Сопротивление заземления: методы измерения и интервалы - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

Их частота не регулируется по очевидным причинам.

Необходимо периодически проверять сопротивление заземленияобусловлено изменением его фактического значения во времени и в зависимости от климатических условий.

Последнее объясняется их зависимостью от многих факторов, основными из которых являются:

Ухудшение контакта на стыках металлических элементов из-за повышенной влажности.
Изменение состояния грунта в месте его расположения в сухие и жаркие дни.
Старение (износ) металлоконструкций и подводящих трубопроводов, которые согласно ГОСТу должны иметь определенную толщину.

Проверьте сопротивление заземлению Сопротивление заземления может быть проверено любым способом, разрешенным стандартами, с использованием соответствующих измерительных приборов. Рассмотрим подробнее наиболее известные из этих методов.

Только своевременные электрические измерения могут определить, когда достигнуто критическое состояние цепи.

Содержание

Как измерить сопротивление заземления

Защитное действие заземления полностью зависит от величины его сопротивления, которое зависит от многих факторов, метеорологических и гидрологических, не говоря уже о состоянии самого заземления и заземляющих проводников.

Поскольку значение сопротивления заземления подвержено большим колебаниям, становится ясно, что с точки зрения безопасности испытание заземления, которое состоит в основном из измерения сопротивления заземления, приобретает большое значение. Важны не только первоначальные испытания перед вводом в эксплуатацию, но и периодические испытания через определенные промежутки времени.

Безопасное использование электроэнергии зависит не только от правильного монтажа электроустановки, но и от соблюдения требований, установленных правилами ее эксплуатации. Контур заземления здания, как часть системы электрозащиты, требует периодической проверки для обеспечения его исправности.

Содержание статьи

Как работает заземлитель

В нормальном режиме работы контур заземления соединен заземляющим проводником с корпусами всего электрооборудования и с системой уравнивания потенциалов здания и неактивен: грубо говоря, через него не протекают никакие токи, кроме небольших фоновых токов.

Как заземление защищает людей

В случае неисправности, вызванной нарушением изоляционного слоя электропроводки, на корпусе неисправного оборудования возникает опасное напряжение, которое через заземляющий провод поступает к потенциалу земли через контур заземления.

Это должно снизить высокое напряжение, прошедшее через непроводящие части, до безопасного уровня, который не вызовет электротравму у человека, контактирующего с корпусом неисправного оборудования через заземление.

Если заземляющий проводник или контур заземления разорван, напряжение не может протекать, а ток будет протекать через тело человека между потенциалом поврежденного оборудования и землей.

Поэтому важно поддерживать контур заземления в исправном состоянии при эксплуатации электрооборудования и проверять его состояние путем периодических электрических измерений.

Как происходит отказ заземляющего устройства?

В новом, свободном от повреждений контуре ток повреждения течет по заземляющему проводнику к заземляющим электродам, которые своими поверхностями контактируют с землей, и через них равномерно разряжается на потенциал земли. Это обеспечивает равномерное распределение основного тока между компонентами.

В результате длительного воздействия агрессивных почвенных условий металл проводников покрывается поверхностным слоем оксидов. Эта коррозия постепенно ухудшает условия для протекания тока и увеличивает сопротивление электрического контакта всей конструкции. Ржавчина, образующаяся на стальных деталях, обычно носит общий характер, с выраженным локальным характером в некоторых областях. Это связано с неравномерным распределением химически активных растворов солей, оснований и кислот в почве.

Частицы коррозии, которые образуются в виде отдельных хлопьев, отталкиваются от металла, тем самым нарушая местный электрический контакт. Со временем таких точек становится так много, что сопротивление цепи увеличивается, и земля, теряя свою электропроводность, не может надежно разрядить опасный потенциал на землю.

Принципы измерения сопротивления заземления

Метод оценки состояния цепи основан на классическом электротехническом законе, открытом Джорджем Омом для участка цепи. Просто пропустите ток от калиброванного источника напряжения через контролируемый элемент и измерьте протекающий ток с высокой точностью, а затем рассчитайте значение сопротивления.

Метод амперметра и вольтметра

Поскольку контур работает в земле всей своей контактной поверхностью, это необходимо учитывать при измерениях. Для этого основной и вспомогательный электроды опускаются в почву на небольшое расстояние (около 20 метров) от контролируемого заземлителя. Они питаются от стабилизированного источника переменного напряжения.

В цепи, образованной проводами, источником ЭДС и электродами с подземной проводящей частью земли, начинает протекать электрический ток, величина которого измеряется амперметром.

Вольтметр подключается к чистой металлической заземленной поверхности и главному контакту заземления.

Он измеряет падение напряжения на участке между основным заземлением и землей. Разделив показания вольтметра на силу тока, измеренную амперметром, можно рассчитать общее сопротивление цепи.

Для грубых измерений это значение можно уменьшить, но для расчета более точных результатов необходимо скорректировать значение, полученное путем вычитания величины сопротивления соединительных проводников и влияния диэлектрических свойств грунта на характер токов утечки в грунте.

Уменьшенное на эту величину и измеренное от первой операции общее сопротивление даст желаемый результат.

Описанный метод довольно прост и неточен и имеет некоторые недостатки. Поэтому для более точных измерений специалистами электротехнических лабораторий была разработана более совершенная методика.

Метод компенсации

Измерения основаны на использовании готовых конструкций метрологических приборов с высокими классами точности, выпускаемых промышленностью.

Этот метод также использует введение в почву основного и вспомогательного электродов.

Они раскладываются на длине около 10÷20 метров и закапываются в одну линию, охватывая испытуемый контур заземления. Измерительный зонд подключают к шине заземления, стараясь расположить прибор вблизи контакта шины. Подключите клеммы зонда к электродам, помещенным в землю.

Источник переменного электромагнитного поля подает в подключенную цепь ток I1, который протекает в замкнутой цепи, образованной первичной обмоткой ТТ, соединительными проводами, контактами электродов и землей.

Вторичная обмотка трансформатора ТТ получает ток I2, равный первичному току, и передает его на сопротивление реостата R, что позволяет реохорду “b” достичь равновесия между напряжениями U1 и U2.

Изолирующий трансформатор IT пропускает ток I2, протекающий через его первичную обмотку, во вторичную обмотку, закороченную на счетчик V.

Ток I1, протекающий через землю между основным заземлением и кольцом заземления, вызовет падение напряжения U1 на измеряемом участке, которое рассчитывается по формуле:

Ток I2, протекающий через участок реостата R “ab” с сопротивлением Gab, создаст падение напряжения U2, которое дается выражением:

Во время измерения перемещайте ручку реохорда до тех пор, пока отклонение стрелки V не достигнет нуля. В этом случае будет выполнено следующее уравнение: U1=U2.

Тогда получаем: I1∙rx=I2∙rx.

Поскольку конструкция устройства такова, что I1=I2, применимо уравнение: rx=gab. Остается только узнать сопротивление участка Ab. Однако для этого достаточно увеличить ручку потенциометра и установить на ее подвижной части стрелку, которая будет перемещаться по фиксированной шкале, предварительно запрограммированной в единицах сопротивления реостата R.

Таким образом, положение стрелки указателя реостата при компенсации падения напряжения на двух участках позволяет измерить сопротивление заземления.

Благодаря разделительному трансформатору IT и специальной конструкции измерительной головки V, блуждающие токи могут быть надежно обнаружены. Высокая точность измерительного механизма способствует низкому влиянию переходного сопротивления зонда на результат измерения.

Благодаря методу компенсации можно точно измерить сопротивление отдельных компонентов. Для этого достаточно подключить провод от точки 1 к одному концу измеряемой цепи, измерительный зонд (точка 2) подключить к другому концу цепи, а провод от точки 3 – к вспомогательному электроду.

Оборудование для измерения сопротивления заземления

На протяжении всего развития энергетики измерительные приборы постоянно совершенствовались с точки зрения простоты использования и получения высокоточных результатов.

Еще несколько десятилетий назад в обиходе были только аналоговые счетчики производства СССР, такие как МС-08, М4116, Ф4103-М1 и их модификации. Они используются и сегодня.

В настоящее время их успешно дополняют многочисленные приборы, использующие цифровую технику и микропроцессорные устройства. Они в некоторой степени упрощают процесс измерения, очень точны и сохраняют результаты последних расчетов.

Метод измерения сопротивления заземляющего устройства

После транспортировки прибора к месту измерения и извлечения его из футляра, шина подготавливается для подключения контактного провода путем удаления следов коррозии и снятия зажима “крокодил” с помощью напильника или вставки винтовой клеммы, которая проталкивается через верхний слой металла.

Измерение сопротивления методом трех проводов

Правила техники безопасности требуют, чтобы измерения проводились при выключенном автоматическом выключателе в главном распределительном щите здания или при отсоединенном от земли защитном проводнике PE. В противном случае, в случае аварийной ситуации, ток утечки будет протекать через цепь и устройство или тело оператора.

Подключите соединительный провод к устройству и клемме.

Вбейте заземляющие электроды в землю на указанное расстояние. Положите на них катушки с соединительными проводами и соедините их концы.

Контакты проводов вставляются в гнезда прибора, проверяется эксплуатационная готовность схемы и величина напряжения помех между установленными электродами. Оно не должно превышать 24 В. Если это не так, необходимо изменить положение электродов и снова проверить этот параметр.

Остается только нажать кнопку , чтобы выполнить автоматическое измерение и снять с дисплея рассчитанный результат.

Однако не успокаивайтесь, получив результат первого измерения. Чтобы проверить свою работу, проведите небольшую серию тестовых измерений, перемещая потенциальный щуп на небольшие расстояния. Отклонение всех полученных значений сопротивления не должно превышать 5%.

Измерение сопротивления методом четырех проводов

Для использования вертикальных электрических методов обнаружения можно использовать измерители импеданса контура заземления в четырехпроводной системе, размещая приемные электроды в соответствии с методикой Веннера или Шлюмберже.

Этот метод больше подходит для глубокого тестирования и расчета электрического сопротивления грунта.

Вариант подключения устройства IS-20/1 по этой схеме показан на рисунке.

Измерение сопротивления заземления с помощью клещей

При использовании этого метода необходимо, чтобы фоновый ток от электроустановки здания подавался на контур заземления. В большинстве устройств этого типа его значение не должно превышать 2,5 ампера.

Измерение сопротивления шлейфа без прерывания цепи заземления с помощью зажимного измерительного прибора

С помощью измерителя IS-20/1m можно оценить электрическое заземление здания по следующей схеме.

Измерение сопротивления петли без вспомогательных электродов с помощью двух токовых клещей

При этом методе нет необходимости вводить в землю дополнительные электроды, а работу можно проводить с помощью двух токовых клещей. Они должны располагаться на расстоянии не более 30 см друг от друга вдоль заземляющего проводника.

Выбор метода измерения зависит от конкретных условий эксплуатации оборудования и определяется лаборантом.

Оценка состояния заземления может проводиться в разное время года. Однако следует учитывать, что во время высокой влажности почвы осенью и весенней распутицы условия для протекания токов в земле наиболее благоприятны, в то время как в сухую, жаркую погоду они наихудшие.

Измерения летом, когда земля сухая, лучше всего отражают фактическое состояние контура.

Некоторые электрики рекомендуют посыпать почву возле электродов солевыми растворами, чтобы уменьшить значения сопротивления. Обратите внимание, что это временная и неэффективная мера. С потерей влаги состояние проводимости снова ухудшится, а растворенные ионы соли разрушат металл в почве.

В заключение

Приглашаю всех внимательных читателей и опытных электриков взглянуть на прилагаемый ниже рисунок, демонстрирующий простой, на первый взгляд, способ проведения измерения сопротивления заземления, который не нашел широкого практического применения в лабораториях.

Объясните в комментариях, какие электротехнические процессы происходят в этом методе и как они влияют на точность измерения. Проверьте свои знания – удачи!

Давайте продолжим. Мы приняли решение – если условия электробезопасности не могут быть обеспечены с помощью системы TN, вы можете заземлить дом с помощью системы TT (ПУЭ-7, 1.7.59). Чем меньше сопротивление контура заземления, тем лучше. В идеале это значение должно быть в пределах 4 Ом. Давайте выясним, как работает заземление в доме и как оно связано с “мертвой нейтралью” трансформатора.

Измерение заземления с помощью мультиметра – пример расчета

Мы знаем, что сопротивление контура заземления можно измерить с помощью специального измерительного оборудования. Но что делать, если у вас под рукой только мультиметр? Вы также можете использовать его для относительно точного измерения сопротивления. Только это небезопасный метод, и измерение даст вам общее сопротивление контура заземления и заземления нейтрали распределительного трансформатора. Последнее значение можно принять за 2 Ом (плюс-минус отклонение будет незначительным).

Измеряется только напряжение (вольтметр) и сопротивление (амперметр). Полученные данные необходимы для расчета сопротивления в соответствии с правилами последовательного соединения резисторов.

Если рассмотреть схему цепи фаза-земля, то очевидно, что таким образом ничего нельзя измерить и сравнить. В конце концов, земля на схеме – это резистор с двумя выводами. В реальности второй контакт находится глубоко в земле – и вы не можете физически измерить разность потенциалов между контактами. Поэтому необходимо добавить в цепь еще одну нагрузку (резистор) – например, включить чайник (мощность 2 кВт, сопротивление 27 Ом) через фазу и землю. В этом случае измеряется падение напряжения на чайнике и ток в цепи.

Получаем напряжение на участке резистора 27 Ом (чайник): U(чайник) = 180 В..

Соответственно, напряжение на участке, соединяющем две земли (дом и нейтраль), равно: U(земля 2+4 Ом) = 220 – 180 = 40 В..
Невозможно отдельно измерить падение напряжения на двух участках заземления. В программе Electronics Workbench вы можете сделать это. И для наглядности покажем напряжение на каждой секции:

Первое правило последовательного соединения заключается в том, что токи, протекающие по всем проводникам, равны. Ток в данной цепи равен I = 6,667 A.

Теперь, зная закон Ома, легко найти сопротивление на заземлении дома и нейтрали:
R=U / I = 40 / 6,667 = 5,99970001499925 Ом = 6 Ом.

Поскольку мы предположили, что сопротивление нейтральной точки равно 2 Ом, сопротивление заземления дома = 6 – 2 = 4 Ом.

Как видите, зная сопротивление заземления нейтрали трансформатора, можно почти точно рассчитать сопротивление цепи заземления.

Перед тем как проверить заземление в частном доме, очень важно понять суть этой процедуры, для чего она нужна, какова ее основная цель, зачем она необходима?

Проверка заземления электрических розеток

Если вы купили дом или квартиру, и вся электропроводка в помещении уже установлена на ваших глазах, как проверить заземление в розетке?

Для начала мы предлагаем вам провести визуальный осмотр. Отключите сетевой предохранитель в квартире и выньте одну розетку. Он должен иметь соответствующую клемму, к которой подключается провод заземления, обычно желто-зеленого цвета. Если все эти признаки присутствуют, то розетка заземлена. Если вы найдете только два провода, коричневый и синий (фаза и нейтраль), это означает, что розетка не заземлена.

Однако наличие зелено-желтого провода не означает, что заземление в порядке.

Эффективность цепи можно определить с помощью специального прибора, без которого не может обойтись ни один электрик – мультиметра. Алгоритм этого теста следующий:

Выключатель в распределительном щите должен быть включен, т.е. в розетках должно быть напряжение.
Установите режим измерения напряжения на устройстве.

Теперь прикоснитесь щупом к клеммам фазы и нейтрали и измерьте напряжение между ними. Измерительный прибор должен показывать значение около 220 В.
Проведите такое же измерение между клеммами фазы и заземления. Измеренное напряжение будет немного отличаться от первого значения, но тот факт, что на экране появляются некоторые цифры, говорит о том, что помещение заземлено. Если на экране нет цифр, то контур заземления отсутствует или неисправен.

Если у вас нет мультиметра, вы можете проверить работу схемы с помощью тестера, который вы соберете сами. Вам понадобятся:

розетка;
Лампочка;
провода;
концевые выключатели.

Электрики называют такой тестер “испытательной лампой” или сокращенно “тестером”. Прикоснитесь одним концевым щупом к фазному контакту, а другим концевым щупом – к нейтральному контакту. Лампочка должна загореться. Теперь переместите штифт, которым вы касались нейтрали, на контактный стержень с землей. Если лампочка снова загорится, это означает, что цепь заземления работает. Лампочка не загорится, если защитное заземление не работает. Слабый свет будет свидетельствовать о плохом состоянии цепи.

Если к проверяемой цепи подключен автоматический выключатель остаточного тока, он может сработать во время проверки, указывая на то, что контур заземления находится в рабочем состоянии.

Примечание: Может случиться так, что лампа не загорится, когда контакты фазы и заземления касаются концевых выключателей. Затем попробуйте переместить щуп с контакта фазы на контакт нейтрали, возможно, при подключении розетки были перепутаны ноль и фаза.

Лучше всего начать с использования отвертки для определения фазного контакта в распределительном устройстве.

Этот метод показан на видео:

Неисправные или неподключенные контуры заземления могут также указывать на эти косвенные ситуации:

Стиральная машина или водонагреватель бьют током;
Во время работы музыкального центра в динамиках слышен гул.

Обратите внимание, что перечисленные выше устройства могут иметь дополнительные функции, такие как измерение удельного сопротивления почвы или измерение сопротивления току утечки, в дополнение к их основной функции.

“Методология измерения сопротивления заземления”.

Измерение сопротивления заземления дает основную информацию об эффективности заземления. Поскольку самым важным защитным устройством в электроустановках обычно является заземлитель, его основные свойства должны быть оценены при вводе в эксплуатацию, а также при периодических и контрольных испытаниях в процессе эксплуатации.

С помощью базовых понятий вы можете говорить на одном языке. Вы понимаете и вас понимают.

Согласно ПУЭ-7, сопротивление заземления – это отношение напряжения на земле к току, протекающему от земли к земле. Однако важно помнить, что заземляющий электрод – это комбинация заземляющего электрода и заземляющих проводников. То есть, измерение должно определить сопротивление всей цепи, включая заземление (термин “контур заземления”, относящийся к этой цепи, является общепринятым, хотя формально не определен в PUE-7).

Следует проводить различие между испытания, связанные с вводом в эксплуатацию и эксплуатационными испытаниями. В первом случае проводится измерение сопротивления для определения возможности приведения в действие сигнального устройства (и другие виды испытаний, если это предусмотрено правилами). Во втором случае оценивается работоспособность заземлителя, который уже был приведен в действие в определенный момент времени. Необходимость в эксплуатационных испытаниях возникает как в связи со старением ЗУ, так и в связи с сезонными изменениями параметров заземления, связанными, например, с колебаниями влажности почвы.

Хотя сопротивление измеряется, использование обычных омметров для проверки заземления практически бесполезно. Для этого типа измерений существуют специальные приборы. Они называются тестеры сопротивления заземления или просто измерители заземления.

Измерения можно проводить постоянным током, переменным током промышленной частоты (в нашей стране это 50 Гц) и переменным током высокой частоты (частота сотни Гц и более). Поскольку переменный ток все еще является основой электроэнергетики, измерения параметров заземления постоянного тока не проводятся, за исключением очень специализированных случаев. При измерении на частоте 50 Гц возникает проблема помех от блуждающих токов той же частоты, вызванных электроустановками или даже линиями электропередач в непосредственной близости. Эта проблема была решена возможностью ручного изменения рабочей частоты (например, такое решение было использовано в советском МС-08). Измерения с использованием высокочастотных токов очень важны в связи с широким распространением различных типов нелинейных нагрузок, что приводит к появлению большого количества гармоник в контуре заземления.

В современных приборах для измерения сопротивления используются импульсы меандрового тока с частотой от 100 до 300 Гц (например, в очень популярном приборе RG-4300 используется 128 Гц). Таким образом, помехи на частоте 50 Гц могут быть отклонены, а реалистичные условия с несколькими гармониками в токе могут быть смоделированы. Дополнительная защита от помех достигается цифровой обработкой сигнала, в частности, использованием быстрого преобразования Фурье.

Амплитуда напряжения на клеммах измерителей сопротивления заземления не должна превышать 42 В при нормальных условиях. Это обеспечивает безопасность процедуры измерения для персонала.

Что измерять

В течение многих лет стандартом для измерения сопротивления заземления был MS-08. Он был введен в 1957 году и до сих пор используется в некоторых местах. Более того, в интернет-магазинах можно найти новые экземпляры, которые продаются по цене даже выше, чем современные китайские цифровые измерительные приборы. Кстати, мне не удалось найти никакой информации о том, что MS-08 был снят с вооружения.

Важным преимуществом MS-08 является то, что ему не нужны батарейки. Во время измерения необходимо вращать динамо-диск, который генерирует переменный ток. Изменяя частоту регулятора, можно изменять частоту, на которой проводятся измерения, для отстройки от помех. С циферблатом механически связана не только динамо-машина, но и переключатель, который действует как выпрямитель. Переключатель меняет полярность измерительного блока в фазе с током, генерируемым динамо-машиной. Это достаточно эффективно подавляет помехи. Измеритель имеет три диапазона измерения: до 10 Ом, до 100 Ом и до 1000 Ом.

В 1972 году СССР разработал M416, более совершенное устройство, которое больше не требовало поворота ручки. Подавление помех было достигнуто благодаря использованию метода синхронного обнаружения. Он позволял измерять сопротивление от 0,1 до 1000 Ом и имел 4 диапазона измерения. “Классический” аналоговый M416 в настоящее время снят с производства, но под этим индексом на рынок выходит цифровой измеритель сопротивления ZS, который, однако, не имеет ничего общего со своим “тезкой”.

Что касается аналоговых индикаторов советского типа, то Ф4103-М1 до сих пор выпускается и широко используется. Он может питаться как от гальванических элементов, так и от внешнего источника. Измерения проводятся на частоте около 300 Гц (не регулируется). Прибор способен измерять сопротивление от 0 до 15000 Ом и имеет 10 диапазонов измерения.

Современные приборы обычно оснащены цифровым дисплеем, но все еще есть профессионалы, для которых циферблатные индикаторы более удобны. Они по достоинству оценят экономичную модель SEW 1805R со стрелочным дисплеем. Преимуществом прибора, измеряющего сопротивление от 0,1 до 2000 Ом (3 диапазона), является низкий ток, потребляемый во время измерений (2 мА против 80 – 200 мА у других приборов), что в некоторых случаях позволяет измерять цепи без их отключения. Еще одной особенностью является высокая рабочая частота 820 Гц. Недостатком устройства является то, что оно поддерживает только 2- и 3-проводные измерительные схемы (более подробно это будет рассмотрено ниже).

Для измерений в жестких условиях окружающей среды IS-20 является лучшим выбором. К его преимуществам относятся эргономичный дизайн, защита IP54, несколько вариантов питания. Диапазон измерений составляет от 1 микроОм до 9,99 кОм. Данные измерений могут передаваться по беспроводной связи Bluetooth на компьютер. Рабочая частота составляет 128 Гц, 512 Гц в режиме двухпроводного измерения. Важно отметить, что прибор производится в России, что имеет решающее значение для многих приложений.

Современной “рабочей лошадкой” измерителей сопротивления ZS является Iron Harry ZH-4300. Он очень легкий (0,9 кг с батарейками) и имеет удобную эргономичную форму. Он может измерять сопротивление от 0,05 Ом до 20 кОм и имеет 5 диапазонов измерения.

MRU-200 – это модель высшего класса. Он позволяет измерять сопротивление защитного заземления в диапазоне от 0 до 19,99 кОм. Он имеет степень защиты IP54 и встроенный NiMH аккумулятор емкостью 4,2 Ач, что является большим преимуществом при работе “в поле”. Помимо измерения сопротивления защитного заземления, прибор способен определять сопротивление заземления системы молниезащиты импульсным методом в диапазоне от 0 до 199 Ом. Данный измеритель сопротивления заземления произведен в Европейском Союзе, а именно в Польше.

Следует отметить, что перечисленные устройства могут иметь дополнительные функции, помимо своей основной, например, измерение удельного сопротивления почвы или измерение сопротивления току утечки.

Как измерить

Наиболее распространенными являются классические методы измерения сопротивления цепи утечки, которые основаны на использовании вольтметра и амперметра и последующем расчете сопротивления по закону Ома. Подробнее об этих методах вы можете прочитать здесь.

Преимущество классических методов заключается в том, что они могут быть применены практически к любой энергосистеме. Недостатками этого решения являются необходимость отключения заземления от установки на время проведения измерений и влияние блуждающих токов на точность измерений.

Классические методы делятся на двухпроводные, трехпроводные и четырехпроводные. Двухпроводной метод используется редко из-за его низкой точности. Трехпроводной метод прост в реализации, но уступает по точности четырехпроводному методу.

Если известно, что измеряемое сопротивление ЗУ менее 5 Ом, рекомендуется использовать только четырехпроводной метод.

Измеритель имеет потенциальные клеммы P1 и P2 и токовые клеммы T1 и T2. При четырехпроводном методе от P1 и T1 к земле идут разные провода, которые подключаются непосредственно к клеммам заземления. При трехпроводном методе клеммы P1 и T1 соединены перемычкой, и от них идет один провод к земле. Однако, если прибор изначально предназначен только для трехпроводного измерения, предусмотрена одна клемма для подключения к заземлению с помощью одного провода.

Клеммы P2 и T2 подключены к так называемым потенциальному выводу и токовому выводу соответственно. Рекомендуется закапывать измерительные штыри в землю не менее чем на 0,5 м. Обычно контакты тока и потенциала совмещены с эхолотом.

Чтобы определить правильное расстояние между штырями, необходимо определить максимальный размер диагонали заземления D. Потенциальный штырь устанавливается на расстоянии 1,5 D, но не менее 20 м от земли. Токоотвод устанавливается на расстоянии не более 3D, но не менее 40 м от земли.

Но одного измерения обычно недостаточно для получения точного результата. Причина – неравномерность структуры почвы. Поэтому потенциальный штифт устанавливается несколько раз на расстоянии от 20 до 80% от первоначального расстояния между потенциальным и текущим штифтом. Одновременно каждый раз измеряется сопротивление. Чем больше точек, тем лучше, для высокой точности достаточно шага в 10%. Результаты наносятся на график. Если график имеет вид плавно повышающейся кривой, то за сопротивление принимают конечный результат на участке, где разница между соседними точками не превышает 5%. Если график показывает значительную крутизну или более сложную форму, измерения должны быть повторены путем изменения направления линии, на которой расположены штифты. Также может потребоваться увеличить исходные расстояния в 1,5-2 раза.

Безэлектродный метод

Не всегда возможно установить токовые и потенциальные контакты. Например, в условиях вечной мерзлоты или когда в конкретном месте просто нет места для штырей. В то же время, измерения заземления линий электропередач в районах вечной мерзлоты обычно проводятся именно в период наибольшего промерзания грунта. Кроме того, не всегда возможно отключить заземление от установки на время проведения измерений. Затем используется метод безэлектродных измерений по ГОСТ Р 50571.16-2007, основанный на использовании токовых клещей. Она подробно описана здесь.

Переменный ток заданного напряжения и частоты, отличной от частоты сети, подается на сигнализатор от измерительного генератора. Ток в заземляющем проводнике измеряется с помощью специального токового зажима, который чувствителен только к частоте, на которой работает измерительный генератор. Поскольку значение напряжения на земле точно известно, измерив ток, можно рассчитать сопротивление земли по закону Ома.

Следует отметить, что безэлектродный метод, при всем его удобстве, уступает по точности правильно организованным измерениям классическим методом. В частности, для подачи переменного тока в измерительную цепь используется устройство, схожее по принципу действия с токовыми клещами. Для обеспечения правильного уровня индукции используется рабочая частота около 3 кГц, что также дает погрешность.

Можно предположить, что безэлектродный метод дает оценку сопротивления заземления сверху. Это означает, что фактическое значение сопротивления не будет превышать показания счетчика. С точки зрения безопасности это нормально – чем меньше фактическое значение сопротивления, тем лучше.

Недостатком безэлектродного метода является то, что он может быть непосредственно применен только к системам TT и TN с сетчатым заземлением. Традиционные системы TN требуют кратковременной перемычки между нейтральным проводником и заземлением. Для проведения измерений необходимо будет отключить электропитание во всем здании, где установлено заземление, и преимущество перед классическим методом отпадает.

Примерами безэлектродных измерительных приборов являются FLUKE-1630-2 и Greenlee CMGRT-100A. Стоимость таких систем в 5 – 10 раз превышает стоимость классических приборов для измерения сопротивления.

Требования к оборудованию, документации и персоналу лаборатории

Поскольку от эффективности заземления зависит здоровье и даже жизнь человека, рассматриваемое в статье оборудование должно быть сертифицировано для применения на территории Российской Федерации и пройти проверку. Срок легализации измерителя сопротивления GS обычно составляет 1 год, в некоторых случаях до 2 лет. Общие требования к квалификации персонала, работающего с измерителем сопротивления GS, обычно приводятся в технической документации на прибор.

Если измерения проводятся в рамках планового технического обслуживания электроустановки, то документация должна быть подготовлена в соответствии с разделом 1.8 ПУЭ.

Для того чтобы лаборатория, в которой используется продукция, работала в единой системе подтверждения соответствия, ее организационная структура и квалификация персонала должны соответствовать требованиям СДАЭ-04-2010. Лаборатория должна быть аттестована по правилам, приведенным в СДАЭ-01-2010, а ПТЭЭП должен иметь Свидетельство о регистрации электротехнической лаборатории.

Если измерения выполняются аккредитованной лабораторией, протокол измерений составляется в соответствии с ГОСТ Р 58973-2020. Этот ГОСТ дает общие правила оформления документации. Пример формы для измерений сопротивления GS называется EL-8a (форма доступна для скачивания). Данная форма соответствует требованиям ГОСТ Р 58973-2020, но не введена никакими федеральными нормативными актами. Просто в свое время был создан стандартный набор форм протоколов испытаний в формате *.doc. Это удобно, но, тем не менее, нет законодательного требования использовать именно эту форму.

К протоколу испытаний рекомендуется приложить копию сертификата о сертификации лаборатории и копию сертификата о легализации средства измерения. Эти документы сразу указывают на компетентность и профессионализм персонала и компании, выполняющей измерения.

Сколько Ом я должен измерять и как часто я должен это делать?

Некоторые стандартные значения сопротивления заземления приведены в таблице ниже:

Тип заземления	Сопротивление, омы, не более	Норма	Может быть увеличена в исключительных случаях
Электрические установки до 1 кВ с изолированной нейтральной точкой	4	п. 1.7.65 ПУЭ-7	10 Ом для генераторов и трансформаторов до 100 кВА
Общее сопротивление заземления трехфазных воздушных линий 380 В	10	п. 1.7.64 ПУЭ-7	0,01ρ раз для удельного сопротивления грунта ρ более 100 Ом*м, но не более 10 раз
Устойчивость к замыканию на землю заземлителей 3-фазной ВЛ 380 В	30	п. 1.7.64 ПУЭ-7	0,01ρ раз для удельного сопротивления земли ρ более 100 Ом*м, но не более 10 раз
Заземление нейтральной точки генератора или трансформатора в трехфазной сети 380 В	4	п. 1.7.101 ПУЭ-7	0,01ρ раз, если удельное сопротивление почвы ρ больше 100 Ом*м, но не более 10 раз

PTEEP рекомендует проводить полную проверку ПЭ с удалением грунта раз в 12 лет. Заземления для столбов воздушных линий ниже 1000 В следует проверять чаще, раз в 6 лет. Кроме того, заземляющие устройства следует проверять после реконструкции башни.

Стандарты РД 153-34.0-20.525-00 требуют проведения полной проверки SA энергообъектов с периодичностью один раз в 12 лет. Однако после короткого замыкания или аварийной ситуации на объекте следует провести осмотр подстанции в зоне повреждения и прилегающих к ней территорий. Кроме того, что особенно актуально в свете продолжающейся цифровизации электроэнергетического сектора, Рекомендуется проводить осмотр подстанции после каждой реконструкции, особенно при установке электронного и микропроцессорного оборудования. Поэтому по мере внедрения современных технологий в энергетику оборудование для измерения сопротивления заземления будет становиться все более популярным.

Скачайте бесплатный расчет грунта или задайте вопрос эксперту ZANDZ, используя кнопки ниже.

Принцип примерно следующий:

Приложения и полезные видеоролики по теме

Выполнение измерений на практике с помощью прибора:

Выполнение работ по проверке сопротивления заземления является обязательным, независимо от сложности электрической цепи и категории объекта, на котором установлено или монтируется и эксплуатируется электрооборудование. Многие специализированные организации готовы предоставить такую услугу.

Пожалуйста, оставляйте свои комментарии в поле ниже. Возможно, вы знаете простой и эффективный способ измерения сопротивления контура заземления, который не упоминается в статье. Задавайте вопросы, делитесь полезной информацией и фотографиями по теме.

Читайте далее: