Измерение сопротивления заземляющих устройств

Измерение сопротивления контура заземления специалистами электротехнической лабораторией проводится для того, чтобы установить соответствие имеющихся сопротивлений в цепи заземления предусмотренным стандартами значениям. Периодичность электротехнических измерений контура заземления определяет владелец. Она устанавливается в зависимости от уровня нагрузок при эксплуатации контура заземления. Рекомендуется проводить данную проверку минимум раз в год (см. п.п. 2.7.9, 2.7.13, 2.7.14, табл. 36 ПТЭЭП,  п. 1.7.101 ПУЭ).

Проведение измерения сопротивления контура заземления позволяет своевременно обнаружить и устранить риск поражения электрическим током.

Чтобы обеспечить максимально точные результаты замеров, работы должны производиться при сухой погоде, когда высокое удельное сопротивление грунта. При измерении сопротивления заземления учитывается форма заземляющего устройства, состояние и вид почвы, погодные условия.

Измеренные показатели сопротивления контура заземления зависят от геометрических параметров устройства заземления и его расположения в земле, а также от свойств грунта, характеризующихся его удельным сопротивлением. Определение значения удельного сопротивления почвы затруднено в связи с неоднородностью строения и состава почвы, влиянием показателей температуры, влажности и других факторов.

Диагностика изоляции заземляющий устройств

Измерение сопротивления заземляющих устройств.

Наряду с изоляцией, заземление является важнейшим средством защиты от поражения током, определяющим электробезопасность. На первый взгляд может показаться странным в буквальном смысле этого слова «закапывать деньги в землю». Но когда речь идет о здоровье и жизни человека, то любые затраты, позволяющие предотвратить несчастный случай или смягчить его последствия, будут оправданы! Для этого применяется рабочее заземление, заземление молниезащиты и защитное заземление.

Рабочее заземление — это преднамеренное соединение с землей определенных точек электрической цепи (например, нейтральных точек обмоток генераторов, силовых и измерительных трансформаторов, а также при использовании земли в качестве обратного провода). Рабочее заземление предназначено для обеспечения надлежащей работы электроустановок в нормальных и аварийных условиях и осуществляется непосредственно или через специальные устройства (пробивные предохранители, разрядники, резисторы).

Заземление молниезащиты — это преднамеренное соединение с землей разрядников и молниеприемников в целях отвода от них токов молнии в землю.

Защитное заземление — это заземление, выполняемое в целях электробезопасности (согласно п. 1.7.29 Правил устройства электроустановок издания 7, далее — ПУЭ) т.е. намеренное соединение с землей металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением и предназначенное для защиты людей от поражения током при случайном прикосновении. Кроме того заземляющие устройства выполняют другие функции, связанные с безопасностью: снимают заряд статического электричества на взрыво- и пожароопасных объектах (например, на АЗС). Опасное напряжение на любой проводящей ток поверхности может оказаться по различным причинам: заряды статического электричества, вынос потенциала, разряд молнии, наведенное напряжение и пр.

Измерение сопротивления заземляющих устройств. Условия проведения работ?

1. Измерение сопротивления заземляющего устройства проводят в сухой период года.
2. Растворенные в воде соли и минералы придают почве свойства электролита, поэтому для измерения сопротивления заземления необходимо использовать переменный ток.
3. Чтобы избежать влияния токов промышленной частоты и их высших гармоник, применяют не кратную 50 Гц (60 Гц) частоту измерительного напряжения.
4. Наилучшую точность измерения заземления обеспечивает схема 4p по методу 62%.
5. Измерение сопротивления с помощью двух клещей имеет методическую погрешность, поэтому его рекомендуется применять только в многоэлементных системах заземления.
6. Метод Веннера позволяет быстро и просто измерить удельное сопротивление грунта.

Классический метод измерения сопротивления ЗУ

Классические приборы для измерений — вольтметр и амперметр. Конечные данные сопротивления вычисляются по закону Ома.

Классический метод измерения сопротивления ЗУ обладает неоспоримым преимуществом: его можно применять в системах электроснабжения любого типа. Однако есть и недостатки: во-первых, во время испытаний следует отключать заземление от электроустановки, во-вторых, блуждающий ток дает погрешности в точности измерений.

Методы измерения сопротивления ЗУ классифицируются по проводности:

  • двухпроводный метод в настоящее время для измерений не используется;
  • трехпроводный метод достаточно прост в реализации, но по результатам измерений дает погрешности;
  • четырехпроводный метод остается наиболее оптимальным по всем показателям.

На приборах измерения есть клеммы П1 и П2 (измерение потенциала) и клеммы Т1 и Т2 (измерение тока).

При использовании четырехпроводного метода от клемм П1 и Т1 подключаются разные провода, соединенные на клеммах заземления. 

Трехпроводный метод подключается так: для клемм П1 и Т1 используется соединение, от которого идет один провод к заземлению.

Есть приборы, по умолчанию предназначенные для измерений трехпроводным методом. В таком случае подключение к заземлению осуществляется одним проводом, для этого предусмотрена одна клемма.

Клеммы П2 и Т2 подлежат соединению с потенциальным и токовым штырем соответственно. Штыри необходимо заземлить в грунт как минимум на 50 см. По правилам, штыри тока и потенциала размещают по одной линии с заземляющим устройством.

Для точного определения расстояния между штырями требуется длина по максимальному размеру диагонали заземлителя (D). Рекомендации такие:

  • потенциальный штырь — фиксируется на расстоянии 1,5 D, но не менее 20 м от заземлителя;
  • токовый штырь — фиксируется на расстоянии 3 D, но не менее 40 м от заземлителя.

Как свидетельствует практика, самого по себе измерения сопротивления недостаточно, чтобы получить точный результат. Причина этому — неоднородная почва, в которую устанавливаются штыри. Выход из этой ситуации заключается в последовательной установке потенциального штыря на расстоянии от 20 до 80% от изначального расстояния между токовым и потенциальным штырем. Каждый раз при изменении расстояния необходимо измерять сопротивление. Чем больше точек, тем точнее измерения. Оптимальный шаг, при котором можно практически исключить погрешности, составляет 10%.

В процессе получения результатов составляется график измерений. 

Плавно возрастающая кривая — основа для выведения окончательного результата. Следует выбрать данные с разницей между соседними точками не выше 5%.

В случае, если график выстраивается в сложную форму или не типичную крутизну кривой линии, процесс измерений необходимо начать сначала. Для этого изменяется направление, на линии которой расположены штыри. Иногда требуется увеличение исходных расстояний между ними до полутора-двух раз.

Безэлектродный метод измерения сопротивления ЗУ

Бывает так, что для установки токовых и потенциальных штырей нет возможности: например, объект не располагает обширной территорией или в условиях вечной мерзлоты.

Но что делать, если измерение сопротивления ЗУ и ЛЭП в районах вечной мерзлоты требуется делать в сезон максимального промерзания? Кроме того, нередко отсутствует возможность отключения ЗУ от электроустановки во время проведения измерений.

Выход предусмотрен нормативными документами. Согласно ГОСТ Р 50581.16-2007 измерения можно проводить безэлектродным способом с использованием токовых клещей.

Для проведения измерений необходимо подать переменный ток заданного напряжения от измерительного генератора на ЗУ. Частота должна отличаться от частоты сети. Для измерения силы тока используются силовые клещи, их чувствительность соотносится только с частотой измерительного генератора. Благодаря тому, что изначально известно напряжение на ЗУ, можно вычислить сопротивление ЗУ по закону Ома.

Безэлектродный метод хотя и удобен в использовании, но точность измерений здесь хромает. Так, подача переменного тока для измерений осуществляется прибором, принцип действия которого аналогичен токовым клещам. Нужный уровень индукции обеспечивается на частоте около 3 кГц, что дает некую погрешность.

Безэлектродный метод оценивает значение сопротивления ЗУ сверху, в итоге реальные значения сопротивления примерно будут равны показаниям приборов. Для техники безопасности это хорошо, если реальное значения сопротивления меньше.

Недостатки безэлектродного измерения сопротивления:

  • прямое применение возможно только в системах ТТ и ТN с ячеистым заземлением;
  • во всем здании, где установлено заземление, требуется отключение питания, этот фактор является потерей преимуществ по сравнению с классическим методом измерений;
  • высокая стоимость оборудования — она примерно в 5-10 раз выше, чем стоимость приборов для измерения сопротивления классическим методом.