Измерение сопротивления контура заземления

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.

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

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

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%. 

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 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.

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

Как измерить сопротивление заземления

Содержание:

Защитное заземление существенно повышает безопасность людей, проживающих в квартире или частном доме, а также работников предприятий, связанных с электроустановками и оборудованием.

Данные системы разрабатываются и создаются квалифицированными специалистами, а в определенных условиях могут быть устроены и собственными силами.

Каждая конструкция должна соответствовать определенным требованиям, в зависимости от предназначения и условий эксплуатации.

Чаще всего приходится решать задачу, как измерить сопротивление заземления, поскольку от этого параметра во многом зависит работоспособность всей системы. Его величина не должна превышать установленного максимального предела, определяемого Правилами устройства электроустановок, в противном случае защита не сможет в полной мере выполнять свои функции.

Как работают заземляющие системы

Действие защитных заземляющих систем основано на свойстве электрического тока, в соответствии с которым он стремится течь по проводникам, обладающим минимальным сопротивлением.

Человеческое тело относится к категории хороших проводников, его сопротивление условно считается 1000 Ом. Следовательно, для того чтобы ток уходил в сторону заземления, его сопротивление должно быть намного меньше, чем у человека.

В соответствии с ПУЭ данное значение не превышает 4 Ом.

В случае неисправности какого-либо электрического прибора, например, из-за пробоя изоляции, на его корпус попадает ток, то есть, в этом месте появляется потенциал.

В случае касания рукой этой части, ток пойдет в землю по направлению от руки-через тело-в сторону ноги. В таких случаях человек подвергается смертельной опасности, поскольку даже 100 мА могут привести к необратимым процессам.

Установка защитного заземления, измеряемого в дальнейшем, дает возможность максимально снизить вероятность негативных последствий.

Каждый современный электрический прибор оборудуется внутренним заземлением, когда отдельный контакт вилки соединяется с корпусом. При включении такого прибора в розетку, получается соединение с общей системой заземления.

В случае какого-то нарушения или повреждения, ток утечки буде уходить в землю через заземляющий провод с небольшим сопротивлением.

Поэтому замеры сопротивления имеют большое значение, позволяя контролировать его величину и не допускать выхода за пределы установленных значений.

Для чего нужны проверки заземления

Для того чтобы заземление в полной мере выполняло свои функции, необходимо поддерживать исправность заземляющего контура. С этой целью выполняются периодические замеры сопротивления мультиметром, по результатам которых определяется состояние всей системы.

Если контур находится в исправном состоянии, то при возникновении аварийной ситуации ток по заземляющему проводнику будет уходить к токоотводящим электродам. Поскольку они контактируют с грунтом всей своей поверхностью, все проходящие токи быстро и равномерно уйдут в землю.

Однако, продолжительное нахождение в грунте и постоянный контакт с землей приводит к образованию на металлических поверхностях окисной пленки, постепенно переходящей в коррозию.

В результате, создаются препятствия нормальному прохождению тока, сопротивление элементов конструкции возрастает.

На некоторых участках ржавчина становится более ярко выраженной, в связи с наличием в этих местах химически активных веществ, постоянно контактирующих с металлом. Поэтому начинать проверку следует с определения технического состояния элементов системы.

Постепенно коррозия превращается в отдельные чешуйки, которые начинают отслаиваться от металла и препятствовать в этом месте электрическому контакту.

В дальнейшем количество таких мест возрастает, вызывая увеличение сопротивления всего контура.

В заземляющем устройстве наступает потеря электрической проводимости, и оно уже не в полной мере отводит в землю опасные токи. Таким образом, снижаются общие защитные свойства системы.

Установить реальное состояние контура возможно только с помощью замера сопротивления. Техническая сторона этого процесса основывается на законе Ома для участка цепи.

Данная процедура проводится с помощью источника напряжения с заранее известным точным значением. После того как будет измерена сила тока, можно легко определить сопротивление.

На практике все не так просто, как в теории, поскольку существуют определенные методики и правила замеров, которые требуют точного соблюдения.

Общие правила проведения замеров сопротивления

Стандартная проверка заземления включает в себя следующие методы:

• Визуально проверяются болтовые и сварные соединения.
• Проводятся замеры сопротивления контура заземления мультиметром.
• Проверяется удельное сопротивление грунта.

Все измерения выполняются с помощью специальных приборов. Рекомендуется пользоваться мегомметрами, которые больше всего подходят для этих целей.

Существует специальный прибор М-416 переносного типа, работающий на основе компенсационного метода с использованием потенциального электрода и вспомогательного заземлителя.

Нижний и верхний пределы измерений составляют 0,1-1000 Ом, температурный диапазон – от минус 25 до плюс 600С. Питание прибора осуществляется тремя батарейками по 1,5В.

Измерение сопротивления заземления осуществляется в следующем порядке:

• Прибор нужно установить на ровную горизонтальную поверхность и откалибровать. С этой целью в режиме контроля нажимается красная кнопка, затем она удерживается, а стрелка устанавливается в нулевое положение. Измерительное устройство нужно расположить максимально близко к заземлителю, поскольку соединительные провода сами обладают некоторым сопротивлением.
• Перед тем как проверить сопротивление, выбирается требуемая схема подключения. Она может быть трех- или четырехзажимной, обозначенной на крышке прибора.
• В землю забивается стержень зонда и вспомогательный электрод на глубину не ниже 50 см. Грунт должен иметь естественную плотность и не быть насыпным, а удары наносятся кувалдой точными прямыми ударами.
• Место подключения заземляющего проводника к электроду зачищается от старой краски. Сечение медных проводов составляет 1,5 мм2.
• Непосредственное измерение защитных устройств начинается с выбора диапазона х1. После нажатия на красную кнопку нужно вращать ручку, чтобы установить стрелку на нулевое значение. Большие значения сопротивлений измеряются в соответствующих диапазонах х5 или х20. Для замеров заземления вполне достаточно диапазона х1, который и выдаст требуемое сопротивление на шкале прибора. Измерения должны выполняться при определенной погоде с максимальной плотностью грунта.

Аналогичные замеры проводятся и в зимнее время при сильных морозах при сильно замороженном грунте. Не рекомендуется измерять сопротивление при влажной погоде, поскольку полученные данные будут сильно искажаться.

Измерения амперметром и вольтметром

Во время проведения замеров оценивается контактная поверхность контура, поскольку именно она плотно соприкасается с землей.

Для того что бы измерить заземление, на расстоянии примерно 20 м от защитного устройства в грунт забиваются основной и дополнительный электроды. Затем к ним подается переменный ток со стабильными показателями.

В результате, образуется электрическая цепь, состоящая из источника напряжения, проводов и электродов, по которой будет протекать ток. Его величина измеряется амперметром, а не мультиметром.

Поверхность заземляющего контура и контакт основного электрода перед тем, как их померить тщательно очищаются от металла, после чего к ним подключается вольтметр и на этом участке измеряется падение напряжения.

Полученное значение следует разделить на силу тока, измеренную амперметром, в результате получится сопротивление на данном участке цепи.

Если требуются неточные грубые замеры заземлителей, можно вполне ограничиться этими полученными данными.

Более точные результаты получаются путем корректировки, когда из полученного значения отнимается сопротивление соединительных проводов. Одновременно учитываются диэлектрические свойства грунта и их воздействие на токи растекания внутри почвенной структуры.

Более качественно замерить сопротивление заземления могут только квалифицированные специалисты, использующие современную усовершенствованную технологию. При их выполнении применяются промышленные высокоточные метрологические приборы, а также основной и вспомогательный электроды, помещаемые в почву, как и при замерах предыдущим способом.

Они устанавливаются на одной линии, с интервалом от 10 до 20 метров, охватывая измеряемый заземляющий контур. Шина контура соединяется с измерительным зондом максимально короткими проводниками. Сам прибор для измерения через клеммы соединяется с основным и дополнительным электродами, находящимися в земле.

Подача переменной ЭДС осуществляется через вспомогательный электрод, находящийся в грунте. В эту же цепочку входит сама земля, соединительные проводники и первичная обмотка трансформатора тока, обозначенного на рисунке символами ТТ.

В результате, на вторичной обмотке трансформатора возникает ток I1. С помощью специального реостата – реохорда выставляются равные напряжения, то есть, U1 = U2.

Подобное равенство достигается за счет установки нулевого значения показаний измерительного устройства V, соединенного с реохордом через измерительный трансформатор ИТ.

Для расчетов сопротивления заземления RЗ применяется система уравнений, состоящая из следующих компонентов: U1 = I1 х Rз; U2 = I2 х Rаб; U1 = U2; I1 = I2.

Если решить эту систему, то получится, что сопротивление заземления будет равно заземлению участка аб: Rз = Rаб. Величина Rаб определяется стрелкой, которая подвижной частью ручки устанавливается на неподвижной шкале.

После этого можно легко найти сопротивление заземления.

Как проверить заземление в домашних розетках

После покупки жилья нередко оказывается, что все электромонтажные работы уже выполнены, и возникает проблема проверки заземления в розетках. Начинать проверку до измерения сопротивления заземления рекомендуется с визуального осмотра.

Нужно обесточить квартиру и разобрать любую из розеток. Она должна быть оборудована необходимой клеммой с подключением заземлительного проводника желто-зеленого цвета.

Если же в наличии только два провода коричневого и синего цвета (фаза и ноль), это значит, что заземление отсутствует.

Однако присутствие третьего проводника еще не означает, что заземление исправно и может полностью выполнять свои функции. Поэтому следует выполнить специальную проверку мультиметром. Все действия производятся в следующем порядке:

• Вводный автомат нужно включить, чтобы в розетках было напряжение.
• Тестер устанавливается в режим напряжения.
• Касаетесь щупами фазного и нулевого замеренных контактов и измеряете напряжение между ними. Если все в порядке, на табло высвечивается 220В.
• Точно такие же действия выполняются мультиметром относительно фазного и заземляющего контактов. Показатель напряжения будет немного отличаться, но его наличие уже свидетельствует о том, что заземление есть. Когда на экране прибора цифры отсутствуют, это значит, что контура заземления нет вообще или он неисправен.

При отсутствии измерительных приборов, проверку можно выполнить подручными средствами. Самодельный тестер состоит из патрона с лампочкой, проводов и концевиков со щупами. По сути, это обычная контролька, которую используют многие электрики.

Одним щупом нужно коснуться фазного, а другим – нулевого провода. При этом лампочка загорается. Далее щуп, прикасавшийся к нулю, нужно переместить на выступающий контакт заземления. Если лампочка вновь загорится, следовательно, защитная система находится в рабочем состоянии. Слабый свет указывает на плохое состояние контура, а отсутствие свечения – на его неисправность.

Источник: https://electric-220.ru/news/kak_izmerit_soprotivlenie_zazemlenija/2018-06-21-1526

Измерение сопротивления заземления, нормы сопротивления ✅

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.

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.

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.

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.

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)

Для электролитического заземления:

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

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.

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.

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.

Видео по теме

Источник: https://ProFazu.ru/provodka/bezopasnost-provodka/izmerenie-soprotivleniya-zazemleniya.html