Как да се измери съпротивлението на заземяването

безопасност използване на електрическа енергия зависи не само от правилния монтаж на електрическата инсталация, но и от спазването на изискванията, определени в регулаторната документация за нейната работа. Заземяващата верига на сграда, като част от защитното електрическо оборудване, изисква периодичен мониторинг на нейното техническо състояние.

Как става заземяващото устройство

В нормален режим на захранване, заземен контур PE проводник свързан с корпусите на всички електрически уреди, системата за изравняване на потенциала на сградата и е неактивна: през нея, грубо казано, не преминават токове, с изключение на малки фонови.

Как заземяването защитава хората

В случай на аварийна ситуация, свързана с разрушаване на изолационния слой на окабеляването, върху тялото на повредения уред се появява опасно напрежение и преминава през PE проводника през заземяващия контур към потенциала на земята.

Поради това величината на високото напрежение, предавано на непроводимите части, трябва да намалее до безопасно ниво, което не е в състояние да причини токов удар на човек, който контактува с дефектното оборудване през земята.

Когато PE проводникът или заземяващият контур са счупени, няма път за източване на напрежение и токът ще премине през човешкото тялопопаднал между потенциала на повреден уред и земята.

Ето защо, когато работите с електрическо оборудване, е важно да поддържате заземяващия контур в добро състояние и да наблюдавате състоянието му с периодични електрически измервания.

Как възниква неизправност на заземяващото устройство

В нова използваема верига аварийният електрически ток през PE проводника навлиза в колекторните електроди, които контактуват повърхността им със земята и чрез тях равномерно преминава към потенциала на земята. В този случай основният поток е равномерно разделен на съставните му части.

В резултат на продължително излагане на враждебна почва, металът на токопроводите е покрит с повърхностен оксиден филм. Настъпващата корозия постепенно влошава условията за преминаване на тока, увеличава електрическото съпротивление на контактите на цялата конструкция. Ръждата, образувана върху стоманени части, обикновено е обща, а в някои области ясно изразен локален характер. Това се дължи на неравномерното присъствие на химически активни разтвори на соли, основи и киселини, които постоянно се намират в почвата.

Получените корозионни частици под формата на отделни люспи се отдалечават от метала и по този начин спират локалния електрически контакт. С течение на времето има толкова много такива места, че съпротивлението на веригата се увеличава и заземяващото устройство, губейки електрическа проводимост, става неспособно надеждно да премахне опасния потенциал в земята.

Само навременните електрически измервания позволяват да се определи моментът на критичното състояние на веригата.

Принципи в измерването на съпротивлението на заземяващото устройство

Методът за оценка на техническото състояние на веригата се основава на класическия закон на електротехниката, определен от Георг Ом за схемата. За тази цел е достатъчно да се премине ток през контролиран елемент от калибриран източник на напрежение и да се измери предаваният ток с висока степен на точност и след това да се изчисли стойността на съпротивлението.

Амперметър и волтметров метод

Тъй като веригата работи в земята с цялата си контактна повърхност, тя трябва да бъде оценена при измерване. За да направите това, на малко разстояние (около 20 метра) от наблюдаваното заземяващо устройство се погребват електроди: основният и допълнителният.Те се захранват с ток от стабилизиран източник на променливо напрежение.

Електрически ток започва да тече по верига, образувана от проводници, източник на ЕМП и електроди с подземна проводима част на почвата, стойността на която се измерва с амперметър.

Волтметър е свързан към повърхността на заземяващия контур, почистен до чист метал и контакта на основния заземен електрод.

Той измерва спада на напрежението в областта между основния заземител и заземителния контур. Разделяйки стойността на показанието на волтметъра по тока, измерен от амперметъра, можете да изчислите общото съпротивление на секцията на цялата верига.

С грубите измервания те могат да бъдат ограничени до и за да се изчислят по-точни резултати, ще е необходимо да се коригира получената стойност, като се извади стойността на съпротивлението на свързващите проводници и влиянието на диелектричните свойства на почвата върху естеството на разпространяващите се течения в почвата.

Намалена с тази стойност и измерена с първото действие, общото съпротивление ще даде желания резултат.

Описаният метод е доста прост и неточен, има определени недостатъци. Поради това за извършване на по-добри измервания, направени от специалисти на електрически лаборатории, е разработена по-напреднала технология.

Метод на компенсация

Измерването се основава на използването на готови проекти на високо прецизни метрологични инструменти, произведени от индустрията.

С този метод се използва и инсталирането на основните и спомагателните електроди в почвата.

Те се носят по дължина около 10 ÷ 20 метра и са погребани на същата линия, улавяйки тествания контур на земята. Измервателна сонда е свързана към шината на заземителното устройство, опитвайки се да постави устройството по-близо до контакта на шината. Свързващи проводници свързват клемите на устройството с електроди, монтирани в земята.

Източникът на променливата ЕМП дава ток I1 към свързаната верига, който преминава през затворена верига, образувана от първичната намотка на трансформатора на тока на СТ, свързващи проводници, контакти на електрода и земя.

Вторичната намотка на CT трансформатора възприема тока I2 равен на първичния и го прехвърля към съпротивлението на реостата R, което позволява на reochord "b" да настрои баланса между напреженията U1 и U2.

Изолационният трансформатор ИТ превежда тока I2, преминаващ през неговата първична намотка във вторичната си верига, която е затворена към измервателното устройство V.

Токът I1, протичащ по земята в областта между основния заземен електрод и заземяващия контур, образува спад на напрежението U1 в измерваната област, който се изчислява по формулата:

U1 = I1 ∙ rx.

Токът I2, преминаващ през секцията на реостата R "ab" със съпротивление rab, образува спад на напрежението U2, определен чрез израза:

U2 = I2 ∙ rab.

По време на измерването преместете копчето на рекорда, така че отклонението на стрелката на инструмента V да бъде зададено на нула. В този случай равенството важи: U1 = U2.

Тогава получаваме: I1 ∙ rx = I2 ∙ rab.

Тъй като конструкцията на устройството е такава, че I1 = I2, се наблюдава връзката: rx = rab. Остава само да разберем съпротивлението на сюжета ab. Но за това е достатъчно да увеличите дръжката на потенциометъра и да монтирате стрелка върху подвижната му част, която ще се движи по фиксирана скала, градуирана предварително в единиците за съпротивление на реостата R.

По този начин, положението на стрелката на реостата при компенсиране на спада на напрежението в две секции ви позволява да измервате съпротивлението на заземяващото устройство.

Използвайки изолационен трансформатор IT и специален дизайн на измервателната глава V, те постигат надеждно обезвъздушаване на устройството от бездомни токове. Високоточният измервателен механизъм допринася за ниско въздействие преходни съпротивления сонда за резултата от измерването.

Устройствата, работещи по метода на компенсация, позволяват точно измерване на съпротивлението на отделните елементи.За да направите това, достатъчно е да свържете проводник, взет от точка 1, към единия край на измерваната верига, а измерващата сонда (точка 2) и проводник от точка 3 от помощния електрод към другия.

Устройства за измерване на съпротивлението на заземяващото устройство

По време на развитието на енергийния сектор измервателните уреди са постоянно подобрявани по отношение на улесняване на използването и получаване на високо точни резултати.

Само преди няколко десетилетия широко използвани са само аналогови измервателни уреди от СССР на такива марки като MS-08, M4116, F4103-M1 и техните модификации. Те продължават да работят и днес.

Сега те успешно се допълват от множество устройства, използващи цифрова технология и микропроцесорни устройства. Те донякъде опростяват процеса на измерване, имат висока точност и съхраняват резултатите от последните изчисления в паметта.

Метод за измерване на съпротивлението на заземяващото устройство

След като устройството бъде доставено до мястото на измерване и извадено от транспортния калъф, шината е подготвена за свързване на контактния проводник: те почистват мястото за свързване на скобата на крокодила с файл от корозия или инсталират скоба с винтова скоба, принуждаваща горния слой метал.

Триизмерно измерване на съпротивлението

Изискванията за безопасна работа изискват да се правят измервания, когато прекъсвачът е изключен във входния захранващ панел на сградата или когато PE проводникът е отстранен от заземителя. В противен случай, в случай на спешност, токът на изтичане ще премине през веригата и устройството или тялото на оператора.

Свързващият проводник е свързан към устройството и скобата.

На определено разстояние заземените електроди се забиват в земята с чук. На тях са окачени бобини с свързващи проводници и краищата им са свързани.

Задайте контактите на проводниците в гнездото на устройството, проверете готовността на веригата за работа и величината на интерференционното напрежение между инсталираните електроди. Не трябва да надвишава 24 волта. Ако тази позиция не е изпълнена, ще трябва да промените мястото на инсталиране на електродите и да проверите отново този параметър.

Остава само да натиснете бутона за извършване на автоматично измерване и да премахнете изчисления резултат от дисплея.

Въпреки това е невъзможно да се успокоите след получаване на резултата от първото измерване. За да тествате работата си, трябва да извършите малка серия от контролни измервания, като пренареждате потенциалния щифт на къси разстояния. Разминаването на всички получени стойности на съпротивлението не трябва да се разминава с повече от 5%.

Четирипроводно измерване на съпротивлението

За да се използват вертикални методи за електрическо засичане, измервателите за съпротивление на заземяване могат да се използват в четирипроводна верига, като се подреждат приемащите електроди по метода на Wenner или Schlumberger.

Този метод е по-подходящ за задълбочени проучвания и изчисляване на електрическото съпротивление на почвата.

Опцията за свързване на устройството IS-20/1 според тази схема е показана на снимката.

Измерване на съпротивлението на заземяващия електрод с помощта на скоби

При използване на метода е необходимо да има фонов ток от електрическата инсталация на сградата до заземяващия контур. Стойността му в повечето устройства, работещи на този тип, не трябва да надвишава 2,5 ампера.

Измерване на съпротивлението на контура, без да се прекъсва веригата на заземяващия електрод с помощта на измервателни скоби

С помощта на измервателя IS-20 / 1m е възможно да се извърши електрическа оценка на състоянието на заземяващото устройство на сградата съгласно следната схема.

Измерване на съпротивлението на контура без помощни електроди с помощта на две измервателни скоби

С този метод не е необходимо да монтирате допълнителни електроди в земята, но можете да извършвате работа, като използвате два текуща скоба, Те ще трябва да бъдат пренесени по шината на заземителното устройство на разстояние повече от 30 сантиметра.

Изборът на методология на измерване зависи от конкретните работни условия на оборудването и се определя от специалистите в лабораторията.

Оценката на състоянието на заземяващото устройство може да се извърши през различни периоди на годината. Трябва обаче да се има предвид, че в периода на голямо присъствие на влага в почвата по време на есенно-пролетното размразяване условията за разпространение на течения в земята са най-благоприятни, а в сухото, горещо време - най-лошото.

Летните измервания със суха почва най-качествено отразяват реалното състояние на контура.

Някои електротехници препоръчват да се намали стойността на съпротивлението при разсипване на почвата в близост до електродите със солни разтвори. Трябва да се разбере, че тази мярка е временна и неефективна. С напускането на влагата състоянието на проводимостта отново се влошава и йони на разтворена сол ще унищожат метала, разположен в почвата.

В заключение

Всички внимателни читатели и опитни електротехници са поканени да разгледат снимката по-долу, която демонстрира прост на пръв поглед метод за измерване на съпротивлението на заземяващото устройство, който не намери широко практическо приложение в лабораториите.

Обяснете в коментарите какви електрически процеси протичат с този метод и как те влияят върху точността на измерването. Проверете знанията си, късмет!