Измерение сопротивления защитного и рабочего заземления: ⚡ Измерение сопротивления заземляющего устройства

Измерение сопротивления защитного и рабочего заземления • Energy-Systems

Организация и измерение параметров системы заземления

Любая почва является проводником электрического тока. Процессы электрики имеют в грунте определенный потенциал, а потому грунт можно представлять в виде общего проводника для любых процессов. Электрическую систему в любом регионе можно соединить с грунтом напрямую или через специальную промежуточную среду.

В целом, земля является хорошим нулевым проводником электричества и используется в качества важного средства защиты человека и его имущества от опасных ситуаций, связанных с использованием электрических систем.

Соединение электрической системы с грунтом с помощью специальных проводников называют заземлением. В настоящее время система заземления является обязательным условием реализации любого электропроекта – магазина, офиса, жилого или производственного строения. Для эффективной защиты человека, мало организовать систему заземления, следует также проводить периодические проверки такой системы для поддержания ее в работоспособном состоянии. Измерение сопротивления защитного и рабочего заземления – работы, к проведению которых должны привлекаться профессиональные электрики, обладающие необходимыми знаниями, квалификацией и опытом.

Заземление выполняет множество функций. Рабочая функция предполагает пропускание через систему электрического тока и уход его в землю. Защитные функции выполняются путем передачи в землю токов, возникших из-за коротких замыканий или разрядов, попавших во время грозы на систему защиту от молний.

В целом, можно сказать о том, что защитная функция заземления выполняется через снижение уровня напряжения до безопасного значения на проводящих элементах системы, в случаях замыкания на них рабочих фаз, а также обеспечением передачи земле возможного атмосферного заряда от молний.

Если для безопасной работы электрической системы применяются устройства защиты и автоматические выключатели, в системе также работает возможность предотвращения возникновения опасных ситуаций из-за замыкания нуля на заземление.

Помимо обозначенных, заземление также может выполнять функции снижения уровня помех, появившихся в системе через приборы извне, а также снижения непредусмотренных электромагнитных излучений включенных в сети устройств.

Действующие сегодня правила и нормы допускают использование одной системы заземления для различных электрических систем и установок, а также совмещение различных функций заземления. Однако это возможно только в том случае, если технические решения не нарушают работоспособности защитных функций системы.

Пример технического отчета

Назад

1из27

Вперед

Принципы устройства систем заземления и проверки функциональности

Система заземления обязательно включает в себя заземлители и заземлительные проводники. Заземлители – это специальные изделия, созданные на основе токопроводящих материалов. Их основная задача – передача возникающих в электрической системе опасных зарядов в землю. Для надежной работы системы заземления и безопасной эксплуатации электросети, предполагается использование множества заземлителей, глубина залегания которых, материал, количество определяется назначением заземления, особенностями объекта, электрической системы и другими параметрами.

Для проверки надежности системы необходимо измерение заземления, нормы, периодичность и другие особенности данного процесса регулируются правилами устройства и эксплуатации электроустановок.

Первоначально специалисты должны провести внешний осмотр элементов системы заземления, расположенных на поверхности земли. Если в ходе первоначальной проверки никаких нарушений не обнаружено, наши сотрудники проверяют надежность всех соединений заземления, качество сварки. В процессе такой работы используются простые ручные инструменты. Далее проводятся измерительные работы с использованием специальных технических средств.

Для обеспечения безопасности персонала, перед проверкой заземления, необходимо исключить вероятность возникновения замыканий рабочей фазы сеть на землю.

Основные измерительные работы для определения параметров заземления проводятся на контуре заземлительной системы. В настоящее время, специалисты могут пользоваться различными методиками проведения испытаний сети, но наиболее распространенным и популярным из-за точности показаний, является трехточечный способ.

В упрощенном варианте трехточечная методика измерения сопротивления защитного заземления предполагает подачу электрического тока на заземление от источника, подключаемого к заземлению и к самому удаленному заземлителю. Между этими точками соединения специалисты располагают дополнительный заземлитель, который называется заземлителем напряжения. После этого на участке между соединением источника тока с заземлением и дополнительным заземлителем проводятся замеры напряжения.

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости услуг электролаборатории.

Онлайн расчет стоимости проектирования

1	Электроиспытания по кол-ву линий (от 7500р)	шт.		500 р.
2	Электролаборатория до 200 кв. м. (от 7500 р.)	кв.м.		80 р.
3	Электролаборатория от 200 до 500 кв.м.	кв.м.		80 р.
4	Электролаборатория от 500 кв.м.	кв.м.		65 р.
5	Электролаборатория от 1000 кв. м.	кв.м.		50 р.
6	Одна-двухкомнатная квартира (с выездом и техническим отчетом)	шт.		7500 р.
7	Трехкомнатная квартира (с выездом и техническим отчетом)	шт.		9000 р.
8	Свыше трех комнат (с выездом и техническим отчетом) от;	шт.		10000 р.
9	Испытание автоматических выключателей, 3-полюсный автомат свыше 1000 А	шт.		450 р.
10	Испытание автоматических выключателей, 3-полюсный автомат до 50 А	шт.		150 р.
11	Испытание автоматических выключателей, 1-полюсный автомат	шт.		90 р.
12	Проверка автоматических выключателей (2-полюсное УЗО)	шт.		120 р.
13	Проверка автоматических выключателей (4-полюсное УЗО)	шт.		180 р.
14	Замер полного сопротивления цепи «Фаза-нуль», 1 токоприемник	шт.		120 р.
15	Проверка наличия цепи между заземленными элементами установки и заземлителями (металлосвязь)	точка		35 р.
16	Проверка сопротивлений заземлителей и заземляющих устройств	точка		500 р.
17	Замер сопротивления изоляции мегаомметром 3 жил	линия		150 р.
18	Замер сопротивления изоляции мегаомметром 5 жил	линия		180 р.
19	Испытание повышенным напряжением кабельных линий после ремонта	линия		5000 р.
20	Испытание автоматических выключателей, 3-полюсный автомат до 200 А	шт.		180 р.
21	Испытание автоматических выключателей, 3-полюсный автомат до 1000 А	шт.		350 р.
22	Технический паспорт на заземлитель	шт.		10000 р.
23	Составление КП для госучреждений, от	шт.		500 р.

Итого:

руб

Нажимая кнопку заказать, вы соглашаетесь на обработку персональных данных.

Измерение сопротивления контура заземления и изоляции, рабочего (защитного) заземления опор, элетроустановок, заземляющих устройств, молниезащита

Главная / Электротехническая лаборатория / Измерение сопротивления заземляющих устройств и молниезащиты

Заказать услугу

Измерение сопротивления контура заземления необходимо для безопасной эксплуатации электрических устройств. В зависимости от состояния поверхности земли, типа грунта, времени года, влажности, температуры воздуха оно может колебаться. Если влажность почвенного покрова высокая, постоянно присутствует вода, величина сопротивления может значительно измениться. Именно поэтому, перед обустройством системы заземления необходимо иметь чёткие и достоверные данные о типе и геологическом составе грунта.

Для правильного монтажа защитного заземления изучают систему энергообеспечения объекта, общую мощность потребителей и нагрузку на электрическую сеть. После этого выполняют электрическое соединение токоизолированных элементов электрооборудования с землёй. Это необходимо для предотвращения риска получения электротравмы при пробое «на корпус».

Лаборатория выполняет измерение сопротивления заземления квалифицированными специалистами, прошедшими обучение и имеющими необходимую группу допуска для обслуживания электроустановок потребителей. Для проведения замеров используется прибор ИС-20/1. Он проходит периодическую проверку, позволяет замерить величину сопротивления с высокой точностью. Достоверные данные отражаются в протоколе установленной формы.

Защитное заземление подключают для достижения безопасного порога напряжения относительно земли на токопроводящих корпусных элементах оборудования и приборов. Такая мера направлена на исключение последствий короткого замыкания на корпус и предупреждения распространения электрического тока на человека или животное. Измерение сопротивления изоляции и заземления необходимо делать периодически, чтобы оценить состояние электропроводки и токоведущих элементов и вовремя заменить дефектную деталь или устройство.

При пробое на корпус оборудование, имеющее заземление, не представляет угрозу жизни, так как ток и напряжение снижаются до нуля и не успевают оказать негативное воздействие.

Измерение сопротивления заземления опор на периодической основе распространено во всех отраслях промышленности. В частности, такую процедуру выполняют при обустройстве молниезащиты и сдаче готовых объектов в эксплуатацию. Современное защитное заземление используется в трёхфазных электрических сетях с напряжением до 1 кВ с изолированным нейтральным проводом, а также в сетях с напряжением свыше 1 кВ с нейтральным проводом любого типа подключения.

Крупные промышленные организации, заводы, предприятия должны выполнять измерение сопротивления защитного и рабочего заземления постоянно, в установленные сроки. Это позволяет объекту функционировать безопасно, без риска получения электротравмы сотрудниками. Специалисты лаборатории при проверке проверяют наличие неразрывности соединения между электрическими устройствами и землёй, а также замеряют параметр сопротивления «растекания тока» на заземлителе.

Рекомендации по измерению сопротивления заземляющего устройства

Зачем это нужно?

Измерение сопротивления заземления дает основную информацию о его работоспособности. Поскольку основным средством защиты электроустановок обычно является заземляющее устройство (ЗУ), то без измерения его ключевой характеристики как при вводе в эксплуатацию, так и при плановых и контрольных испытаниях в процессе эксплуатации не обойтись.

Основные понятия позволяют говорить на одном языке. Вы понимаете и вас понимают.

Согласно EIC Rev. 7, сопротивление заземляющего устройства представляет собой отношение напряжения на GA и тока, протекающего от заземляющего устройства к земле. Обратите внимание, что заземляющее устройство представляет собой совокупность заземляющего устройства и заземляющих проводников. Это означает, что при измерении необходимо определить сопротивление всей цепи, составляющей заземляющее устройство (для описания этой цепи обычно используется термин «цепь заземления», хотя официально в EIC Rev. 7 он не используется).

С точки зрения GA, существует испытаний, связанных с вводом в эксплуатацию и эксплуатационными испытаниями. В первом случае измеряется сопротивление для определения возможности ввода ГА в эксплуатацию (наряду с другими видами испытаний, если они предусмотрены нормативными документами). В последнем случае в настоящее время оценивается работоспособность уже введенного в эксплуатацию заземления. Необходимость в эксплуатационных испытаниях возникает как из-за старения ГА, так и из-за сезонных изменений параметров заземления, связанных, например, с колебаниями влажности почвы.

Несмотря на то, что заземление измеряется, использование типовых омметров для проверки ГА практически бесполезно. Для обеспечения этого вида измерений используются специальные приборы. Их называют измерителями сопротивления заземления или просто тестерами заземления.

Измерения могут проводиться на постоянном токе, переменном токе промышленной частоты (50 Гц в нашей стране) или на переменном токе высокой частоты (около нескольких сотен Гц и более). Поскольку электроэнергетика по-прежнему базируется на переменном токе, измерения параметров заземления на постоянном токе, за исключением нескольких частных случаев, не производятся. При измерениях на частоте 50 Гц возникает проблема помех от тока утечки на этой частоте, что вызвано работой электроустановок или даже линий электропередач, расположенных поблизости. Эта проблема решалась возможностью ручного изменения рабочей частоты (например, такое решение использовалось в советском приборе МС-08). Измерения с использованием токов высокой частоты весьма актуальны в связи с широким разбросом различных нелинейных нагрузок, что приводит к многочисленным гармоникам в цепи заземления.

В современных приборах для измерения сопротивления применяют импульсы тока меандровой формы с частотой от 100 до 300 Гц (например, в широко распространенном приборе ЖГ-4300 применяется частота 128 Гц). Таким образом, мы можем избежать помех на частоте 50 Гц и смоделировать реальные условия, когда ток имеет множество гармоник. Дополнительная защита от помех достигается за счет цифровой обработки сигнала, в частности быстрого преобразования Фурье.

Величина напряжения на клеммах счетчика GA в норме не должна превышать 42 В. За счет этого обеспечивается безопасность проведения измерений для персонала.

Как мы можем измерить?

МС-08 уже давно является настоящей «рабочей лошадкой» для измерения сопротивления ГА. Его производство было начато еще в 1957 году, но иногда устройство используется до сих пор. Более того, интернет-магазины могут предложить даже новые приборы, и они даже дороже, чем современные цифровые счетчики китайского производства. Кстати, о прекращении производства МС-08 никогда не сообщалось, так что, вероятно, этот легендарный аппарат все еще находится в производстве.

Важным преимуществом MS-08 является то, что ему не нужны батарейки. Для измерения необходимо повернуть ручку генератора, чтобы получить переменный ток. Изменяя частоту вращения рукоятки, вы можете изменять частоту измерения, чтобы избежать помех. С рукояткой механически связан не только генератор, но и коммутационное устройство, выполняющее роль выпрямителя. Коммутационное устройство изменяет полярность подключения тестера по фазе с током, вырабатываемым генератором. Благодаря этому помехи эффективно подавляются. Прибор имеет три диапазона измерения: до 10 Ом, до 100 Ом и до 1000 Ом.

В 1972 году в СССР было начато производство усовершенствованных счетчиков М416, не требующих вращения рукоятки. Подавление помех было достигнуто за счет использования синхронного метода детектирования. Измерения сопротивления были возможны в диапазоне от 0,1 до 1000 Ом; было 4 диапазона измерений. В настоящее время «традиционный» аналоговый прибор М416 не выпускается, однако в продажу поступает цифровой измеритель сопротивления ГА с тем же индексом, не имеющий ничего общего со старым прибором.

Среди аналоговых измерителей сопротивления ГА советского времени до сих пор выпускается и широко используется Ф4103-М1. Может питаться как от гальванических элементов, так и от внешнего источника. Измерения производятся на частоте около 300 Гц (не контролируется). Прибор может измерять сопротивление от 0 до 15 000 Ом; Предусмотрено 10 диапазонов.

Современные приборы обычно имеют цифровую индикацию, но все же есть специалисты, для которых стрелочные индикаторы более удобны. Они ценят недорогой прибор SEW 1805R со стрелочным индикатором. К преимуществам прибора для измерения сопротивления в диапазоне от 0,1 до 2000 Ом (3 диапазона) относится малый ток, используемый при измерениях (2 мА против 80-200 мА в других приборах), что иногда позволяет работать в цепях под напряжением. Еще одной его особенностью является высокая рабочая частота, т.е. 820 Гц. Недостаток прибора в том, что он поддерживает только 2-проводную и 3-проводную схемы измерения (о ней речь пойдет ниже).

Прибор ИС-20 — хороший выбор для измерений в сложных условиях. Его преимущества: эргономичный дизайн, степень защиты IP54, несколько вариантов питания. Диапазон измеряемых сопротивлений: от 1 мкОм до 9,99 кОм. Данные измерений могут быть переданы на ПК беспроводным способом через Bluetooth. Рабочая частота 128 Гц, а при двухпроводных измерениях 512 Гц. Важно, что устройство произведено в России, а для некоторых приложений это критично.

Современная «рабочая лошадка» для измерения сопротивления ГА — ЖГ-4300 он же «Железный Гарри» (Железный Гарри). Он легкий (0,9 кг с батареями) и имеет удобный эргономичный дизайн. Может измерять сопротивления от 0,05 Ом до 20 кОм; есть 5 диапазонов.

В число испытателей высшего ранга входит МРУ-200. Может измерять сопротивление защитного заземления в диапазоне от 0 до 19,99 кОм. Степень защиты IP54, встроенный аккумулятор NiMH 4,2 А·ч – весомые преимущества при работе «в поле». Наряду с измерением сопротивления защитного заземления прибор также может определять сопротивление заземления системы молниезащиты импульсным методом в диапазоне от 0 до 19 Ом.9 Ом. Этот измеритель сопротивления GA производится в ЕС, а именно в Польше.

Обратите внимание, что эти устройства, наряду с их основной функцией, могут иметь дополнительные функции, например. измерение удельного сопротивления грунта или сопротивления току утечки.

Как измерить сопротивление?

Наиболее распространены общепринятые методы измерения сопротивления ГА, основанные на применении вольтметра и амперметра с последующим расчетом сопротивления по закону Ома. Подробнее об этих методах можно прочитать здесь.

К преимуществам традиционных методов относится возможность их использования в любой системе электроснабжения. К недостаткам можно отнести необходимость отключения заземляющего устройства от электроустановки для проведения измерений; влияние тока утечки на точность измерения.

Обычными методами являются 2-, 3- и 4-проводные измерения. Из-за низкой точности двухпроводный метод используется редко. 3-проводной метод прост в реализации, но его точность уступает 4-проводному методу.

ЗУ — ГА
Т1 П1 П2 Т2 — Т1 П1 П2 Т2

Если измеренное сопротивление ГА должно быть менее 5 Ом, то рекомендуется только 4-х проводной метод.

ЗУ — ГА
Т1 П1 П2 Т2 — Т1 П1 П2 Т2
ПУ — ПА

Счетчик имеет потенциальные клеммы Р1 и Р2 и токовые клеммы Т1 и Т2. Согласно 4-проводному методу от Р1 и Т1 до заземления используются разные провода, которые подключаются непосредственно к заземляющим клеммам. При измерениях по 3-проводному методу клеммы Р1 и Т1 соединяют штекером, а затем от них ведет один провод к заземлению. Если прибор изначально предназначен для измерения только трехпроводным методом, то для подключения к заземлению одним проводом предусмотрена одна клемма.

Клеммы P2 и T2 соединены, соответственно, с так называемыми стержнями потенциала и стержнями тока. Измерительные рейки рекомендуется заглублять в почву не менее чем на 0,5 м. В норме токовый и потенциальный стержни располагаются на одной линии с ГА.

Для корректного измерения расстояния между стержнями необходимо определить максимальный размер диагонали заземлителя D. Потенциальный стержень устанавливается на расстоянии 1,5 D, но не менее 20 м от заземляющего электрода. Токовый стержень устанавливают на расстоянии не более 3D, но не менее 40 м от заземлителя.

Однако одного измерения обычно недостаточно для получения точного результата. Причина в неравномерности структуры почвы. Поэтому потенциальный стержень устанавливают многократно на расстоянии от 20 до 80 % от исходного расстояния между потенциальным и токовым стержнем. Сопротивление измеряется каждый раз. Для обеспечения точности чем больше точек, тем лучше, и достаточно шага в 10%. Полученные результаты наносятся на график. Если график имеет вид постепенно возрастающей кривой, то за окончательный результат принимается сопротивление на участке, где разница между соседними точками не превышает 5 %. Если участок имеет значительную крутизну или более сложную форму, измерения следует повторить после изменения направления линии, по которой устанавливаются стержни. Вероятно, вам также придется увеличить начальные расстояния в 1,5-2 раза.

Безэлектродный метод

Не всегда возможно установить токовые и потенциальные стержни. Например, в условиях вечной мерзлоты или когда на объекте нет места. При этом замер заземления ЛЭП в условиях вечной мерзлоты обычно производят в период наиболее сильного промерзания грунта. К тому же не всегда есть возможность отключить ГА от электроустановки для проведения измерений. Затем применяют безэлектродный метод измерения по ГОСТ Р 50571.16-2007, основанный на применении токоизмерительных клещей. Подробно здесь.

Переменный ток с заданным напряжением и частотой, отличной от частоты сети, подается на УУ от генератора учета. Ток в заземляющем проводе измеряется специальными токоизмерительными клещами, чувствительными только к частоте измерительного генератора. Поскольку напряжение на ГА известно точно, измерения тока позволяют рассчитать сопротивление ГА по закону Ома.

Отметим, что безэлектродный метод, хотя и удобен, по точности измерений уступает правильно организованным измерениям традиционным методом. В частности, для подачи переменного тока в цепь для проведения измерений используется устройство, аналогичное токоизмерительным клещам по принципу действия. Для обеспечения необходимого уровня индукции используется рабочая частота около 3 кГц, что также вносит погрешность.

Можно считать, что безэлектродный метод оценивает значение сопротивления ГА сверху. Это означает, что фактическое значение сопротивления не превышает показаний прибора. Это нормально с точки зрения безопасности: чем ниже фактическое значение сопротивления, тем лучше.

Недостатком метода является то, что его можно использовать непосредственно в системах ТТ и TN только с заземлением соты. Для обычных систем TN требуется кратковременная установка штекера между нулевым и заземляющим проводами. Во всем здании, где установлено заземление, для проведения замеров придется отключать электропитание, и преимуществ по сравнению с обычным методом больше не будет.

В качестве примеров оборудования для измерения безэлектродным методом можно рассмотреть FLUKE-1630-2 и Greenlee CMGRT-100A. Стоимость таких систем в 5-10 раз выше, чем у приборов, предназначенных для измерения сопротивления традиционным методом.

Требования к приборам, документации и персоналу лаборатории

Поскольку от безотказной работы заземления зависит здоровье или даже жизнь человека, рассматриваемые здесь устройства должны быть сертифицированы для применения в России и пройти испытания. Срок поверки измерения сопротивления ГА обычно составляет 1 год, а в отдельных случаях до 2 лет. Общие требования к квалификации персонала, работающего с измерителем сопротивления ГА, обычно приводятся в технической документации к прибору.

Если замеры проводятся в рамках текущих работ по техническому обслуживанию электроустановок, документация оформляется в соответствии с главой 1. 8 ПТОЭИК.

Для того чтобы лаборатория, в которой используется прибор, могла работать в рамках Единой системы соответствия, ее организационная структура и квалификация персонала должны соответствовать требованиям СДАЭ-04-2010. Лаборатория должна быть аттестована в соответствии с правилами, предусмотренными в СДАЭ-01-2010 и РТЭИК, и иметь Свидетельство о регистрации электролаборатории.

В случае проведения измерений аккредитованной лабораторией оформление протокола измерений производится по ГОСТ Р 58973-2020. Настоящий ГОСТ устанавливает общие правила оформления документов. Отдельный образец формы протокола измерения сопротивления ГА называется ЭЛ-8а (форма для скачивания). Данная форма соответствует требованиям ГОСТ Р 58973-2020; однако он не был введен в действие каким-либо федеральным нормативным актом. Некоторое время назад был создан типовой набор бланков протоколов испытаний в формате *.doc. Это удобно, однако юридических оснований для использования данной формы нет.

К протоколу измерений желательно приложить копию свидетельства об аккредитации лаборатории и копию свидетельства о поверке счетчика. Эти документы дают представление о компетентности и профессионализме персонала и компании, проводившей измерения.

Сколько Ом должно быть и как часто нужно измерять?

В таблице приведены некоторые стандарты сопротивления заземления:

Тип заземления	Сопротивление, Ом, не более	Нормативный документ	Возможность увеличения в особых случаях
Электроустановки до 1 кВ с изолированным нейтральным проводом	4	Пункт 1.7.65 EIC Ред. 7	10 Ом с генератором и трансформатором мощностью не более 100 кВА
Общее сопротивление растеканию заземляющего устройства трехфазной линии электропередачи 380 В	10	Пункт 1. 7.64 EIC Ред. 7	0,01ρ при удельном сопротивлении грунта ρ более 100 Ом*м, но не более чем в 10 раз
Повторное сопротивление растеканию заземляющих устройств трехфазной линии электропередачи 380 В	30	Пункт 1.7.64 EIC Ред. 7	0,01ρ при удельном сопротивлении грунта ρ более 100 Ом*м, но не более чем в 10 раз
Заземление нулевого провода генератора или трансформатора в трехфазной сети 380 В	4	Пункт 1.7.101 EIC Ред. 7	0,01ρ при удельном сопротивлении грунта ρ более 100 Ом*м, но не более чем в 10 раз

RTOEIC рекомендует проводить полные проверки ГА с восстановлением грунта один раз в 12 лет. Заземления опор воздушных линий электропередач менее 1000 В следует проверять чаще, 1 раз в 6 лет. Кроме того, после ремонта опор необходимо проверить заземление.

Нормативные значения, предусмотренные РД 153-34. 0-20.525-00, требуют проведения полной проверки ГА объектов электроэнергетики с периодичностью 1 раз в 12 лет. Однако после возникновения короткого замыкания или аварийной ситуации на объекте необходимо произвести осмотр АОН в аварийном месте и прилегающих участках АОН. Более того, что особенно актуально в условиях цифровизации электроэнергетики, рекомендуется проверять АУ после каждой модернизации, особенно если установлены электронные и микропроцессорные устройства. Именно по этой причине, наряду с внедрением современных технологий в энергетике, все более востребованными будут приборы для измерения сопротивления ГА.

Получить бесплатный расчет системы заземления или задать вопрос эксперту ZANDZ можно по кнопкам ниже.

Статьи по Теме:

Проверка сопротивления заземления может улучшить время безотказной работы

Автор Jit Patel

Электрические системы должны быть заземлены, чтобы в случае удара молнии или перенапряжения в сети ток нашел безопасный путь к земле. Заземляющий электрод обеспечивает контакт между электрической системой и землей. Чтобы обеспечить надежное соединение с землей, в электрических нормах, технических стандартах и ​​местных стандартах часто указывается минимальное сопротивление заземляющего электрода.

Плохое заземление может привести к простоям в электрических, кабельных и телекоммуникационных сетях. Кроме того, отсутствие хорошего заземления опасно и увеличивает риск отказа оборудования. Без эффективной системы заземления мы можем подвергнуться риску поражения электрическим током, не говоря уже об ошибках приборов, проблемах с гармоническими искажениями, проблемах с коэффициентом мощности и множестве возможных непостоянных дилемм. Если токи короткого замыкания не имеют пути к земле через правильно спроектированную и обслуживаемую систему заземления, они найдут непреднамеренные пути, которые могут включать людей.

Из-за важности заземления Международная ассоциация электрических испытаний предписывает проводить испытания заземляющего электрода каждые три года для системы в хорошем состоянии со средними требованиями к времени безотказной работы. Кроме того, эти организации имеют рекомендации и/или стандарты по заземлению для обеспечения безопасности:

• OSHA (Управление по охране труда)
• NFPA (Национальная ассоциация противопожарной защиты)
• ANSI/ISA (Американский национальный институт стандартов и приборостроительное общество). Америка)
• TIA (Ассоциация телекоммуникационной промышленности)
• IEC (Международная электротехническая комиссия)
• CENELEC (Европейский комитет по электротехнической стандартизации)
• IEEE (Институт инженеров по электротехнике и электронике)

Зачем тестировать системы заземления?

Со временем коррозионные почвы с высоким содержанием влаги, высоким содержанием солей и высокими температурами могут повредить заземляющие стержни и их соединения. Таким образом, хотя система заземления при первоначальной установке имела низкие значения сопротивления заземления, сопротивление системы заземления может увеличиться, если заземляющие стержни подверглись коррозии.

Тестер заземления — незаменимый инструмент для устранения неполадок, помогающий поддерживать безотказную работу. При неприятных, периодически возникающих проблемах с электричеством проблема может быть связана с плохим заземлением или плохим качеством электроэнергии.

Вот почему настоятельно рекомендуется проверять все заземления и заземляющие соединения не реже одного раза в год в рамках обычного плана профилактического обслуживания. Если во время этих периодических проверок измерено увеличение сопротивления более чем на 20 процентов, технический специалист должен выяснить источник проблемы и внести поправки, чтобы снизить сопротивление, заменив или добавив заземляющие стержни в систему заземления.

Почему заземление?

В Национальном электротехническом кодексе США (NEC) указаны две основные причины для заземления объекта:

• Стабилизация напряжения относительно земли во время нормальной работы.
• Ограничьте повышение напряжения, вызванное молнией, скачками напряжения в сети или непреднамеренным контактом с высоковольтными линиями.

Ток всегда найдет путь с наименьшим сопротивлением и пойдет обратно к своему источнику, будь то сетевой трансформатор, трансформатор на объекте или генератор. Между тем молния всегда найдет способ добраться до земли.

В случае удара молнии по линиям электропередач или где-либо рядом со зданием низкоимпедансный заземляющий электрод поможет передать энергию в землю. Системы заземления и соединения соединяют землю возле здания с электрической системой и строительной сталью. При ударе молнии объект будет иметь примерно такой же потенциал. Поддерживая градиент потенциала на низком уровне, ущерб сводится к минимуму.

При контакте линии среднего напряжения (более 1000 В) с линией низкого напряжения может возникнуть резкое перенапряжение для близлежащих объектов. Электрод с низким импедансом поможет ограничить рост напряжения на объекте.

Заземление с низким импедансом также может обеспечить обратный путь для переходных процессов, генерируемых коммунальными службами.

Измерители сопротивления заземления и принципы их работы

Существует два типа измерителей сопротивления заземления: трехточечные и четырехточечные измерители заземления, а также клещевые тестеры заземления. Оба типа подают напряжение на электрод и измеряют результирующий ток.

Трехполюсный или четырехполюсный тестер заземления сочетает в себе источник тока и измерение напряжения в «ланч-боксе» или упаковке в стиле мультиметра. Они используют несколько кольев и / или зажимов. Наземные тестеры имеют следующие характеристики:

• Испытательный ток переменного тока. Земля плохо проводит постоянный ток.
• Испытательная частота, близкая к частоте сети и ее гармоникам, но отличающаяся от нее. Это предотвращает влияние блуждающих токов на измерения импеданса земли.
• Отдельные провода источника и измерительного кабеля для компенсации длинных проводов, используемых при этом измерении.
• Входной фильтр, предназначенный для улавливания собственного сигнала и фильтрации всех остальных.

Безэлектродные измерения

Клещи для проверки заземления отличаются тем, что они имеют как трансформатор источника, так и измерительный трансформатор. Трансформатор источника подает напряжение на тестируемую петлю, а измерительный трансформатор измеряет результирующий ток. Накладной тестер заземления использует расширенную фильтрацию, чтобы распознать собственный сигнал и отфильтровать все остальные.

Например, токоизмерительные клещи Fluke 1630-2 FC для измерения сопротивления заземления могут измерять сопротивление контура заземления для систем с несколькими заземлениями с использованием метода безэлектродных измерений. Этот метод испытаний устраняет опасную и трудоемкую операцию по отключению параллельных заземлений, а также процесс поиска подходящих мест для дополнительных опор заземления. Тесты заземления также можно проводить в непредусмотренных местах: внутри зданий, на опорах электропередач или в любом месте, где нет доступа к земле.

В этом методе проверки зажим заземления размещается вокруг заземляющего стержня или соединительного кабеля. Колья заземления не используются. Известное напряжение индуцируется с одной стороны зажима, а ток измеряется с другой стороны зажима. Зажим автоматически определяет сопротивление контура заземления на этом заземляющем стержне. Этот метод особенно полезен для систем с несколькими заземлениями, которые обычно используются в коммунальных службах, коммерческих объектах или промышленных объектах.

Fluke 1630-2 FC работает по принципу, согласно которому в параллельных/многозаземленных системах чистое сопротивление всех цепей заземления будет чрезвычайно низким по сравнению с любой отдельной цепочкой (испытываемой). Таким образом, чистое сопротивление всех сопротивлений параллельного обратного пути фактически равно нулю. Безэлектродные измерения измеряют только сопротивления отдельных заземляющих стержней, параллельных системам заземления. Если система заземления не параллельна земле, то либо будет разомкнута цепь, либо будет измеряться сопротивление контура заземления.

Безопасность при проведении наземных испытаний

Всегда используйте изолированные перчатки, средства защиты глаз и другие соответствующие средства индивидуальной защиты при выполнении соединений. Небезопасно предполагать, что заземляющий электрод имеет нулевое напряжение или нулевой ток. Чтобы выполнить базовый тест заземления (называемый падением потенциала) на электроде, электрод должен быть отсоединен от здания. Новые методы, такие как зажимы заземления, позволяют выполнять точные испытания с подключенным электродом.

Что такое хорошее значение сопротивления заземления?

Существует путаница в отношении того, что представляет собой хорошее заземление и каким должно быть значение сопротивления заземления. В идеале заземление должно иметь сопротивление 0 Ом.

Не существует единого стандартного порога сопротивления заземления, признанного всеми агентствами. Однако NFPA и IEEE рекомендуют значение сопротивления заземления 5,0 Ом или меньше.

NEC заявил: «Убедитесь, что сопротивление системы по отношению к земле меньше 25 Ом, как указано в NEC 250.56. В помещениях с чувствительным оборудованием оно должно быть 5,0 Ом или меньше».

Телекоммуникационная отрасль часто использует 5,0 Ом или менее в качестве значения для заземления и соединения.