Инфо-baza
378 0

Измерение сопротивления контура заземления: методы, приборы, недостатки

Прибор для замера заземления — незаменимое устройство для проверки и обслуживания систем заземляющего контура. Такие аппараты широко применяют не только в процессе эксплуатации установок, но также еще на этапе проектирования и монтажа. С их помощью специалисты проводят геологического измерения сопротивления грунтов в местах запланированного заглубления стержней.

Аналогичным образом производится проверка эффективности молниезащитных схем. После разрушения металлических конструкций сопротивление проводников повышается и они перестают справляться со своей главной задачей — заземлять элементы под напряжением, способные нанести вред человеку и технике путем поражения электрическим током.

Измеритель сопротивления

Принцип работы заземляющего устройства

В обычных условиях контур заземления, соединенный посредством РЕ-проводника с системой выравнивания потенциалов и с корпусом каждого находящегося в здании электроприбора, бездействует: кроме незначительных по величине фоновых, токи по нему не идут.

При нарушении изоляции электропроводки и аварийной ситуации на поверхности корпуса поврежденного электроприбора образуется опасное напряжение, которое по контуру заземления переходит на потенциал земли. Благодаря этому величина напряжения, попавшего на непроводящие элементы, снижается до абсолютно неопасного значения, не способного нанести травму соприкасающегося с корпусом поврежденного прибора через землю человеку.

Читайте также: Ударит ли током если взяться за один провод розетки

Для чего необходимо измерять заземление

Принцип работы защитных контуров заземления основан на главном качестве электрического потока электронов — проходить по проводникам с наименьшей силой противодействия. Сопротивление тела человека в среднем равно 1 кОм. В соответствии с правилами обустройства электроустановок номинальная величина резистентности заземления не может превышать этого показателя. По нормам допустимо 4 Ом.

Главная цель защитной периферии — отвести накопленные потенциалы от организма человека и не допустить поражения. На корпусе неисправного оборудования, например, в результате пробоя изоляции, скапливаются отрицательные электроны, которым готовы пройти через любой материал. При касании рукой кожуха они устремляются в землю через его тело. Если величина тока невелика, то человек сможет отделаться лишь неприятным ощущением и током, но при высоких токах более 100 мА напряжение может вызывать необратимые изменения в организме.

Зачем нужно проверять заземление

Обратите внимание!Заземление способно свести риск поражения до минимальных пределов. Ток пойдет по материалам с сопротивлением меньше человеческого.

Вам это будет интересно Выбираем сварочный аппарат

По этой причине необходимо регулярно проверять защитный контур на соответствие установленным нормам. Такая простая превентивная мера помогает избежать травм и летального исхода. В случае когда прибор для измерения номиналов сопротивления заземления показывает превышение расчетных значений, необходимо вмешательство специалистов, которые способны починить и привести в порядок защитный контур.

Почему заземляющее устройство становится неисправным?

При находящемся в работоспособном состоянии контуре ток по РЕ-проводнику переходит на токопроводящие электроды, находящиеся в контакте с почвой, а по ним постепенно переходит на потенциал земли. Весь поток делится на несколько составных частей.

При продолжительном пребывании в агрессивной среде грунта металлические поверхности тоководов окисляются, на них образуется окисная пленка. По мере развития коррозионных процессов прохождение тока ухудшается, электрическое сопротивление конструкции повышается. Возникающая на металлических элементах ржавчина, как правило, носит общий характер, хотя, местами можно увидеть ярко выраженные следы глубокой коррозии.Этот факт объясняется тем, что находящиеся в почве постоянно химически активные растворы щелочей, солей и кислот распределены неравномерно.

Частицы разрушенного коррозией металла отходят от тела проводника, ухудшая либо вовсе прекращая местный электрический контакт. Таких точек со временем возникает все больше, на фоне постепенно увеличивающегося сопротивления контура заземляющее устройство постепенно снижает проводимость и неспособно отвести в почву опасный потенциал. Своевременное выполнение замеров сопротивления заземления позволяет определить момент наступления критического состояния контура.

Максимально допустимое сопротивление заземления

Для каждого типа заземлителя сопротивление нормируется согласно ПУЭ (р — сопротивление грунта).

Характеристика электроустановки, ВСопротивление грунта удельное, Ом∙мСопротивление заземления
660/380<100˃100150,5р
380/220<100˃10030

,3р

220/127<100˃10060

,6р

Проверка заземления лампочкой

Чтобы понять, что сопротивление у заземления достаточно низкое, нужно подключить между фазой и землёй какую-то нагрузку. Можно использовать и обычную лампочку, она должна загореться и ярко светить, не хуже чем от рабочей сети 220 вольт.

Однако лучше всё-таки подключать что-то мощнее, и это покажет, что заземление имеет низкое сопротивление. Если, например, при подключении мощного электроприбора напряжение серьёзно просядет, то сопротивление заземления, недостаточное.

Читайте также: JK-триггер. Принцип работы, фунцкциональные схемы, таблицы истинности

Таким образом, можно измерить сопротивление заземления в домашних условиях. Способы проверки рабочие, но небезопасные. Поэтому если вы в чем-то неуверенны, то стоит пригласить опытных электриков. Они то и помогут произвести все необходимые замеры, используя для этого специальные инструменты или клещи.

Приборы для измерения сопротивления

Для выполнения замеров сейчас используются преимущественно современные цифровые приборы, пришедшие на смену устаревшим аналоговым устройствам. Сама технология выполнения измерений намного упростилась, улучшилась точность.Так как замеры необходимо выполнять 1 раз в шестилетний период, для выполнения измерений сопротивления заземления частных домов из-за дороговизны приборов экономически выгодно пригласить специалистов, имеющих все необходимое оборудование.

Для выполнения замеров чаще всего применяются следующие специальные виды приборов:

  • МС-08;
  • М-416 на полупроводниках и питанием от батареи;
  • Тестер СА-6415, оснащенный токовыми клещами.

Выполнение замеровВыполнение замеров

Приборы

Как уже было сказано выше, для профессиональных измерений многофункциональные тестеры не сильно подходят, так как дают примерные результаты и не способны генерировать напряжение требуемой величины. Для получения точных показателей используют хорошо известные М-416, МС-08 и другие современные устройства.

Приборы делятся на:

  • аналоговые;
  • цифровые.

Принцип действия индукционных тестеров основан на компенсационной методике. Их отличает надежность и долговечность. Однако существенным минусом таких аппаратов является недостаточная точность шкалы делений. Они обладают устойчивостью к внешним помехам и просты в эксплуатации. Сам процесс калибровки прибора основан на выставлении абсолютного нуля сопротивления. Подобные аппараты рассчитаны на работу с номиналами от 0,1 до 1500 Ом.

Электронные тестеры превосходят аналоговые по точности и функциональности. Но при наличии электроники внутри они чувствительны к вешним помехам, которые могут не только повлиять на конечные результаты замеров, но также испортить сам прибор. Поэтому они требуют более бережного и аккуратного обращения с собой. Класс точности электронных тестеров гораздо выше, чем у индукционных. Приборы показывают результаты вплоть до десятых и сотых единиц, что в некоторых случаях очень важно.

Вам это будет интересно Индукционный паяльник

Тестер М-416

М-416

Измеритель марки М-416 предназначен для снятие показаний от 0,1 Ом до 1 кОм. Рабочее напряжение от источников питания прибора варьирует от 3,8 В до 4,5 В. Поскольку индикатор является стрелочным, то для устройства важно сохранять горизонтальность. Поэтому перед началом тестирования необходимо поместить на ровную поверхность. Далее выставить переключатель в позицию 5 Ом и с помощью рукояти реохорда приблизить стрелку как можно ближе к нулевой отметке. При этом шкала реохорда должна точно показывать отметку измерений равной 5 Ом. Допускаются отклонения 0,35 единиц.

По окончанию калибровки контур отсоединяют от заземляющих проводников. Во время проверки прибор требуется располагать рядом с контрольным заземлителем. Это поможет уменьшить погрешность измерений, вызванное переходящим сопротивлением. Стержень вспомогательного заземлителя и зонда устанавливают на расстоянии 10 и 20 метров. Погружать стержни требуется на глубину от 500 мм.

Забивать их нужно ровными и четкими ударами, чтобы исключить раскачивания. Это также поможет исключить дополнительную погрешность переходных сопротивлений между грунтом и металлом. Для грунтов с высокими показателями прибор покажет приблизительные результаты. Для повышения точности и снижения погрешности область вокруг стержней поливают водой.

Прибор ИС-10

Читайте также: Термопары К типа: описание и принципы работы датчиков

ИС-10

Электронный прибор ИС-10 предназначен для проверки сопротивления конструкций заземления и металлических соединений по схеме 2х, 3х и 4х при помощи щупов. Для измерения удельных величин сопротивления грунтов устройство позволяет вводить данные о расстоянии между контрольными электродами. Диапазон дистанций составляет от 1 до 10 метров. Оператор имеет возможность самостоятельно внести их в меню прибора. С учетом введенных параметров результат отображается на экране как 1 Ом на 1 метр.

Прибор позволяет работать с током 250 мА и частотой 124 Гц. С помощью рукояти пользователь регулирует номинальные значения, с которыми намерен работать: 1 до 999 мОм, от 1 до 9 Ом, от 10 до 99 Ом, от 100 до 999 Ом и от 1 кОм до 9 кОм. Точность показаний составляет сотые доли единиц при погрешности 3%.

В отличие от М-416 тестер ИС-10 имеет жидкокристаллический монохромный экран. Электронная начинка прибора оснащена встроенной памятью, куда сохраняются до 64 результатов замеров. Присутствует защитная схема от неверного подключения, которая не позволит перегореть ему при высоких токах, в то числе защита от внезапного появления напряжения. Корпус устройства ударопрочный и соответствует степени защищенности от пыли, влаги и ударов IP42.

Измеритель СА 6412

СА 6412

Тестер СА 6412 представляет собой новое поколение измерительных семейства токовых клещей. Корпус устройства изготовлен из специального материала, который позволяет эксплуатировать его в неблагоприятных условиях. Каждая деталь проверочной головки помещена в закрытый кожух, что обеспечивает им необходимую прочность при работе на сложных объектах. Производитель оснастил прибор дополнительной защитой от сильных вибраций, ударов, попадания влаги и пыли.

Вам это будет интересно Особенности обжимных клещей

Исполнение устройство очень простое. Для работы ему не нужны провода, щупы как вышеописанным устройствам. Для проведения испытаний не требуется установка дополнительных электродов. Диапазон замеров составляет от 0.1 до 1200 Ом при величине тока от 1 мА до 30 Ампер. Полученные результаты аппарат выводит на монохромный жидкокристаллический экран. Устройство оснащено функцией самостоятельного тестирования и индикацией помех в сети. Выдерживает ток перегрузок до 200 А в течение 30 секунд и имеет диэлектрическую прочность 2500 В.

Тестер 1820 ER

1820 ER

Портативный прибор для измерения сопротивления заземления марки 1820 ER позволяет мерить шаговое напряжение. Устройство позволяет не отключать схему контура при работе с тестовым током 2 мА. В комплект входят щупы и шнуры. Пределы измерений регулируются рукоятью и составляют 20, 200 и 2000 Ом.

Погрешность показаний не превышает 2%. Точность составляет 0,01 для 20 Ом, для 200 соответствует 0,1 Ом и для 2000 допуск 1Ом. Тестовый сигнал равен 2 мА частотой 820 Гц. Для тестирования заземляющего контура также используют электроды, которые вбивают в землю на определенное расстояние. Схема их расположения может быть простой или сложной, то есть с использованием нескольких штырей.

Измерительный прибор SEW 2705 ER

SEW 2705 ER

Переносной прибор SEW 2705 ER для измерения грунтового сопротивления до 1 кОм. Двухпроводная схема замеров представляет грубые результаты, трехпроводная дает более точные показатели. Поэтому позволяет проверить шаговое напряжение до 30 В.

При тестовом токе до 2 мА отключение цепи защитного заземления от сети силового напряжения не требуется. В конструкции данного прибора использован стрелочный индикатор. Погрешность показаний не превышает 2,5%. Пределы проверки сопротивления равны 10. 100 и 1000 Ом, для напряжения 30 В частотой 40-500 Гц. Корпус прибора ударопрочный и влагозащищенный, выполнен в соответствии с современными стандартами.

Способ амперметра и вольтметра

По причине того, что контур постоянно всем свои объемом работает в грунте, именно его необходимо оценивать при выполнении измерений. С этой целью в почву на расстоянии не менее 20 м от подлежащего контролю заземляющей системы погружаются основной электрод и дополнительный, на которые подается переменный ток.

Схема заземленияа) Принципиальная электрическая схема; б, в) Схемы сборки с прибором МС-08

По устроенной источником ЭДС, проводами и заглубленными в почву электродами цепи течет электрический ток, сила которого определяется при помощи амперметра. На поверхность заземляющего контура, очищенного во избежание малейшей погрешности, и контакты основного заземляющего электрода устанавливается вольтметр, замеряющий снижение напряжения на линии промеж контуром заземления и основным стержнем. При делении величин напряжения на силу тока определяется общее сопротивление исследуемой части цепи.

Если к точности измерений не предъявляется высоких требований, то можно ограничиться и этой величиной.При необходимости получения точных результатов, вычисленное значение следует откорректировать, вычтя из него сопротивление проводов и учтя воздействие диэлектрических свойств грунта на характер токов растекания в почве.

  • Основными преимуществами такого метода являются простота и несложность выполнения замеров для частных домов.
  • Недостаток — не обеспечивается требуемая точность измерений.

Что это такое

Сопротивление заземления представляет собой физический показатель величины противодействия грунта растеканию пагубного электрического тока. Избыточное напряжение уходит в грунт через специальные стержни, соединенные по особой схеме. Проверку проводят в омах.

Обратите внимание!Идеальным показателем является минимальное значение, то есть чем он ниже, тем больше электрического тока защитный контур сможет пропустить через себя.

Однако достичь идеальных величин практически невозможно. Нулевой показатель гарантирует полное поглощение грунтом избытка электронов. Но поскольку добиться в реальности благоприятных условий практически не представляется возможным, то разработаны специальные нормы для разных видов зданий.

Замер сопротивления

Номинальные величины получены расчетным и опытным путем, поэтому считаются оптимальными для создания защитного контура от излишков напряжения. Для бытовой электросети с вольтажом 220В и 380В сопротивление заземляющей периферии не может превышать 30 Ом. В противном случае, это чревато воспламенением проводки, выводом из строя домашнего оборудования и поражением окружающих электрическим током. Если в помещениях используется силовые установки, например, электронагреватели или сервоприводы, то значение не должно быть больше 10 Ом.

Трехпроводной способ измерения сопротивления

При выполнении работ по этому методу исходя из требований безопасности требуется отключение автоматического выключателя в вводном щитке питания либо снятия с заземлителя РЕ-проводника.

  • Проводник подключается замеряющему прибору и струбцине. На определенном удалении в землю забиваются стержни заземлителя, на которые навешиваются катушки с проводниками, концы которых подключаются.
  • Контакты проводов устанавливаются в разъемы измерительного устройства, проверяется работоспособность схемы к производству замеров и определяется напряжение помехи между электродами-штырями, значение которого должно быть менее 24В.
  • При большем напряжении следует изменить точки установки электродов и перепроверить эту величину. Снимаются показания с экрана устройства.

Совет #1. В целях контроля правильности выполнения работы следует провести несколько измерений, переставляя потенциальный стержень на различные расстояния. Отличие полученных значений друг от друга допускается до 5%.

Проведение замеров

И всё же в вопросе, как замерить сопротивление заземления, лучше пользоваться не мультиметром, а мегаомметром. Наилучшим вариантом считается электроизмерительный переносной прибор М-416. Его работа основывается на компенсационном методе измерения, для этого пользуются потенциальным электродом и вспомогательным заземлителем. Его измерительные пределы от 0,1 до 1000 Ом, работать прибором можно при температурных режимах от -25 до +60 градусов, питание осуществляется за счёт трёх батареек напряжением 1,5 В.

Читайте также: Постоянный ток: как обозначается, где используется; источники тока

А теперь пошаговая инструкция всего процесса как измерить сопротивление контура заземления:

  • Прибор расположите на горизонтальной ровной поверхности.
  • Теперь произведите его калибровку. Выберите режим «контроль», нажмите красную кнопку и, удерживая её, установите стрелку в положение «ноль».
  • Некоторое сопротивление есть и у соединительных проводов между выводами, чтобы свести к минимуму это влияние расположите прибор поближе к измеряемому заземлителю.
  • Выберите нужную схему подключения. Можете проверить сопротивление грубо, для этого выводы соедините перемычками и подключите прибор по трёхзажимной схеме. Для точности измерений следует исключить погрешность, которую дадут соединительные провода, то есть между выводами снимается перемычка и применяется четырёхзажимная схема подключения (кстати, она нарисована на крышке прибора).
  • Выполните забивание в землю вспомогательного электрода и стержня зонда на глубину не меньше 0,5 м, имейте в виду, что грунт должен быть плотный и не насыпной. Для забивания используйте кувалду, удары должны быть прямыми, без раскачивания.
  • Место, где будете подсоединять проводники к заземлителю, зачистите напильником от краски. В качестве проводников применяйте медные жилы сечением 1,5 мм2. Если используете трёхзажимную схему, то напильник будет выполнять роль соединительного щупа между заземлителем и выводом, так как с другой его стороны подсоединяется медный провод сечением 2,5 мм2.
  • И теперь переходим уже непосредственно к тому, как измерить сопротивление заземления. Выберите диапазон «х1» (то есть умножение на «1»). Нажмите красную кнопку и вращением ручки стрелку установите на «ноль». Для больших сопротивлений необходимо будет выбрать и больший диапазон («х5» или «х20»). Так как мы выбрали диапазон «х1», то цифра на шкале и будет соответствовать измеренному сопротивлению.

Наглядно, как проводится измерение заземления на следующем видео:

Четырехэлектродная схема измерения

Такая схема измерения, иначе называющаяся способом вертикального электрозондирования (ВЭЗ), дает достаточную точность результатов, так как при ней учитываются свойства всех слоев грунта — от глубинных до поверхностных. К внешним стержням (№1 и №2) подключается ЭДС, а на штырях, находящихся внутри (№3 и №4), определяется разность потенциалов.

Четырехэлектродная схема измеренийЧетырехэлектродная схема измерений

Компенсационный способ выполнения замеров

При выполнении замеров таким способом потребуются промышленные высокоточные приборы. Пара стержней-электродов заглубляется в землю на единой линии так, чтобы охватить заземляющий контур. Основным средством измерения является зонд, подключающийся к стержням №1 и №2 на максимальном приближении к шине (2) заземляющего контура.

Выполнение замеров компенсационным способомВыполнение замеров компенсационным способом

Через погруженные в почву дополнительные штыри, грунт, проводники и первичную обмотку трансформатора подается электродвижущая сила. На вторичной обмотке возникает ток (I1). Реохордом (б) напряжения устанавливаются так, чтобы U1=U2, достигающееся обнулением показаний вольтметра, подключенного к реохорду посредством трансформатора.

Совет #2. Значение сопротивления заземления определяется установкой показаний вольтметра на ноль и кручением ручки реостата исходя из положения стрелки реохорда.

Применение метода падения потенциала с использованием клещей

Для измерения сопротивления единичного заземлителя, который является частью многокомпонентной системы заземления, необходимо отключить измеряемую часть заземления от всей системы. С помощью клещей возможно определить, какой ток протекает через элемент заземления и насколько велико падение напряжения без разъединения испытуемого соединения. Это будет тот же вариант измерения сопротивления заземления методом падения потенциала, что показан на рисунке 1. Единственное различие заключается в том, что мы измеряем ток, который протекает через один заземлитель, с помощью клещей.

Рис. 3 Принцип измерения сопротивления заземления с использованием клещей

Молниеотвод здания показан на рисунке 3, где четыре отдельных заземлителя соединяются друг с другом на крыше. Ток, который производит прибор, протекает по всей цепи, но клещи измеряют значение в отдельном элементе системы заземления. Это очень удобный метод, но он не может использоваться для всех случаев. Причина этого — форма клещей. Клещи имеют определенные размеры, толщину и угол подключения. Из-за этого не удается подключить их в необходимом месте. Часто строительные компании покрывают систему заземления пенополистиролом и устанавливают небольшие смотровые зазоры на испытательных стыках. Из-за этого подключение громоздких клещей невозможно.Главные два ограничения при подключении клещей: размер испытательного зазора и электрическая цепь заземления.

Рис. 4 Заземление низковольтной опоры

Низковольтная линия показана на рисунке 4. Заземления отдельных опор произведены кабелем PEN. Если посмотреть на рисунок 3, то можно предположить, что достаточно наложить клещи на испытательное заземление и провести измерение. К сожалению, это невозможно сделать. Заземляющий проводник опоры соединен с ее фундаментом. Сам бетон содержит влагу. Содержание воды в бетоне в сочетании с присутствием минеральных солей создает электролит, проводящий электрический ток. Когда прибором запускается течение тока, ток появится во всей линии. Клещи должны измерять значение тока, протекающего через заземление опоры. Но присутствует также ток, который течет через арматуру опоры и бетон, из которого сделан фундамент опоры. Последний — незначительный, но его учитывать тоже необходимо. Прибор измеряет величину падения напряжения для суммы токов, протекающих через арматуру, бетон и измеренное заземление. Но в то же время прибор будет измерять сопротивление по току только для той части, что измерена с помощью клещей. Но реальная сумма токов, вызывающих измеренное падение напряжения, больше, чем ток, протекающий через клещи. В результате полученное значение сопротивления заземления будет выше, чем реальные значения. Это не критическая ситуация, так как защита человека от поражения электрическим током все равно будет выполнять свои функции. Однако результаты измерений приводят к ненужной модернизации основания опоры, которая повлечет за собой дополнительные расходы. Разумеется, заземление возможно разобрать и модернизировать, но такие работы запрещены в действующих линиях электропередач правилами безопасности. Выключение линии — дорогостоящий и хлопотный процесс.

Также большие проблемы связаны с высоковольтными линиями. Потому как опоры — это большие проводящие элементы. На них нельзя использовать такие клещи. Кроме размера высоковольтных опор, сама конструкция и реализация заземления не позволяет проводить эти измерения с помощью клещей. Все эти факторы делают невозможным анализ результатов измерения, которые сделаны только на соединительном проводнике.

Применение калиброванного резистора

Измерение сопротивления через резисторЧерез охлаждаемый резистор на заземляющее устройство электричество подается непосредственно с фазы питания. По известному значению сопротивления и определенному напряжению выявляется сила проходящего через заземлительное устройство тока.Измерения производятся при отсоединении РЕ-проводника от заземлителя, на который через калиброванное сопротивление 46 Ом подается фазное напряжение.

Преимущество данного метода, особенно эффективного в стесненных условиях города, заключается в следующем:

  • нет нужды в заглублении тяжелых электродов;
  • не требуется наличие многих метров проводов;
  • все измерения выполняются на малой площади земли.

Проверка заземления мультиметром

Итак, чтобы проверить заземление мультиметром необходимо перевести прибор в режим измерения переменного напряжения. Затем нужно измерить напряжение между фазой и рабочим нулём. Напряжение должно составлять порядка 220 Вольт.

После этого следует перекинуть щуп мультиметра от нуля к клемме заземления. Цифры на мультиметре должны отличаться, но не сильно. То есть, между фазой и землёй должно быть напряжение. Однако данная проверка покажет лишь то, что заземление рабочее. Насколько хорошее у него сопротивление, нет.

Что влияет на сопротивление заземления?

Сопротивление ЗУ находится в прямой зависимости от удельного сопротивления грунта, которое в разных условиях может иметь различные значения. Оно зависит от:

  • состава грунта;
  • температуры;
  • времени года.
Типы почвСопротивление удельное, кОм·см
МинимальноеСреднееМаксимальное
Зольные, засоленные, пустынные, шлаки,592,377,0
Глины, глинистые сланцы, илистая, суглинок,344,0616,0
То же с песком или гравием1,0215,8135,0
Гравий, песок, камни с небольшим количеством глины или суглинка59,094,0458,0

Сопротивление почвы значительно меняется при повышении влажности. Потому, перед монтажом заземления и выполнением замеров крайне важно четко определить тип, геологический состав почв, находящихся на участке.

Влажность, %Сопротивление удельное, кОм·см
ЗемляСуглинок песчаный
>0,109>0,109
2,5250150
516543
105318,5
151910,5
20126,3
306,44,2
Добавить комментарий