Hoe aardingsweerstand te meten

veiligheid gebruik van elektrische energie hangt niet alleen af ​​van de juiste installatie van de elektrische installatie, maar ook van de naleving van de vereisten die zijn vastgelegd in de wettelijke documentatie voor de werking ervan. Het aardingscircuit van een gebouw, als onderdeel van beschermende elektrische apparatuur, vereist periodieke monitoring van de technische staat.

Hoe werkt het aardingsapparaat

In normale voedingsmodus, aardlus PE geleider aangesloten op de behuizingen van alle elektrische apparaten, het potentiaalvereffeningssysteem van het gebouw en is inactief: er passeren grofweg geen stromingen door, behalve kleine achtergrondstromen.

Hoe aarding mensen beschermt

In het geval van een noodgeval met betrekking tot het afbreken van de isolatielaag van de bedrading, verschijnt gevaarlijke spanning op het lichaam van het defecte apparaat en stroomt door de PE-geleider door de aardlus naar het aardpotentiaal.

Als gevolg hiervan zou de grootte van de hoogspanning die naar de niet-geleidende delen wordt overgedragen, moeten dalen tot een veilig niveau, dat geen elektrisch letsel kan veroorzaken aan een persoon die in contact staat met het geval van defecte apparatuur via de grond.

Wanneer de PE-geleider of aardlus is gebroken, is er geen spanningsafvoerpad en stroom zal door het menselijk lichaam gaangevangen tussen de mogelijkheden van een beschadigd apparaat en de grond.

Daarom is het bij het bedienen van elektrische apparatuur belangrijk om de aardlus in goede staat te houden en de toestand ervan te controleren met periodieke elektrische metingen.

Hoe treedt een storing op bij het aardingsapparaat

In een nieuw onderhoudscircuit komt de elektrische stroom door de PE-geleider in de collectorelektroden die contact maken met hun oppervlak met aarde en daardoor uniform naar het aardpotentiaal gaan. In dit geval is de hoofdstroom gelijk verdeeld in zijn samenstellende delen.

Als gevolg van langdurige blootstelling aan vijandige grond is het metaal van de stroomleidingen bedekt met een oppervlakoxidefilm. De beginnende corrosie verslechtert geleidelijk de voorwaarden voor de doorgang van stroom, verhoogt de elektrische weerstand van de contacten van de gehele structuur. De roest die op stalen onderdelen wordt gevormd, is meestal algemeen en heeft in sommige gebieden een uitgesproken lokaal karakter. Dit komt door de ongelijke aanwezigheid van chemisch actieve oplossingen van zouten, alkaliën en zuren die zich constant in de bodem bevinden.

De resulterende corrosiedeeltjes in de vorm van individuele vlokken bewegen weg van het metaal en stoppen daardoor lokaal elektrisch contact. Na verloop van tijd zijn er zoveel van zulke plaatsen dat de weerstand van het circuit toeneemt en de aardingsinrichting, die elektrische geleidbaarheid verliest, niet meer in staat is om gevaarlijke potentiaal betrouwbaar in de grond te verwijderen.

Alleen tijdige elektrische metingen laten het bepalen van het moment van de kritieke toestand van het circuit toe.

De principes vastgelegd in de meting van de weerstand van het aardingsapparaat

De methode voor het beoordelen van de technische staat van het circuit is gebaseerd op de klassieke wet van de elektrotechniek, geïdentificeerd door Georg Om voor het circuitgedeelte. Voor dit doel is het voldoende om een ​​stroom door een geregeld element van een gekalibreerde spanningsbron te leiden en de uitgezonden stroom met een hoge mate van nauwkeurigheid te meten en vervolgens de weerstandswaarde te berekenen.

Ampèremeter en Voltmeter-methode

Omdat het circuit met zijn hele contactoppervlak in de grond werkt, moet het tijdens het meten worden geëvalueerd. Om dit te doen, worden op een kleine afstand (ongeveer 20 meter) van het bewaakte aardingsapparaat elektroden begraven: de hoofd- en extra.Ze krijgen stroom van een gestabiliseerde wisselstroombron.

Een elektrische stroom begint te stromen langs een circuit gevormd door draden, een EMF-bron en elektroden met een ondergronds geleidend deel van de grond, waarvan de waarde wordt gemeten door een ampèremeter.

Een voltmeter is verbonden met het oppervlak van de aardlus die is gereinigd tot zuiver metaal en het contact van de hoofdaarde-elektrode.

Het meet de spanningsval in het gebied tussen de hoofdaardingsschakelaar en de aardlus. Door de waarde van de voltmeter te delen door de stroom gemeten door de ampèremeter, kunt u de totale weerstand van het gedeelte van het hele circuit berekenen.

Met grove metingen kunnen ze worden beperkt tot, en om nauwkeurigere resultaten te berekenen, zal het nodig zijn om de verkregen waarde aan te passen door de weerstand van de verbindende geleiders en de invloed van de diëlektrische eigenschappen van de bodem op de aard van de stromingen in de bodem af te trekken.

Verminderd door deze waarde en gemeten door de eerste actie, geeft de totale weerstand het gewenste resultaat.

De beschreven methode is vrij eenvoudig en onnauwkeurig, heeft bepaalde nadelen. Daarom is voor het uitvoeren van betere metingen door specialisten van elektrische laboratoria een geavanceerdere technologie ontwikkeld.

Compensatiemethode

De meting is gebaseerd op het gebruik van kant-en-klare ontwerpen van uiterst nauwkeurige metrologische instrumenten die door de industrie zijn vervaardigd.

Bij deze methode wordt ook de installatie van de hoofd- en hulpelektroden in de grond gebruikt.

Ze worden over een lengte van ongeveer 10 ÷ 20 meter gedragen en liggen op dezelfde lijn begraven en vangen de geteste aardlus. Een meetsonde is verbonden met de bus van het aardapparaat en probeert het apparaat dichter bij het buscontact te plaatsen. Verbindingsgeleiders verbinden de klemmen van het apparaat met elektroden die in de grond zijn geïnstalleerd.

De bron van de variabele EMF geeft een stroom I1 aan het aangesloten circuit, dat door een gesloten circuit loopt dat wordt gevormd door de primaire wikkeling van de CT-stroomtransformator, verbindingsdraden, elektrodecontacten en aarde.

De secundaire wikkeling van de CT-transformator neemt de stroom I2 waar gelijk aan de primaire en neemt deze over naar de weerstand van de reostaat R, waardoor het reochord "b" de balans tussen de spanningen U1 en U2 kan instellen.

Een scheidingstransformator IT vertaalt de stroom I2 die door zijn primaire wikkeling gaat naar zijn secundaire circuit, dat gesloten is voor meetapparaat V.

De stroom I1 die langs de aarde stroomt in het gebied tussen de hoofdaarde-elektrode en de aardlus vormt een spanningsval U1 in het gebied dat we meten, dat wordt berekend met de formule:

U1 = I1 ∙ rx.

De stroom I2 die door de sectie van de reostaat R "ab" loopt met weerstand rab vormt een spanningsval U2, gedefinieerd door de uitdrukking:

U2 = I2 ∙ rab.

Beweeg tijdens het meten de rechordknop zodat de afwijking van de pijl van instrument V op nul staat. In dit geval geldt de gelijkheid: U1 = U2.

Dan krijgen we: I1 ∙ rx = I2 ∙ rab.

Omdat het ontwerp van het apparaat zodanig is dat I1 = I2, wordt de relatie waargenomen: rx = rab. Het blijft alleen om de weerstand van de plot ab te ontdekken. Maar hiervoor is het voldoende om het handvat van de potentiometer groter te maken en een pijl op het bewegende deel ervan te monteren, dat langs een vaste schaal zal bewegen, van tevoren in de weerstandseenheden van de reostaat R afgestudeerd.

Zo kunt u met de positie van de pijl van de reostaat bij het compenseren van spanningsval in twee secties de weerstand van het aardingsapparaat meten.

Met behulp van een scheidingstransformator IT en een speciaal ontwerp van de meetkop V, bereiken ze een betrouwbare ontkoppeling van het apparaat van zwerfstromen. Zeer nauwkeurig meetmechanisme draagt ​​bij aan een lage impact voorbijgaande weerstanden sonde voor het meetresultaat.

Apparaten die werken volgens de compensatiemethode maken een nauwkeurige meting van de weerstand van afzonderlijke elementen mogelijk.Om dit te doen, volstaat het om een ​​geleider van punt 1 met het ene uiteinde van het meetcircuit en een meetsonde (punt 2) en een draad van punt 3 van de hulpelektrode met het andere te verbinden.

Inrichtingen voor het meten van de weerstand van het aardingsapparaat

Tijdens de ontwikkeling van de energiesector zijn meetinstrumenten voortdurend verbeterd om het gebruik te vergemakkelijken en zeer nauwkeurige resultaten te verkrijgen.

Slechts enkele decennia geleden werden alleen analoge meters van de USSR van dergelijke merken als MS-08, M4116, F4103-M1 en hun modificaties op grote schaal gebruikt. Ze blijven vandaag werken.

Nu worden ze met succes aangevuld met tal van apparaten die gebruikmaken van digitale technologie en microprocessor-apparaten. Ze vereenvoudigen het meetproces enigszins, hebben een hoge nauwkeurigheid en slaan de resultaten van de nieuwste berekeningen op in het geheugen.

Methode voor het meten van de weerstand van het aardingsapparaat

Nadat het apparaat op de meetplaats is afgeleverd en uit de transportkoffer is verwijderd, is de rail gereed om de contactgeleider aan te sluiten: ze reinigen de plaats voor het verbinden van de krokodilklem met een bestand van corrosie of installeren een klem met een schroefklem die de bovenste laag metaal dwingt.

Driedraads weerstandsmeting

De vereisten voor een veilige werking vereisen dat metingen worden uitgevoerd wanneer de stroomonderbreker in het ingangsvermogenspaneel van het gebouw is uitgeschakeld of wanneer de PE-geleider van de aardingsschakelaar is verwijderd. Anders zal in geval van nood de lekstroom door het circuit en het apparaat of het lichaam van de operator gaan.

De verbindingsgeleider is verbonden met het apparaat en de klem.

Op een gespecificeerde afstand worden aardelektroden met een hamer in de grond geslagen. Hang spoelen met verbindingsgeleiders erop en verbind hun uiteinden.

Stel de contacten van de draden in de aansluiting van het apparaat in, controleer de werking van het circuit en de grootte van de interferentiespanning tussen de geïnstalleerde elektroden. Het mag niet hoger zijn dan 24 volt. Als niet aan deze positie wordt voldaan, moet u de installatielocatie van de elektroden wijzigen en deze parameter opnieuw controleren.

U hoeft alleen nog maar op de knop te drukken om de automatische meting uit te voeren en het berekende resultaat van het display te verwijderen.

Het is echter onmogelijk om te kalmeren na ontvangst van het resultaat van de eerste meting. Om uw werk te testen, moet u een kleine reeks controlemetingen uitvoeren, waarbij de potentiële pin op korte afstanden wordt herschikt. De discrepantie van alle verkregen weerstandswaarden mag niet meer dan 5% afwijken.

Vierdraads weerstandsmeting

Om de methoden van verticale elektrische detectie te gebruiken, kunnen aardlusweerstandmeters worden gebruikt in een vierdraads circuit, waarbij de ontvangstelektroden worden gerangschikt volgens de Wenner- of Schlumberger-methode.

Deze methode is meer geschikt voor diepgaande studies en de berekening van de elektrische weerstand van de bodem.

De verbindingsoptie voor het IS-20/1-apparaat volgens dit schema wordt weergegeven in de afbeelding.

Het meten van de weerstand van de aardelektrode met behulp van stroomtangen

Bij gebruik van de methode is het noodzakelijk om een ​​achtergrondstroom te hebben van de elektrische installatie van het gebouw naar de aardlus. De waarde ervan in de meeste apparaten die op dit type werken, mag niet hoger zijn dan 2,5 ampère.

Meting van lusweerstand zonder het aardelektrodecircuit te breken met behulp van meetklemmen

Met behulp van de IS-20 / 1m-meter kunt u een elektrische beoordeling van de toestand van het aardingsapparaat van het gebouw uitvoeren volgens het volgende schema.

Meting van lusweerstand zonder hulpelektroden met twee meetklemmen

Met deze methode is het niet nodig om extra elektroden in de grond te installeren, maar u kunt met twee werken stroomtang. Ze moeten over een afstand van meer dan 30 centimeter langs de rail van het aardingsapparaat worden gedragen.

De keuze van de meetmethode is afhankelijk van de specifieke bedrijfsomstandigheden van de apparatuur en wordt bepaald door de laboratoriumspecialisten.

Evaluatie van de toestand van het aardingsapparaat kan op verschillende tijdstippen van het jaar worden uitgevoerd. Er moet echter rekening mee worden gehouden dat tijdens de periode van een grote aanwezigheid van vocht in de bodem tijdens de dooi in de herfst-lente, de omstandigheden voor de verspreiding van stromingen in de grond het gunstigst zijn, en bij droog, warm weer - het slechtst.

Zomermetingen met gedroogde grond weerspiegelen het meest kwalitatief de werkelijke staat van de contour.

Sommige elektriciens adviseren om de weerstandswaarde te verlagen om de grond bij de elektroden met zoutoplossingen te morsen. Het moet duidelijk zijn dat deze maatregel tijdelijk en niet effectief is. Met het vertrek van vocht verslechtert de geleidbaarheid opnieuw en zullen de ionen van opgelost zout het metaal in de grond vernietigen.

Tot slot

Alle aandachtige lezers en ervaren elektriciens worden uitgenodigd om te kijken naar de onderstaande afbeelding, die een eenvoudige, op het eerste gezicht, methode toont voor het meten van de weerstand van het aardingsapparaat, dat geen brede praktische toepassing heeft gevonden in laboratoria.

Leg in de opmerkingen uit welke elektrische processen bij deze methode optreden en hoe deze de nauwkeurigheid van de meting beïnvloeden. Test je kennis, veel geluk!