Как замерить сопротивление заземления

Как выполняется измерение сопротивления заземления

Защитное действие заземления всецело связано с величиной его сопротивления, а последнее зависит от многих факторов, метеорологических и гидрологических, не говоря уже о состоянии самих заземлителей и заземляющих проводов.

Поскольку величина сопротивления заземления подвержена большим колебаниям, становится ясным то громадное значение с точки зрения безопасности, которое приобретает испытание заземления, выражающееся главным образом в измерении сопротивления, заземления. При этом важно не только начальное испытание перед сдачей в эксплуатацию, но и периодические испытания, через определенные промежутки времени.

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

Содержание статьи

• Как работает заземляющее устройство
• Как заземление защищает человека
• Как возникает неисправность у заземляющего устройства
• Принципы, заложенные в измерение сопротивления заземляющего устройства
• Метод амперметра и вольтметра
• Компенсационный метод
• Приборы для измерения сопротивления заземляющего устройства
• Методика выполнения замера сопротивления заземлительного устройства
• Замер сопротивления трехпроводным методом
• Замер сопротивления четырехпроводным методом
• Замер сопротивления заземлителя с применением токоизмерительных клещей
• Замер сопротивления контура без разрыва цепи заземлителей с применением измерительных клещей
• Замер сопротивления контура без вспомогательных электродов с применением двух измерительных клещей
• Заключение

Как работает заземляющее устройство

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

Как заземление защищает человека

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

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

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

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

Как возникает неисправность у заземляющего устройства

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

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

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

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

Принципы, заложенные в измерение сопротивления заземляющего устройства

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

Метод амперметра и вольтметра

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

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

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

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

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

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

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

Компенсационный метод

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Тогда получим: I1∙rx=I2∙rаб.

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

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

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

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

Приборы для измерения сопротивления заземляющего устройства

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

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

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

Методика выполнения замера сопротивления заземлительного устройства

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

Замер сопротивления трехпроводным методом

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

Соединительный проводник подключают к прибору и струбцине.

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

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

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

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

Замер сопротивления четырехпроводным методом

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

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

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

Замер сопротивления заземлителя с применением токоизмерительных клещей

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

Замер сопротивления контура без разрыва цепи заземлителей с применением измерительных клещей

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

Замер сопротивления контура без вспомогательных электродов с применением двух измерительных клещей

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

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

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

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

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

В заключение

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

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

• Почему измерение сопротивления петли фаза-ноль выполняют профессионалы и не делают халтурщики
• Как проверить состояние обмотки электрического двигателя
• Как проверить электродвигатель — простые советы электрикам

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории В помощь начинающим электрикам, Промышленное электрооборудование

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика

Поделитесь этой статьей с друзьями:

Как проверить заземление?

Если внимательно рассмотреть современную розетку или вилку для подключения бытовых электроприборов, можно увидеть на ней отдельный контакт-лепесток для заземляющего провода. Он должен обязательно присутствовать в домашней разводке и быть соединенным с системой отвода опасного потенциала, в противном случае пользование обычной бытовой техникой, розетками станет небезопасным. Например, при нарушении изоляции устройства, подключенного к сети 220 В, напряжение может попасть на его электрические части, и, если человек их коснется, поражение током не избежать.

Чтобы этого не случилось, применяется система заземления, которая перераспределяет ток между пользователем техники и заземляющим контуром. Как известно, ток идет по пути наименьшего сопротивления. При наличии заземления он устремляется по третьему лепестку в розетке в землю, т. к. сопротивление человека по сравнению с элементами защиты от поражения током, чрезвычайно велико. В итоге на тело «приходится» не более 10 мА: это значение безопасно для здоровья. Все «остальное» моментально уходит в грунт. Однако есть оговорка: развитие положительного сценария возможно только при исправном заземлении. А как его проверить? Для этого нужно понимание работы всей системы и ее отдельных элементов.

Из чего состоит и как действует заземление

Условно можно выделить пару основных частей. Одна из них – заземлитель, могущий быть естественным или искусственным. В первом случае это, например, арматура ж/б фундамента, имеющая общий вывод в виде отдельной проволоки. Во втором – сварная конструкция, состоящая из нескольких соединенных между собой металлических стержней, погруженных в грунт на глубину 1,5-2,5 м. Второй элемент системы – проводник, соединяющий заземлитель с розетками, т. е. бытовой техникой. По общепринятым нормам, чаще всего провод, играющий эту роль, помещается в изоляцию желтого цвета с зеленой полосой.

Зачем нужно проверять заземление и как

Даже если монтаж электросети в доме осуществлялся профессиональными электриками, регулярные проверки необходимы. Причин несколько:

• существующие болтовые соединения с течением времени могут ослабевать: например, в розетках при чрезмерно частом включении/выключении вилок;
• подверженность коррозии элементов заземлителя под слоем грунта: стержней, соединительной полосы, отходящего провода.

Если вы, например, только въехали в квартиру и вас убеждают, что заземление есть и оно работает, неплохо для начала проверить его наличие в принципе. Наличие желтого проводка с зеленой линией, подсоединенного к соответствующему лепестку в розетке – еще не повод говорить, что заземление в доме есть и оно работает. Проверить это несложно, процедура осуществляется несколькими способами.

С помощью тестера

Сначала желательно выяснить, где фазовый контакт с помощью индикатора в виде отвертки с прозрачной ручкой: при касании нужной клеммы щуп засветиться (пометьте или запомните контакт). далее понадобится обычный, можно из разряда недорогих, вольтметр. Поставьте предел измерений в секторе АС (переменный ток) на любое максимальное значение, близкое к 220 вольт, но превышающее его: например, 250 или 500. Один щуп вставьте в фазу розетки, другой в ноль. При исправной сети прибор покажет значение, примерно равное 220. Теперь одним щупом прикоснитесь к лепестку заземления, вторым к фазе. Если тестер покажет 220 или немного меньше, система заземления работает. Если реакция вольтметра отсутствует, значит, нет.

Посредством лампочки

Потребуется патрон с ввернутым и заведомо исправным источником света, изолированный двухжильный провод. Зачистите оба конца от изоляции. Алгоритм действий такой же, что и при проверке тестером. Если при касании заземляющего лепестка и фазы свет горит (свечение может быть немного тусклее), заземление функционирует. Если свет от лампочки становится чрезмерно тусклым, придется проверять все элементы системы заземления. Если лампочка не горит — его нет вообще или на линии обрыв. Бывает и так, что заземлитель свое отслужил – коррозия «съела» стержни в земле или отгнил соединяющий провод, не контачит болтовое соединение. Но если все работает? Проверить все равно надо: на этот раз не напряжение, а сопротивление.

Приборы для тестирования работоспособности заземления

Сегодня рынок представляет достаточное количество моделей, предназначенных для работы в определенных условиях или универсальных. Условно стоит выделить несколько больших групп изделий, используемых наиболее часто:

1. Стрелочные омметры, используемые совместно с ручными генераторами. Чтобы получить измерения, их нужно крутить вручную: зато никакие химические источники питания не требуются.
2. Тоже стрелочные приборы, получающие энергию от обычных гальванических батареек.
3. Цифровые омметры. Результаты измерений выводятся на дисплей, в комплекте имеются бесконтактные клещи. Питание – от обычных низковольтных элементов.

Несмотря на развитие технологий в сфере измерительных приборов, наиболее простые из них, благодаря своей надежности, до сих пор пользуются популярностью. Поэтому работу с омметром стоит рассмотреть на примере оного из таких изделий – М416, хорошо известным профессионалам со стажем. В основе конструкции – стрелочный индикатор с несколькими пределами измерений, для питания используются три элемента напряжением по 1,5 вольта.

Проверка заземления прибором М416

Омметр установите на строго горизонтальную поверхность, при необходимости поменяйте батарейки. Прибор нужно располагать максимально близко к измеряемым точкам, чтобы длина щупов как можно меньше влияла на результаты исследований. Дальнейшие действия:

• Калибровка. Переключатель диапазонов измерений установите в положение «Контроль 5 Ом». Нажмите красную кнопку и, вращая реохорд, поставьте стрелку как можно точнее в положение «0». Отпустите кнопку: шкала будет показывать 5 Ом, что означает готовность прибора к работе.
• Замеры производятся в соответствии со схемами, нанесенными на внутреннюю часть крышки омметра.

Максимальное значение для частного дома – 30 Ом (на практике должно быть гораздо меньше). Если вы покупали комплект для заземления, более точные значения ищите в инструкции к нему.

Чтобы произвести измерения, нужно вкопать дополнительный заземляющий штырь на глубину 50 см и расстоянии 5-10 м от заземлителя: как минимум, в 5 раз больше длины стальной ленты, соединяющей стержни (стороны треугольника, если такая форма конструкции). На одинаковом расстоянии от дополнительно стержня и заземлителя установите потенциальный зонд-электрод для снятия напряжения (глубина 50 см). Теперь нужно собрать электрическую цепочку:

• между вспомогательным контрольным и штатным стержнем заземлителя последовательно включите источник переменного напряжения: например, вторичную понижающую обмотку трансформатора от сварочного аппарата;
• в разрыв провода, идущего к вкопанному заземлителю, тоже последовательно, включите амперметр;
• между заглубленной штатной конструкцией, к этой же точке, подсоедините вольтметр, второй его контакт – к зонду-электроду.

Переставьте зонд в другое место, третье и снова повторите операцию. Правильным будет считаться худший результат. Вычисление сопротивления производится по закону Ома: R=U/I. Трансформатор нужно достаточно мощный, чтобы он хоть примерно имитировал энергопотребление дома. Такой способ измерения сопротивления наилучшим образом подходит для частного дома.

Другие способы проверки приборами

Есть и более простой метод, заключающийся в использовании токовых клещей. Они представляют собой инструмент-трансформатор с амперметром, в котором уже есть первичная обмотка, а роль вторичной играет измеряемый проводник (например, стальная полоса от заземлителя). Остается заранее измерить напряжение и разделить его на полученную при помощи клещей силу тока, согласно закона Ома. Метод привлекателен тем, что для проведения измерений не нужно отключать заземлитель от оборудования (домашней сети).

Еще можно «прозвонить» самые проблемные места: соединения. Это называется «измерение переходных сопротивлений». Например, между отводом, идущим от заземлителя (уже на поверхности) и проводом, идущим к лепестку в ближайшей к нему розетке. Т. е. измерения производятся вокруг соединения. Предварительно зачистите поверхность металлической полосы до блеска металла. Если сопротивление больше 0,05 Ом, проверьте, нормально ли закручена гайка на болте: подкрутите ее. При внешних проявлениях коррозии раскрутите соединение, зачистите отдельно гайку, болт, пластину и соедините вновь. На заключительно этапе все обработайте антикоррозийным составом. У полосы можно покрасить только видимую часть: не забывайте, что ток идет только по поверхности проводника.

Как улучшить сопротивление?

Это можно сделать двумя путями. Первый из них заключается в увеличении количества вертикальных стержней. Они вбиваются на расстоянии 1 м от того штыря, к которому прикручен болт с гайкой и отводным проводом. Новый штырь соединяется со старыми с помощью сварки и стальной полоски. Второй метод – увеличение содержания соли в окружающей заземлитель почве. Правда, это поможет временно. Растворите в ведре воды пачку соли и вылейте в районе заземлителя.

Периоды проверки сопротивления заземлителя

Согласно нормам ПУЭ, проверять вкопанные заземляющие элементы нужно не реже, чем раз в 12 лет. В этом случае проверяется не только надежность соединений и сопротивление заземлителя, но и состояние металлических частей в плане противостояния коррозии. Однако общие проверки с использованием измерительных приборов, без копок, стоит производить чаще: раз в 6 лет. Внеплановое тестирование проводится в случае стихийных бедствий, техногенных катастроф.

Измерение сопротивления заземления

Измерение сопротивления контура заземления и заземляющих электродов

Когда электрическая изоляция токоведущих частей неожиданно выходит из строя, вступает в действие защитное заземление. Его наличие необходимо, чтобы предотвратить поражение человека электротоком при случайном прикосновении в ранее изолированным элементам электрической цепи, с нарушенной изоляцией.

В случае несрабатывания защитного отключения, оборудование остается под напряжением короткого замыкания. Исправное заземление обеспечит стекание тока через металлосвязь в контур заземления. таким образом человек, случайно коснувшийся корпуса оборудования под напряжением останется жив.

К элементам защитного заземления относятся заземление грозозащиты, заземления нейтралей трансформатора, заземляющий контур электроустановки. Все они обеспечивают высокую чувствительность и быстродействие релейной защиты.

Заземляющие устройства – это ответственные элементы электрической системы. Состоят из трех необходимых составляющих:

1. Грунт – электропроводность оценивается удельным сопротивлением между плоскостями частиц грунта, измеряется в омо-сантиметрах. Показатель зависит от увлажненности и температуры грунта.
2. Заземляющие электроды (заземлители). Это одинарный заземлитель или группа, составляющая контур заземления. Характеризуется сопротивлением растеканию тока (сопротивлением грунта току растекания на определенном участке его действия. Участок – это область вокруг электрода, для одиночного заземлителя область растекания тока примерно равна 20 метров. На границе участка плотность тока очень мала, там потенциал земли почти не зависит от тока, который стекает с электрода, вне участка он равен нулю (0). Сопротивление электрода зависит от глубины его залегания, формы (пластина, штырь круглого или прямоугольного сечения) количества, размеров, способа соединения контура, удельного сопротивления грунта.
3. Стальные проводники на поверхности почвы или металлосвязь, обеспечивает соединение между электродами и электрооборудованием. Характеризуются механической прочностью сварки, надежного болтового соединения и значением электрического сопротивления от объекта до контура заземления.

В ПУЭ раздел 1.7.55 говорится, что заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категории должны быть общими.

Методы тестирования заземления

Существуют три способа измерить сопротивление заземления

1. Компенсационный метод.
2. Мостовой метод.
3. Метод амперметра –вольтметра.

Первые два метода в силу своей сложности, требования дополнительного оборудования, а из-за возможных неточностей в результатах, применяются не часто.

Наиболее популярный метод амперметра-вольтметра. В его основе лежит закон Ома R = U/I где сопротивление участка цепи, на котором при протекании электрического тока создается падение напряжения.

Измерение производят следующими способами:

• Измерение сопротивления грунта (с использованием заземлителей-электродов)
• Измерение падения напряжения (с применением электродов)
• Выборочным измерением (используют один комплект клещей и электродов)
• Безэлектродным методом (клещами)

Схемы некоторых востребованных методов измерения сопротивления заземления, см. ниже в галерее:

Зачем тестировать сопротивление заземления

Измерить сопротивление заземляющего контура или отдельного заземлителя помогает:

1. Определить проблему опасности от перенапряжения до ее возникновения
2. Определить проблемы связанные с качеством электроэнергии, зависимое от качества заземления
3. Обеспечить защиту от перенапряжений возникающих в результате импульсного грозового перенапряжения
4. Измерение сопротивления заземления взводит в обязательный перечень проверок комплекса профилактических и приемо-сдаточных испытаний.

Для измерения сопротивления заземляющего контура используем прибор METREL МР-8.

В комплект входят дополнительные провода, 2 штыря. Черный провод идет на токовый (дальний) электрод. Зелёный идет на ближний электрод – потенциальный. Синий провод – измерительный. При желании можно использовать для наращивания длины.

Методы проверки сопротивления заземляющего контура:

1. Измерение сопротивления грунта с помощью электродов
2. Измерение падения напряжения с помощью электродов
3. Выборочное измерение с помощью комплекта клещей и электродов
4. Безэлектродное заземление с помощью клещей

Факторы влияющие на сопротивление заземления

Для того, чтобы изначально при проектировании заземление удовлетворяло нормам стандарт NEC предъявляет соблюдение обязательных требований.

Качества, которыми должен обладать заземлитель

Минимальная длина заземляющего электрода необходимая для лучшего контакта с почвой – 2,5 м.

Существуют четыре переменные, которые влияют на сопротивление наземной системы:

1. Длина или заглубление заземляющего электрода – удвоить длину, уменьшить сопротивление грунта на 40%, что зависит от типа грунта.
2. Диаметр электрода – удвоенный размер, снижает сопротивление заземления на 10% не более.
3. Количество заземляющих электродов, основное количество требует использования дополнительных электродов, равных глубине заземляющих электродов.
4. Конструкция системы заземления – одиночный электрод заземления на пластину заземления.

В реальных условиях земля имеет многослойное строение. Для практических расчетов достаточно представляем землю в виде двухслойной структуры.

Во многих случаях удельное сопротивление нижнего слоя ниже сопротивления верхнего слоя, поэтому целесообразно использование заглубленных (от 5 до 10 м ) и глубинных (свыше 10 м) заземлителей, что приводит к экономии средств, труда и материалов.

Формулы расчета заземляющих электродов, см. ниже в галерее:

• Формула для расчета одиночных заземлителей в однородном грунте
• Расчет простейших заземлителей
• Минимальное сечение защитных проводников

Главное условие для создания эффективного заземления

Таблицы, схемы, формулы расчета сопротивления грунта, см. ниже в галерее:

Важный фактор, который влияет на создание качественного заземления – это измерение сопротивления грунта.

Цель сопротивления грунта является количественная оценка эффективности почвы, в которую будут заглублены электроды, где будет установлена система заземления.

Измерение сопротивления грунта – наиболее необходимое условие для определения конструкции заземляющего контура.

На сопротивление грунта влияет – все: состав почвы, содержание влаги и температура земли.

Что такое сопротивление растекания контура заземления

Схемы размещения электродов и формулы расчета в галерее:

• Прохождение тока в земле между одиночными стержневыми заземлителями
• Пример размещения заземляющего устройства и защитных проводников
• Схемы расположения электродов при измерении сопротивления сложных заземлений и одиночных вертикальных заземлителей и горизонтальных полос
• Типы электродов и их расчет
• Формулы для определения растеканию тока различных заземлителей.

Показатель определяется как величина препятстсвующая растеканию электрического тока в земле, поступающего в неё через заземлитель. Измеряется в Ом и должно иметь минимально низкое значение.

Представим себе два штыря-электрода, расположенные на некотором расстоянии друг от друга и соединенные последовательно.

1-й штырь размещается возле электроустановки, где произошло замыкание на «землю»

2 штырь – это электрод куда стремится, стекающий в «землю», ток.

Плотность тока вокруг забитых в землю электродов на всем пространстве различается, наибольшая плотность тока непосредственно рядом со штырями. Далее он разбегается по очень большой поверхности. его практически невозможно обнаружить.

Зона, расположенная на некотором расстоянии от заземляющего устройства, где обнаружить падение напряжения не удается, называется зоной нулевого потенциала.

Измерение и расчет сопротивления растеканию тока

Сопротивление каждого конкретного заземлителя распределено до границы зоны нулевого потенциала. Особенность в измерении сопротивления растеканию тока в том, что стекаемый в землю ток создает между точкой входа в землю и зоной нулевого потенциала определенное падение напряжения.

Отношение падения напряжения к току, который его вызывает и будет сопротивлением растеканию. Для измерения и расчета воспользуемся методом амперметра-вольтметра.

Суть метода в том, что на определенном расстоянии в грунт заглубляют два дополнительных электрода.

• Токовый электрод, а между ним и заземляющим устройством, где-то посредине забивают потенциальный электрод.
• Через токовый электрод и заземляющее устройство проходит ток, на потенциальном электроде проводят измерение падения напряжения.
• Прибор выдает значение. Весь вопрос в том на каком расстоянии надо забивать дополнительные электроды. Расположение измерительных электродов оказывает решающее значение на результат в измерении и считается главным измерением.

Минимальное расстояние между проверяемым заземлителем и токовым электродом – 5D (где D – это наибольшая диагональ контура заземления.

Между потенциальным электродом и токовым она составляет – 40 м. Однако при сложных заземлительных контурах на измерение затрачивается очень много времени, в некоторых случаях возникают погрешности, так как определить среднюю точку контура заземления часто очень трудно.

Для более точного измерения применяют схему, где заземлители длиной – 6 метров. Для них расстояние принимают не менее 3D, где d – длина вертикального заземлителя.

Погрешность измерения относительная, обеспечена небольшими расстояниями и не превышает 5%.

Метод амперметра-вольтметра в качестве оценочной проверки заземления

Метод амперметра вольтметра для измерения сопротивления заземления заключается в использовании баластного сопротивления. Хотя подобные способ больше применяется для частного сектора. В основном для метода используют трансформатор. Когда-то для подачи тока в заземляющий контур использовали сварочный трансформатор.

Нужно понимать, что при измерении малого сопротивления обыкновенным прибором применить безопасное напряжение не получиться. Так как на испытываемом заземлителе будет очень малое напряжение соизмеримое с напряжением, создаваемым на нем посторонними токами в земле.

ВАЖНО. Оградить район, где будет происходить выполнение замера. Это нужно для безопасности людей и животных, случайно попавших в зону исследований.

Питание схемы от сети недопустимо. Потому как сети в местах с ослабленной изоляцией могут дополнительно соединяться с землей, что вызывает погрешности измерения.

Для измерения сопротивления заземления частного дома берем балластное сопротивление. Можно использовать мощную лампу накаливания или ТЭН. Для того чтобы измерить очень маленькое сопротивление по нему надо пропустить большой ток. Он должен создать ощутимое падение напряжения. Амперметр и вольтметр присоединяем к объекту испытания отдельными проводами. Это важно для того, чтобы предотвратить повреждение вольтметра, если при случайном отключении проводов, он окажется под напряжением трансформатора.

Сопротивление подключается между фазным проводником дома и заземляющим устройством. Ток через сопротивление проходит через заземляющее устройство и далее на подстанцию откуда запитан дом, в ее нейтраль.

Далее надо померить напряжение на балластном сопротивлении отнять результат от значения напряжения в сети получить напряжение на заземляющем устройстве. Полученный результат поделить на ток и получить сопротивление.

R_изм = U_x — ∆U/I < U_x / I формула измерения и расчета

Руководствуясь ПУЭ гл. 1.7.26. Сопротивление заземляющего устройства – это отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю.

Все правильно! Однако ток замыкается на нейтраль, а вычисляемое напряжение будет между нейтралью и заземляющим устройством. Существует еще заземляющее устройство нейтрали. Также есть заземляющие устройства повторных заземлителей нулевого проводника. Поэтому результаты не всегда точные. В качестве заземлителя можно взять естественный заземлитель в виде трубы водяной скважины. Длина составляет 15 метров. Диметр – 100 мм.

По ГОСТ Р 50571.5.54 – 20013/МЭК 60354-5-54:2011

Исходя из формулы расчета сопротивления заземляющего электрода, например, для суглинистой почвы. 100/20=5 (R=ρ/L)

Примечание.

В случае обнаружения напряжения более высокого значения от постороннего источника, принимают меры по его устранению. Например, отключают электросварку или изменяют направление разноса электродов, то есть пропорционально увеличивают все расстояния или увеличивают силу измерительного тока, уменьшая сопротивление токового электрода для повышения напряжения на испытуемом электроде.

Важные дополнения и особенности метода измерения амперметр-вольтметр

1. При использовании метода амперметр-вольтметр на заземлитель подается ток, который создает шаговый потенциал, опасный для людей и животных.
2. Кроме того, этот метод не рекомендуется использовать в районах с густой застройкой. Велика вероятность что-то не учесть, какой-то контур заземления можно забыть или есть вероятность занести в другой дом потенциал, например, по трубе отопления.
3. Фаза откуда вы берете напряжение не должна быть с УЗО. Иначе сеть отключится.
4. Для замера используем Метрел М3102. Устанавливаем два электрода. Соединяем их в цепь. И включаем прибор. Пояснение. Для правильного замера надо отключить скважину или любую другую нагрузку.
5. С подключением амперметра и вольтметра, а также балласта в виде сопротивления чайника, можно получить приближенное значение сопротивления. Почему оно не будет точным расчетному. Потому как кроме того, что в расчет берется падение напряжения заземляющего устройства дома, существует падение напряжения в сторону подстанции плюс падение напряжения самой подстанции.

Как измерить заземление мегаомметром

Измерение заземления мегаомметром является самым надежным и точным методом проверки. Он применяется при проверке целостности и исправности заземляющего устройства. В этом случае показания мегаомметра будут являться результатом сопротивления, которое будет возникать в процессе измерения.

Какие особенности

Замер заземления мегаомметром имеет особенности:

1. Все измерения производятся только после снятия напряжения с объекта
2. К объекту обязательно должен быть подведен заземляющий провод
3. При измерении сопротивления на объекте необходимо проверить отсутствие напряжения на всех приборах, которые могут быть включены в цепь заземления.
4. Для измерения сопротивления изоляции мегаомметр подключают к проверяемому объекту (выключателю, разъединителю) и включают напряжение на объект. Сопротивление изоляции определяют по показаниям приборов (вольтметра, мегаомметра). Контур заземления при измерениях мегаомметрам сопротивление изоляции между жилами кабеля или провода и металлической оболочкой кабеля, а также между металлической оболочкой и броней кабеля или между броней и защитным покрытием кабеля не должно превышать 0,5 Мом.
5. Мегаомметры позволяют измерять сопротивление не только изоляции, но и цепи между фазами, так как в комплект некоторых моделей входит специальный измерительный наконечник.
6. Мегаомметры – приборы высокой точности, поэтому их погрешность не превышает 1%.

Мегаомметр для замера сопротивления контура заземления является не просто измерительным прибором, но и средством защиты, поскольку при его использовании исключается вероятность поражения током. Данный прибор позволяет определить сопротивление не только контура, но также и отдельных его элементов. Прибором можно измерять сопротивление изоляции проводников относительно земли. Прибор отличается высокой точностью, небольшим весом и простотой в эксплуатации. С его помощью можно легко проверить работоспособность защитных устройств и убедиться в том, что заземление выполнено в соответствии с требованиями. Кроме того, мегаомметром можно проверить качество соединения между заземлителями и заземляющими проводниками. На приборе есть два светодиода – зеленый и красный. Их можно использовать для определения наличия напряжения на заземляющем проводнике. Зеленый светодиод загорается при отсутствии напряжения, а красный – при наличии напряжения.

Какие требования

Перед тем, как измерить заземление мегаомметром, необходимо ознакомиться с требованиями:

1. Заземление должно быть выполнено в соответствии с ПУЭ
2. Заземление не должно содержать токоведущих частей, а также частей, находящихся под напряжением.
3. Заземляющий проводник должен быть изолирован от земли.
4. Заземлители и заземляющие проводники должны быть расположены на расстоянии не менее 0,5 м от заземляемого оборудования.
5. Мегаомметр, который используется для измерения сопротивления заземления, должен иметь класс точности не ниже 2,5.

Измерение сопротивления заземления мегаомметром необходимо проводить перед тем, как заземлить электрооборудование. Если сопротивление заземления превышает нормативные значения, то это может привести к возникновению токов короткого замыкания и, как следствие, к электрическим травмам людей и возгоранию оборудования. Измерения сопротивления заземляющего устройства следует проводить не реже одного раза в год. В случае обнаружения отклонений от нормативных значений, следует устранить причины, приводящие к их возникновению, и снова провести измерения. Для измерения сопротивления контура заземления в качестве прибора используется мегаомметр М4100/4 или М4104.

Перед тем, как замерить заземление мегаомметром, необходимо подготовить прибор к работе. Подключить мегаомметр в сеть напряжением 220 В, заземлить его с помощью специального зажима. Далее следует включить мегаомметр, перевести его в режим измерения сопротивления и измерить сопротивление заземляющего контура. Для измерения сопротивления заземления требуется от 5 до 10 минут. После завершения измерений следует снять показания мегаомметра, записать их в журнал, закрыть зажим в землю. При замерах сопротивления в земле следует учитывать, что на показания мегаомметров могут влиять такие факторы, как влажность грунта, температура, солнечная радиация. Поэтому на практике при замере сопротивления заземления обычно используются несколько мегаомметров.

Измерение сопротивления

Перед тем, как замерить сопротивление заземления мегаомметром, нужно подготовить прибор и проверить целостность контактов. Обрыв цепи или отсутствие контакта в местах соединения может привести к ложным результатам. Если сопротивление изоляции кабеля или заземляющего контура не соответствует нормативам, то его нужно заменить.

Измерение сопротивления заземления производят с помощью прибора М412. Измерительная система прибора состоит из двух клещей, которые подключаются к заземляющему контуру. С помощью системы измерения прибор определяет суммарное сопротивление контуров заземления и их соответствие нормативам. При замере сопротивления не следует прикасаться к клеммам прибора, а необходимо держаться на расстоянии не менее 0,5 м. Это убережет от поражения током. Перед замером сопротивления необходимо убедиться в целостности всех контактов и соединений. При измерении сопротивления изоляции кабеля мегаомметр нужно включить в розетку с напряжением 220 В. После включения прибора нужно прозвонить кабель, используя тестер. Если тестер показывает обрыв цепи, то кабель нужно заменить на новый. Измерения сопротивления производятся в течение одной минуты.

Когда необходимо

Замер сопротивления заземления мегаомметром необходим для:

1. Определения сопротивления изоляции электрооборудования и электропроводки;
2. Проверки цепи между заземлителем и заземляемыми элементами.

Сопротивление изоляции электроустановки должно быть не менее 0,5 Мом. При этом измеряется сопротивление между каждым токопроводящим элементом и землей. Заземлитель может быть из двух или более проводников, соединенных между собой. Измерение сопротивления мегаомметром заземления проводится при проведении планового обслуживания электроустановок.

В последнем случае, если сопротивление заземления меньше 5 Ом, то считают, что заземлитель обеспечивает требуемое сопротивление. Измерение сопротивления заземляющего устройства заключается в определении отношения сопротивления заземлителя к сопротивлению его внешней цепи. Стоит также отметить, что измерение мегаомметром сопротивления заземления должно проводиться в сухую погоду и при отсутствии атмосферных осадков. Если это требование не выполнено, то измерение сопротивления заземления следует проводить с помощью переносного мегаомметра. Для измерения сопротивления применяется мегомметр типа М-251 на номинальное напряжение до 1000 В. При этом сопротивление заземляющего контура должно быть меньше или равно сопротивлению мегаомметра, указанному в паспорте. При измерениях необходимо пользоваться средствами индивидуальной защиты, такими как диэлектрические перчатки, боты, галоши, коврики.