Jak měřit zemní odpor » Informace pro elektrikáře

Ochranný účinek uzemnění zcela souvisí s velikostí jeho odporu a ten závisí na mnoha faktorech, meteorologických a hydrologických, nemluvě o stavu samotných zemnících elektrod a zemnících vodičů.

Protože hodnota zemního odporu podléhá velkým výkyvům, je zřejmé, že z hlediska bezpečnosti nabývá zkouška uzemnění obrovský význam, který se projevuje především při měření zemního odporu. Důležité je nejen počáteční testování před uvedením do provozu, ale také periodické testování v určitých intervalech.

Bezpečnost používání elektrické energie závisí nejen na správné instalaci elektroinstalace, ale také na dodržování požadavků stanovených regulační dokumentací pro její provoz. Zemnící smyčka budovy jako nedílná součást ochranných elektrických zařízení vyžaduje periodické sledování jejího technického stavu.

Obsah článku

• Jak funguje uzemňovací zařízení?
• Jak uzemnění chrání lidi?
• Jak funguje uzemňovací zařízení?
• Principy měření odporu uzemňovacího zařízení
• Ampérmetrová a voltmetrová metoda
• Způsob kompenzace
• Přístroje pro měření odporu uzemňovacího zařízení
• Metodika měření odporu uzemňovacího zařízení
• Třívodičové měření odporu
• Měření odporu čtyřvodičovou metodou
• Měření zemního odporu pomocí proudových kleští
• Měření odporu obvodu bez přerušení zemnícího obvodu pomocí klešťových měřičů
• Měření odporu obvodu bez pomocných elektrod pomocí dvou měřicích svorek
• Závěr

Jak funguje uzemňovací zařízení?

V normálním režimu napájení je zemnící smyčka připojena PE vodičem ke skříním všech elektrických spotřebičů, systému vyrovnání potenciálu budovy a je neaktivní: zhruba řečeno, neprocházejí jí žádné proudy, s výjimkou malých pozadí. .

Jak uzemnění chrání lidi?

Dojde-li v důsledku porušení izolační vrstvy elektrického vedení k mimořádné události, objeví se na těle vadného elektrospotřebiče nebezpečné napětí, které protéká PE vodičem přes zemní smyčku k zemnímu potenciálu.

Vzhledem k tomu by mělo být množství vysokého napětí přenášeného na části, které nevedou proud, sníženo na bezpečnou úroveň, která není schopna způsobit elektrické zranění osobě, která je v kontaktu s tělem vadného zařízení přes zem.

Při přetržení PE vodiče nebo zemní smyčky neexistuje žádná cesta pro odvod napětí a proud začne procházet tělem člověka zachyceného mezi potenciály poškozeného domácího spotřebiče a zemí.

Proto je při provozu elektrického zařízení důležité udržovat zemnící smyčku v dobrém stavu a její stav sledovat periodickým elektrickým měřením.

Jak funguje uzemňovací zařízení?

V novém provozuschopném obvodu elektrický proud havárie přes PE vodič vstupuje do elektrod, které jsou svým povrchem v kontaktu se zemí a přes ně rovnoměrně přechází k potenciálu země. V tomto případě je hlavní tok rovnoměrně rozdělen na jednotlivé části.

V důsledku dlouhodobého působení agresivního půdního prostředí se kov proudových vodičů pokryje povrchovým oxidovým filmem. Počátek koroze postupně zhoršuje podmínky pro průchod proudu a zvyšuje elektrický odpor kontaktů celé konstrukce. Rez, která se tvoří na ocelových dílech, je obvykle obecná a v některých oblastech má výrazný lokální charakter. To je způsobeno nerovnoměrnou přítomností chemicky aktivních roztoků solí, zásad a kyselin, které jsou neustále přítomny v půdě.

Výsledné korozní částice ve formě jednotlivých vloček se vzdalují od kovu a tím zastavují místní elektrický kontakt. Postupem času je takových míst tolik, že se odpor obvodu zvyšuje a zemnící zařízení ztrácí elektrickou vodivost a není schopné spolehlivě vybít nebezpečný potenciál do země.

Pouze včasná elektrická měření mohou určit okamžik nástupu kritického stavu obvodu.

Principy měření odporu uzemňovacího zařízení

Metoda hodnocení technického stavu obvodu je založena na klasickém zákonu elektrotechniky, který pro úsek obvodu identifikoval Georg Ohm. K tomuto účelu stačí propouštět proud z kalibrovaného zdroje napětí přes řízený prvek a měřit procházející proud s vysokou přesností a následně vypočítat hodnotu odporu.

Ampérmetrová a voltmetrová metoda

Protože obvod pracuje v zemi celou svou kontaktní plochou, měl by být při měření posouzen. K tomu jsou elektrody pohřbeny v půdě v krátké vzdálenosti (asi 20 metrů) od řízeného uzemňovacího zařízení: hlavní a přídavné. Jsou napájeny proudem ze stabilizovaného zdroje střídavého napětí.

Obvodem tvořeným dráty, zdrojem EMF a elektrodami začne protékat elektrický proud s podzemní vodivou částí zeminy, jejíž hodnota se měří ampérmetrem.

Voltmetr je připojen k povrchu zemní smyčky očištěné na holý kov a kontakt hlavní zemnící elektrody.

Měří úbytek napětí v oblasti mezi hlavní zemnící elektrodou a zemní smyčkou. Vydělením hodnoty voltmetru proudem naměřeným ampérmetrem můžete vypočítat celkový odpor úseku celého obvodu.

Při hrubých měřeních se na to můžete omezit, ale pro přesnější výpočet výsledků budete muset korigovat získanou hodnotu odečtením hodnoty odporu spojovacích vodičů a vlivu dielektrických vlastností půdy na charakter šíření proudy v půdě.

Celkový odpor snížený o tuto hodnotu a měřený od první akce poskytne požadovaný výsledek.

Popsaná metoda je poměrně jednoduchá a nepřesná a má určité nevýhody. Proto byla vyvinuta pokročilejší technologie pro provádění lepších měření odborníky v elektrických laboratořích.

Způsob kompenzace

Měření je založeno na použití hotových konstrukcí vysoce přesných metrologických přístrojů vyráběných průmyslem.

Tato metoda také zahrnuje instalaci hlavní a pomocné elektrody do půdy.

Jsou rozmístěny po délce asi 10÷20 metrů a pohřbeny na stejné lince, pokrývající testovanou zemní smyčku. Na sběrnici uzemňovacího zařízení je připojena měřicí sonda, která se snaží umístit zařízení blíže ke kontaktu sběrnice. Spojovací vodiče spojují svorky zařízení s elektrodami instalovanými v zemi.

Zdroj střídavého EMF produkuje do připojeného obvodu proud I1, který prochází uzavřeným obvodem tvořeným primárním vinutím proudového transformátoru CT, propojovacími vodiči, kontakty elektrod a zemí.

Sekundární vinutí TT transformátoru přijímá proud I2 rovný primárnímu a přenáší jej na odpor reostatu R, což umožňuje reochordu „b“ nastavit rovnováhu mezi napětími U1 a U2.

Oddělovací transformátor IT přenáší proud I2 procházející jeho primárním vinutím do svého sekundárního obvodu, uzavřeného k měřicímu zařízení V.

Proud I1 protékající zemí v oblasti mezi hlavní zemnící elektrodou a zemní smyčkou tvoří úbytek napětí U1 v námi měřené oblasti, který se vypočítá podle vzorce:

Proud I2 procházející úsekem reostatu R „ab“ s odporem rab tvoří úbytek napětí U2, určený výrazem:

Během měření posuňte rukojeť posuvníku tak, aby byla výchylka ukazatele přístroje V nastavena na nulu. V tomto případě bude splněna rovnost: U1=U2.

Pak dostaneme: I1∙rx=I2∙rab.

Protože konstrukce zařízení je provedena tak, že I1=I2, je dodržen následující vztah: rx=rab. Zbývá jen zjistit odpor sekce ab. K tomu však stačí zvětšit rukojeť potenciometru a na její pohyblivou část namontovat ukazatel, který se bude pohybovat po pevné stupnici, předem kalibrované v jednotkách odporu reostatu R.

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

Pomocí IT oddělovacího transformátoru a speciální konstrukce měřicí hlavy V docílíme spolehlivého odladění zařízení od bludných proudů. Vysoká přesnost měřicího mechanismu přispívá k nízkému vlivu přechodového odporu sondy na výsledek měření.

Zařízení pracující metodou kompenzace umožňují přesně měřit odpor jednotlivých prvků. K tomu stačí připojit vodič odstraněný z bodu 1 na jeden konec měřeného obvodu a na druhý – měřicí sondu (bod 2) a vodič z bodu 3 z pomocné elektrody.

Přístroje pro měření odporu uzemňovacího zařízení

Během vývoje energetiky byly měřicí přístroje neustále zdokonalovány z hlediska snadného použití a získávání vysoce přesných výsledků.

Před několika desetiletími byly široce používány pouze analogové měřiče vyráběné v SSSR takových značek jako MS-08, M4116, F4103-M1 a jejich modifikace. V práci pokračují dodnes.

V současnosti je úspěšně doplňuje řada zařízení využívajících digitální technologie a mikroprocesorová zařízení. Poněkud zjednodušují proces měření, jsou vysoce přesné a ukládají výsledky nejnovějších výpočtů do paměti.

Metodika měření odporu uzemňovacího zařízení

Po doručení přístroje na místo měření a vyjmutí z přepravního kufru připravte přípojnici pro připojení kontaktního vodiče: místo pro připojení krokosvorky očistěte od stop koroze pilníkem nebo nainstalujte svorku se šroubovací svorkou, která tlačí přes vrchní vrstvu kovu.

Třívodičové měření odporu

Požadavky na bezpečný provoz vyžadují, aby se měření provádělo s vypnutým jističem ve vstupním napájení budovy nebo s odstraněným PE vodičem z uzemňovače. V opačném případě, pokud dojde k nouzovému režimu, bude svodový proud protékat obvodem a zařízením nebo tělem operátora.

Připojovací vodič je připojen k zařízení a svorce.

V nastavené vzdálenosti jsou zemnící elektrody zaraženy do země kladivem. Zavěste na ně cívky s propojovacími vodiči a spojte jejich konce.

Nainstalujte drátové kontakty do zdířek zařízení, zkontrolujte připravenost obvodu k provozu a velikost rušivého napětí mezi nainstalovanými elektrodami. Nemělo by překročit 24 voltů. Pokud toto ustanovení není splněno, budete muset změnit umístění elektrod a znovu zkontrolovat tento parametr.

Zbývá pouze stisknout tlačítko automatického měření a odstranit vypočítaný výsledek z displeje.

Po obdržení výsledku prvního měření se však nemůžete uklidnit. Chcete-li zkontrolovat svou práci, musíte provést malou sérii kontrolních měření a přesunout potenciální kolík na krátké vzdálenosti. Nesoulad mezi všemi získanými hodnotami odporu by se neměl lišit o více než 5%.

Měření odporu čtyřvodičovou metodou

Pro použití metod vertikálního elektrického snímání lze použít měřiče odporu zemní smyčky ve čtyřvodičovém obvodu, umístění přijímacích elektrod podle Wennerovy nebo Schlumbergerovy metody.

Tato metoda je vhodnější pro hloubkový výzkum a výpočet elektrického odporu půdy.

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

Měření zemního odporu pomocí proudových kleští

Při použití metody je nutné mít proud pozadí z elektroinstalace budovy do zemní smyčky. Jeho hodnota pro většinu zařízení pracujících podle tohoto typu by neměla překročit 2,5 ampéru.

Měření odporu obvodu bez přerušení zemnícího obvodu pomocí klešťových měřičů

Pomocí měřiče IS-20/1m můžete provést elektrické posouzení stavu uzemňovacího zařízení objektu dle následujícího schématu.

Měření odporu obvodu bez pomocných elektrod pomocí dvou měřicích svorek

U této metody není potřeba instalovat další elektrody do země a práci lze provádět pomocí dvou proudových svorek. Budou muset být rozmístěny podél přípojnice uzemňovacího zařízení do vzdálenosti více než 30 centimetrů.

Volba měřicí techniky závisí na konkrétních provozních podmínkách zařízení a je určena laboratorními specialisty.

Stav uzemňovacího zařízení lze hodnotit v různých obdobích roku. Je však třeba vzít v úvahu, že v období vysokého obsahu vlhkosti v půdě během podzimního a jarního tání jsou podmínky pro šíření proudů v zemi nejpříznivější a v suchém a horkém počasí nejhorší .

Letní měření se zaschlou zeminou nejpřesněji odráží skutečný stav okruhu.

Někteří elektrikáři doporučují nalévat solné roztoky do půdy v blízkosti elektrod, aby se snížila hodnota odporu. Je třeba si uvědomit, že toto opatření je dočasné a neúčinné. Jak vlhkost odchází, stav vodivosti se opět zhorší a rozpuštěné ionty soli zničí kov umístěný v půdě.

Konečně,

Všechny pozorné čtenáře a zkušené elektrikáře vyzýváme, aby se podívali na níže uvedený obrázek, který demonstruje na první pohled jednoduchý způsob měření odporu uzemňovacího zařízení, který nenašel široké praktické uplatnění v laboratořích.

Vysvětlete v komentářích, jaké elektrické procesy při této metodě probíhají a jak ovlivňují přesnost měření. Otestujte si své znalosti, hodně štěstí!

• Proč je měření odporu smyčky fáze-nula prováděno profesionály a neděláno hackery?
• Jak zkontrolovat stav vinutí elektromotoru
• Jak zkontrolovat elektromotor – jednoduché tipy pro elektrikáře

Doufám, že vám byl tento článek užitečný. Podívejte se také na další články z kategorie Pomoc začínajícím elektrikářům, Průmyslová elektrická zařízení

Přihlaste se k odběru našeho kanálu na Telegram: World of Electricity

Zde můžete zanechat komentář, položit otázku a jen chatovat:
Chat na elektrická témata

Sdílejte tento článek se svými přáteli: