Jak měřit odpor uzemnění

Bezpečnost využití elektrické energie závisí nejen na správné instalaci elektrické instalace, ale také na dodržování požadavků stanovených v regulační dokumentaci pro její provoz. Uzemňovací obvod budovy jako součást ochranného elektrického zařízení vyžaduje pravidelné sledování technického stavu.

Jak funguje uzemňovací zařízení

V normálním režimu napájení uzemňovací smyčka PE vodič Je připojen k pouzdrám všech elektrických spotřebičů, systému vyrovnávání potenciálu budovy a je neaktivní: skrz něj, zhruba řečeno, nepřecházejí žádné proudy, s výjimkou malých pozadí.

Jak uzemnění chrání lidi

V případě nouze související s poruchou izolační vrstvy vedení se na těle vadného spotřebiče objeví nebezpečné napětí a protéká PE vodičem přes zemní smyčku k zemnímu potenciálu.

Z tohoto důvodu by se velikost vysokého napětí přenášeného na nevodivé části měla snížit na bezpečnou úroveň, která není schopna způsobit úraz elektrickým proudem osobě, která je v kontaktu s případem vadného zařízení zemí.

Pokud dojde k přerušení vodiče PE nebo zemnící smyčky, neexistuje žádná dráha odtoku napětí a proud prochází lidským tělemzachyceno mezi potenciály poškozeného spotřebiče a zemí.

Proto je při provozu elektrického zařízení důležité udržovat zemní smyčku v dobrém stavu a sledovat její stav pomocí pravidelných elektrických měření.

Jak dochází k poruše uzemňovacího zařízení

V novém opravitelném obvodu úrazový elektrický proud přes PE vodič vstupuje do kolektorových elektrod, které přicházejí do styku s jejich povrchem s půdou a skrze ně rovnoměrně přechází do zemního potenciálu. V tomto případě je hlavní proud rovnoměrně rozdělen na jednotlivé složky.

V důsledku dlouhodobé expozice nepřátelské půdě je kov proudových vodičů potažen filmem povrchového oxidu. Počáteční koroze postupně zhoršuje podmínky proudu, zvyšuje elektrický odpor kontaktů celé struktury. Rez vytvořený na ocelových částech je obvykle obecný a v některých oblastech výrazný místní charakter. Je to způsobeno nerovnoměrnou přítomností chemicky aktivních roztoků solí, zásad a kyselin, které jsou neustále v půdě.

Výsledné částice koroze ve formě oddělených vloček se pohybují pryč od kovu a tím zastavují místní elektrický kontakt. Postupem času existuje tolik takových míst, že se odpor obvodu zvyšuje a uzemňovací zařízení, které ztrácí elektrickou vodivost, nemůže spolehlivě odstranit nebezpečný potenciál do země.

Pouze včasná elektrická měření umožňují určit moment kritického stavu obvodu.

Zásady stanovené při měření odporu uzemňovacího zařízení

Metoda posuzování technického stavu obvodu je založena na klasickém elektrotechnickém zákoně, který Georg Om identifikoval pro úsek obvodu. Pro tento účel stačí projít proud regulovaným prvkem z kalibrovaného zdroje napětí a změřit přenášený proud s vysokou mírou přesnosti a poté vypočítat hodnotu odporu.

Ampetrová a voltmetrová metoda

Protože obvod pracuje v zemi s celou jeho kontaktní plochou, měl by být při měření vyhodnocen. K tomu jsou v malé vzdálenosti (asi 20 metrů) od monitorovaného uzemňovacího zařízení uloženy elektrody: hlavní a další.Jsou napájeny proudem ze stabilizovaného zdroje střídavého napětí.

Elektrický proud začíná protékat obvodem tvořeným dráty, zdrojem EMF a elektrodami s podzemní vodivou částí půdy, jejíž hodnota je měřena ampérmetrem.

Voltmetr je připojen k povrchu zemní smyčky očištěné na čistý kov a ke kontaktu hlavní zemnící elektrody.

Měří pokles napětí v oblasti mezi hlavním uzemňovačem a uzemňovací smyčkou. Vydělením hodnoty odečtu voltmetru proudem měřeným ampérmetrem můžete vypočítat celkový odpor části celého obvodu.

Při hrubém měření mohou být omezena na a pro výpočet přesnějších výsledků bude nutné upravit získanou hodnotu odečtením odporu spojovacích vodičů a vlivu dielektrických vlastností půdy na povahu proudů šířících se v půdě.

Snížená o tuto hodnotu a měřená první akcí poskytne celkový odpor požadovaný výsledek.

Popsaná metoda je poměrně jednoduchá a nepřesná, má určité nevýhody. Proto, aby bylo možné provádět lepší měření prováděná odborníky z elektrických laboratoří, byla vyvinuta vyspělejší technologie.

Metoda kompenzace

Měření je založeno na použití hotových návrhů vysoce přesných metrologických přístrojů vyráběných v průmyslu.

Tato metoda také používá instalaci primární a sekundární elektrody do půdy.

Jsou neseny po délce asi 10 - 20 metrů a jsou pohřbeny na stejné linii, zachycující testovanou zemní smyčku. Měřicí sonda je připojena ke sběrnici uzemňovacího zařízení a pokouší se umístit zařízení blíže ke sběrnici. Připojovací vodiče propojují svorky zařízení s elektrodami nainstalovanými v zemi.

Zdroj proměnné EMF dává proud I1 připojenému obvodu, který prochází uzavřeným obvodem tvořeným primárním vinutím transformátoru proudu CT, spojovacích vodičů, kontaktů elektrod a uzemnění.

Sekundární vinutí CT transformátoru vnímá proud I2 rovný primárnímu a přenáší jej na odpor reostatu R, který umožňuje reochordu "b" nastavit rovnováhu mezi napětími U1 a U2.

Izolační transformátor IT převádí proud I2 procházející jeho primárním vinutím do jeho sekundárního obvodu, který je uzavřen k měřícímu zařízení V.

Proud I1 protékající po zemi v oblasti mezi hlavní zemnící elektrodou a zemní smyčkou tvoří úbytek napětí U1 v oblasti, kterou měříme, která se vypočítá podle vzorce:

U1 = I1 ∙ rx.

Proud I2 procházející úsekem reostatu R "ab" s odporovým rabem tvoří úbytek napětí U2, definovaný výrazem:

U2 = I2 ∙ rab.

Během měření posuňte knoflík rechordu tak, aby odchylka šipky přístroje V byla nastavena na nulu. V tomto případě platí rovnost: U1 = U2.

Pak dostaneme: I1 ∙ rx = I2 ∙ rab.

Protože konstrukce zařízení je taková, že I1 = I2, je pozorován vztah: rx = rab. Zbývá jen zjistit odpor grafu ab. K tomu však stačí zvětšit rukojeť potenciometru a namontovat na pohyblivou část šipku, která se bude pohybovat po pevné stupnici, předem promítnutou v odporových jednotkách reostatu R.

Poloha ukazatele šipky reostatu při kompenzaci poklesu napětí ve dvou sekcích vám tedy umožňuje měřit odpor uzemňovacího zařízení.

Pomocí izolačního transformátoru IT a speciální konstrukce měřící hlavy V dosahují spolehlivého odladění zařízení od bludných proudů. Vysoce přesný měřící mechanismus přispívá k malému nárazu přechodné odpory sonda pro výsledek měření.

Zařízení pracující s kompenzační metodou umožňují přesné měření odporu jednotlivých prvků.K tomu stačí připojit vodič odebraný z bodu 1 na jeden konec měřeného obvodu a měřicí sondu (bod 2) a vodič z bodu 3 z pomocné elektrody na druhý konec.

Zařízení pro měření odporu uzemňovacího zařízení

Během vývoje energetického sektoru byly měřící přístroje neustále zlepšovány, pokud jde o usnadnění používání a získání vysoce přesných výsledků.

Teprve před několika desítkami let se široce používaly pouze analogové měřiče výroby SSSR takových značek jako MS-08, M4116, F4103-M1 a jejich modifikace. Stále pracují dodnes.

Nyní je úspěšně doplňují četná zařízení využívající digitální technologie a mikroprocesorová zařízení. Trochu zjednodušují proces měření, mají vysokou přesnost a ukládají výsledky nejnovějších výpočtů do paměti.

Metoda měření odporu uzemňovacího zařízení

Poté, co je zařízení dodáno na místo měření a vyjmuto z přepravního pouzdra, je přípojnice připravena pro připojení kontaktního vodiče: čistí místo pro spojování krokosvorky s pilníkem od koroze nebo instalují svorku se šroubovou svorkou tlačící horní vrstvu kovu.

Třívodičové měření odporu

Požadavky na bezpečný provoz vyžadují měření při vypnutém jističi ve vstupní desce budovy nebo po odpojení vodiče PE ze zemnicího spínače. Jinak v případě nouze bude svodový proud procházet obvodem a zařízením nebo tělem operátora.

Připojovací vodič je připojen k zařízení a svorce.

Ve stanovené vzdálenosti jsou zemnící elektrody kladeny do země kladivem. Cívky s připojovacími vodiči jsou na nich zavěšeny a jejich konce jsou spojeny.

Vložte kontakty vodičů do zásuvky přístroje, zkontrolujte připravenost obvodu k provozu a velikost rušení napětí mezi nainstalovanými elektrodami. Neměl by přesáhnout 24 voltů. Pokud tato poloha není splněna, budete muset změnit umístění instalace elektrod a znovu zkontrolovat tento parametr.

Zbývá pouze stisknout tlačítko pro provedení automatického měření a odstranit vypočtený výsledek z displeje.

Je však nemožné se uklidnit po obdržení výsledku prvního měření. Chcete-li otestovat svou práci, musíte provést malou sérii kontrolních měření a přeskupit potenciální pin na krátké vzdálenosti. Nesrovnalost všech získaných hodnot odporu by se neměla lišit o více než 5%.

Měření čtyřvodičového odporu

Pro použití metod vertikálního elektrického snímání mohou být měřiče odporu zemní smyčky použity ve čtyřvodičovém obvodu, přičemž přijímací elektrody jsou uspořádány podle Wennerovy nebo Schlumbergerovy metody.

Tato metoda je vhodnější pro hloubkové studie a výpočet elektrického odporu půdy.

Možnost připojení zařízení IS-20/1 podle tohoto schématu je zobrazena na obrázku.

Měření odporu uzemňovací elektrody pomocí klešťových měřičů

Při použití této metody je nutné mít proud pozadí z elektrické instalace budovy do zemní smyčky. Jeho hodnota ve většině zařízení provozujících tento typ by neměla překročit 2,5 ampér.

Měření odporu smyčky bez přerušení obvodu uzemňovací elektrody pomocí měřicích svorek

Pomocí měřiče IS-20 / 1m je možné provést elektrické vyhodnocení stavu zařízení pro uzemnění budovy podle následujícího schématu.

Měření odporu smyčky bez pomocných elektrod pomocí dvou měřicích svorek

U této metody není nutné instalovat do země další elektrody, ale práci můžete provést pomocí dvou proudová svorka. Budou muset být neseni podél přípojnice uzemňovacího zařízení do vzdálenosti větší než 30 centimetrů.

Výběr metodiky měření závisí na konkrétních provozních podmínkách zařízení a je stanoven laboratorními specialisty.

Vyhodnocení stavu uzemňovacího zařízení lze provést v různých ročních obdobích. Je však třeba mít na paměti, že v období velké přítomnosti vlhkosti v půdě během tání na podzim a na jaře jsou podmínky pro šíření proudů v zemi nejvýhodnější a za suchého a horkého počasí nejhorší.

Letní měření se suchou půdou nej kvalitativně odrážejí skutečný stav obrysu.

Někteří elektrikáři doporučují snížit hodnotu odporu, aby došlo k rozlití půdy blízko elektrod solnými roztoky. Mělo by být zřejmé, že toto opatření je dočasné a neúčinné. S odchodem vlhkosti se stav vodivosti opět zhoršuje a ionty rozpuštěné soli zničí kov umístěný v půdě.

Na závěr

Všichni pozorní čtenáři a zkušení elektrikáři jsou vyzváni, aby se podívali na níže uvedený obrázek, který ukazuje na první pohled jednoduchou metodu měření odporu uzemňovacího zařízení, které v laboratořích nenašlo široké praktické uplatnění.

Vysvětlete v komentářích, jaké elektrické procesy se vyskytují u této metody a jak ovlivňují přesnost měření. Otestujte své znalosti, hodně štěstí!