиночный заземлитель; в), г) – контур заземления

В частном доме подобные замеры производить несложно.

  1. Компенсационный метод. Для измерений применяют высокоточные промышленные приборы.

Общим с предыдущим методом является аналогичное заглубление двух электродов. Их размещают на одной линии, захватывая исследуемый контур заземления.

В качестве прибора используется измерительный зонд, который подключают к дополнительным электродам 1 и 3, а также как можно ближе к шине 2 контура заземления.

Замер Rз устройства заземления компенсационным методом

Переменная ЭДС подаётся через заглублённые в грунт, дополнительные стержни, землю, соединительные проводники и первичную обмотку трансформатора тока (ТТ). На его вторичной обмотке появляется ток (I1). Реохордом «б» выставляется равенство напряжений U2 = U1. Оно достигается путём установки на ноль показаний прибора V, подключённого к реохорду через трансформатор ИТ.

U1=I1∙ Rз;

Обзор методов измерения сопротивления заземления

U2=I2∙ Rаб;

U1= U2;

I1=I2.

После решения системы устанавливается, что Rз=Rаб. Остаётся определить величину Rаб. Для этого на подвижной части ручки устанавливается стрелка, служащая указателем значения Rаб, на неподвижной шкале.

Таким образом, путём вращения ручки реостата и установки показаний прибора V на ноль, по положению стрелки реохорда можно найти Rз.

Обратите внимание

Измерительные устройства являются высокоточными приборами, благодаря наличию защиты от помех.

  1. Замеры Rз с использованием калиброванного резистора. Электричество подаётся на ЗУ напрямую с фазы питания через охлаждаемый калиброванный резистор Rкр.

Нормы для каждого из типов

Для того, чтобы понять, какие нормативные и эксплуатационные показатели должны быть для каждого из типов:

  1. Для электрических установок. Проводить измерения сопротивления заземления нужно в непосредственной близости к подстанции. В зависимости от нагрузки, этот показатель может составлять 60, 30 или 15 Ом. Также стоит учитывать естественные заземлители — для них эти величины должны равняться 8, 4 или 2 Ома соответственно. Все три величины зависят от напряжения в сети. 60 и 8 Ом допускаются для однофазной сети в 200 вольт. 30 и 4 Ом — для трехфазной с напряжением 380 вольт. Минимальные значения (15 и 2 Ома) — для 660 вольт. В ходе эксплуатации сопротивление заземляющего контура также не должно падать ниже показателей, описанных в абзаце выше.
  2. Для пункта распределения или подстанции. Для установок с напряжением выше 100 киловольт (100 тысяч вольт) проводимость заземления при сдаче сети и при ее эксплуатации также остается неизменной и составляет 0.5 Ома. При этом обязательными требованиями при проверке являются глухой тип заземления и подключенная к нейтральному контуру. Также существуют нормы и для менее мощных установок, в которых напряжение лежит в пределах между 3 и 35 киловольт. В таком случае нужно 250 делить на расчетный ток замыкания в землю — результирующее значение будет необходимым сопротивлением в Омах. Показатель, согласно ПТЭЭП, не должен превышать 10 Ом в любом случае.
  3. Для воздушных линий электропередач. Рассчитывается в зависимости от проводимости грунта, на котором стоят опоры ЛЭП:
  • для грунта с удельным сопротивлением менее 100 Ом на метр — 10 Ом;
  • с удельным сопротивлением 100…500 Ом на метр — 15 Ом;
  • с удельным сопротивлением 500…1000 Ом на метр — 20 Ом;
  • с удельным сопротивлением 1000…5000 Ом на метр — 30 Ом.
ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Калькулятор расчета прямой лестницы на второй этаж

Для ЛЭП с напряжением тока менее 1000 вольт — до 30 Ом (для опор с защитой от попадания молнии). В ином случае сопротивление должно быть 60, 30 или 15 Ом для сетей с напряжением до 660, 380 или 220 вольт соответственно.

2.1.3 Измерение сопротивления заземления по четырехполюсной схеме

Трехполюсная схема – основная схема измерения сопротивления устройств заземления. Процедура такова: 1. Соединить заземлитель с измерительным гнездом измерителя, обозначенным как „Е” (Рис.8); 2. Вбить токовый измерительный щуп в грунт на расстоянии, превышающем 40 м. от исследуемого заземлителя, и соединить измерительным проводом с измерительным гнездом “Н” измерителя; 3.

Вбить потенциальный измерительный щуп в фунт на расстоянии, превышающем 20 м от исследуемого заземлителя и соединить с измерительным гнездом „S”. Исследуемый заземлитель, токовый щуп и потенциальный щуп необходимо выстроить в одну линию; 4. Поворотный переключатель функций установить в положение RE Зр; 5.

Нажать клавишу START; 6. Снять показание сопротивления устройства заземления RE, а также сопротивления измерительных щупов Rs и Rh. Специфические величины могут быть считаны с основного поля дисплея после нажатия клавиши SEL. 7. Повторить измерения (по п.п. 5 и 6) после перемещения потенциального измерительного щупа на 1 м к измеряемому заземлителю.

Рис. 8. Трехполюсная схема для измерения сопротивления заземления

Особое внимание должно быть уделено качеству соединения исследуемого заземлителя с измерительными проводами. Место контакта должно быть очищено от краски, ржавчины, и т. п. Если сопротивление щупов измерителя слишком высоко, измеренное сопротивление заземления будет иметь дополнительную ошибку. Особенно большая ошибка измерения наблюдается, когда измеряется малая величина заземляющего устройства, которое имеет свободный контакт с грунтом (такая ситуация наблюдается тогда, когда заземлитель сделан как хороший электрод, в то время как верхний уровень фунта сухой и имеет плохую проводимость).

При этом условии отношение сопротивления измерительных щупов к сопротивлению исследуемого заземлителя очень большое, и, как следствие, ошибка находится в зависимости от этого отношения. Затем, согласно формуле, данной в приложении „Технические данные ” могут быть выполнены вычисления для оценки влияния сопротивления измерительных щупов, что обеспечивается использованием диаграммы, данной в том же приложении.

Контакт измерительных щупов с грунтом может быть улучшен, например, увлажнением водой места, где установлен щуп в грунт или перестановкой щупа в другое место поверхности грунта. Измерительный провод должен быть также проверен: нет ли повреждений изоляции или не нарушен ли контакт с клеммой щупа, подключен ли зажим к измерительному щупу, не разрушен ли коррозией контакт. В большинстве случаев точность измерений достаточна. Однако, нужно сознавать величину ошибки, возникающей в результате измерения.

В случае, если, когда необходимо выполнить измерение, без дополнительной ошибки из-за сопротивления измерительных проводов, используют четырехполюсную схему. ВНИМАНИЕ: для измерения удельного сопротивления грунта рекомендуется четырехполюсная схема. Для измерения сопротивления заземления необходимо: 1.

Соединить заземлитель с измерительными гнездами измерителя, обозначенными как „Е” и „ES” соответственно (Рис.9). 2. Установить токовый щуп в грунт на расстоянии больше 40 м от заземлителя и соединить с гнездом „Н”. 3. Установить потенциальный щуп в грунт на расстоянии 20 м от измеряемого заземлителя, соединенного с гнездом „S”.

Обзор методов измерения сопротивления заземления

Заземлитель (токовый и потенциальный) и измерительные щупы должны быть выстроены в одну линию. 4. Поворотный переключатель функций должен быть установлен в положение RE 4р. 5. Нажать клавишу START. 6. Снять показание значения сопротивления заземления, а также сопротивлений измерительных щупов Rs и RH.

Специфические величины можно считать с основного поля дисплея нажатием клавиши SEL. 7. Повторить измерения (по п.п. 5 и 6) после перемещения потенциального измерительного щупа на 1 м далее к измеряемому заземлителю. Если результаты измерений отличаются больше чем 3 %, то расстояние токового измерительного щупа до исследуемого значительно увеличивают и повторяют измерения. Оптимальное положение потенциального измерительного щупа – 62 % от расстояния между токовым щупом и исследуемым заземлителем.

Рис.9. Четырехполюсная схема измерения сопротивления заземления

2.1.4 Измерение суммарного сопротивления заземлителя по трёхполюсной схеме (с использованием измерительных клещей)

Рис.10. Использование измерителя для измерения сопротивления многоэлементного устройства заземления по трёхполюсной схеме

Формула расчета

где:ρ — сопротивление грунта на единицу длины (Ом×м)L — протяженность заземлителя (в метрах)d — ширина заземлителя (в метрах)T — расстояние от поверхности земли до середины заземлителя (в метрах)

ρ — сопротивление грунта на единицу длины (Ом×м);L — протяженность заземлителя (в метрах);d — ширина заземлителя (в метрах);T — расстояние от поверхности земли до середины заземлителя (в метрах);С — относительное содержание электролита в окружающем грунте.

Обзор методов измерения сопротивления заземления

Коэффициент C варьируется от 0.5 до 0.05. Со временем он уменьшается, так как электролит проникает в грунт на больший объем, при это повышая свою концентрацию. Как правило, он составляет 0.125 через 6 месяцев выщелачивания солей электрода в плотном грунте и через 0.5–1 месяц выщелачивания солей электрода в рыхлом грунте. Процесс можно ускорить путем добавления воды в электрод при монтаже.

Расчетное удельное электрическое сопротивление грунта (Ом×м) — параметр, определяющий собой уровень «электропроводности» земли как проводника, то есть как хорошо будет растекаться в такой среде электрический ток от заземлителя.

Это измеряемая величина, зависящая от состава грунта, размеров и плотности прилегания друг к другу его частиц, влажности и температуры, концентрации в нем растворимых химических веществ (солей, кислотных и щелочных остатков).

Теория измерения заземления и удельного сопротивления грунта

На сопротивление одноэлементного заземлителя оказывают влияние несколько факторов:

  • сопротивление металла заземлителя и сопротивление контакта проводника со штырем.
    Искусственный заземлитель изготавливают из меди, черной или оцинкованной стали (пункт 1.7.111 ПУЭ) и используют присоединяющий проводник соответствующего размера и сечения (таблица 1.7.4 ПУЭ), поэтому при наличии надежного контакта с заземляющим проводником величиной этих сопротивлений можно пренебречь;
  • сопротивление контакта штыря с грунтом. Если штырь плотно вбит в грунт на достаточную глубину и не имеет на своей подземной поверхности следов краски, масла и значительной коррозии, то сопротивление контакта с грунтом также можно не учитывать;
  • сопротивление земли (грунта). Представим штырь заземлителя на рис.11 в виде электрода, окруженного концентрическими слоями грунта одинаковой толщины.

Рис. 11. Штыревой заземлитель

R = ρ/2πL ∙ ((ln4L)-1)/r

где R — сопротивление заземления, Ом.L — глубина погружения электрода под землю, м.r — радиус электрода, м.ρ — среднее удельное сопротивление грунта в Ом•м.

Анализ формулы Дуайта показывает, что увеличение диаметра штыря уменьшает сопротивление заземления незначительно, в частности удвоение диаметра снижает сопротивление меньше, чем на 10%. Гораздо сильнее влияет глубина залегания электрода. Теоретически при удвоении глубины сопротивление заземления уменьшается на 40%.

Главный фактор, который в итоге определяет сопротивление заземления и глубину заземления штыря, требуемую для обеспечения заданного сопротивления — это удельное сопротивление грунта. В значительной степени оно зависит от содержания в почве электропроводящих минералов и электролитов, т.е. воды с растворенными в ней солями.

Из-за зависимости удельного сопротивления грунта от температуры и содержания влаги, сопротивление устройства заземления также меняется в течение года. Поскольку стабильность температуры и содержание влаги в грунте повышаются по мере удаления от поверхности, то система заземления будет эффективна круглый год, если заземлитель помещен на значительную глубину, превышающую максимальную глубину промерзания.

Необходимость измерения удельного сопротивления грунта и сопротивления заземляющего устройства возникает уже на этапе проектирования и монтажа. Для измерения сопротивления заземления используют специальные приборы, использующие принцип падения потенциала, созданного переменным током, протекающим между вспомогательным и проверяемым электродом.

Рис. 12. Схема измерения по принципу падения потенциала

Трехполюсная или трехпроводная (3p) схема измерения сопротивления на рис.12 является основной и заключается в установке в грунт двух измерительных электродов (токовый электрод H и электрод напряжения (потенциальный) S) вблизи заземляющего устройства (E) по однолучевой схеме. Электрод напряжения (S) помещают на одной линии между проверяемым заземляющим устройством (E) и токовым электродом (H) в области нулевого потенциала.

Для точного измерения необходимо чтобы потенциал на вспомогательном электроде напряжения измерялся за пределами зон эффективного сопротивления, как заземляющего устройства, так и вспомогательного электрода тока. Область нулевого потенциала также расширяется с увеличением расстояния между измеряемым заземлением и вспомогательным электродом тока.

Рис.13. Определение точки нулевого потенциала методом 62%Рис.13. Определение точки нулевого потенциала методом 62%

Прибор измеряет величину протекающего тока в созданной цепи и напряжение между исследуемым заземлителем и электродом напряжения. Результатом измерения является рассчитанное по закону Ома значение сопротивления заземляющего устройства.
В городских условиях трудно найти место для установки двух вспомогательных электродов на требуемом расстоянии.

Обзор методов измерения сопротивления заземления

Но при хорошо развитой инфраструктуре, рядом с измеряемым заземлителем (N) может оказаться еще одно заземление (M) с известным сопротивлением, рис. 14. В этом случае применяют двухточечный метод измерения (2p), который показывает сопротивление двух устройств заземления, включенных последовательно. Поэтому второе заземление должно быть настолько хорошим, чтобы его сопротивлением можно было пренебречь.

Кроме того, необходимо дополнительно определить сопротивление измерительных проводов и вычесть его из полученного результата. Такой упрощенный метод применяется как альтернативный способ, и он не такой точный, как стандартный 3-проводный (метод 62%), поскольку сильно зависит от расстояния между измеряемым и вспомогательным заземлением.

Рис. 14. Применение упрощенного метода (2p)

В том случае, когда требуется исключительно высокая точность измерения, используют четырехполюсную или четырехпроводную (4p) схему, исключающую влияние сопротивления измерительных проводов.

Рис. 15. Схема (4p) с компенсацией влияния измерительных проводов

Все вышеперечисленные способы на время измерения требуют отключения исследуемого заземлителя от общей системы заземления (раскручивания резьбового соединения/демонтаж сварного соединения). Для многоэлементного заземления такой процесс является очень трудоемким, поэтому в приборах Sonel существует возможность проведения измерения без отсоединения исследуемого заземлителя.

При этом методе (3p клещи) токовый электрод (Н) и электрод напряжения (S) помещаются в грунт также как при классическом трехполюсном методе, но ток измеряется при помощи клещей, устанавливаемых на исследуемом заземлителе. Прибор определяет сопротивление заземлителя, на котором установлены токовые клещи (рассчитывает сопротивление по величине тока через исследуемый заземлитель и игнорирует ток, протекающий через смежные заземлители).

Рис. 16. Измерение сопротивления одного элемента сложного заземления

Измерение сопротивления заземляющих устройств на территории мегаполисов представляет собой огромные трудности. Особенно в центре города, где особенно плотная застройка, из-за дорожного покрытия или тротуарной плитки невозможно установить вспомогательные электроды. В случае сложной системы заземления, элементы которой не соединены под землей, применяют метод двух клещей.

Если заземления соединены под землей, этот метод позволяет установить только отсутствие обрыва в цепи. Передающие клещи за счет электромагнитной индукции возбуждают ток в измеряемом контуре, а дополнительные клещи измеряют его. Не имеет значения, какие из них находятся вверху, важно обеспечить минимальное расстояние между ними ({amp}gt;3см), чтобы исключить влияние передающих клещей на токоизмерительные клещи.

Рис. 17. Измерение сопротивления с помощью двух клещей

Как следует из приведенного выше соотношения, величина RE будет суммой значения измеренного сопротивления заземлителя и результата параллельного соединения остальных заземлителей. Поэтому полученная величина сопротивления заземления будет немного завышена (дополнительная погрешность измерения). Это неустранимая ошибка метода.

Как следует из формулы Дуайта, удельное сопротивление грунта непосредственно влияет на конструкцию устройств заземления (глубину залегания заземлителя при заданном сопротивлении и количество элементов). При разработке систем заземления большого размера, важно найти области наименьшего сопротивления грунта, чтобы сконструировать наиболее экономичный вариант с минимальным числом элементов.

Для измерения удельного сопротивления грунта по методу Веннера, реализованному в приборах Sonel, используют четыре электрода, размещенных линейно на равных расстояниях, рисунок 18. Значение удельного сопротивления грунта автоматически рассчитывается в процессе измерения по формуле: ρ = 2πd ∙ U/I [Ом∙м].

Рис. 18. Измерение удельного сопротивления грунта (метод Веннера)

Характерной особенностью метода Веннера является прямо пропорциональная зависимость расстояния между электродами и глубиной, на которой протекает ток. Предельное значение глубины проникновения тока в землю составляет 0,7∙d. Выполняя серию измерений удельного сопротивления, при одновременном изменении расстояния между электродами, можно приблизительно оценить на какой глубине находится наименьшее ее значение.

Затем следует развернуть электроды под прямым углом к линии, на которой проводились измерения и повторить всю серию. Если прибор покажет значительный разброс результатов, затрудняющий выполнение измерений, то вероятно наличие в данном месте подземных коммуникаций (трубы водопровода, металлоконструкции и т.п.).

Итоги и выводы

Заземление — важный элемент электрической цепи, который обеспечивает защиту от коротких замыканий, поражения током или попадания молнии в один из ее участков. Ключевым показателем здесь является сопротивление: чем оно меньше, чем больше тока «уведет» контур и тем ниже будет вероятность серьезного удара или повреждения оборудования.

Нельзя пренебрегать нормами контроля, которые призваны проверить качество заземления и работу контура в условиях полной нагрузки. Процедуры производятся как непосредственно после создания цепи, так и в процессе ее использования. Частота проверок зависит от нагрузки на сети и целей, для которых используется контур.

Нормы сопроивления при этом вовсе не отличаются. Различают три типа норм: для линий электропередач, трансформаторов и электрических установок. С повышением рабочего напряжения по экспоненте возрастает максимальная величина сопротивления. Также учитывается и ряд специфических показателей (например, удельная проводимость грунта). Исходя из нее можно получить максимальное регламентированное сопротивление.

Основными способами для увеличения эффективности работы заземлителя является использование разных конфигураций проводника. Ключевая задача заключается в том, чтобы предельно повысить площадь прямого контакта контура с землей. Для этого используется один или несколько проводников. В последнем случае их могут соединять как последовательно, так и параллельно.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Финские печи для бани на дровах рейтинг 2020 года технические характеристики плюсы и минусы обзор ТОП-10 моделей

Измерение сопротивления1

Также для замера сопротивления контура заземления важно знать и поправочные коэффициенты — например, при вычислении минимально допустимого сопротивления заземления учитывается также удельное содержание материала в грунте и сопротивление повторного заземления. Для получения этого показателя нужно использовать специальное оборудование.

Исполнение работ, связанных с проверкой сопротивления заземления, требуется обязательно, независимо от сложности электрической схемы и категории объекта, где устанавливается или установлено и эксплуатируется электрооборудование. Многие специализированные организации готовы предоставлять такие услуги.

Выводы и полезное видео по теме

Для электроустановок напряжением до 1 кВ в соответствии с ГОСТ Р 50571.1-2009 применяются следующие типы заземления систем переменного и постоянного тока:

  • TN — система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников;
  • TN-С — система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем протяжении. Это наиболее распространенная в старом жилом фонде экономичная и простая подсистема, не рекомендованная для новых построек. Главным недостатком TN-С является то, что при аварийном обрыве PEN проводника электроприборы могут оказаться под линейным напряжением. Отсутствие отдельного проводника защитного заземления РЕ снижает безопасность, поэтому нередко при такой системе делается зануление в качестве крайней меры, рассчитанной на срабатывание автоматического выключателя при коротком замыкании.

    Рис. 6. Система TN-С

  • TN-S — система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем протяжении. Это наиболее современная и безопасная схема заземления, рекомендуемая для строительства новых зданий. Обеспечивает хорошую защиту человека и оборудования, но требует прокладки от трансформаторной подстанции пятижильного провода в трехфазной сети или трехжильного кабеля в однофазной сети;

    Рис. 7. Система TN-S

  • TN-C-S — система TN, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников в какой-то части совмещены в одном проводнике. Подсистема TN-C-S технически легко выполнима и рекомендована для широкого применения. Недостатком является то, что при обрыве PEN проводника до точки разделения, электроприборы могут оказаться под линейным напряжением;

    Рис. 8. Система TN-C-S

  • ТТ — система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи устройства, электрически независимого от заземленной нейтрали источника. Помимо индивидуального жилищного строительства эта схема используется для временных сооружений (ларьки, павильоны). Такая система требует качественного повторного заземления и допускается только в тех случаях, когда условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены.

    Рис. 9. Система TT

  • IT — система, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены. Такая схема заземления применяется в лабораториях и медицинских учреждениях, в которых проводятся опыты и работы с чувствительной аппаратурой, для сведения к минимуму токов и электромагнитных полей;

Рис. 10. Система IT

Первая буква обозначает состояние нейтрали источника питания относительно земли:

  • Т — заземленная нейтраль (лат. Terra);
  • I — изолированная нейтраль (англ. Isolation).

Вторая буква обозначает состояние открытых проводящих частей относительно земли:

  • Т — открытые проводящие части заземлены, независимо от отношения к земле нейтрали источника питания или какой-либо точки питающей сети;
  • N — открытые проводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания.

Последующие после N буквы обозначают совмещение в одном проводнике или разделение функций для нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:

  • S — нулевые рабочий N и защитный РЕ проводники разделены (англ. Separated);
  • С — функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном PEN-проводнике (англ. Combined);
  • N — нулевой рабочий (нейтральный) проводник (англ. Neutral);
  • РЕ — защитный проводник (нулевой защитный или заземляющий проводник, защитный проводник системы уравнивания потенциалов) (англ. Protective Earth);
  • PEN — совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводники (англ. Protective Earth and Neutral).

Действие защитного заземления состоит в том, что при контакте человека с оказавшимся под напряжением элементом ток течет по пути наименьшего сопротивления, то есть в землю.

Словосочетание «наименьшее сопротивление» является ключевым: при большом его значении, заземление от удара током не спасет.

Для проверки требуется специальный прибор — измеритель сопротивления заземления.

Обзор методов измерения сопротивления заземления

Заземление используется в реализации различных проектов электрических систем. Само понятие «заземление» схематично рассматривается подключением участка электрической цепи к потенциалу земли.

Контур заземления содержит проводник и электрод, внедрённый глубоко в грунт. Традиционным действием в электротехнической практике считается измерение сопротивления заземления только ещё запускаемых и уже эксплуатируемых сетей.

Блестящее решение перечисленных ниже задач достигается идеальным нулевым сопротивлением в заземляющей цепи:

  1. Не допустить появления напряжения на корпусе технологических машин.
  2. Добиться эффективного опорного потенциала электроаппаратуры.
  3. Полностью устранить статические токи.

Правда, электротехнический опыт показывает: результат под идеальный нуль получить невозможно.

Процедура исполнения необходимых замеров с помощью прибора для определения сопротивления заземляющей шины. Такие процедуры проводятся по графику, который утверждается руководством обслуживающей организации

В любом случае, заземлённый электрод выдаёт какое-никакое сопротивление. Конкретную величину resistance определяют:

  • сопротивление электрода в точке контакта с проводящей шиной;
  • контактная область между земляным электродом и грунтом;
  • структура грунта, дающая разное сопротивление.

Практика измерений сопротивления контура заземления отмечает, что первыми двумя факторами вполне можно пренебречь, но при соблюдении логичных условий:

  1. Заземляющий электрод сделан из металла с высокой электропроводимостью.
  2. Тело штыря электрода тщательно зачищено и плотно посажено в грунт.

Остаётся фактор третий – резистивная поверхность грунта. Он видится главной расчётной деталью для измерений сопротивления контура заземления.

R = pL / A

Измерение сопротивления2

где: p – удельное сопротивление грунта, L – условное заглубление, А – рабочая площадь.

Существует несколько вариантов измерения сопротивления контура заземления, каждый из которых вполне точно позволяет определить искомую величину.

Так, например, часто применяется методика 3-х точечной схемы, основанная на эффекте падения потенциала.

Графическая схема так называемой трёхточечной системы, которую достаточно часто применяют, когда требуется измерить значение сопротивления заземляющего контура

Измерения выполняют за три основных шага:

  1. Замер напряжения на электроде Э1 и зонде Э2.
  2. Замер силы тока на электроде Э1 и зонде Э3.
  3. Расчёт (формулой R = E / I) сопротивления заземляющего электрода.

Для этой методики точность замеров логически зависима от места инсталляции зонда Э3. Его рекомендуется внедрять в грунт на удалении — оптимально за пределы так называемой области ЭСЭ (эффективного сопротивления электродов) Э1 и Э2.

Если структура грунта под размещение заземляющего электрода отличается однородным содержимым, методика «62%» для определения сопротивлений контуров заземления обещает хорошую результативность.

Схема под технологию измерений под интересным названием «62%». Однако название взято от оптимальной величины отступа между электродами, при которой получают приемлемый результат

Способ применим под схемы с единственным заземляющим электродом. Точность показаний здесь обусловлена возможностью расположения рабочих зондов  на прямолинейном участке, относительно заземляющего электрода.

Точки инсталляции контрольных зондов

Заглубление электрода, м Расстояние до зонда Э1, м Расстояние до зонда Э2, м
1,8 13,7 21,9
2,4 15,25 24,4
3,0 16,75 26,8
3,6 18,3 29,25
5,5 21,6 35,0
6,0 22,5 36,6
9,0 26,2 42,65

Применение этого способа измерений требует наличия ещё одного качественного заземления помимо того, которое будет подвергаться исследованию. Методика актуальна для территорий густонаселённых, где часто нет возможности широко оперировать вспомогательными рабочими электродами.

Упрощённая методика измерений производится по двухточечной схеме.

При такой технологии требуется меньше манипуляций с оборудованием и расчётами, но точность расчетов невысока

Измерение сопротивления3

Метод двухточечного измерения отличается тем, что одновременно показывает результат для двух устройств заземления, включенных последовательно.

Точность этого способа оставляет желать лучшего по сравнению с двумя вышеизложенными. Здесь существенную роль играет расстояние между заземляющим электродом, сопротивление которого измеряется и вторым заземлением. Стандартно такая методика не применяется. Это своего рода альтернатива, когда нельзя использовать другие способы измерений.

Для большинства вариантов измерения сопротивлений наиболее оптимальным способом, помимо 2-х и 3-х точечных, считается 4-х точечная технология. Такой технологией замеров наделены приборы, подобные тестеру 4500 серии. Судя из наименования метода, на рабочей площадке в одну линию и на равных расстояниях размещаются четыре рабочих электрода.

По такой схеме – четырехточечной, производятся самые точные измерения.

Используется современная аппаратура и есть возможность выполнять работы без отключения заземляющей цепи

Генератор тока прибора подключается на крайние электроды, в результате чего между ними течёт ток, значение которого известно.

На других клеммах прибора подключены два внутренних рабочих электрода. На этих клеммах присутствует значение падения напряжения. Конечный результат по замерам – сопротивление заземления (в Омах), значение которого прибор демонстрирует на дисплее.

Важно

Приборами из серии 4500 часто пользуются для измерения напряжения прикосновения. Устройством при помощи специального модуля генерируется в земле напряжение небольшой величины – имитация повреждения кабеля.

Одновременно на шкале прибора указывается ток, текущий по цепи заземления. Показания на экране берут за основу и умножают на предполагаемую величину тока в земле.

Таким способом вычисляют напряжение прикосновения.

Выполнение мероприятий по контролю за состоянием электротехнической аппаратуры и линий заземления. Для работы используется измерительный прибор типа 4500

К примеру, максимальное значение ожидаемого тока на участке повреждения равно 4000А. На экране прибора отмечается величина 0,100. Тогда величина напряжения прикосновения будет равна 400В (4000*0,100).

Уникальность этого способа – возможность проведения замеров без отключения заземляющей цепи. Также здесь следует выделить преимущественную сторону, когда измерять общее сопротивление устройства заземления допустимо методом включения в цепь заземления резистивной составляющей всех соединений.

Принцип работы примерно следующий:

  1. Специальным трансформатором в цепи создаётся ток.
  2. Ток течёт в образованном контуре.
  3. С помощью синхронного детектора регистрируется измеряемый сигнал.
  4. Полученный сигнал преобразуется АЦП.
  5. Результат выводится на ЖК-дисплей.

Устройство оснащается модулем (избирательный усилитель), благодаря которому полезный сигнал эффективно очищается от разного рода помех – н.ч. и в.ч. шумов. Лапами клещей в их сочленённом состоянии образуется возбуждаемый контур, охватывающий проводник заземления.

Последовательность действий при работе с прибором серии С.А6415 доходчиво описывается в инструкции, прилагаемой к этому уникальному устройству.

Уникальный измерительный прибор — клещи, благодаря которому относительно просто и легко удаётся измерить сопротивление земляного контура в различных условиях

Например, есть необходимость провести измерения сопротивления заземления какого-либо электрического модуля (трансформатора, электросчётчика и т.п.). Последовательность действий:

  1. Открыть доступ к заземляющей шине, сняв защитный кожух.
  2. Захватить клещами проводник (шину или непосредственно электрод) заземления.
  3. Выбрать режим измерения «А» (измерение тока).

Максимальное значение тока прибора составляет 30А, поэтому в случае превышения этой цифры выполнять измерение нельзя. Следует снять прибор и повторить попытку измерений в другой точке.

Процесс выполнения замеров с помощью измерительных устройств типа С.А6415 и 3770. Результаты измерений фиксируются в таблице и сравниваются при следующем ТО

Когда полученная на шкале величина тока укладывается в допустимый диапазон, можно продолжить работу переключением прибора на измерение сопротивления «?». Высвеченный на дисплее результат покажет общее значение сопротивления, включая:

  • электрод и шину заземления;
  • контакт нейтрали с электродом заземления;
  • контакт соединений на линии между нейтралью и заземляющим электродом.

Работая с клещами, следует иметь в виду: завышенные показания прибора по сопротивлению заземления, как правило, обусловлены плохим контактом заземляющего электрода с грунтом. Также причиной высокого сопротивления может быть оборванная токоведущая шина. Высокие цифры сопротивлений в точках соединений (сращиваний) проводников тоже могут влиять на показания прибора.

Прежде чем сооружать цепь заземления, следует получить точные сведения о том, в область каких грунтов будет закладываться заземляющий электрод.

Часто для определения значений «p» грунта предлагается обращаться к существующим таблицам. Однако этот вариант с таблицами даёт чисто ориентировочные данные. Поэтому полагаться на них не стоит.

Истинные значения сопротивления грунта могут отличаться в разы.

Если грунт имеет однородную составляющую, его удельное сопротивление измеряют методикой «пробного электрода».

Структура однородного грунта. При таких условиях измерить и вычислить сопротивление значительно проще, чем проделывать ту же самую работу на многослойных грунтах

Метод предполагает выполнение определённой процедуры в два этапа:

  1. Берут стержневой контрольный зонд длиной чуть больше глубины проектной закладки.
  2. Погружают зонд в землю строго вертикально на глубину проектной закладки.
  3. Оставшийся над поверхностью земли конец используют для замера сопротивления растекания (Rr).
  4. Определяют УСГ по формуле p = Rr * Ψ.

Желательно выполнить процедуру несколько раз в различных точках рабочей площадки. Альтернативные замеры помогают достичь точных результатов измерений сопротивления грунта.

Для такой ситуации замер УСГ выполняют методом ступенчатого зондирования. То есть контрольный зонд погружается до рабочей глубины ступенями и в положении каждой ступени выполняются измерения удельного сопротивления.  Вычисления среднего УСГ производятся с помощью формул для каждого отдельного измерения.

  • Для чего необходимы измерения
  • Обзор измерительных способов
    • 3-точечная система определения
    • Измерения по технологии «62%»
    • Упрощённый двухточечный метод
    • Точные измерения по четырём точкам
    • Измерение прибором С.А6415 (6410, 6412, 6415)
    • Инструкция измерения прибором С.А6415
  • Общие рекомендации по измерению УСГ
    • Вариант #1: однослойный грунт
    • Вариант #2: многослойный грунт
  • Выводы и полезное видео по теме
Оцените статью
MALIVICE.RU
Adblock
detector