Испытание заземления

Ликвидацией возможности поражения после соприкосновения с электрической цепью служит заземление. Представляет собой специальную конструкцию, соединяющую находящиеся под напряжением электроустановки, здания, оборудование. Работая, защитный узел пропускает резко возрастающий ударный электрический импульс или атмосферный разряд.

Необходимость использования защиты диктуется:

• снижением потенциала на торцах токопроводящих частей в результате их замыкания до безопасного уровня;
• гарантией ухода атмосферного заряда в землю, являющуюся естественным проводником;
• снижением возникающих извне электромагнитных помех, наведенного напряжения;
• уменьшением внутренних электромагнитных излучений.

Условия применения охранительного каркаса

Заземляющий узел отводит направленное движение электрических зарядов через металлический проводник небольшого сопротивления в землю, создавая напряженность поля. Его значение уменьшается до исчезновения вдали от заземлителя. Препятствие земли электрическому току называют «сопротивлением растеканию». Понятие равнозначно проводящему модулю, контактирующему с почвой. Носит название «сопротивление заземлителя». При потере соприкосновения с почвой, самопроизвольном разрушении металла проводящая часть оказывается под воздействием электрических зарядов, создает опасность окружающим.

Заземляющие устройства могут быть естественными и искусственными. Ко вторым относятся системы, специально предназначенные для заземления. Соединение горизонтальных и вертикальных электродов образует контур заземления. Естественными служат проложенные в почве полые промышленные изделия, контактирующие с землей железобетонные, металлические части сооружений, зданий.

Их применение зависит от назначения, глубины расположения, свойств грунта, количества элементов узлов. Необходимо обеспечить прочность, устойчивость их к воздействию окружающей среды, соблюдению норм противодействия, невзирая на изменение характеристик грунта, погодных условий.

Любая конструкция требует контроля своих рабочих условий.

Методика профилактики

Испытание заземления проводится на основании правил устройства и технической эксплуатации электрических установок. Проверяется состояние заземляющего устройства зрительно по истечении 6 месяцев эксплуатации.

Обращается внимание на:

1. имеющиеся положения с действующим оборудованием;
2. поверхностное соприкосновение с почвой;
3. неразрывность контактов проводников;
4. уровень влияния внешних условий на предметы, проводящие электричество;
5. величину коррозии;
6. состояние нагрева;
7. одновременно проверяется все действующее оборудование.

Особое внимание уделяется местам расположения ЗУ. Регулярное воздействие осадков, влажность поверхности приводят к изменению потенциалов проводника, фактическому прекращению функций заземляющего устройства. Неработающее восстанавливается, заменяется новым. После осмотра на резистентность разрушению проверяются хомуты, крепления. Шатающиеся контакты подтягиваются, коррозийные места закрашиваются. Происходит замена вышедших из строя электродов, проводников. Проверяются знаний персонала, отвечающего за эксплуатацию электрооборудования.

В течение десятилетия стальные конструкции, вкопанные в землю, теряют 2,5 мм толщины, Потеря половины объема электрода требует его замены. Толщина полосы пропорциональна продолжительности её нормального функционирования (4 мм — четыре года, 8 мм — восемь лет). Более длительная эксплуатация, влияющая на сопротивление заземляющего устройства, увеличивает снижение результативности при авариях.

Особое внимание уделяется проверке уровня электропроводности деляны, зависящей от климатических изменений.

Методика расчета делит процесс на несколько временных операций:

• при нормальной влажности грунта, среднегодовой температуре;
• повышенном содержании водяных паров;
• наибольшем сопротивлении грунта зимой, период высокой плюсовой температуры.

Практика показывает высокий уровень препятствия прохождению тока при переходе почвенной влаги в лед, засыхании земли, приводящих к прекращению функций устройства. Ликвидируется снижение импеданса увеличением количества электродов или установлением нового заземляющего контура. Возможно применение специальных химических составов, уменьшающих противодействие земной поверхности. Для оценки блока производят выборочное вскрытие грунта в области его установки. Сроки таких работ – через двенадцать лет после установки нового.

Работы проводятся на основании «Методических указаний по контролю состояния заземляющих устройств электроустановок».

Нормальное функционирование защиты требует измерения противодействия контура заземления сразу после введения жилого здания в эксплуатацию. Последующие обязательные замеры проводятся ежегодно.

Периодические проверки состояния заземления утверждаются графиком планово-предупредительных работ определенных силовых линий:

• питающее напряжение до 1000 вольт требует ревизии раз в шесть лет;
• свыше 1 киловольта – двенадцатилетний цикл.

Источник: pauk.top

Заземляющие устройства: осмотр состояния

Заземляющие устройства ( далее-ЗУ) проверяются, в первую очередь, визуально. Точками внимания являются:

• контакты с оборудованием;
• контактное соединение с землей;
• крепления проводников;
• оценка воздействия на проводники внешней среды;
• степень коррозии;
• наличие или отсутствие нагрева.

Вместе с внешним осмотром заземлителей проводится, как правило, и визуальная проверка всего электрооборудования.

При осмотре состояния важно обращать внимание на то, в каких условиях и как долго работают ЗУ. Так, например, постоянное нахождение на открытом воздухе, в условиях повышенной влажности и осадков (в том числе – снега, который создает при налипании сильное давление, растягивающее тросы, что в свою очередь изменяет потенциалы), приводит к тому, что при внешней стабильности заземляющее устройство находится в практически нерабочем состоянии. Иногда этот факт маскирует декоративно-защитное покрытие, а также скрывают – при неудобстве доступа для осмотра – детали оборудования, зданий и сооружений. Заземляющие устройства с повреждениями являются нерабочими и подлежат ремонту (восстановлению)  или замене.  

Заземляющие устройства: проверка

Проверка заземляющих устройств происходит после осмотра – сначала проверяются те узлы, которые вызывают сомнение. Так, на прочность проверяются стяжки и крепления, затягиваются ослабленные соединения болтов, производится окраска частей, пострадавших от воздействий внешней среды. Это так называемый косметический ремонт. Его нужно проводить регулярно, и вполне возможно осуществлять силами работников электрохозяйства самого предприятия.

Существует и капитальный ремонт. Во время капитального ремонта изготавливаются новые электроды заземляющих устройств, а также заземляющие проводники, проводится замена проржавевших и пришедших в негодность креплений, а также проводится ряд других мероприятий, касающихся обслуживания заземляющих устройств. К этому относится составление и корректировка графика осмотра и проверки ЗУ, планирование и обучение согласно плану специалистов, отвечающих за электрооборудование, проверка знаний техники безопасности и методик у персонала.

В силу того, что сопротивление самих проводников, а главное – грунта, меняется в зависимости от времени года, температуры и влажности, проверку заземляющих устройств проводят в несколько этапов. Первый – при нормальной влажности, среднегодовой температуре. Второй – при экстремальной влажности. Третий – при максимальном сопротивлении грунта (зимой или в разгар летней засухи).
к правило, выясняется, что при промерзании или высыхании земли сопротивление грунта оказывается высоким, что приводит, фактически, к неработоспособности в нормальном режиме системы заземления. Если требуется снизить сопротивление заземления до нормальных показателей, можно использовать дополнительные электроды или установить новый заземляющий контур. Чтобы оценить состояние ЗУ, также требуется производить вскрытие грунта в местах заземления и измерение параметров самого ЗУ. Нормативный документ, определяющий последовательность операций и нормируемые величины ЗУ в эксплуатации : «Методические указания по контролю состояния заземляющих устройств электроустановок» — РД 153-34.0-20.525-00

Монтаж нового заземляющего устройства

В осмотр, проверку и испытание заземляющих устройств входит также исследование документации в том числе и скрытых работ: актов монтажа, протоколов измерений, исполнительных чертежей и иной технической документации. В них должны быть указаны расположение, конфигурация и потенциалы всех заземляющих устройств и элементов молниезащиты. В случае необходимости переделки или изменения заземляющего устройства, либо установки нового, необходимо произвести перерасчет совместной работы сети ЗУ во избежание конфликтов между устройствами. Новое заземляющее устройство требуется устанавливать не только для снижения регулярного высокого сопротивления: по расчетам экспертов, за каждые 10 лет стальные конструкции теряют в грунте до 2,5 мм толщины, следовательно, если заземлитель изготовлен из полосовой стали толщиной в 5 мм, то очевидно, что коррозия будет составлять более 50%, и электрод потребует замены.
нако не требуется ждать все 10 лет – при потере половины полезной массы, электрод уже считается нерабочим. В целом, расчет сроков замены заземляющих устройств довольно легко сделать – по толщине элемента и коэффициенту коррозии. Так, для стали срок замены будет составлять число лет, тождественное толщине полосы. При толщине в 8 мм, замена должна произойти через 8 лет, 4 мм – 4 года, 5 мм – 5 лет. Это – рекомендуемые сроки, хотя заземлители могут работать и дольше, теряя каждый год определенный процент эффективности, что повышает опасность отсутствия эффективности заземления при аварийной ситуации  . В приведенном примере мы использовали полосовую сталь, но аналогично можно рассчитать старение угловой стали, стали круглого сечения или труб.

Чтобы точно выяснить, надо ли менять заземлители, достаточно измерить объем коррозии элементов заземляющего устройства и воспользоваться рекомендациями Нормативнного документа. Если от составляет 50% и больше – замену рекомендуется произвести незамедлительно. Согласно рекомендациям специалистов, «осмотры с выборочным вскрытием грунта в местах, наиболее подверженных коррозии, а также вблизи мест заземления нейтралей силовых трансформаторов, присоединений разрядников и ограничителей перенапряжений должны производиться в соответствии с графиком планово-профилактических работ (далее— ППР), но не реже одного раза в 12 лет. Величина участка заземляющего устройства, подвергающегося выборочному вскрытию грунта (кроме ВЛ в населенной местности), определяется решением технического руководителя потребителя на основе требований НД».

Заземляющие устройства: испытания

Важным моментом завершения работ по замене и мониторингу заземляющих устройств является его испытание. Проводить его можно только после завершения капитального или текущего ремонта. Отметим, что алгоритмы в обеих случаях различны: после текущего ремонта с помощью приборов или средств измерений для измерения сопротивления или параметров заземления типа МС-08, Ф4103 или их аналогов производится измерение непрерывности цепи. После капитального ремонта, помимо указанного выше, замеряется:

• успешность расплавления плавкой вставки предохранителя (методом создания искусственного замыкания);
• измерение сопротивления петли «фаза-нуль» с глухим заземлением нейтрали;
• проверка пробивных предохранителей;
• замер искровых промежутков.

При испытании заземляющих устройств требуется плавное поднятие напряжения, для чего используются реостаты, установленные в цепи трансформатора. При этом подавать напряжение нужно, предварительно проведя проверку состояния и сопротивления изоляции линии, и если она оказывается в ненадлежащем состоянии, то до испытания заземляющих устройств требуется эти дефекты устранить.

Осуществить весь комплекс указанных мер самостоятельно без привлечения специалистов электроизмерительной лаборатории практически невозможно, поскольку требуется работа и с документацией, и непосредственно с оборудованием: с учетом множества условий и ограничений по работе оборудования, проведением многократных замеров. Поэтому необходимо привлекать для работ по оценке состояния заземляющих устройств и параметров молниезащиты квалифицированных специалистов электролаборатории, имеющих опыт данных работ и разрешительные документы для их выплолнения.

Источник: www.gorod812.com

Проверка наличия и правильности подключения защитного заземления

Как минимум, необходимо заглянуть в распределительный щит вашей квартиры (дома, мастерской).

По умолчанию принимаем условие: электропитание однофазное. Так будет проще разобраться в материале.

В щитке должно быть три независимых входных линии:

• Фаза (как правило, обозначается проводом с коричневой изоляцией). Идентифицируется индикаторной отверткой.
• Рабочий ноль (цветовая маркировка — синяя или голубая).
• Защитное заземление (желто-зеленая изоляция).

Если электропитающий вход выполнен именно так, скорее всего, заземление у вас есть. Далее проверяем независимость рабочего ноля и защитного заземления между собой. К сожалению, некоторые электрики (даже в профессиональных бригадах), вместо заземления используют так называемое зануление. В качестве защиты используется рабочий ноль: к нему просто подсоединяется заземляющая шина. Это является нарушением Правил устройства электроустановок, использование такой схемы опасно.

Как проверить, заземление или зануление подключено в качестве защиты?

Если соединение проводов очевидно — защитное заземление отсутствует: у вас организовано зануление. Однако видимое правильное подключение еще не означает, что «земля» есть и она работает. Проверка заземления включает в себя несколько этапов. Начинаем с измерения напряжения между защитным заземлением и рабочим нулем.

Фиксируем значение между нулем и фазой, и тут же проводим измерение между фазой и защитным заземлением. Если значения одинаковые — «земляная» шина имеет контакт с рабочим нулем после физического заземления. То есть, она соединена с нулевой шиной. Это запрещено ПУЭ, потребуется переделка системы подключения. Если показания отличаются друг от друга — у вас правильная «земля».

Дальнейшее измерение заземления проводится с помощью специального оборудования. На этом остановимся подробнее.

Как устроено заземление, и зачем проверять его параметры

Не вдаваясь в подробности, можно сказать, что заземление нужно для соединения корпуса электроустановки с рабочим нулем. Глядя на несколько абзацев выше, можно подумать, что это абсурд. На самом деле имеется ввиду возможность протекания тока от защитного заземления, через физическую землю (грунт), до рабочего нуля ближайшей подстанции. Фактически, это будет короткое замыкание.

Соответственно, при попадании фазы на корпус электроустановки, сработает защитный автомат, и поражения электротоком не будет.

Зачем же нужна проверка сопротивления заземления? Для организации аварийного короткого замыкания, необходима большая сила тока. Если сопротивление контура заземления будет слишком велико, сила тока (в соответствии с законом Ома) снизится, и защитный автомат не сработает.

Еще одна опасность большого сопротивления защитной «земли» в том, что сопротивление тела человека может оказаться меньше. Тогда, при касании рукой аварийной электроустановки, вы гарантированно будете поражены электротоком.

Важно! Само по себе заземление не дает 100% защиты от поражения электротоком.

Когда на корпусе электроустановки окажется фаза, часть напряжения уйдет на компенсацию утечки в физическую землю. Если остаток потенциала превысит 50 вольт, опасность сохранится.

Равно как и защитный автомат без заземления не отключит фазу при попадании на корпус. Он сработает лишь при замыкании нуля с фазой. Полную защиту дает установка автомата и одновременное подключение контура защитной «земли». Существенно повышает уровень безопасности еще и УЗО.

И, наконец о том, что представляет собой контур заземления.

Если вкратце, это несколько металлических штырей (при нормальных природных условиях — три), глубоко погруженных в грунт, соединенных проводниками между собой и шиной заземления в здании.

Проверка параметров защитного заземления

Кроме очевидных составляющих системы защитной «земли»: таких, как контактная колодка, провода, идущие к электроустановкам, соединение с контуром в грунте, важную роль в обеспечении защиты играет собственно земля. Соответственно надо убедиться в следующем:

1. Между всеми элементами контура (штыри, соединительные шины, проводник в помещение до клеммной колодки) есть надежное электрическое соединение с минимальным сопротивлением.
2. Попавшее на контур напряжение (в случае аварии), растекается по физической земле с максимальным током. Это возможно лишь при хорошем контакте между металлом и грунтом.
3. Физические условия местности (грунта) могут обеспечить надежный контакт даже при плохих (с точки зрения электротока) условиях. А именно, пересыхание грунта, растрескивание земли в местах установки заземлителей.

Разумеется, никто не проводит измерения параметров на каждом элементе заземляющей системы. Это потребуется лишь в случае несоответствия нормам, для поиска так называемого «слабого звена».

По какому принципу проводится проверка защитного контура заземления?

Необходимо создать полный аналог заведомо работающего контура, и сравнить показатели с тестируемым объектом. Для этого существуют комплексы проверки рабочего заземления.

Сразу оговоримся: изготовить такой комплект самостоятельно возможно, но дорого и нецелесообразно. Равно как и проверка параметров защитного заземления с помощью стандартных средств измерений (мультиметр), не покажет достоверной картины. Да и сформировать высокое напряжение, необходимое для измерения параметров растекания, тестер не сможет. Поэтому лучше либо брать оборудование напрокат, либо приглашать мастера.

Вы можете купить подобный набор, но вряд ли он себя окупит в обозримом будущем. Даже с учетом того, периодичность проверки заземляющих устройств составляет один раз в году (и для жилых, и для промышленных объектов), проще получать разовый доступ к оборудованию.

Типовая схема включения прибора

Работает принцип одновременного использования вольтметра-амперметра на испытуемом участке грунта. Есть три величины: сопротивление, напряжение, сила тока. Параметры вычисляются по закону Ома. Нам известно первоначальное напряжение, а прибор поддерживает силу тока. Зная падение напряжения между тестируемыми стержнями, мы с высокой точностью можем вычислить сопротивление контура заземления.

Погрешность есть, но она несущественна в сравнении с измеряемыми величинами. Сопротивление контакта тестового электрода с грунтом вообще принимается за нулевое, при условии, что стержень чистый и не покрыт коррозией.

Большинство современных приборов сразу выдают готовые параметры защитного заземления, а в старых (при этом не менее надежных и точных) конструкциях — надо будет выполнить простую операцию деления. В соответствии с законом Ома.

Проверка заземления мегаомметром проходит по тому же принципу, только погрешность измерения будет выше. Все-таки земля не является проводником электричества в привычном смысле.

Мегаомметр лучше использовать для оценки иных факторов безопасности

Например, сопротивления изоляции. Речь пойдет не о прямой опасности. То есть, если вы схватитесь рукой за провод, в котором диэлектрические свойства изоляции в норме, вы не получите поражение электротоком.

Но есть и дополнительная опасность: пробой изоляции под нагрузкой. Этот неприятный факт приводит к сбоям в работе, и что более страшно — к возгораниям электроцепи.

Мегаомметр для измерения сопротивления изоляции представляет собой генератор напряжения и точный прибор в одном корпусе.

Классический вариант (с успехом применяется и сейчас), вырабатывает напряжение до 2500 вольт. Не стоит бояться, токи при работе мизерные. Но держаться нужно только за изолированные рукояти измерительных кабелей.

Высокий потенциал напряжения легко выявляет изъяны в изоляции, и стрелка прибора показывает истинное сопротивление. Перед началом работ следует отключить все подающие напряжение автоматы, и избавиться от остаточного потенциала: заземлить провод.

Для измерения пробоя между проводами в одном кабеле используются два провода. Они подсоединяются к жилам отключенного кабеля, и проводится замер. Если сопротивление ниже нормы, кабель отбраковывается. Никто не знает, когда место потенциального пробоя принесет неприятности.

Для измерения утечки на землю, один провод соединяется с защитным заземлением (в зоне прокладки тестируемого кабеля), а второй к центральной жиле. Напряжение для тестирования должно быть выше. Если провод невозможно приложить к «земле», измерение проводится при помощи прикладывания второго электрода к внешней поверхности изоляции.

При наличии экрана (бронировки кабеля), применяется трехпроводная система замеров. третий провод соединяется с экраном тестируемого кабеля.

Общая схема именно такая, но каждая модель прибора имеет собственную инструкцию. В современных мегаомметрах с цифровым дисплеем, разобраться еще проще, чем в старых стрелочных.

С помощью мегаомметра можно тестировать еще и обмотки двигателей. Но это отдельная тема. Информация для тех, кто думает, что все эти приборы узкопрофильные: с помощью системы шунтов, можно превратить мегаомметр в прецизионный омметр или вольтметр.

Источник: ProFazu.ru