Меню

Прибор для замера токов растекания

Измерение сопротивления

15 октября 2019

Время на чтение:

Прибор для замера заземления — незаменимое устройство для проверки и обслуживания систем заземляющего контура. Такие аппараты широко применяют не только в процессе эксплуатации установок, но также еще на этапе проектирования и монтажа. С их помощью специалисты проводят геологического измерения сопротивления грунтов в местах запланированного заглубления стержней.

Аналогичным образом производится проверка эффективности молниезащитных схем. После разрушения металлических конструкций сопротивление проводников повышается и они перестают справляться со своей главной задачей — заземлять элементы под напряжением, способные нанести вред человеку и технике путем поражения электрическим током.

Измеритель сопротивления

Что это такое

Сопротивление заземления представляет собой физический показатель величины противодействия грунта растеканию пагубного электрического тока. Избыточное напряжение уходит в грунт через специальные стержни, соединенные по особой схеме. Проверку проводят в омах.

Обратите внимание! Идеальным показателем является минимальное значение, то есть чем он ниже, тем больше электрического тока защитный контур сможет пропустить через себя.

Однако достичь идеальных величин практически невозможно. Нулевой показатель гарантирует полное поглощение грунтом избытка электронов. Но поскольку добиться в реальности благоприятных условий практически не представляется возможным, то разработаны специальные нормы для разных видов зданий.

Замер сопротивления

Номинальные величины получены расчетным и опытным путем, поэтому считаются оптимальными для создания защитного контура от излишков напряжения. Для бытовой электросети с вольтажом 220В и 380В сопротивление заземляющей периферии не может превышать 30 Ом. В противном случае, это чревато воспламенением проводки, выводом из строя домашнего оборудования и поражением окружающих электрическим током. Если в помещениях используется силовые установки, например, электронагреватели или сервоприводы, то значение не должно быть больше 10 Ом.

Для чего необходимо измерять заземление

Принцип работы защитных контуров заземления основан на главном качестве электрического потока электронов — проходить по проводникам с наименьшей силой противодействия. Сопротивление тела человека в среднем равно 1 кОм. В соответствии с правилами обустройства электроустановок номинальная величина резистентности заземления не может превышать этого показателя. По нормам допустимо 4 Ом.

Главная цель защитной периферии — отвести накопленные потенциалы от организма человека и не допустить поражения. На корпусе неисправного оборудования, например, в результате пробоя изоляции, скапливаются отрицательные электроны, которым готовы пройти через любой материал. При касании рукой кожуха они устремляются в землю через его тело. Если величина тока невелика, то человек сможет отделаться лишь неприятным ощущением и током, но при высоких токах более 100 мА напряжение может вызывать необратимые изменения в организме.

Зачем нужно проверять заземление

Обратите внимание! Заземление способно свести риск поражения до минимальных пределов. Ток пойдет по материалам с сопротивлением меньше человеческого.

По этой причине необходимо регулярно проверять защитный контур на соответствие установленным нормам. Такая простая превентивная мера помогает избежать травм и летального исхода. В случае когда прибор для измерения номиналов сопротивления заземления показывает превышение расчетных значений, необходимо вмешательство специалистов, которые способны починить и привести в порядок защитный контур.

Условия для измерения

При проведении замеров сопротивления заземления используют методику определения падения вольтажа, амперов. Через проводник пропускают ток необходимой силы и фиксируют изменение. Далее по формуле вычисляют коэффициент противодействия, который равен частному тока на падение напряжения. Такой способ называют методом амперметра-вольтметра.

В качестве измерителя используют обычные бытовые приборы как мультиметр. Для этого создают искусственную цепь из токового (вспомогательного) электрода и заземлителя (потенциального стержня). Таким элементом может выступать обрезок арматуры или металлической трубы. Через них пропускают электричество требуемой величины. В качестве генератора может выступать сварочный аппарат или другие трансформаторы, чьи обмотки не связаны между собой.

Важно! Необходимо создать ток нужной величины, способный преодолеть сопротивление грунта.

Потенциальный электрод нужен для фиксации падения напряжения при протекании тока по заземляющему элементу. Его располагают на одинаковом расстоянии от токового электрода и контрольного элемента, но он должен находится в доступной зоне нулевого потенциала. Далее путем расчетов по закону Ома определяют геологическое сопротивление грунта.

Такой способ хорош для применения в частном доме, но бытовой мультиметр не способен вырабатывать необходимое напряжение. А схема будет работать, если по цепи потечет только ток нужного номинала. Поэтому существуют специализированные приборы, которые способны дать точные результаты.

Выше был описан простой способ, состоящий из одного потенциального электрода. Существует также сложный метод, включающий в себя несколько клиньев связанных между собой в одну единую цепь. Проволока между ними формирует контур.

Схема измерения сопротивления

Приборы

Как уже было сказано выше, для профессиональных измерений многофункциональные тестеры не сильно подходят, так как дают примерные результаты и не способны генерировать напряжение требуемой величины. Для получения точных показателей используют хорошо известные М-416, МС-08 и другие современные устройства.

Приборы делятся на:

  • аналоговые;
  • цифровые.

Принцип действия индукционных тестеров основан на компенсационной методике. Их отличает надежность и долговечность. Однако существенным минусом таких аппаратов является недостаточная точность шкалы делений. Они обладают устойчивостью к внешним помехам и просты в эксплуатации. Сам процесс калибровки прибора основан на выставлении абсолютного нуля сопротивления. Подобные аппараты рассчитаны на работу с номиналами от 0,1 до 1500 Ом.

Электронные тестеры превосходят аналоговые по точности и функциональности. Но при наличии электроники внутри они чувствительны к вешним помехам, которые могут не только повлиять на конечные результаты замеров, но также испортить сам прибор. Поэтому они требуют более бережного и аккуратного обращения с собой. Класс точности электронных тестеров гораздо выше, чем у индукционных. Приборы показывают результаты вплоть до десятых и сотых единиц, что в некоторых случаях очень важно.

Измеритель марки М-416 предназначен для снятие показаний от 0,1 Ом до 1 кОм. Рабочее напряжение от источников питания прибора варьирует от 3,8 В до 4,5 В. Поскольку индикатор является стрелочным, то для устройства важно сохранять горизонтальность. Поэтому перед началом тестирования необходимо поместить на ровную поверхность. Далее выставить переключатель в позицию 5 Ом и с помощью рукояти реохорда приблизить стрелку как можно ближе к нулевой отметке. При этом шкала реохорда должна точно показывать отметку измерений равной 5 Ом. Допускаются отклонения 0,35 единиц.

По окончанию калибровки контур отсоединяют от заземляющих проводников. Во время проверки прибор требуется располагать рядом с контрольным заземлителем. Это поможет уменьшить погрешность измерений, вызванное переходящим сопротивлением. Стержень вспомогательного заземлителя и зонда устанавливают на расстоянии 10 и 20 метров. Погружать стержни требуется на глубину от 500 мм.

Забивать их нужно ровными и четкими ударами, чтобы исключить раскачивания. Это также поможет исключить дополнительную погрешность переходных сопротивлений между грунтом и металлом. Для грунтов с высокими показателями прибор покажет приблизительные результаты. Для повышения точности и снижения погрешности область вокруг стержней поливают водой.

Прибор ИС-10

Электронный прибор ИС-10 предназначен для проверки сопротивления конструкций заземления и металлических соединений по схеме 2х, 3х и 4х при помощи щупов. Для измерения удельных величин сопротивления грунтов устройство позволяет вводить данные о расстоянии между контрольными электродами. Диапазон дистанций составляет от 1 до 10 метров. Оператор имеет возможность самостоятельно внести их в меню прибора. С учетом введенных параметров результат отображается на экране как 1 Ом на 1 метр.

Прибор позволяет работать с током 250 мА и частотой 124 Гц. С помощью рукояти пользователь регулирует номинальные значения, с которыми намерен работать: 1 до 999 мОм, от 1 до 9 Ом, от 10 до 99 Ом, от 100 до 999 Ом и от 1 кОм до 9 кОм. Точность показаний составляет сотые доли единиц при погрешности 3%.

В отличие от М-416 тестер ИС-10 имеет жидкокристаллический монохромный экран. Электронная начинка прибора оснащена встроенной памятью, куда сохраняются до 64 результатов замеров. Присутствует защитная схема от неверного подключения, которая не позволит перегореть ему при высоких токах, в то числе защита от внезапного появления напряжения. Корпус устройства ударопрочный и соответствует степени защищенности от пыли, влаги и ударов IP 42.

Читайте также:  Определить ток цепи если известно что r1 r2 xl1 xl2 xc1 xc2

Измеритель СА 6412

СА 6412

Тестер СА 6412 представляет собой новое поколение измерительных семейства токовых клещей. Корпус устройства изготовлен из специального материала, который позволяет эксплуатировать его в неблагоприятных условиях. Каждая деталь проверочной головки помещена в закрытый кожух, что обеспечивает им необходимую прочность при работе на сложных объектах. Производитель оснастил прибор дополнительной защитой от сильных вибраций, ударов, попадания влаги и пыли.

Исполнение устройство очень простое. Для работы ему не нужны провода, щупы как вышеописанным устройствам. Для проведения испытаний не требуется установка дополнительных электродов. Диапазон замеров составляет от 0.1 до 1200 Ом при величине тока от 1 мА до 30 Ампер. Полученные результаты аппарат выводит на монохромный жидкокристаллический экран. Устройство оснащено функцией самостоятельного тестирования и индикацией помех в сети. Выдерживает ток перегрузок до 200 А в течение 30 секунд и имеет диэлектрическую прочность 2500 В.

Тестер 1820 ER

1820 ER

Портативный прибор для измерения сопротивления заземления марки 1820 ER позволяет мерить шаговое напряжение. Устройство позволяет не отключать схему контура при работе с тестовым током 2 мА. В комплект входят щупы и шнуры. Пределы измерений регулируются рукоятью и составляют 20, 200 и 2000 Ом.

Погрешность показаний не превышает 2%. Точность составляет 0,01 для 20 Ом, для 200 соответствует 0,1 Ом и для 2000 допуск 1Ом. Тестовый сигнал равен 2 мА частотой 820 Гц. Для тестирования заземляющего контура также используют электроды, которые вбивают в землю на определенное расстояние. Схема их расположения может быть простой или сложной, то есть с использованием нескольких штырей.

Измерительный прибор SEW 2705 ER

SEW 2705 ER

Переносной прибор SEW 2705 ER для измерения грунтового сопротивления до 1 кОм. Двухпроводная схема замеров представляет грубые результаты, трехпроводная дает более точные показатели. Поэтому позволяет проверить шаговое напряжение до 30 В.

При тестовом токе до 2 мА отключение цепи защитного заземления от сети силового напряжения не требуется. В конструкции данного прибора использован стрелочный индикатор. Погрешность показаний не превышает 2,5%. Пределы проверки сопротивления равны 10. 100 и 1000 Ом, для напряжения 30 В частотой 40-500 Гц. Корпус прибора ударопрочный и влагозащищенный, выполнен в соответствии с современными стандартами.

Как правильно измерять

Перед выполнением замеров необходимо уменьшить число факторов, влияющих на точность конечных результатов. Для аналоговых приборов со стрелочным индикатором это, прежде всего, горизонтальное расположение корпуса. На величину погрешности влияет также близость электромагнитных полей, поэтому ставить аппараты следует как можно дальше от них. Такое требование следует соблюдать для всех видов измерителей.

До начала тестирования всегда нужно проводить калибровку прибора. На индукционных это можно сделать путем поворота рукояти реохорда. Некоторые электронные устройства имеют функцию самостоятельного тестирования, поэтому они автоматически проведут точную подстройку под рабочие условия. Точные результаты дает схема тестирования с четырьмя проводами.

Источник

Измерение сопротивления заземления

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.

Сопротивление растекания

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.

Для чего нужно заземление

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:

  1. Заземлителя — одного или нескольких вертикальных проводников (стержней), имеющих электрический контакт с землей и связанных между собой.
  2. Заземляющего проводника (путь для тока замыкания), соединяющего заземляемый объект и заземлитель.

Устройство заземления

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:

  1. 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.
  2. 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.

  1. Проверить наличие элементов питания в батарейном отсеке, убедившись, что их напряжение находится в пределах нормы;
  2. 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;
  3. Отсоединить контур от заземляющего проводника;
  4. Присоединить прибор к соответствующим электродам;
  5. 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.

  1. 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.

Источник

Измерение сопротивления растеканию тока заземляющего устройства

Измерение сопротивления растеканию тока заземляющего устройства

Измерение сопротивления растеканию тока заземляющего устройства выполняется с целью проверки элементов имеющихся на объекте заземляющих устройств на соответствие проектным техническим условиям и требованиям нормативной документации. Такие работы выполняются при проведении всех видов испытаний электрооборудования.

Читайте также:  Как называют электрод соединенный с отрицательным полюсом источника тока

Средства и метод измерения сопротивления заземлителей

Для проведения данных работ чаще всего применяется измерители сопротивления заземлителя Ф4103-М1, М416 или ИС-20. Замеры проводится по компенсационному методу, где применяются вспомогательные заземлители и потенциальные электроды-штыри (зонды).

Геометрические размеры имеющихся заземлителей определяются методом прямых измерений. Их состояние оценивается визуально после вскрытия контура. Для учёта текущей проводимости грунта вводятся поправочные коэффициенты.

Проведение измерений по компенсационным методам

Такие диагностические работы выполняются по трех- или четырехпроводному методу.

При применении четырехроводного метода используются четыре электрода-штыря (два токовых и два потенциальных), установленных через определенное расстояние (разнос).

Применение такого количества электродов исключает влияние на результат измерений переходного сопротивления в местах подключения измерительных кабелей, а также их сопротивление. Это особенно важно в тех случаях, когда измеряемое сопротивление является малой величиной.

При трехпроводном методе используется только один потенциальный и два токовых штыря. В этом случае измеренная величина заземляющего устройства будет включать в себя величину сопротивления измерительного кабеля потенциального электрода-штыря.

Во время проведения измерений отсоединение грозозащитных тросов оболочек кабелей и других естественных заземлителей не требуется. Измерительные кабеля не должны располагаться рядом с массивными металлоконструкциями и находиться параллельно линии электропередач.

Другие методы измерений

Для определения величины сопротивления заземлителей существуют другие методы:

  • мостовой (практически не применяется);
  • определение сопротивления измерением тока, протекающего через заземление и падения напряжения на нем (испытание способом вольтметра-амперметра с одно- и двухлучевой схемой расположения вспомогательных электродов или применением измерителей МС – 07 или МС-08).

Оформление результатов

Измерение сопротивления растеканию тока заземляющего устройства, результаты обработки данных и вычислений оформляется соответствующим протоколом. В этом протоколе обязательно указываются: схема расположения заземляющих электродов, план контура заземления, метод определения сопротивления.

Если по результатам изменение сопротивления заземляющего устройства велико, намечаются пути снижения этого сопротивления (обработка грунта солями, добавления в него влагозадерживаюших веществ, увлажнение грунта, изменение заземляющего контура и другие).

Источник



Как выполняется измерение сопротивления заземления

Защитное действие заземления всецело связано с величиной его сопротивления, а последнее зависит от многих факторов, метеорологических и гидрологических, не говоря уже о состоянии самих заземлителей и заземляющих проводов.

Поскольку величина сопротивления заземления подвержена большим колебаниям, становится ясным то громадное значение с точки зрения безопасности, которое приобретает испытание заземления, выражающееся главным образом в измерении сопротивления, заземления. При этом важно не только начальное испытание перед сдачей в эксплуатацию, но и периодические испытания, через определенные промежутки времени.

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.

Содержание статьи

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.

Путь тока через контур заземления при пробое изоляции

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.

Путь тока через человека при пробое изоляции

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.

Равномерное распределение тока аварии по контуру заземления

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.

Коррозия металла контура заземления

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.

Читайте также:  В каком случае правильно изображено расположение линий магнитного поля катушки с током соленоида

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.

Принцип замера электрического сопротивления контура заземления вольтметром и амперметром

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.

Принцип замера сопротивления заземлительного устройства

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:

Ток I2, проходящий по участку реостата R «аб» с сопротивлением rаб, формирует падение напряжения U2, определяемое выражением:

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.

Современные приборы

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.

Подключение прибора к контуру заземлительного устройства

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

Установка основного и дополнительного электродов

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.

Подключение проводников к прибору и замер

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.

Принцип замера сопротивления зазаемлительного устройства четырехпроводным методом

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.

Принцип замера без разрыва цепи заземлителей

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 заземления с помощью токоизмерительных клещей

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.

Замер сопротивления заземления с помощью двух токоизмерительных клещей

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.

Измерение сопротивления контура заземления

Объясните в комментариях какие электротехнические процессы происходят при таком способе и как они влияют на точность измерения. Проверьте свои знания, удачи!

Источник