О компании » Электролаборатория » Методики измерений » Методика измерения сопротивления заземляющих устройств
1. Общие положения
Данная методика предназначена для производства измерений сопротивлений заземляющих устройств с целью оценки качества заземляющих устройств сравнением измеренных величин сопротивлений с нормами по пункту 1.7.101 ПУЭ (7 изд.) и пункту 26.4 ПТЭЭП. По данной методике выполняются также измерения сопротивлений заземляющих устройств молниезащиты. Методика распространяется и на измерения удельного сопротивления грунта, которое по пункту 1.7.56. ПУЭ следует определять в качестве расчетного значения, соответствующего сезону года, когда сопротивление контура заземления принимает наибольшие значения.
Для получения как можно более реальных результатов пунктом 26.4 ПТЭЭП рекомендуется измерения производить в период наибольшего удельного сопротивления грунта. При завышенных результатах сопротивлений заземляющих устройств, приведенных в таблице № 36 приложения 3.1 ПТЭЭП, они сопоставляются с данными измерений удельного сопротивления грунта.
2. Методы измерений
2.1. Метод измерения прибором MRU-101.
2.1.1 Условия проведения измерений и получения правильных результатов
Для правильного выполнения измерений необходимо выполнить несколько условий. Измеритель автоматически останавливает процедуру измерения в случае обнаружения следующих внештатных ситуаций:
Ситуация Символы дисплея Пояснения
Напряжение шума превышает 24В LIMIT и UN
Напряжение шума превышает 40В LIMIT и OFL издается издается продолжительный звуковой сигнал
Нет измерения текущего тока -r- вместе с символом измерительного гнезда Отсутствие подключения измерительных щупов требуемого сопротивления или измерительные провода не подключены к щупам
Сопротивление измерительных щупов превышает 50кОм LIMIT вместе со значением сопротивления измерительного щупа в дополнительном поле дисплея Уменьшить величину сопротивления измерительного щупа или увеличить влажность грунта вблизи щупа
Измерители вышли за диапазон OFL
Дополнительно измеритель сообщает о ситуациях, в которых результат измерения не может быть признан правильным:
Ситуация Символы дисплея Пояснения
Ошибка измерений из-за отклонения сопротивления щупов более 30% LIMIT
Элементы батареи разрядились BAT
После включения и.
при напряжении шумов меньше чем 40 В. Подача на любые измерительные гнезда напряжения больше чем 40 В может повредить измеритель.
Измерение начинается после нажатия клавиши START.
Прибор выполняет цикл измерений, и если нет ни одной из причин для блокировки, описанной ранее. При измерении основное поле дисплея отображает символы Д-Д – передача сигналов версии данной стадии измерения, а в поле текущие значения параметров, измеряемых в данном режиме измерителя. После окончания измерения отображаются значения величины сопротивления и сопротивления измерительного щупа или удельного сопротивления грунта. Остальные параметры измерителя могут отображаться, при нажатии клавиши SEL.
Измеритель автоматически выбирает диапазон измерения для каждой функции.
Трехполюсная схема – основная схема измерения сопротивления устройств заземления. Процедура такова:
1. Соединить заземлитель с измерительным гнездом измерителя, обозначенным как „Е” (Рис.8);
2.
ить 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. Если результаты измерения отличаются больше чем 3 %, расстояние от токового щупа до исследуемого заземлителя должно быть увеличено значительно, а измерения следует повторять. Оптимальное положение потенциального щупа – 62 % от расстояния между токовым щупом и исследуемым заземлителем.
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”. 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)
Измерители серии MRU-100 могут быть использованы для измерений параметров многоэлементных заземлителей (совокупность заземляющих электродов соединена в систему устройства заземления) без необходимости их рассоединения.
Измерительные клещи используются для инструментального определения токов, текущих через отдельные электроды устройства заземления, при этом используется следующая процедура:
Рис.10. Использование измерителя для измерения сопротивления многоэлементного устройства заземления по трёхполюсной схеме
1. Соединяют исследуемый заземлитель с измерительным гнездом измерителя, обозначенным символом „Е” (Рис.10).
2.
ковый измерительный щуп вбивают в грунт на расстоянии, превышающем 40 м от исследуемого заземлителя, и соединяют измерительным проводом с измерительным гнездом „Н”.
3. Потенциальный щуп устанавливают в грунт на расстоянии 20 м от измеряемого заземлителя, соединенного с гнездом „S”. Заземлитель (токовый и потенциальный), измерительные щупы должны быть выстроены в одну линию.
4. Подключить измерительные клещи через кабель к разъему и охватить захватом измерительных клещей измерительный провод, подключенный к измерительному гнезду „Е”
5. Поворотный переключатель функций [У] установить в положение RE Зр Я.
6. Нажать клавишу START.
7. Снять показания значения сопротивления заземления RE, а также значения сопротивлений измерительных щупов Rs и RH . Значения специфических параметров могут быть сняты с основного поля дисплея после нажатия на клавишу SEL.
8. 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 на 3 %, то значительно увеличивают расстояние токового измерительного щупа до исследуемого и повторяют измерения. Оптимальное положение потенциального измерительного щупа – 62 % от расстояния между токовым щупом и исследуемым заземлителем.
При измерениях сопротивления заземлителей, состоящих из системы электродов, соединенных с мачтой линии электропередачи, иногда возникает потребность в определении не только сопротивления отдельных элементов заземлителя, но и общего сопротивления всей его системы электродов. Измерив значения сопротивлений отдельных элементов заземлителя RE1, RE2, RE3, RE4, определяют общую величину сопротивления системы по формуле:
Для измерений удельного сопротивления грунта – измерители используют сопротивления отдельных электродов системы заземлителя, для чего в геологии были разработаны специальные приборы.
В данных приборах аналогичная функция измерения задается простым выбором положения поворотного переключателя функций.
Эта функция с метрологической точки зрения идентична четырехполюсной схеме измерений сопротивления заземления, но содержит дополнительную процедуру ввода в прибор взаимного расстояния между измерительными щупами и электродами заземлителя.
Результат измерения – величина удельного сопротивления фунта определяется автоматически согласно формуле r= 2pd RE, которая применяется в Методике измерения Вернера.
Вышеупомянутая методика предполагает равные расстояния между электродами.
Рисунок 11. Схема для измерения удельного сопротивления грунта
Процедура, применяемая для измерения удельного сопротивления грунта, следующая:
1. Измерительные щупы устанавливают в грунт по прямой линии через равные взаимные расстояния и
соединяют с измерительными гнездами обозначенными символами „Н”, „S”, „ES” и „Е”
2. Поворотный переключатель устанавливают в положение „р”.
3. Нажимают клавишу START.
4. Используя клавиши управления стрелками и изменяют величину расстояния между электродами, индицируемую на дисплее так, чтобы она лучше всего с согласовывалась с фактическим расстоянием.
5. Нажимают клавишу START.
6. Снимают показания значения сопротивления заземления RE, а также значения сопротивлений измерительных щупов Rs и RH. Значения специфических параметров могут быть сняты с основного поля дисплея после нажатия на клавишу SEL.
ВНИМАНИЕ: в вычислениях принято, что расстояния между отдельными измерительными щупами равны (методика Вернера). Если это не так, то измерения сопротивлений отдельных электродов и последующие вычисления должны выполняться независимо.
2.1.6 Безопасные приемы работы
Работы по измерению выполняется по наряду-допуску или по распоряжению.
д оформления работ определяет работник, имеющий право выдачи нарядов и распоряжений. К работе допускаются лица из электротехнического персонала не моложе 18 лет, обученные и аттестованные на знание ПТБ, ПЭЭБ и данной методики, обеспеченные инструментом, индивидуальными защитными средствами, спецодеждой.
Состав бригады должен быть не менее двух человек:
— производитель работ с группой по электробезопасности не ниже III;
— член бригады с группой по электробезопасности не ниже III.
Металлические стержни не должны иметь заусениц. Молоток должен быть плотно насажен на рукоять и не иметь люфта.
При подаче напряжения от постороннего источника питания должны быть оформлены и выполнены организационные и технические мероприятия, как в месте подключения, так и на рабочем месте.
Соединительные провода, питающий кабель, понижающий трансформатор должны иметь двойную изоляцию.
Приборы в схемах измерений должны быть установлены на изолированном основании.
Запрещается выполнять работы при высокой влажности, а также в огне-, пожаро- и во взрывоопасных средах и помещениях.
По результатам измерений составляется протокол установленной формы. Лица, допустившие нарушения ПТБ или ПТЭЭП, а также допустившие искажения достоверности и точности измерений, несут ответственность в соответствии с законодательством и положением о передвижной электролаборатории.
www.megaomm.ru
Что такое заземление.
Заземление – это намеренное соединение частей и узлов электрооборудования, не находящихся в нормальном состоянии под напряжением с электродом, установленном в земле. При этом необходимо обозначить такое понятие как сопротивления растеканию.
При замыкании на землю, по мере удаления от электрода потенциал будет падать и, в конце концов, станет нулевым. Таким образом, сопротивление растеканию заземлителя – это параметр характеризующий сопротивление земли в месте установки электрода. Понятие сопротивления растеканию особенно актуально в сетях выше 1000 В.
Для чего нужно заземление.
Заземление необходимо для предотвращения поражения человека воздействием электрического тока, в случае его появления там, где при нормальных условиях его не должно быть. При касании корпуса прибора, находящимся под напряжением, сила тока, проходящего через тело человека, может оказаться смертельной.
Необходимостью снижения разности потенциалов и обусловлено применение защитного заземления. Кроме этого, замыкание на землю приводит к увеличению силы тока и, как следствие, к срабатыванию защитных устройств. Нормы сопротивления защитного заземления регламентируются ПУЭ, а также документом называемым «Правила и нормы испытания электрооборудования».
Конструкция заземления.
Заземление – это комплекс технических устройств защитного типа, состоящий из:
- Заземлителя — одного или нескольких вертикальных проводников (стержней), имеющих электрический контакт с землей и связанных между собой.
- Заземляющего проводника (путь для тока замыкания), соединяющего заземляемый объект и заземлитель.
На каждое заземление составляется паспорт. В паспорт заносится схема заземляющего устройства (длина, и схема расположения электродов контура), тип, удельное сопротивление грунта, а также результаты замера сопротивления заземления. Обязательным приложением к паспорту является акт на скрытые работы. Данный акт необходим в связи с тем, что большая часть заземляющего устройства находится под землей и этот акт представляет собой схему расположения элементов заземляющего устройства. В случае, если паспорт на заземление отсутствует, эксплуатация объекта запрещена.
Методика измерения сопротивления защитного заземления.
Для проверки сопротивления заземления используется метод амперметра-вольтметра, заключающийся в том, что через измеряемое сопротивление течет ток определенной величины и одновременно измеряется падение напряжения. Разделив значение тока на величину падения напряжения, получаем значение сопротивления. В принципе, под понятием измерения сопротивления заземления, подразумевается измерение сопротивления растеканию. Правила и нормы испытаний электрооборудования задают минимальное сопротивление заземления, рассчитанные с точки зрения безопасности. Нормы различаются в зависимости от типов электроустановок (глухозаземленная или изолированной нейтралью). Класс использованного напряжения также влияет на нормы сопротивления.
Приборы для измерения заземления.
Бытовой тестер для такой проверки использовать нельзя, так как он не способен генерировать достаточно высокое напряжение. Для измерений используется, как приборы уже давно выпускающиеся (МС-08, М-416 и др.), так и новые средства измерения, выполненные на современной электронной базе и характеризующиеся малым потреблением тока от источника питания. В настоящее время измерение защитного заземления можно выполнить также цифровым мультиметром или специальным тестером.
Порядок проведения измерения заземления (сопротивления растеканию заземлителя).
Для проведения проверки необходимо помимо прибора иметь два электрода (токовый и потенциальный) с проводами достаточной длины, как образец, можно предложить отрезок гладкой арматуры или трубы круглого сечения.
В зависимости от сложности конструкции заземлителя, измерение сопротивления проводят по двум разным схемам:
- Простой (одиночный) заземлитель.
Применяется «линейная» схема подключения электродов. Потенциальный электрод устанавливают на расстоянии не менее 20 м. от заземлителя, а токовый не менее, чем в 10-12 м. от потенциального. - Сложный заземлитель.
Используется, когда простая схема неприменима, ввиду того, что при расчетах сопротивление заземления она не будет соответствовать минимально допустимым нормам. Представляет собой несколько вертикальных стержней вбитых в землю, электрически связанных между собой (электросваркой, чтобы снизить переходное сопротивление). Такое устройство называется контуром заземления. В этом случае необходимо определить наибольшее расстояние (диагональ) защитного контура заземления. Потенциальный электрод нужно вбивать на расстоянии равным пяти диагоналям от места присоединения заземляющего проводника. Токовый зонд забивается не менее, чем в 20 м. от потенциального. Измерительный прибор необходимо располагать как можно ближе к выводу заземления.
Порядок проведения измерений.
Так как в настоящее время самый распространенный прибор для проведения измерения является измеритель сопротивления заземления М-416, в дальнейшем, как образец, будет рассматриваться именно это средство измерений. Данный прибор относится к системе, в которой принцип измерений основан на компенсационном методе.
Запрещается для проверки пользоваться приборами, не имеющих действующего клейма о поверке, результаты которой должны заноситься в паспорт на средство измерения.
- Проверить наличие элементов питания в батарейном отсеке, убедившись, что их напряжение находится в пределах нормы;
- Откалибровать прибор, установив переключатель диапазонов в положение 5 Ом (контроль), ручкой реохорда установить стрелку как можно ближе к нулевой отметке. При этом на шкале должны быть показания 5 Ом;
- Отсоединить контур от заземляющего проводника;
- Присоединить прибор к соответствующим электродам;
- Тщательно зачистив вывод измеряемого заземлителя (для того чтобы исключить влияние, которое может оказать на конечный результат переходное сопротивление), присоединить к нему прибор.
Примечание: В зависимости от планируемых показателей сопротивления заземления измерение прибор нужно подключать по двух- или четырехпроводной схеме. Первая применяется, если предполагаемое сопротивление более 5 Ом, а вторая для измерения более низких значений (при этом разделяются пути прохождения тока и измерения разности потенциалов, для исключения влияния сопротивления присоединяемых проводов при измерении). В этом случае присоединение к заземлителю осуществляется двумя проводниками. Паспорт прибора содержит наглядные рисунки, которые позволят произвести подключения без ошибок.
- Установить переключатель диапазонов в положение, соответствующее наибольшей чувствительности (Х1), нажав кнопку «Измерение», регулятором установить стрелку на нуль. При этом на шкале реохорда будет отражен искомый результат проверки сопротивления заземлителя. Если стрелка не устанавливается на нуль, необходимо переключателем выбрать другой диапазон и показания реохорда умножить на соответствующий множитель.
Примечание: Если измерение проводится тестером или мультиметром, необходимость выбора множителя отпадает — эти приборы обладают функцией автоматического выбора предела шкалы.
ВАЖНО! После проведения измерений, если сопротивление заземления в пределах нормы необходимо вновь присоединить заземляющий проводник к заземлителю!
Оформление результатов измерений (протокол).
После окончания измерений нужно оформить протокол результата замера. Протокол представляет собой бланк определенной формы, в котором отражаются наименование объекта, схема установки заземляющих стержней и их соединений (для этого понадобится паспорт объекта и акт на скрытые работы). Также протокол должен отражать схему контура заземления и метод, по которому проводилось измерение. В протокол необходимо включить графу, в которой указан прибор или тестер (его тип, заводской номер и пр.), которым проводилось испытание. Результаты, полученные при измерении, заносятся в паспорт заземляющего устройства.
Отдельно представляется протокол испытания переходных сопротивлений. Переходное сопротивление (также, его еще называют металлосвязью) – это возможные потери на пути прохождения тока, связанные со сварочными, болтовыми и др. соединениями всего контура заземления. Это испытание проводится специальным тестером – микроомметром.
ВАЖНО! Проводить испытания и выдавать протокол измерения сопротивления заземления может только испытательная лаборатория, аккредитованная в системе органов стандартизации.
После окончания измерений составляется соответствующий акт, и заземляющее устройство считается годным к эксплуатации.
electry.ru
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.
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.
Ток I1, протекающий по грунту на участке между основным заземлителем и контуром заземления, образует на замеряемом нами участке падение напряжения U1, которое вычисляется по формуле:
U1=I1∙rx.
Ток I2, проходящий по участку реостата R «аб» с сопротивлением rаб, формирует падение напряжения U2, определяемое выражением:
U2=I2∙rаб.
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
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
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.
Этот способ больше подходит для глубинных исследований и вычисления удельного электрического сопротивления грунта.
Вариант подключения прибора марки ИС-20/1 по этой схеме показан на картинке.
Замер сопротивления заземлителя с применением токоизмерительных клещей
При использовании метода необходимо иметь фоновый ток от электроустановки здания в контур заземления. Его величина у большинства приборов, работающих по этому типу, не должна превышать 2,5 ампера.
Замер сопротивления контура без разрыва цепи заземлителей с применением измерительных клещей
Используя измеритель ИС-20/1м можно выполнить электрическую оценку состояния заземлительного устройства здания по следующей схеме.
Замер сопротивления контура без вспомогательных электродов с применением двух измерительных клещей
При этом способе не требуется устанавливать дополнительные электроды в землю, а можно выполнить работу пользуясь двумя токовыми клещами. Их потребуется разнести по шинопроводу заземлительного устройства на расстояние большее чем 30 сантиметров.
Выбор методики проведения замера зависит от конкретных условий эксплуатации оборудования и определяется специалистами лаборатории.
Оценку состояния заземлительного устройства можно выполнять в разное время года. Однако, следует учитывать, что в период большого нахождения влаги в почве во время осенне-весенней распутицы условия для растекания токов в земле наиболее благоприятные, а в сухую жаркую погоду — наихудшие.
Летние замеры при высушенном грунте наиболее качественно отражают реальное состояние контура.
Некоторые электрики рекомендуют для снижения значения сопротивления проливать почву около электродов растворами солей. Следует понимать, что это мера временная и неэффективная. С уходом влаги состояние проводимости вновь ухудшится, а ионы растворенной соли будут разрушать металл, расположенный в почве.
В заключение
Всем внимательным читателям и опытным электрикам предлагается посмотреть на прилагаемую ниже картинку, демонстрирующую простой, на первый взгляд, способ реализации измерения сопротивления заземляющего устройства, который не нашел широкого практического применения в лабораториях.
Объясните в комментариях какие электротехнические процессы происходят при таком способе и как они влияют на точность измерения. Проверьте свои знания, удачи!
electrik.info