Измеритель сопротивления заземления


От состояния общего контура заземления здания, сооружения или других объектов с действующими электроустановками зависит не только безопасность обслуживающего персонала и проживающих людей в жилых помещениях. Исправное состояние отдельных элементов системы заземления: общего контура, соединительных шин, проводов заземляющих корпуса электрооборудования и других составляющих, обеспечивает стабильную безаварийную работу электроустановок.

Металлические элементы контура заземления, особенно находящиеся под грунтом, подвергаются коррозии, конструкция постепенно разрушается и перестает выполнять свои функции по защите, оборудования и обслуживающего персонала. Поэтому требуется периодический контроль состояния системы заземления. Методика проверки последовательно описана в требованиях ПУЭ (Правила устройства электроустановок) Одним из важнейших параметров системы является сопротивление контура, для его измерения существует отработанная методика и специальные измерительные приборы. Читайте также статью ⇒ Заземление и зануление: назначение, отличие, особенности

Принцип действия заземления


Металлические корпуса оборудования на производственных предприятиях и бытовые приборы в жилых помещениях, по требованиям ПУЭ и других нормативных актов, руководящих документов подлежат заземлению. Эта мера обеспечивает безопасность потребителей электроэнергии, пользователей бытовыми приборами и обслуживающий персонал электрооборудования.

Работает это следующим образом, при возникновении замыкания токопроводящей части фазного провода с элементами корпуса происходит выравнивание потенциалов всех замкнутых элементов. Напряжение между корпусом, фазой и заземляющим контуром становится одинаковым. Следовательно, нет разницы потенциалов между землей и полом в помещении. При прикосновении к корпусу оборудования ток не будет переткать с корпуса через человеческое тело в пол или другое оборудование, таким образом, исключается поражение электрическим током.

Основные требования к сопротивлению контура заземления на различных объектах

Одним из важнейших параметров системы заземления является сопротивление контура, контрольные измерения которого производится не реже чем один раз в год, после окончания монтажных работ. В сетях на промышленных объектах, где нейтрали понижающих трансформаторов, генераторов заземляются на общий контур заземления, в однофазных сетях жилого фонда с любыми источниками питания контуры заземления в любое время года с любым составом грунта должны иметь установленную ПУЭ величину сопротивление.


Для электрических сетей с линейным напряжением 220 – 380В, это сопротивление в пределах 2-8 Ом, для однофазных сетей жилых домов, офисов, административных зданий допускается до 30 Ом. Точные значения для объектов различного назначения определены в ПУЭ и – (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей) ПУЭ в пункте 1.8.39, представлена таблица 1.8.38 и в ПТЭЭМ таблица №36 приложение №3.

Зависимость сопротивления заземления от материалов и грунта

Удельное сопротивление системы заземления в большой степени зависит от состава грунта, наиболее удачными с точки зрения проводимости считаются:

  • Глина – 80 Ом/м;
  • Чернозем – 80 Ом/м;
  • Суглинок – 100 Ом/м.

Песчаные почвы в плане сопротивления не стабильны, влажность сильно расширяет интервал возможных величин 10 – 4000 Ом. Каменистые породы считаются наихудшим вариантом для закладки контура заземления, щебень имеет сопротивление в пределах от 3-5 тысяч Ом/м, цельные гранитные породы до 20000Ом/м.

Состав грунта Ом/м
Известняк поверхностный 5 050
Гранит 2 000
Базальт 2 000
Песчаник 1 000
Гравий с однородными элементами 800
Влажный песок 800
Гравий с глиной 300
Чернозёмные грунты 200

Смеси глины песком 150
Глина средней твердости 60
Сланцы с глиной 55
Суглинок пластичный 30
Эластичная глина 20
Водоносные слои под грунтом 5

В чистом виде грунт редко встречается, в большинстве случаев это смешанные виды, поэтому для разных вариантов сделаны расчеты и сведены в справочную таблицу.

Необходимые условия для измерения сопротивления заземления

Независимо от того, какие приборы используются в процессе измерения сопротивления, работающий персонал обязан соблюдать меры безопасности. Используются диэлектрические боты, перчатки и инструменты с изолированными ручками. При сборке элементов схемы измерения провода подключаются, в первую очередь к заземленному вспомогательному электроду, потом к измерительному прибору.

Замеры сопротивления проводятся в период их наибольшего значения это летний и зимний сезоны.


и грозе, дожде и большой влажности измерения проводить запрещено. На точность измерений влияет расположение измерительных дополнительных заземлителей к элементам конструкции контура и расстояния между ними. Дополнительные электроды должны располагаться не ближе 10м от вертикальных заземлителей контура, металлических труб водопровода, канализации и других коммуникаций. Забиваются электроды в улежавшийся плотный грунт на глубину более 0,5м. В качестве электродов могут быть использованы естественные заземлители не связанные с контуром, на котором производится измерение.

Совет№1 для точности рекомендуется проводить 2-3 измерения, меняя место расположения измерительных штырей, разница в этих измерениях не должна составлять 5%.

Виды приборов для измерения сопротивления заземления

Производители производят большое количество различных моделей приборов для измерения сопротивления заземляющих конструкций. Все приборы можно разделить на несколько видов:

  • Стрелочные модели с автономными источниками питания в виде малогабаритного генератора, который вращается вручную;
  • Стрелочные с автономными источниками питания на гальванических батареях;
  • Цифровые приборы с жидкокристаллическим дисплеем, питанием от батареек и бесконтактными измерительными клещами.

В каждом виде существует большое количество модификаций, которые имеют свои преимущества и недостатки при определенных условиях эксплуатации. Рассмотрим наиболее популярные модели, которые востребованы у потребителей.

Прибор для измерения сопротивления М-416


Эта модель стрелочного прибора одна из самых старых, которая зарекомендовала себя, простотой в использовании, высокой надежностью и достаточной точностью измерений. Конструкция прибора выполнена по методике исполнения стрелочного омметра с несколькими пределами измерений.

Классический вариант подключения прибора для измерения сопротивления заземления, эта схема отображается с внутренней стороны крышки прибора

Прибор позволяет измерить не только активное сопротивление конструкции контура, но и сопротивление грунта, в котором он установлен.

Внешний вид панели управления М-416

Технические характеристики

Пределы измерения Ом Величины сопротивлений дополнительных измерительных штырей Ом
R1 R2 R3
0,10 – 10,0 0,10 – 10,0 500,0 500,0
0,50 — 50,0 0,50 – 50,0 1000,0 1000,0
2,0 – 200,0 2,0 – 200,0 2500,0 2500,0
10,0 -1000,0 10,0 – 1000,0 5000,0 5000,0

Погрешность при измерении рассчитывается с учетом пределов измерения и сопротивлений измерительных штырей, по формуле:

  • 5 + (N/Rx-1) – плюс минус от измеренного значения;
  • N – наибольшее значение выбранного предела измерений;
  • Rx – измеренное сопротивление контура;
  • Питается прибор от батарей 4,5 В;
  • Общее напряжение на зажимах прибора в разомкнутом состоянии измерительной цепи 13В;
  • Комплекта батарей хватает на 1000 замеров;
  • Весит прибор около 3кг, габариты 24,5x14x17см.

Измеритель сопротивления заземления ИС-10

Это современный цифровой прибор на микропроцессоре с жидкокристаллическим дисплеем, куда в цифровом виде выводятся результаты измерений.

Внешний вид измерителя сопротивления ИС -10

Встроенное запоминающее устройство способно фиксировать 40 измеряемых параметров. Корпус выполнен с обрезиненной оболочкой со степенью защиты IP42. Устройство имеет возможность проводить измерения по двух проводной, трех и четырехпроводной схеме.


Приборы для измерения сопротивления заземления

Бесконтактные клещи позволяют, производить замеры не разрывая цепи на отдельных участках.

Элементы комплектации, измерителей сопротивления заземления серии ИС

Измеритель сопротивления заземления СА 6412

Модель позволяет производить измерения сопротивления заземления бесконтактными клещами, не отключая электроустановку. Общий предел измерения 0.1 – 1200 Ом, по току от 1 мА – 30А. Корпус прибора имеет высокую прочность благодаря композитному материалу «Lexan®», составные элементы клещей выполнены двойным слоем стенок. Внутренний диаметр клещей позволяет обхватывать заземляющие проводники Ø-32мм.

Пример как производятся замеры

Основные особенности конструкции:


  • Не требуется вспомогательных электродов и соединительных проводов;
  • При коротком замыкании, когда сопротивление меньше 0.1 Ом срабатывает индикатор;
  • Имеются индикаторы помех в измеряемой цепи и при открытии клещей во время замеров;
  • Индикатор заряда батарей своевременно укажет на низкий уровень зарядки;
  • Прибор обладает функцией самотестирования и удержания измеренных показаний;
  • Опция установки пороговых значений обеспечивает удобные условия измерений при темноте.
Технические Параметры Величин Значений
Частота генератора, на которой измеряется сопротивление 2,400 кГц
Частота измеряемого тока от 45 до 800 Гц
Ток перегрузки 100 А — постоянно 200 А — < 5 секунд 50 / 60 Гц
Диэлектрическая прочность 2500 В
Батарея питания 9 В (типа «Крона») или Ni/Cd аккумуляторы
Ресурс батареи До 1500 измерений, приблизительно 8 часов непрерывной работы
Интервал рабочих температур от -11° до + 54° С
Ø захвата бесконтактных клещей 32 мм
Ширина открытого захвата 35 мм
Степень защиты корпуса IP 30

Читайте также статью: → «Чем отличается заземление от зануления?».

Измеритель сопротивления заземления–1820 ER

Одна из моделей цифровых приборов с жк дисплеем, пределы измерения 0.01 – 2000Ом, с функцией удержания показаний, питается от батарей.

Комплект измерителя сопротивления заземления 1820 ER

Особенности технических характеристик

  • Тестовый ток в режиме измерения сопротивления составляет 2мА, что позволяет производить работы без отключения электроустановки от источника питания.
  • В составе комплектации предусматривается наличие штатных проводов для сборки схемы и измерительных штырей, что значительно повышает точность измерений;
  • Прибор позволяет измерять пошаговое напряжение.
  • 1820 ER пользуется у потребителей хорошим спросом по причине простоты в использовании, малых габаритах и весе примерно 1кг, относительно не большая цена, доступная для частных лиц и организаций 14500Р.

Измеритель сопротивления заземления SEW 2705 ER

Большим спросом пользуется у профессиональных электриков, и имеет малые габариты и удобен в применении, напоминает обычный мультиметр со стрелочной шкалой.

Внешний вид прибора

Основные особенности и технические характеристики


  • По двухпроводной схеме измеряет сопротивление заземления до 1000Ом;
  • Более точные измерения делаются по трехпроводной схеме;
  • Шаговое напряжение измеряется до 30В;
  • Тестовый ток в пределах 2мА, что позволяет производить измерения, на работающей электроустановке, без отключения электропитания;
  • Шкала стрелочная разработчики сознательно отказались от цифрового варианта с целью повышения точности в данном интервале измерений.
  • Индикатор уровня зарядки батарей питания.

Приборы для измерения сопротивления заземления

Пример различных схем для измерения:

А – измерение пошагового напряжения;

В – Точные измерения в трехпроводном режиме;

С – Грубые измерения в двухпроводном режиме.

Существует много методик и схем для измерения сопротивления заземления:

  • Двухпроводная схема;
  • Трехпроводная;
  • Четырехпроводная;
  • Метод пробного электрода;
  • Компенсационный способ и другие.

Все эти методы имеют свои преимущества и недостатки в конкретных случаях с соответствующими приборами, эта тема требует детального рассмотрения в отдельной статье.

Комплектация прибора

Совет №2 Измерения рекомендуется делать по той схеме, которые указаны в инструкции по эксплуатации на прибор, эта методика однозначно проверена и протестирована, поэтому измерения будут точнее. На корпусах и крышках некоторых приборов указаны схемы подключения.
Измерения всеми этими приборами осуществляется по классическому принципу, цифровой процессор высчитывает сопротивление по закону Ома R = UI.

Общая схема для измерения сопротивления контура заземления

  • Не учитываются требования к расстоянию между измерительными штырями и контуром заземления, обычно это 10 м;
  • Измеряя сопротивление контура, забывают измерить сопротивление линии с заземленной нейтралью. Это очень важно, особенно когда присутствуют элементы с повышенной коррозией;
  • Для точности и надежности. Проведите 2-3 измерения с разными местами установки измерительных штырей, особенно сделайте измерения, где большая вероятность разрушения элементов контура от коррозии.

Читайте также статью: → «Методики проверки заземления в розетке, подробное описание способов».

Часто задаваемые вопросы

1. Вы пишите, что надо делать несколько замеров меняя место положения штырей, а какое измерение принимать за правильное?

Да, разница между ними не должна превышать 5%, можно принять среднеарифметическую величину, но для надежности у электриков принято за истинное значения принимать самую малую величину сопротивления.

2. А почему нельзя провести измерения обычным мультиместром?

Для себя можно, но эти измерения будут с очень большими погрешностями и ни одна контролирующая организация их учитывать не будет. Сопротивление заземления должна проводить Электролаборатория один раз в год с составлением протокола.

Источник: electric-tolk.ru

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.

Измерение сопротивления2

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.

Измерение сопротивления3

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

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

Измерение сопротивления4

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).

Измерение сопротивления5

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.

Измерение сопротивления6

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.

Измерение сопротивления7

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.

Измерение сопротивления8

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:

Формула

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)

Для электролитического заземления:

Формула расчета сопротивления заземления одиночного горизонтального электрода с добавлением поправочного коэффициента:

Формула2

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);
С — относительное содержание электролита в окружающем грунте.

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

Измерение сопротивления9

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

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

Итоги и выводы

Заземление — важный элемент электрической цепи, который обеспечивает защиту от коротких замыканий, поражения током или попадания молнии в один из ее участков. Ключевым показателем здесь является сопротивление: чем оно меньше, чем больше тока «уведет» контур и тем ниже будет вероятность серьезного удара или повреждения оборудования. Сопротивление заземления регламентируется двумя документами: ПУЭ и ПТЭЭП. Первый используется для приема только что сданного участка сети, второй — для контроля уже эксплуатируемого участка.

Измерение сопротивления10

Нельзя пренебрегать нормами контроля, которые призваны проверить качество заземления и работу контура в условиях полной нагрузки. Процедуры производятся как непосредственно после создания цепи, так и в процессе ее использования. Частота проверок зависит от нагрузки на сети и целей, для которых используется контур. Нормы сопроивления при этом вовсе не отличаются. Различают три типа норм: для линий электропередач, трансформаторов и электрических установок. С повышением рабочего напряжения по экспоненте возрастает максимальная величина сопротивления. Также учитывается и ряд специфических показателей (например, удельная проводимость грунта). Исходя из нее можно получить максимальное регламентированное сопротивление.

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

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

Источник: ProFazu.ru

Как выполняется измерение сопротивления заземления

Все способы определения сопротивления опираются на закон Ома. Вот его математическое выражение:

R = U / I, где

  • R — сопротивление, Ом;
  • U — напряжение, В;
  • I — сила тока, А.

То есть, для определения искомой величины исследуемый объект следует подключить к источнику электроэнергии с точно известным напряжением и замерить силу протекающего тока, затем произвести вычисления по приведенной формуле.

В случае с кабелем все понятно: необходимо приложить щупы омметра к обоим его концам. Но система заземления устроена сложнее: она состоит не только из шин и электродов, но и из грунта, в который те вбиты. Следовательно, здесь требуется иной подход. Применяют множество методов, у каждого — свои преимущества и недостатки. Вот наиболее распространенные:

  • двух-, трех- и четырехпроводной (это отдельные методы);
  • компенсационный.

Нередко используют способ пробного электрода.

Необходимые приборы

Обычный мультиметр для решения данной задачи не подходит: значительной окажется погрешность измерений. С его помощью владелец объекта может осуществить проверку для себя, с целью приблизительной оценки работоспособности заземления. Но официальные контролирующие организации такие измерения принимать во внимание не будут.

Для измерения сопротивления заземления разработаны специальные приборы. Моделей существует достаточно много. Они делятся на три типа:

  1. стрелочные (аналоговые) с ручным электрогенератором;
  2. стрелочные с гальваническими батареями;
  3. цифровые (оснащены микропроцессором) с клещами для бесконтактных измерений: питаются от батареек, результаты отображаются цифрами на жидкокристаллическом мониторе.

Для каждой модели тот или иной метод измерений (см. выше) является предпочтительным. Об этом сообщается в инструкции к прибору, схема проведения измерений часто отображается на крышке.

Обзор популярных моделей

Ниже представлены основные характеристики аналоговых и цифровых измерителей, пользоваться которыми предпочитают профессионалы.

М-416

Проверенный временем измеритель аналогового типа. Обладает следующими достоинствами:

  • надежен;
  • прост в эксплуатации;
  • обеспечивает минимальную погрешность измерений.

Внешне напоминает омметр, на передней панели присутствует переключатель диапазона измерений.

Характеристики:

  • измеряемые параметры: активное сопротивление контура заземления и грунта;
  • питание: от батарей с суммарным напряжением 4,5 В;
  • напряжение на зажимах: 13 В;
  • ресурс комплекта автономных источников тока: 1000 измерений;
  • вес: 3 кг.

Габаритные размеры М-416 – 24,5х14х17 см.

ИС-10

Устройство цифрового типа. Обладает такими достоинствами:

  • запоминает до 40-ка результатов измерений;
  • класс пыле- и влагозащиты: IP42 (корпус в резиновой оболочке);
  • оснащен клещами для бесконтактных измерений, поэтому разрыв цепи не требуется.

СА 6412

Цифровой аппарат. Как все приборы такого типа, оборудован бесконтактными клещами.

Достоинства измерителя:

  • способен работать с токами до 30 А;
  • величина тестового тока позволяет проводить замеры без отключения электрооборудования;
  • корпус выполнен из высокопрочного композитного материала Lexan;
  • клещи имеют двойные стенки.

Модель оснащена индикаторами:

  1. Короткого замыкания (срабатывает при значении сопротивления менее 0,1 Ом).
  2. Помех в исследуемой цепи.
  3. Размыкания клещей в ходе замеров.
  4. Разряда батареи.

У аппарата есть функции удержания результатов измерений и самотестирования. Он удобен при выполнении работы в темноте (благодаря функции настройки пороговых значений).

Характеристики:

  • диапазон измеряемых параметров: 0,1 – 1200 Ом;
  • максимальный диаметр (внутренний) клещей: 32 мм (в разомкнутом положении — 35 мм);
  • питание: батарейка «Крона» напряжением 9 В или равноценный ей аккумулятор;
  • ресурс источника питания: 1500 замеров.

Класс пыле- и влагозащиты – IP30.

SEW 1820 ER

Цифровое устройство.

Характеристики:

  • диапазон измеряемых сопротивлений: 0,01 – 2000 Ом;
  • тестовый ток: 2 мА (не требуется отключение электроустановки);
  • имеется функция удержания результатов измерений;
  • в комплекте помимо бесконтактных клещей имеются измерительные электроды и провода для их подключения;
  • функция измерения пошагового напряжения.

Инструкция по использованию

Замеры выполняют с соблюдением техники безопасности:

  1. Оператор надевает диэлектрические перчатки и боты.
  2. Инструменты должны иметь изолированные ручки.
  3. Сначала провода подсоединяют к вспомогательному электроду (заземленному), потом к измерительному прибору.
  4. Запрещено проводить измерения при повышенной влажности, в дождь и грозу.

При выполнении работ придерживаются правил:

  1. Контроль сопротивления заземлителя осуществляют в период, когда оно является наименьшим — летом и зимой.
  2. Измерительные электроды вбивают на удалении 10 м или более от вертикальных электродов исследуемого заземлителя и от любых металлических подземных конструкций и коммуникаций.
  3. Для размещения измерительных электродов подбирают плотный улежавшийся грунт. Глубина погружения — более 0,5 м.
  4. Вместо штатных электродов допускается использование естественных заземлителей, не связанных с исследуемым контуром.
  5. Замер сопротивления выполняют 2 – 3 раза, устанавливая измерительные электроды в разные точки. В норме разница между показаниями прибора не превышает 5%.
  6. Перед присоединением к шине заземляющего устройства зонда измерителя в виде зажима «крокодил», с нее счищают напильником ржавчину. Если применяется зонд в виде струбцины, продавливающей окисленный верхний слой, делать этого не нужно.

Цифровые приборы могут производить измерения как бесконтактными клещами, так и посредством измерительных электродов. Второй вариант — более точный.

Рассмотрим подробно несколько методов.

Метод амперметра и вольтметра

Порядок проведения измерений:

  1. На расстоянии  20 м от проверяемого заземлителя в грунт вбивают два измерительных электрода — основной и дополнительный.
  2. После этого их подключают к источнику напряжения.
  3. Замеряют величину протекающего тока амперметром.
  4. Щупы вольтметра подключают к исследуемому контуру и основному электроду с целью определения падения напряжения между ними.
  5. Находят искомую величину, разделив результат, полученный в п. 4, на измеренную силу тока.

Компенсационный метод

Реализуется так:

  1. В грунт вбиваются основной и дополнительный измерительные электроды (расстояние между ними – 10-20 м) так, чтобы исследуемый заземлитель оказался между ними.
  2. Зонд измерителя подключают к шине заземлителя вблизи ее контакта.
  3. Электроды подсоединяют к аппарату, подающему тестирующий переменный ток I1.
  4. Ток I1 возбуждает во вторичной обмотке имеющегося в метрологической установке трансформатора тока ТТ ток I2, подаваемый на реостат R.
  5. Регулируя сопротивление реостата, добиваются баланса между напряжениями U1 и U2.
  6. Ток I2, протекая через первичную катушку трансформатора ИТ (изолирующий), возбуждает в его во вторичной катушке ЭДС, отображаемое подключенным к ее выводам измерителем V.

Конструктивные особенности аппарата обеспечивают равенство токов I1 и I2, следовательно, после уравнивания реостатом падений напряжения, равными окажутся и rx с rаб. Ручка последнего снабжена указателем и шкалой, отображающей его сопротивление. Одновременно оно означает сопротивление исследуемого контура.

Изолирующий трансформатор необходим для защиты от блуждающих токов.

Для проверки отдельных объектов от точки 1 отсоединяют проводник и подключают его с одной стороны, к исследуемой цепи. С другой стороны подключают провод с точки 3 и зонд (точка 2).

Трехпроводной метод

Перед началом работы по данному способу необходимо отключить электроснабжение объекта либо отсоединить от заземлителя провод заземления (Pe). Иначе при замыкании фазы на корпус или иной заземленный элемент, оператор или измерительное устройство окажутся под напряжением.

Порядок измерений:

  1. Зонд (струбцину) фиксируют на шине заземлителя и подключают к аппарату.
  2. На некотором расстоянии вбивают в грунт измерительные электроды.
  3. Подсоединяют их к измерителю посредством проводов.
  4. Фиксируют величину напряжения помехи, возникающего между электродами. Допустимый максимум — 24 В. При большей величине электроды переустанавливают в другое место.
  5. На устройстве нажимают кнопку «Измерить» и снимают с дисплея показания.

Повторяют измерения 2 – 3 раза, располагая электроды в разных точках. Максимально допустимая разница в показаниях — 5%.

Проведение замера с помощью бесконтактных клещей

Для реализации данного метода нужен фоновый ток от электрооборудования в контур заземления. Его величина не должна превышать максимально допустимое значение для данного прибора (обычно 2,5 А).

При использовании двух клещей, устанавливаемых на расстоянии не менее 30 см друг от друга, измерительные электроды не требуются.

Контроль сопротивления заземления — важнейшая операция. Ее требуется проводить регулярно (периодичность зависит от назначения электроустановки) и с применением специальных приборов. Обычный мультиметр для этого не годится. При отсутствии контроля будет упущен момент, когда сопротивление заземлителя из-за окисления электродов или изменения параметров грунта возрастет, и появится риск поражения персонала электротоком.

Источник: proprovoda.ru

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

Как работает заземляющее устройство

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

Как заземление защищает человека

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

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

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

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

Как возникает неисправность у заземляющего устройства

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

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

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

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

Принципы, заложенные в измерение сопротивления заземляющего устройства

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

Метод амперметра и вольтметра

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

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

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

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

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

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

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

Компенсационный метод

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

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

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

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

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

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

Ток I1, протекающий по грунту на участке между основным заземлителем и контуром заземления, образует на замеряемом нами участке падение напряжения U1, которое вычисляется по формуле:

U1=I1∙rx.

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

U2=I2∙rаб.

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

Тогда получим: I1∙rx=I2∙rаб.

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

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

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

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

Приборы для измерения сопротивления заземляющего устройства

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

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

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

Методика выполнения замера сопротивления заземлительного устройства

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

Замер сопротивления трехпроводным методом

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

Соединительный проводник подключают к прибору и струбцине.

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

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

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

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

Замер сопротивления четырехпроводным методом

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

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

Вариант подключения прибора марки ИС-20/1 по этой схеме показан на картинке.

Замер сопротивления заземлителя с применением токоизмерительных клещей

При использовании метода необходимо иметь фоновый ток от электроустановки здания в контур заземления. Его величина у большинства приборов, работающих по этому типу, не должна превышать 2,5 ампера.

Замер сопротивления контура без разрыва цепи заземлителей с применением измерительных клещей

Используя измеритель ИС-20/1м можно выполнить электрическую оценку состояния заземлительного устройства здания по следующей схеме.

Замер сопротивления контура без вспомогательных электродов с применением двух измерительных клещей

При этом способе не требуется устанавливать дополнительные электроды в землю, а можно выполнить работу пользуясь двумя токовыми клещами. Их потребуется разнести по шинопроводу заземлительного устройства на расстояние большее чем 30 сантиметров.

Выбор методики проведения замера зависит от конкретных условий эксплуатации оборудования и определяется специалистами лаборатории.

Оценку состояния заземлительного устройства можно выполнять в разное время года. Однако, следует учитывать, что в период большого нахождения влаги в почве во время осенне-весенней распутицы условия для растекания токов в земле наиболее благоприятные, а в сухую жаркую погоду — наихудшие.

Летние замеры при высушенном грунте наиболее качественно отражают реальное состояние контура.

Некоторые электрики рекомендуют для снижения значения сопротивления проливать почву около электродов растворами солей. Следует понимать, что это мера временная и неэффективная. С уходом влаги состояние проводимости вновь ухудшится, а ионы растворенной соли будут разрушать металл, расположенный в почве.

В заключение

Всем внимательным читателям и опытным электрикам предлагается посмотреть на прилагаемую ниже картинку, демонстрирующую простой, на первый взгляд, способ реализации измерения сопротивления заземляющего устройства, который не нашел широкого практического применения в лабораториях.

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

Источник: electrik.info


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.