Cómo medir la resistencia a tierra

Seguridad uso de energía eléctrica depende no solo de la correcta instalación de la instalación eléctrica, sino también del cumplimiento de los requisitos establecidos en la documentación reglamentaria para su funcionamiento. El circuito de puesta a tierra de un edificio, como parte del equipo eléctrico de protección, requiere un monitoreo periódico de su condición técnica.

¿Cómo funciona el dispositivo de conexión a tierra

En modo de fuente de alimentación normal, bucle de tierra Conductor PE conectado a las carcasas de todos los aparatos eléctricos, el sistema de ecualización potencial del edificio y está inactivo: a través de él, en términos generales, no pasan corrientes, excepto las pequeñas de fondo.

Cómo la conexión a tierra protege a los humanos

En caso de una emergencia relacionada con la ruptura de la capa de aislamiento del cableado, aparece un voltaje peligroso en el cuerpo del aparato defectuoso y fluye a través del conductor de PE a través del circuito de tierra hacia el potencial de tierra.

Debido a esto, la magnitud del alto voltaje transmitido a las partes no conductoras debe disminuir a un nivel seguro, que no puede causar una descarga eléctrica a una persona que está en contacto con el equipo defectuoso a través del suelo.

Cuando el conductor PE o el bucle de tierra está roto, no hay una ruta de drenaje de voltaje y la corriente pasará por el cuerpo humanoatrapado entre los potenciales de un aparato dañado y el suelo.

Por lo tanto, al operar equipos eléctricos, es importante mantener el circuito de tierra en buenas condiciones y controlar su estado con mediciones eléctricas periódicas.

¿Cómo ocurre un mal funcionamiento en el dispositivo de conexión a tierra?

En un nuevo circuito de servicio, la corriente eléctrica accidental a través del conductor de PE ingresa a los electrodos del colector que contactan su superficie con el suelo y, a través de ellos, llega al potencial de tierra de manera uniforme. En este caso, la corriente principal se divide uniformemente en sus partes constituyentes.

Como resultado de la exposición prolongada al suelo hostil, el metal de los cables actuales está recubierto con una película de óxido superficial. La corrosión incipiente empeora gradualmente las condiciones del flujo de corriente, aumenta la resistencia eléctrica de los contactos de toda la estructura. El óxido formado en las piezas de acero suele ser general, y en algunas áreas un carácter local pronunciado. Esto se debe a la presencia desigual de soluciones químicamente activas de sales, álcalis y ácidos que están constantemente en el suelo.

Las partículas de corrosión resultantes en forma de escamas separadas se alejan del metal y, por lo tanto, detienen el contacto eléctrico local. Con el tiempo, hay tantos lugares que la resistencia del circuito aumenta y el dispositivo de conexión a tierra, que pierde conductividad eléctrica, se vuelve incapaz de eliminar de manera confiable el potencial peligroso en la tierra.

Solo las mediciones eléctricas oportunas permiten determinar el momento del estado crítico del circuito.

Los principios establecidos en la medición de la resistencia del dispositivo de puesta a tierra.

El método para evaluar la condición técnica del circuito se basa en la ley clásica de la ingeniería eléctrica, identificada por Georg Om para la sección del circuito. Para este propósito, es suficiente pasar una corriente a través de un elemento controlado desde una fuente de voltaje calibrada y medir la corriente transmitida con un alto grado de precisión, y luego calcular el valor de resistencia.

Método de amperímetro y voltímetro

Dado que el circuito funciona en el suelo con toda su superficie de contacto, debe evaluarse al medir. Para hacer esto, a una pequeña distancia (unos 20 metros) del dispositivo de conexión a tierra monitoreado, los electrodos están enterrados: el principal y el adicional.Se suministran con corriente de una fuente estabilizada de voltaje alterno.

Una corriente eléctrica comienza a fluir a lo largo de un circuito formado por cables, una fuente de EMF y electrodos con una parte conductora subterránea del suelo, cuyo valor se mide con un amperímetro.

Se conecta un voltímetro a la superficie del circuito de tierra limpiado a metal puro y al contacto del electrodo de tierra principal.

Mide la caída de voltaje en el área entre el interruptor de tierra principal y el circuito de tierra. Al dividir el valor de la lectura del voltímetro por la corriente medida por el amperímetro, puede calcular la resistencia total de la sección de todo el circuito.

Con mediciones gruesas, pueden limitarse y, para calcular resultados más precisos, será necesario corregir el valor obtenido restando la resistencia de los conductores de conexión y la influencia de las propiedades dieléctricas del suelo sobre la naturaleza de las corrientes que se propagan en el suelo.

Reducido por este valor y medido por la primera acción, la resistencia total dará el resultado deseado.

El método descrito es bastante simple e inexacto, tiene ciertas desventajas. Por lo tanto, para realizar mejores mediciones realizadas por especialistas de laboratorios eléctricos, se ha desarrollado una tecnología más avanzada.

Método de compensación

La medición se basa en el uso de diseños confeccionados de instrumentos metrológicos de alta precisión fabricados por la industria.

Con este método, también se utiliza la instalación de los electrodos principales y auxiliares en el suelo.

Se transportan a lo largo de unos 10 ÷ 20 metros y están enterrados en la misma línea, capturando el bucle de tierra probado. Se conecta una sonda de medición al bus del dispositivo de conexión a tierra, tratando de colocar el dispositivo más cerca del contacto del bus. Los conductores de conexión conectan los terminales del dispositivo con electrodos instalados en el suelo.

La fuente de la EMF variable proporciona una corriente I1 al circuito conectado, que pasa a través de un circuito cerrado formado por el devanado primario del transformador de corriente CT, cables de conexión, contactos de electrodos y tierra.

El devanado secundario del transformador CT percibe la corriente I2 igual a la primaria y la transfiere a la resistencia del reóstato R, lo que permite que el reochord "b" establezca el equilibrio entre los voltajes U1 y U2.

El transformador de aislamiento IT traduce la corriente I2 que pasa a través de su devanado primario a su circuito secundario, que está cerrado al dispositivo de medición V.

La corriente I1 que fluye a través de la tierra en el área entre el electrodo de tierra principal y el circuito de tierra forma una caída de voltaje U1 en el área que medimos, que se calcula mediante la fórmula:

U1 = I1 ∙ rx.

La corriente I2 que pasa a través de la sección del reóstato R "ab" con resistencia rab forma una caída de voltaje U2, definida por la expresión:

U2 = I2 ∙ rab.

Durante la medición, mueva la perilla rechord para que la desviación de la flecha del instrumento V se ajuste a cero. En este caso, la igualdad es válida: U1 = U2.

Entonces obtenemos: I1 ∙ rx = I2 ∙ rab.

Dado que el diseño del dispositivo es tal que I1 = I2, se observa la relación: rx = rab. Solo queda descubrir la resistencia de la trama ab. Pero para esto es suficiente agrandar el mango del potenciómetro y montar la flecha en su parte móvil, que se moverá a lo largo de una escala fija, calibrada de antemano en las unidades de resistencia del reóstato R.

Por lo tanto, la posición del puntero de flecha del reóstato al compensar las caídas de voltaje en dos secciones le permite medir la resistencia del dispositivo de conexión a tierra.

Utilizando un transformador de aislamiento IT y un diseño especial del cabezal de medición V, logran una desintonización confiable del dispositivo de las corrientes parásitas. El mecanismo de medición de alta precisión contribuye a un bajo impacto. resistencias transitorias sonda para el resultado de la medición.

Los dispositivos que funcionan con el método de compensación permiten una medición precisa de la resistencia de elementos individuales.Para hacer esto, es suficiente conectar un conductor tomado del punto 1 a un extremo del circuito medido, y una sonda de medición (punto 2) y un cable del punto 3 del electrodo auxiliar al otro.

Dispositivos para medir la resistencia del dispositivo de puesta a tierra.

Durante el desarrollo del sector energético, los instrumentos de medición se han mejorado constantemente en términos de facilitar el uso y obtener resultados altamente precisos.

Hace solo unas décadas, solo los medidores analógicos de la producción de la URSS de marcas como MS-08, M4116, F4103-M1 y sus modificaciones fueron ampliamente utilizados. Siguen trabajando hoy.

Ahora se complementan con éxito con numerosos dispositivos que utilizan tecnología digital y dispositivos de microprocesador. Simplifican un poco el proceso de medición, tienen una alta precisión y almacenan los resultados de los últimos cálculos en la memoria.

Método para medir la resistencia del dispositivo de puesta a tierra.

Después de que el dispositivo se entrega al lugar de medición y se retira de la caja de transporte, la barra colectora está preparada para conectar el conductor de contacto: limpian el lugar para conectar el clip de cocodrilo con una lima contra la corrosión o instalan una abrazadera con una abrazadera de tornillo que fuerza la capa superior de metal.

Medida de resistencia de tres hilos

Los requisitos para una operación segura requieren mediciones cuando el disyuntor se apaga en el tablero de alimentación de entrada del edificio o cuando el conductor PE se retira del interruptor de puesta a tierra. De lo contrario, en caso de emergencia, la corriente de fuga pasará por el circuito y el dispositivo o el cuerpo del operador.

El conductor de conexión está conectado al dispositivo y la abrazadera.

A una distancia especificada, los electrodos de tierra se martillan en el suelo con un martillo. Las bobinas con conductores de conexión se cuelgan de ellos y sus extremos están conectados.

Configure los contactos de los cables en el zócalo del dispositivo, verifique la disponibilidad del circuito para la operación y la magnitud del voltaje de interferencia entre los electrodos instalados. No debe exceder los 24 voltios. Si no se cumple esta posición, deberá cambiar la ubicación de instalación de los electrodos y volver a verificar este parámetro.

Solo queda presionar el botón para realizar la medición automática y eliminar el resultado calculado de la pantalla.

Sin embargo, es imposible calmarse después de recibir el resultado de la primera medición. Para probar su trabajo, debe realizar una pequeña serie de mediciones de control, reorganizando el pin potencial a distancias cortas. La discrepancia de todos los valores de resistencia obtenidos no debe diferir en más del 5%.

Medida de resistencia de cuatro hilos

Para usar métodos de detección eléctrica vertical, los medidores de resistencia de circuito de tierra se pueden usar en un circuito de cuatro cables, organizando los electrodos receptores de acuerdo con el método de Wenner o Schlumberger.

Este método es más adecuado para estudios en profundidad y el cálculo de la resistividad eléctrica del suelo.

La opción de conexión para el dispositivo IS-20/1 según este esquema se muestra en la imagen.

Medición de la resistencia del electrodo de tierra con pinzas amperimétricas

Cuando se utiliza el método, es necesario tener una corriente de fondo desde la instalación eléctrica del edificio hasta el circuito de tierra. Su valor en la mayoría de los dispositivos que funcionan en este tipo no debe exceder los 2.5 amperios.

Medición de la resistencia del bucle sin romper el circuito del electrodo de tierra con pinzas de medición

Usando el medidor IS-20 / 1m, es posible realizar una evaluación eléctrica del estado del dispositivo de puesta a tierra del edificio de acuerdo con el siguiente esquema.

Medición de resistencia de bucle sin electrodos auxiliares utilizando dos pinzas de medición.

Con este método, no es necesario instalar electrodos adicionales en el suelo, pero puede realizar el trabajo con dos pinza actual. Deberán transportarse a lo largo de la barra colectora del dispositivo de conexión a tierra a una distancia de más de 30 centímetros.

La elección de la metodología de medición depende de las condiciones específicas de operación del equipo y está determinada por los especialistas de laboratorio.

La evaluación del estado del dispositivo de conexión a tierra se puede realizar en diferentes épocas del año. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que durante el período de una gran presencia de humedad en el suelo durante el deshielo otoño-primavera, las condiciones para la propagación de las corrientes en el suelo son más favorables, y en el clima seco y cálido, lo peor.

Las mediciones de verano con suelo seco reflejan cualitativamente el estado real del contorno.

Algunos electricistas recomiendan reducir el valor de resistencia para derramar el suelo cerca de los electrodos con soluciones salinas. Debe entenderse que esta medida es temporal e ineficaz. Con la salida de la humedad, el estado de conductividad empeora nuevamente, y los iones de sal disuelta destruirán el metal ubicado en el suelo.

En conclusión

Todos los lectores atentos y electricistas experimentados están invitados a mirar la imagen a continuación, que demuestra un método simple, a primera vista, para medir la resistencia del dispositivo de conexión a tierra, que no ha encontrado una amplia aplicación práctica en los laboratorios.

Explique en los comentarios qué procesos eléctricos ocurren con este método y cómo afectan la precisión de la medición. Pon a prueba tus conocimientos, ¡buena suerte!