Измерение сопротивления контура заземления – советы электрика

Измерение сопротивления заземляющего устройства

Главная > Советы электрика > 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.

Заземляющие устройства (ЗУ) должны снимать заряды с частей электроустановок, на которых не должно быть напряжения, образующегося в следующих случаях:

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.

Обратите внимание

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.

Факторы учета сопротивления

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.

Измерение сопротивления заземлителя

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.

Затем тестером измеряют Rз, после чего по его величине и геометрическим размерам стержня рассчитывают удельное сопротивление земли (ρ), в Ом:

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.

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

Важно

Как видно из схем на рисунке выше, расстояния между заземлителями требуются большие и не всегда в городских условиях метод можно применить. Кроме того, показания прибора искажают металлические коммуникации.

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.

Искомая величина Rз находится из системы уравнений:

U1=I1∙ Rз;

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.

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.

Измерение Rз через калиброванный резистор

Ток через ЗУ определяется по измеренному напряжению Uкр на резисторе и известной величине сопротивления.

Падение напряжения на ЗУ находится по разности напряжений (рабочего и на резисторе): Uз = Uф — Uкр.

Сопротивление заземляющего устройства находится из формулы: Rз = Rкр (Uф — Uкр)/Uкр. Здесь не учитываются сопротивления проводников, а также сопротивление заземления нейтрали трансформатора на подстанции, поскольку их значениями можно пренебречь. Погрешность метода составляет около 10%.

Измерения производят путём отключения провода PE сети от заземлителя, на который затем подаётся фазное напряжение через калиброванное сопротивление типа НР-64/220 (46 Ом). Выделяемая мощность составляет сотни ватт, что требует его водяного охлаждения.

Преимуществом метода является его простота: не требуются тяжёлые электроды и многометровые провода, а измерения производятся на небольшом участке земли. Он является эффективным в городских условиях, например, в многоэтажном доме, где проходит множество коммуникаций.

  1. Измерение Rз с применением токовых клещей. Современный метод измерения производится без отключения заземляющей цепи.

Он удобен и в доме, и на предприятии. При этом учитываются сопротивления соединений, что повышает точность замеров. На рисунке ниже представлена схема измерения и её эквивалентная схема.

Схема измерения сопротивления заземления с помощью клещей: а) схема измерения, б) её эквивалентная схема

Совет

В цепь Rз подаётся напряжение Е и по ней проходит ток. Измерив его величину клещами, можно получить все исходные данные для расчёта Rз.

Сопротивление находится из соотношения Rз = E/I. Напряжение Е известно, а сопротивление находится по данной формуле, если измерить величину тока с помощью клещей.

Приборы для измерения

С развитием энергетики, приборы измерения совершенствуются в плане удобства использования и получения более точных результатов. Практически все аналоговые приборы заменены на цифровые с микропроцессорами.

Для чего нужно заземление

Процессы замеров стали проще, точность повысилась, а результаты сохраняются в памяти. Стоимость приборов высокая. Периодичность измерений составляет 1 раз в 6 лет, и приобретать для этого прибор не стоит.

Когда требуются измерения в частном доме, целесообразно пригласить специалистов с необходимым оборудованием.

Кроме характеристик измерительных приборов, важно качественно подготовить шинопровод к подключению контактирующих с ним проводников. Места соединения очищаются от коррозии, а также применяют струбцины с винтовыми зажимами, чтобы продавить верхний слой металла в месте контакта проводника с электродом.

Измерения выполняются с отключением главного автомата щита управления или отсоединением от заземлителя РЕ-проводника. Иначе, может возникнуть аварийный режим с прохождением тока короткого замыкания через тестер и ЗУ.

Одним замером ограничиваться нельзя. Измерения повторяют несколько раз, переставляя потенциальный электрод на небольшие расстояния. При этом значения сопротивления не должны отклоняться более чем на 5%. 

Читайте также:  Проверка автоматических выключателей - советы электрика

Прибор МС-08 применяется для замеров, методом амперметра и вольтметра, где устанавливаются 2 электрода на расстоянии более 25 м от заземлителя. Ток в цепи создаётся генератором, приводимым во вращение вручную через редуктор.

После сборки схемы и подключения прибора, сопротивления вспомогательных заземлителей компенсируются. Если этого сделать не удаётся, вокруг дополнительного заземлителя увлажняется грунт. Измерения производят на разных диапазонах, пока тестер не даст заметные показания. Они не должны колебаться после окончательной установки.

Прибор М-416 удобен для измерений, так как имеет небольшой вес, шкалу с вращением и фиксацией измеренных значений, собран на полупроводниках с автономным питанием.

Тестер СА 6415 с токовыми клещами и ЖК-дисплеем позволяет измерять заземление без применения дополнительных электродов. При этом нет необходимости отключать РЕ-проводник от электродов. Трудоёмкость метода значительно меньше по сравнению с другими.

Измерение сопротивления. Видео

Как проводится измерение сопротивления контура заземления опоры, рассказывается в этом видео.

Измерение сопротивления заземления должно производиться при благоприятных погодных условиях. Это делается в середине лета или зимы, когда грунт обладает максимальным сопротивлением. Периодичность измерения Rз в частном доме и на предприятиях определяется в соответствии с ПТЭЭП.

Источник: https://elquanta.ru/sovety/soprotivleniya-zazemlyayushhego-ustrojjstva.html

Измерение сопротивления контура заземления – Stroim24.info

При использовании электрических приборов всегда существует риск поражения электрическим током.

Эта вероятность происходит из свойств упорядоченного потока заряженных частиц: он проходит через тот участок цепи, в котором сопротивление имеет минимальное значения.

В разное время производители приборов и комплектующих пытались бороться с этим и обезопасить человека от вредного или даже смертельного воздействия тока. Но в конечном итоге наиболее простым и надежным остается заземление.

Обратите внимание

Заземление применяется на промышленных предприятиях и в загородных домах. Особую роль оно играет в случае, когда мощность прибора превышает критические значения. Человеку достаточно получить удар силой 0.1 ампера, чтобы гарантированно погибнуть.

Также не стоит забывать, что даже исправное оборудование может служить источником опасности. Это может случиться из-за разряда молнии и по некоторым другим причинам.

Следовательно, к вопросу установки заземления стоит подходить ответственно и учитывать все нюансы.

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.

Испытания проводятся как на предприятиях, где часто работают генераторы и двигатели высокой мощности, так и в частных домах — измерение сопротивления заземления делается одним и тем же способом.

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.

Чем измеряют заземление

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.

Важно

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.

Как нужно измерять сопротивление

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.

Статья в тему:  Описание кабеля ВВГнг-LS

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.

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.

От чего зависит сопротивление заземления

Как уже говорилось выше, у тока есть одна важная особенность — он течет по тому участку цепи, который меньше всего этому сопротивляется. Сама величина сопротивления зависит от множества факторов:

  1. Материала. Ряд материалов имеет особую (атомарную) структуру, которая подразумевает наличие большого числа свободных электронов. Если такие материалы попадают в действие любого магнитного поля или покдлючаются к источнику питания, то легко проводят электрический ток. В своем большинстве это утверждение относится к металлам. Другие материалы не имеют свободных электронов и их сопротивление току крайне высоко. Если напряжение (сила, «толкающая» электроны) ниже допустимого значения, то проводимость будет равняться нулю или крайне малым значениям. При превышении показателя произойдет пробой и образовавшийся нагар будет иметь свойства проводника. Логично, что материалом для заземления могут быть именно только представители первой группы материалов — именно она обеспечивает минимальное сопротивление.
  2. Его температуры. Темпатура определяет, насколько быстро электроны передвигаются внутри материала. Следовательно, чем ниже она у проводника, тем лучше он проводит заряд. Обратная зависимость тоже носит характер прямой пропорции — после ее повышения его сопротивление будет падать. Расчет сопротивления заземления должен производиться с учетом этого параметра.
  3. Наличия примесей. Основная часть проводников делается из меди. Старые провода изготавливаливались из алюминия, но такие решения имеют сразу несколько недостатков. К сожалению, кабеля и провода из этого материала быстрее перегреваются и плавятся, да и сопротивление промышленно добываемого алюминия ниже, чем таковое у меди. Химически чистый же металл является лучшим проводником, превосходя по проводимости даже серебро. Дело в примесях: они имеют гораздо более высокие показатели сопротивления. Этот же момент стоит учитывать при расчете заземления.

Статья в тему:  Монтаж ретро проводки в деревянном доме

Понятное дело, что в идеале сопротивление должно быть минимальным — для этого нужно использовать медный контур большого сечения. Но дело в том, что медь быстро окисляется, да и стоимость такого решения будет крайне высокой.

Следовательно, были разработаны нормы для минимального порога заземления. Этот показатель не нужно превышать для того, чтобы в нужный момент под нагрузкой контур выполнил возложенную на него функцию и отвел заряд в землю.

Формула расчета

Формула расчета сопротивления заземления одиночного вертикального заземлителя:

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)

Источник: https://stroim24.info/izmerenie-soprotivleniya-kontura-zazemleniya/

Как измерить заземление?

Несмотря на то, что цепь заземления не находится под постоянным напряжением, и поэтому даже прокладывается открыто в промышленных условиях, ее корректная работа в нужный момент сможет уберечь, не только от травмы, но и возможно от смерти.

Принцип действия заземления прост – электрический ток всегда следует по наименьшему сопротивлению, а так как человеческое тело является хорошим проводником, то сопротивление заземления должно быть значительно меньше.

Читайте также:  Как замерить нагрузку клещами - советы электрика

Как измерить сопротивление заземления

В работы по проверке заземления входят:

  • · визуальный осмотр целостности сварных и болтовых соединений;
  • · проверка сопротивления заземляющего контура;
  • · проверка удельного сопротивления грунта

Для измерения используются специальные приборы, как современные цифровые, так и советского образца – мегомметры, также применяемые и для определения сопротивления изоляции.

Уровень сопротивления заземления должен соответствовать требованиям ПУЭ, в зависимости от типа оборудования, например, для молниеотвода, оно не должно превышать 10 Ом.

Вначале производят замер сопротивления от заземленного объекта до ближайшего заземлителя и если расстояние небольшое, то просто подсоединяют измерительные провода в этих двух точках и контролируют показания прибора.

Если же расстояние значительное, то замеряют сопротивление на участке от объекта до общей заземляющей шины, а поскольку сама шина сохраняет свои свойства всегда одинаковыми, то остается сделать замер между самой шиной и ближайшим заземлителем, убедившись в соблюдении нормативов.

В последнюю очередь выполняется измерение удельного сопротивления грунта, с помощью погруженных в него измерительных электродов и пропускании тока между ними и электродами заземляющего контура. Таким образом узнают, способен ли грунт вобрать в себя электрический ток, для точности показаний, замеры проводятся в сухую погоду или в сильный мороз, когда грунт промерзает.

Как измерить сопротивление контура заземления

Заземление может использоваться, как в промышленных целях, так и в быту и естественно, требования предъявляемые к конструкции могут разниться в зависимости от его предназначения. В основном они касаются величины сопротивления, которая не должна превышать граничного предела.

Что же касается своего личного жилья, то здесь необходимо руководствоваться нормами ПУЭ для жилого дома (не более 30 Ом) и принципом, чем оно ниже, тем лучше.

Сопротивление самого провода минимально, при условии, что вы используете медный одножильный или многожильный кабель, основные потери могут происходить на механических контактах, когда в квартире провода сводятся в распределительную коробку, соединяясь в единую магистраль, выходящую к электрощиту.

Совет

Именно поэтому следует вначале обратить внимание на все механические контакты, и только после этого проводить электрические замеры.

В домашних условиях достаточно бытового тестера с пределом измерений до 1000 Ом и медного кабеля такой длины, чтобы стало возможным подключить щупы прибора одновременно к клемме заземления или зануления на электрическом щите и к заземляющей клемме прибора или розетки.

Как измерить сопротивление заземления тестером

Несмотря на то, что замер сопротивления заземления производится на линии не находящейся под напряжением, здесь также потребуется точность и осторожность.

Во-первых – исходя из характера объекта, необходимо узнать, какая величина сопротивления допускается в данной цепи, если например, это бытовое заземление в квартире, то допуск составляет не более 30 Ом. Для промышленных условий, например, заземление станка в цеху, эти условия будут уже другими.

Во-вторых, проверка заземления осуществляется только при выключенном устройстве, в противном случае, ток измерительного прибора может попасть на само устройство, как и тот, кто измеряет сопротивление, оказаться под действием внезапно появившегося на заземляющей линии потенциала.

Для измерения могут использоваться цифровые или аналоговые приборы, но если в быту можно применять и обычный тестер, то на производстве, когда результаты замеров ложатся в основу каких-то расчетов, обязательно чтобы прибор числился в государственном реестре измерительной техники и был поверенным.

Дома, замер сопротивления заземления, а чаще зануления, осуществляют между точкой соединения нулевых проводов с корпусом электрощита и поочередно всеми розетками или теми местами, где есть вывод заземляющей линии.

Регулятор устанавливается в положение необходимого предела сопротивления, а поверхности контактируемые со щупами должны быть очищены от грязи и ржавчины, после чего выполняется сам замер.

Источник: http://euroelectrica.ru/kak-izmerit-zazemlenie/

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.

Для чего необходимы измерения

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.

Вычисляется же благодаря формуле:

R = pL / A

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

Обзор измерительных способов

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

3-точечная система определения

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.

Измерения по технологии «62%»

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

Упрощённый двухточечный метод

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

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

Обратите внимание

Этим и объясняются требования к высокому качеству исполнения второго заземления, чтобы не учитывать его сопротивление. При вычислениях также измеряется сопротивление заземляющей шины. Полученный результат вычитывают из результатов общих замеров.

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.

Точные измерения по четырём точкам

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.

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).

Измерение прибором С.А6415 (6410, 6412, 6415)

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.

Инструкция измерения прибором С.А6415

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.

Читайте также:  Обозначение автомата на схеме - советы электрика

Общие рекомендации по измерению УСГ

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.

Вариант #1: однослойный грунт

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.

Вариант #2: многослойный грунт

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.

Многослойный грунт. При таких условиях приходится вычислять сопротивление каждого отдельно взятого слоя.

Расчёты по многослойным грунтам требуют больше работы

Затем, исходя из климатических особенностей местности, находят значения для сезонных изменений. Таким способом (достаточно сложным) получают расчётные значения УСГ верхних слоёв.

Нижележащие слои рассматриваются как не подверженные сезонным изменениям и потому расчёт для них ограничивается несколько упрощённым измерением и вычислением.

Требования к исполнению работ

Работы подобного плана, конечно же, выполняются квалифицированным персоналом, представляющим специализированные организации. Так, за эксплуатацию силовых щитков в жилых домах, как правило, отвечают коммунальные службы. Производить какие-либо измерения в этих точках разрешается только через обращение к этим службам.

Электрические цепи относятся к опасным системам. Несмотря на то, что коммуникации бытового сектора рассчитаны под напряжение менее 1000В, это напряжение смертельно для человека. Требуется соблюдать все необходимые меры безопасности при обращении с электрическим оборудованием. Обывателю зачастую такие меры попросту неведомы.

Выводы и полезное видео по теме

Выполнение измерений на практике с помощью прибора:

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.

Источник: http://sovet-ingenera.com/elektrika/zemlya/izmerenie-soprotivleniya-zazemleniya.html

Измерение сопротивления заземляющего устройства

Существенно снизить опасность случайного воздействия высокого потенциала на людей и животных удаётся за счёт заземления особо опасных участков оборудования (корпусов, станин станков и других токопроводящих элементов конструкций). Для реализации такой защиты традиционно применяются специальные приспособления, называемые заземляющими устройствами (ЗУ). С общим их видом можно ознакомиться на приведённом ниже рисунке.

Типовое заземляющее устройство

Для нормального функционирования таких систем необходимо, чтобы они проходили периодические проверочные испытания, основная задача которых – определение сопротивления растеканию тока в почве.

Состав ЗУ

Перед тем, как проверить сопротивление заземления следует вспомнить, что классическое ЗУ состоит из следующих обязательных элементов:

  • Медных гибких проводников с наконечниками под стандартное болтовое сочленение;

Обратите внимание! В особо ответственных местах такие соединения осуществляются только на сварку.

  • Толстых медных шин, прокладываемых в земле или вдоль стен зданий от электрических щитков до погружённого в грунт заземлителя (особенности его обустройства будут рассмотрены чуть позже);
  • Наконец, самого заземлителя, представляющего собой конструкцию, изготавливаемую из заранее сформованных стальных заготовок (прутьев, швеллеров и т. п.).

Конструкция заземляющего контура (он же – заземлитель с набором медных шин) может иметь самые различные исполнения, определяемые требованиями защиты конкретного объекта. Простейший вариант этого устройства может выглядеть так, как это представлено на рисунке ниже.

Простейший заземляющий контур

Такая конструкция обычно зарывается в грунт неподалеку от заземленного с её помощью объекта (станционного оборудования или частного жилого строения). В процессе эксплуатации осуществляется постоянный контроль её состояния, состоящий, помимо всего прочего, в измерении проводимости.

Периодичность измерения сопротивления определяется соображениями безопасности технической эксплуатации устройства, а срок их проведения устанавливается действующими нормативами.

Виды ЗУ

Что такое измерение сопротивления изоляции и почему это важно

При решении непростого вопроса, касающегося того, как измерить сопротивление контура заземления, следует знать, что описываемые системы могут использоваться в различных целях. При ознакомлении с их конструкцией необходимо принимать во внимание основные отличия защитного и рабочего заземления, состоящие в следующем:

  • Под рабочим понимается заземление задействованных в передаче тока цепей, в частности, нулевых или нейтральных точек станционных трансформаторов;
  • Под понятием защитного заземления подразумевается электропроводная связь с грунтом элементов конструкций, не находящихся под опасным потенциалом (не являющихся токоведущими).

Понимание этих различий помогает специалистам организовать измерение сопротивления заземляющего устройства по специально разработанным методикам.

Контроль состояния ЗУ

Согласно положениям действующих нормативов, любой заземляемый контур должен поддерживаться в идеальном рабочем состоянии. Для этого он должен периодически проверяться на соответствие его основного рабочего параметра (переходного сопротивления Rз) установленным в ПУЭ нормам.

Замеры сопротивления изоляции электропроводки: периодичность

Такая проверка заземления должна проводиться не реже, чем один раз в 6 лет. Кроме этого, обязательными являются регулярные визуальные осмотры систем заземления, периодичность которых составляет не реже раза в полгода.

Для установления соответствия контура действующим нормативам производится замер величины его проводимости (1/Rз).

Дополнительная информация. Идеальным считается случай, когда эта величина приближается к нулю, что практически невозможно.

Профессиональная проверка сопротивления заземления заземлителя предполагает использование специального оборудования, состоящего из следующих компонентов:

  • Соединительные провода;
  • Дополнительные штыри;
  • Сам прибор (М416, например), посредством которого осуществляется замер сопротивления Rз.

С порядком подключения и расшифровкой указанных на картинке обозначений можно ознакомиться в инструкции по применению прибора М 416.

Существует несколько способов, позволяющих провести измерение сопротивления заземления, каждый из которых применяется в тех или иных условиях. В следующих разделах все они будут рассмотрены подробно. Для более полного их понимания ознакомимся сначала с факторами, влияющими на измерение заземления.

Факторы, влияющие на величину Rз

Особенности применения и устройства концевых выключателей

Рассматриваемый показатель складывается из следующих составляющих:

  • Сопротивление металлической конструкции заземлителя с учётом переходной зоны в месте контакта с подводящим проводником;

Обратите внимание! Вследствие высокой проводимости крепящегося на сварку стального материала это сопротивление обычно не учитывается.

  • Индивидуальный показатель сопротивления ЗУ зависит от проводимости перехода между погружаемыми в землю штырями и грунтом. На начальном этапе эксплуатации он близок к максимальному значению (вследствие хорошего контакта поверхности металла с землёй). Со временем он частично нарушается, так что над ним должен осуществляться постоянный контроль;
  • Основное препятствие растеканию тока создаётся слоями почвы, прилегающими непосредственно к элементам конструкции заземлителя.

Именно эта величина определяет качество всей системы ЗУ и поддаётся контролю и влиянию извне. В особенности это касается близлежащих слоёв, при удалении от которых переходное сопротивление резко снижается и на заданном расстоянии практически обнуляется.

Неоднородность проводимости грунта в месте закладки заземляющего контура с трудом поддается теоретическому расчёту. Единственный выход в данной ситуации – замерить сопротивление заземления с помощью одной из используемых на практике методик.

Задаваясь вопросом о том, как измерить сопротивление заземления, желательно усвоить, что на простое ЗУ особое влияние оказывают верхние грунтовые слои, а на контурную систему – почвы, расположенные на глубине. При проведении контрольных процедур должна соблюдаться оговоренная в нормативах периодичность проверки для данного типа проводимых исследований.

Все полученные в результате испытаний замеры фиксируются в специальном журнале. С конкретными значениями Rз для различных типов ЗУ можно ознакомиться в сводных таблицах, приводимых в ПУЭ.

Способы измерения Rз

Все практически реализуемые методы измерения сопротивления контура заземления основаны на известном из физики законе Ома, согласно которому сопротивление – это результат деления напряжения на протекающий по цепи ток.

Важно! Сразу оговоримся, что замерить заземление мультиметром, не обеспечивающим заданную точность снятия показаний, не представляется возможным.

В этом случае придётся воспользоваться более точными измерительными приборами, способными замерять сопротивление с погрешностью до долей Ома.

Среди известных подходов к измерению сопротивления растеканию тока можно выделить следующие:

  • Косвенные замеры, проводимые «методом дополнительного электрода»;
  • Специальное зондирование, называемое вертикальным (ВЭЗ);
  • Метод, предполагающий применение типовых измерителей (аналогового вольтметра и специального амперметра).

Рассмотрим каждый их этих подходов более подробно.

Известная методика измерения сопротивления заземляющих устройств с использованием пробного электрода предполагает проведение испытаний ещё до погружения конструкции в землю.

Порядок определения искомой величины приводится ниже.

Ещё до того, как проверить контур заземления, в грунт зарывается конструкция, называемая «пробный одиночный заземлитель» (он должен иметь ту же длину, что и проверяемый контур, и немного выступать над почвой).

После погружения одиночного стержня в землю проводятся замеры величины его Rз, а затем, в соответствии с его физическими размерами, с применением известных методик определяется удельное сопротивление почвы в данном месте.

Обратите внимание! Приблизительные значения величины Rз допускается измерять обычным тестером.

Важно

Для понимания сути метода ВЭЗ советуем ознакомиться со схемой измерений, предполагающей использование 4-х электродов (смотрите фото ниже).

Согласно этой методике, чтобы померить искомую величину (Rз) сначала внешняя ЭДС подводится к наружным штырям 1 и 2, и лишь после этого измеряется разность потенциалов между двумя внутренними стержнями 3 и 4.

Отметим, что замеренное по этому методу сопротивление оказывается более точным, чем в предыдущем случае, т. к. здесь учитываются глубинные характеристики грунта (в зоне расположения «очага» стекания тока).

Для реализации третьего способа сначала собирается цепь с измеряемым и пока ещё не известным Rз. Она состоит из забиваемых в грунт основного штыря, обозначаемого как «П», и дополнительного под обозначением «Т». Для понимания сути метода ознакомьтесь со следующим фото.

Применение измерителей тока и напряжения

После их размещения в грунте между ЗУ и «Т» прикладывается внешнее напряжение, а затем амперметром (А) измеряется проходящий в цепи ток.

Одновременно с этим между контрольной точкой заземляющего контура и основным электродом «П» подключается хорошо откалиброванный измерительный прибор – аналоговый вольтметр (V), измеряющий напряжение на контролируемом участке.

Искомое сопротивление определяется по закону Ома.

Измерить сопротивление защитного приспособления можно с помощью фиксированного по величине резистора, текущий через который ток берётся в качестве эталона (в этом случае он может измеряться посредством обычных клещей).

В заключение напомним, что для ответа на вопрос о том, как проверить заземление в частном доме, также следует ознакомиться с требованиями нормативов, касающимися погодных условий в момент испытаний. Для получения нужного результата работать с измерителями и другими приборами рекомендуется только в летний или зимний периоды.

Видео

Источник: https://amperof.ru/elektromontazh/izmerenie-soprotivleniya-zazemlyayushhego-ustrojstva.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector