Πώς να μετρήσετε την αντίσταση γείωσης

Ασφάλεια χρήση ηλεκτρικής ενέργειας εξαρτάται όχι μόνο από τη σωστή εγκατάσταση της ηλεκτρικής εγκατάστασης αλλά και από την τήρηση των απαιτήσεων που ορίζονται στο κανονιστικό έγγραφο για τη λειτουργία της. Το κύκλωμα γείωσης ενός κτιρίου, ως μέρος προστατευτικού ηλεκτρικού εξοπλισμού, απαιτεί περιοδική παρακολούθηση της τεχνικής κατάστασής του.

Πώς λειτουργεί η συσκευή γείωσης

Σε κανονική λειτουργία τροφοδοσίας, βρόχος γείωσης PE αγωγό συνδεδεμένο με τα περιβλήματα όλων των ηλεκτρικών συσκευών, το δυναμικό σύστημα εξισορρόπησης του κτιρίου και είναι ανενεργό: μέσω αυτού, κατά προσέγγιση, δεν περνούν τα ρεύματα, εκτός από τα μικρά υποστρώματα.

Πώς γείωση προστατεύει τον άνθρωπο

Σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης που σχετίζεται με τη διάσπαση του μονωτικού στρώματος των καλωδίων, εμφανίζεται επικίνδυνη τάση στο σώμα της ελαττωματικής συσκευής και ρέει μέσω του αγωγού PE μέσω του βρόχου γείωσης στο δυναμικό γείωσης.

Εξαιτίας αυτού, το μέγεθος της υψηλής τάσης που μεταδίδεται στα μη αγώγιμα εξαρτήματα πρέπει να μειωθεί σε ένα ασφαλές επίπεδο το οποίο δεν μπορεί να προκαλέσει ηλεκτροπληξία σε άτομο που έρχεται σε επαφή με την περίπτωση ελαττωματικού εξοπλισμού μέσω του εδάφους.

Όταν ο αγωγός PE ή ο βρόχος γείωσης σπάσει, δεν υπάρχει διαδρομή αποστράγγισης τάσης και το ρεύμα θα περάσει από το ανθρώπινο σώμαπου αλιεύονται μεταξύ των δυνατοτήτων μιας κατεστραμμένης συσκευής και του εδάφους.

Ως εκ τούτου, κατά τη λειτουργία του ηλεκτρικού εξοπλισμού, είναι σημαντικό να διατηρείται ο βρόχος γείωσης σε καλή κατάσταση και να παρακολουθείται η κατάσταση του με περιοδικές ηλεκτρικές μετρήσεις.

Πώς συμβαίνει κάποια δυσλειτουργία στη συσκευή γείωσης

Σε ένα νέο κύκλωμα που μπορεί να λειτουργήσει, το ηλεκτρικό ρεύμα ατυχήματος μέσω του αγωγού PE εισέρχεται στα ηλεκτρόδια συλλέκτη που έρχονται σε επαφή με την επιφάνεια τους με το έδαφος και μέσω αυτών μεταβιβάζονται ομοιόμορφα στο δυναμικό της γης. Σε αυτή την περίπτωση, το κύριο ρεύμα κατανέμεται ομοιόμορφα στα συστατικά μέρη του.

Ως αποτέλεσμα της παρατεταμένης έκθεσης σε εχθρικό έδαφος, το μέταλλο των ρευμάτων οδηγού είναι επικαλυμμένο με φιλμ επιφανειακού οξειδίου. Η αρχική διάβρωση βαθμιαία επιδεινώνει τις συνθήκες για τη διέλευση ρεύματος, αυξάνει την ηλεκτρική αντίσταση των επαφών ολόκληρης της δομής. Η σκουριά που σχηματίζεται σε τμήματα χάλυβα είναι γενικά γενική και σε ορισμένες περιοχές έχει έντονο τοπικό χαρακτήρα. Αυτό οφείλεται στην άνιση παρουσία χημικώς ενεργών διαλυμάτων αλάτων, αλκαλίων και οξέων που βρίσκονται συνεχώς στο έδαφος.

Τα προκύπτοντα σωματίδια διάβρωσης με τη μορφή ξεχωριστών νιφάδων απομακρύνονται από το μέταλλο και έτσι σταματούν την τοπική ηλεκτρική επαφή. Με την πάροδο του χρόνου, υπάρχουν τόσα πολλά τέτοια σημεία που η αντίσταση του κυκλώματος αυξάνεται και η συσκευή γείωσης, χάνοντας την ηλεκτρική αγωγιμότητα, δεν μπορεί να απομακρύνει αξιόπιστα το επικίνδυνο δυναμικό στο έδαφος.

Μόνο οι έγκαιρες ηλεκτρικές μετρήσεις επιτρέπουν τον προσδιορισμό της στιγμής της κρίσιμης κατάστασης του κυκλώματος.

Οι αρχές που καθορίζονται στη μέτρηση της αντίστασης της συσκευής γείωσης

Η μέθοδος εκτίμησης της τεχνικής κατάστασης του κυκλώματος βασίζεται στον κλασσικό νόμο της ηλεκτρολογίας, ο οποίος προσδιορίστηκε από τον Georg Om για το τμήμα του κυκλώματος. Για το σκοπό αυτό, αρκεί να περάσει ένα ρεύμα μέσω ενός ελεγχόμενου στοιχείου από μια βαθμονομημένη πηγή τάσης και να μετρήσει το μεταδιδόμενο ρεύμα με υψηλό βαθμό ακρίβειας και στη συνέχεια να υπολογίσει την τιμή αντίστασης.

Μέτρηση αμπερόμετρου και βολτόμετρου

Δεδομένου ότι το κύκλωμα λειτουργεί στο έδαφος με ολόκληρη την επιφάνεια επαφής, θα πρέπει να αξιολογείται κατά τη μέτρηση. Για να γίνει αυτό, σε μικρή απόσταση (περίπου 20 μέτρα) από την παρακολουθούμενη συσκευή γείωσης, θάβονται ηλεκτρόδια: το κύριο και το πρόσθετο.Παρέχονται με ρεύμα από μια σταθεροποιημένη πηγή εναλλασσόμενης τάσης.

Ένα ηλεκτρικό ρεύμα αρχίζει να ρέει κατά μήκος ενός κυκλώματος που σχηματίζεται από σύρματα, μια πηγή EMF και ηλεκτρόδια με ένα υπόγειο αγώγιμο τμήμα του εδάφους, η τιμή του οποίου μετριέται με ένα αμπερόμετρο.

Ένα βολτόμετρο συνδέεται στην επιφάνεια του βρόχου γείωσης καθαρισμένο με καθαρό μέταλλο και την επαφή του κύριου ηλεκτροδίου γείωσης.

Μετράει την πτώση τάσης στην περιοχή μεταξύ του κύριου διακόπτη γείωσης και του βρόχου γείωσης. Διαχωρίζοντας την τιμή της ένδειξης βολτόμετρου από το ρεύμα που μετράται με το αμπερόμετρο, μπορείτε να υπολογίσετε τη συνολική αντίσταση ολόκληρου του κυκλώματος.

Με τις χονδροειδείς μετρήσεις μπορούν να περιοριστούν και να υπολογιστούν ακριβέστερα αποτελέσματα, θα πρέπει να διορθωθεί η ληφθείσα τιμή αφαιρώντας την τιμή αντίστασης των συνδετικών αγωγών και την επίδραση των διηλεκτρικών ιδιοτήτων του εδάφους στη φύση των ρευμάτων διασποράς στο έδαφος.

Μειωμένη από αυτή την τιμή και μετρημένη με την πρώτη ενέργεια, η συνολική αντίσταση θα δώσει το επιθυμητό αποτέλεσμα.

Η μέθοδος που περιγράφεται είναι αρκετά απλή και ανακριβής, παρουσιάζει ορισμένα μειονεκτήματα. Ως εκ τούτου, για την εκτέλεση καλύτερων μετρήσεων από ειδικούς ηλεκτρικών εργαστηρίων, έχει αναπτυχθεί μια πιο προηγμένη τεχνολογία.

Μέθοδος αντιστάθμισης

Η μέτρηση βασίζεται στη χρήση έτοιμων σχεδίων μετρολογικών οργάνων υψηλής ακρίβειας που κατασκευάζονται από τη βιομηχανία.

Με αυτή τη μέθοδο, χρησιμοποιείται επίσης η εγκατάσταση των κύριων και βοηθητικών ηλεκτροδίων στο έδαφος.

Μεταφέρονται κατά μήκος περίπου 10 ÷ 20 μέτρων και θάβονται στην ίδια γραμμή, συλλαμβάνοντας τον υπό δοκιμή βρόχο. Ένας αισθητήρας μέτρησης συνδέεται στον δίαυλο της συσκευής γείωσης, προσπαθώντας να τοποθετήσει τη συσκευή πιο κοντά στην επαφή του διαύλου. Οι αγωγοί σύνδεσης συνδέουν τους ακροδέκτες της συσκευής με ηλεκτρόδια που είναι εγκατεστημένα στο έδαφος.

Η πηγή του μεταβλητού EMF δίνει ένα ρεύμα I1 στο συνδεδεμένο κύκλωμα, το οποίο διέρχεται από ένα κλειστό κύκλωμα που σχηματίζεται από την πρωτεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή ρεύματος CT, συνδέοντας καλώδια, επαφές ηλεκτροδίων και έδαφος.

Η δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή CT αντιλαμβάνεται το ρεύμα I2 ίσο με το πρωτεύον και το μεταφέρει στην αντίσταση του ρεοστάτη R, το οποίο επιτρέπει στην επανασύνδεση "b" να ρυθμίσει την ισορροπία μεταξύ των τάσεων U1 και U2.

Ο μετασχηματιστής απομόνωσης ΙΤ μεταφράζει το ρεύμα Ι2 που διέρχεται από το πρωτεύον του τύλιγμα στο δευτερεύον κύκλωμα του, το οποίο είναι κλειστό στη συσκευή μέτρησης V.

Το ρεύμα I1 που ρέει κατά μήκος του εδάφους στην περιοχή μεταξύ του κύριου ηλεκτροδίου γείωσης και του βρόχου γείωσης σχηματίζει πτώση τάσης U1 στην περιοχή που μετράμε, η οποία υπολογίζεται από τον τύπο:

U1 = I1 · rx.

Το ρεύμα Ι2 που διέρχεται διαμέσου του τμήματος του ρεοστάτη R "ab" με την αντίσταση rab σχηματίζει πτώση τάσης U2, που ορίζεται από την έκφραση:

U2 = I2 · rab.

Κατά τη διάρκεια της μέτρησης, μετακινήστε το κουμπί επαναφοράς, έτσι ώστε η απόκλιση του βέλους του οργάνου V να είναι μηδενική. Στην περίπτωση αυτή ισχύει η ισότητα: U1 = U2.

Στη συνέχεια παίρνουμε: I1 ∙ rx = I2 ∙ rab.

Δεδομένου ότι ο σχεδιασμός της συσκευής είναι τέτοιος ώστε I1 = I2, παρατηρείται η σχέση: rx = rab. Απομένει μόνο να μάθετε την αντίσταση του οικοπέδου ab. Αλλά γι 'αυτό αρκεί να γίνει μεγαλύτερη η λαβή του ποτενσιόμετρου και να τοποθετηθεί ένα βέλος στο κινούμενο τμήμα του, το οποίο θα μετακινηθεί σε μια σταθερή κλίμακα, βαθμονομημένο εκ των προτέρων στις μονάδες αντίστασης του ρεοστάτη R.

Έτσι, η θέση του δείκτη βέλους του ρεοστάτη όταν αντισταθμίζεται η πτώση τάσης σε δύο τμήματα σας επιτρέπει να μετρήσετε την αντίσταση της συσκευής γείωσης.

Χρησιμοποιώντας έναν μετασχηματιστή απομόνωσης IT και έναν ειδικό σχεδιασμό της κεφαλής μέτρησης V, επιτυγχάνουν αξιόπιστη αποσύνδεση της συσκευής από αδέσποτα ρεύματα. Ο μηχανισμός μέτρησης υψηλής ακρίβειας συμβάλλει στη χαμηλή επίπτωση μεταβατικές αντιστάσεις αισθητήρα για το αποτέλεσμα της μέτρησης.

Οι συσκευές που λειτουργούν σύμφωνα με τη μέθοδο αντιστάθμισης επιτρέπουν την ακριβή μέτρηση της αντίστασης μεμονωμένων στοιχείων.Για να γίνει αυτό, αρκεί να συνδέσετε έναν αγωγό από το σημείο 1 προς το ένα άκρο του μετρημένου κυκλώματος και έναν αισθητήρα μέτρησης (σημείο 2) και ένα σύρμα από το σημείο 3 από το βοηθητικό ηλεκτρόδιο στο άλλο.

Συσκευές μέτρησης της αντίστασης της συσκευής γείωσης

Κατά την ανάπτυξη του ενεργειακού τομέα, τα όργανα μετρήσεων έχουν βελτιωθεί συνεχώς όσον αφορά τη διευκόλυνση της χρήσης και την επίτευξη άκρως ακριβών αποτελεσμάτων.

Μόνο πριν από μερικές δεκαετίες, χρησιμοποιήθηκαν ευρέως μόνο αναλογικά μετρητά παραγωγής USSR όπως MS-08, M4116, F4103-M1 και οι τροποποιήσεις τους. Συνεχίζουν να εργάζονται σήμερα.

Τώρα συμπληρώνονται με επιτυχία από πολυάριθμες συσκευές που χρησιμοποιούν ψηφιακή τεχνολογία και συσκευές μικροεπεξεργαστών. Απλοποιούν κάπως τη διαδικασία μέτρησης, έχουν μεγάλη ακρίβεια και αποθηκεύουν τα αποτελέσματα των τελευταίων υπολογισμών στη μνήμη.

Μέθοδος μέτρησης της αντίστασης της συσκευής γείωσης

Μετά την παράδοση της συσκευής στον τόπο μέτρησης και την απομάκρυνση της από τη θήκη μεταφοράς, ο δίαυλος είναι έτοιμος να συνδέσει τον αγωγό επαφής: καθαρίζουν τον τόπο για τη σύνδεση του κλιπ κροκοδείλου με ένα αρχείο από τη διάβρωση ή τοποθετήστε έναν σφιγκτήρα με έναν σφιγκτήρα βίδας που αναγκάζει το ανώτερο στρώμα μετάλλου.

Μετρήσεις αντίστασης τριών συρμάτων

Οι απαιτήσεις για ασφαλή λειτουργία απαιτούν μετρήσεις όταν ο διακόπτης είναι απενεργοποιημένος στην πλακέτα ισχύος της εγκατάστασης ή όταν αφαιρεθεί ο αγωγός PE από το διακόπτη γείωσης. Διαφορετικά, σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης, το ρεύμα διαρροής θα περάσει από το κύκλωμα και τη συσκευή ή το σώμα του χειριστή.

Ο αγωγός σύνδεσης συνδέεται στη συσκευή και στον σφιγκτήρα.

Σε συγκεκριμένη απόσταση, τα ηλεκτρόδια γείωσης σφυροκοπούνται στο έδαφος με ένα σφυρί. Τα πηνία με τους αγωγούς σύνδεσης είναι κρεμασμένα πάνω τους και τα άκρα τους συνδέονται.

Ρυθμίστε τις επαφές των καλωδίων στην υποδοχή της συσκευής, ελέγξτε την ετοιμότητα του κυκλώματος για λειτουργία και το μέγεθος της τάσης παρεμβολής μεταξύ των εγκατεστημένων ηλεκτροδίων. Δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 24 βολτ. Εάν δεν τηρηθεί αυτή η θέση, θα πρέπει να αλλάξετε τη θέση εγκατάστασης των ηλεκτροδίων και να ελέγξετε ξανά αυτήν την παράμετρο.

Απομένει μόνο να πιέσετε το κουμπί για να πραγματοποιήσετε αυτόματη μέτρηση και να αφαιρέσετε το υπολογισμένο αποτέλεσμα από την οθόνη.

Ωστόσο, είναι αδύνατο να ηρεμήσει κανείς αφού λάβει το αποτέλεσμα της πρώτης μέτρησης. Για να ελέγξετε την εργασία σας, πρέπει να εκτελέσετε μια μικρή σειρά μετρήσεων ελέγχου, αναδιατάσσοντας τον πιθανό πείρο σε μικρές αποστάσεις. Η απόκλιση όλων των αποκτηθεισών τιμών αντίστασης δεν πρέπει να αποκλίνει περισσότερο από 5%.

Μετρήσεις αντίστασης τεσσάρων συρμάτων

Για τη χρήση κατακόρυφων μεθόδων ηλεκτρικής ανίχνευσης, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μετρητές αντίστασης γείωσης σε ένα κύκλωμα τεσσάρων συρμάτων, τοποθετώντας τα ηλεκτρόδια λήψης σύμφωνα με τη μέθοδο Wenner ή Schlumberger.

Αυτή η μέθοδος είναι πιο κατάλληλη για μελέτες σε βάθος και για τον υπολογισμό της ηλεκτρικής αντίστασης του εδάφους.

Η επιλογή σύνδεσης για τη συσκευή IS-20/1 σύμφωνα με αυτό το σχήμα εμφανίζεται στην εικόνα.

Μετρήστε την αντίσταση του ηλεκτροδίου γείωσης χρησιμοποιώντας μετρητές σφιγκτήρα

Όταν χρησιμοποιείτε τη μέθοδο, είναι απαραίτητο να υπάρχει ένα ρεύμα υποβάθρου από την ηλεκτρική εγκατάσταση του κτιρίου στον βρόχο γείωσης. Η αξία του στις περισσότερες συσκευές που λειτουργούν με αυτόν τον τύπο δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 2,5 αμπέρ.

Μέτρηση της αντίστασης του βρόχου χωρίς να σπάσει το κύκλωμα του ηλεκτροδίου γείωσης χρησιμοποιώντας σφιγκτήρες μέτρησης

Χρησιμοποιώντας το μετρητή IS-20 / 1m, είναι δυνατό να πραγματοποιηθεί μια ηλεκτρική εκτίμηση της κατάστασης της συσκευής γείωσης του κτιρίου σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα.

Μέτρηση της αντοχής του βρόχου χωρίς βοηθητικά ηλεκτρόδια χρησιμοποιώντας δύο σφιγκτήρες μέτρησης

Με αυτή τη μέθοδο, δεν είναι απαραίτητο να εγκαταστήσετε επιπλέον ηλεκτρόδια στο έδαφος, αλλά μπορείτε να εκτελέσετε εργασίες χρησιμοποιώντας δύο τρέχοντα σφιγκτήρα. Θα χρειαστεί να μεταφερθούν κατά μήκος της ζυγού της συσκευής γείωσης σε απόσταση μεγαλύτερη από 30 εκατοστά.

Η επιλογή της μεθοδολογίας μέτρησης εξαρτάται από τις ειδικές συνθήκες λειτουργίας του εξοπλισμού και καθορίζεται από ειδικούς εργαστηρίου.

Η αξιολόγηση της κατάστασης της συσκευής γείωσης μπορεί να πραγματοποιηθεί σε διαφορετικές χρονικές στιγμές του έτους. Ωστόσο, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι κατά τη διάρκεια της μεγάλης παρουσίας υγρασίας στο έδαφος κατά τη διάρκεια της απόψυξης του φθινοπώρου-άνοιξης, οι συνθήκες για την εξάπλωση των ρευμάτων στο έδαφος είναι οι πλέον ευνοϊκές, και στον ξηρό, ζεστό καιρό - το χειρότερο.

Οι θερινές μετρήσεις με ξηρό έδαφος αντανακλούν ποιοτικά την πραγματική κατάσταση του περιγράμματος.

Μερικοί ηλεκτρολόγοι συνιστούν να μειωθεί η τιμή αντίστασης για να χυθεί το χώμα κοντά στα ηλεκτρόδια με διαλύματα αλατιού. Πρέπει να γίνει κατανοητό ότι αυτό το μέτρο είναι προσωρινό και αναποτελεσματικό. Με την απομάκρυνση της υγρασίας, η κατάσταση της αγωγιμότητας επιδεινώνεται ξανά και τα ιόντα του διαλυμένου άλατος θα καταστρέψουν το μέταλλο που βρίσκεται στο έδαφος.

Συμπερασματικά

Όλοι οι προσεκτικοί αναγνώστες και έμπειροι ηλεκτρολόγοι καλούνται να δουν την παρακάτω εικόνα, η οποία παρουσιάζει μια απλή, με την πρώτη ματιά, μέθοδο μέτρησης της αντίστασης της συσκευής γείωσης, η οποία δεν έχει βρεθεί σε ευρεία πρακτική εφαρμογή στα εργαστήρια.

Εξηγήστε στα σχόλια τι ηλεκτρικές διεργασίες συμβαίνουν με αυτή τη μέθοδο και πώς επηρεάζουν την ακρίβεια μέτρησης. Δοκιμάστε τις γνώσεις σας, καλή τύχη!