Измерение сопротивления заземления: приборы

В основе безопасности использования электроэнергии лежит не только и не столько соблюдение всех норм при монтаже электроустановки, но и следование требованиям по ее эксплуатации, заложенным в нормативных документах. Заземляющий контур жилых домов и зданий требует периодического выполнения контрольных измерений и выявления неисправности. Расскажем в статье, как происходит измерение сопротивления заземления, какими способами.

Принцип работы заземляющего устройства

В обычных условиях контур заземления, соединенный посредством РЕ-проводника с системой выравнивания потенциалов и с корпусом каждого находящегося в здании электроприбора, бездействует: кроме незначительных по величине фоновых, токи по нему не идут.

При нарушении изоляции электропроводки и аварийной ситуации на поверхности корпуса поврежденного электроприбора образуется опасное напряжение, которое по контуру заземления переходит на потенциал земли. Благодаря этому величина напряжения, попавшего на непроводящие элементы, снижается до абсолютно неопасного значения, не способного нанести травму соприкасающегося с корпусом поврежденного прибора через землю человеку.

При нарушении контура заземления либо РЕ-проводника пути для отвода напряжения нет, и ток будет протекать сквозь тело человека, находящегося между землей и потенциалами неисправного бытового электроприбора. Читайте также статью: → «Монтаж контура заземления в доме».

Почему заземляющее устройство становится неисправным?

При находящемся в работоспособном состоянии контуре ток по РЕ-проводнику переходит на токопроводящие электроды, находящиеся в контакте с почвой, а по ним постепенно переходит на потенциал земли. Весь поток делится на несколько составных частей.

При продолжительном пребывании в агрессивной среде грунта металлические поверхности тоководов окисляются, на них образуется окисная пленка. По мере развития коррозионных процессов прохождение тока ухудшается, электрическое сопротивление конструкции повышается. Возникающая на металлических элементах ржавчина, как правило, носит общий характер, хотя, местами можно увидеть ярко выраженные следы глубокой коррозии. Этот факт объясняется тем, что находящиеся в почве постоянно химически активные растворы щелочей, солей и кислот распределены неравномерно.

Частицы разрушенного коррозией металла отходят от тела проводника, ухудшая либо вовсе прекращая местный электрический контакт. Таких точек со временем возникает все больше, на фоне постепенно увеличивающегося сопротивления контура заземляющее устройство постепенно снижает проводимость и неспособно отвести в почву опасный потенциал. Своевременное выполнение замеров сопротивления заземления позволяет определить момент наступления критического состояния контура.

Максимально допустимое сопротивление заземления

Для каждого типа заземлителя сопротивление нормируется согласно ПУЭ (р — сопротивление грунта).

Приборы для измерения сопротивления

Для выполнения замеров сейчас используются преимущественно современные цифровые приборы, пришедшие на смену устаревшим аналоговым устройствам. Сама технология выполнения измерений намного упростилась, улучшилась точность.Так как замеры необходимо выполнять 1 раз в шестилетний период, для выполнения измерений сопротивления заземления частных домов из-за дороговизны приборов экономически выгодно пригласить специалистов, имеющих все необходимое оборудование.

Для выполнения замеров чаще всего применяются следующие специальные виды приборов:

• МС-08;
• М-416 на полупроводниках и питанием от батареи;
• Тестер СА-6415, оснащенный токовыми клещами.

Методика определения состояния ЗУ основывается на законе Ома для участка цепи. Для проверки через проверяемый элемент пропускается электроток от прошедшего калибровку источника напряжения, проводятся высокоточные замеры проходящего тока и определяется значение сопротивления. Читайте также статью: → «Расчет заземляющих устройств».

Способ амперметра и вольтметра

По причине того, что контур постоянно всем свои объемом работает в грунте, именно его необходимо оценивать при выполнении измерений. С этой целью в почву на расстоянии не менее 20 м от подлежащего контролю заземляющей системы погружаются основной электрод и дополнительный, на которые подается переменный ток.

По устроенной источником ЭДС, проводами и заглубленными в почву электродами цепи течет электрический ток, сила которого определяется при помощи амперметра. На поверхность заземляющего контура, очищенного во избежание малейшей погрешности, и контакты основного заземляющего электрода устанавливается вольтметр, замеряющий снижение напряжения на линии промеж контуром заземления и основным стержнем. При делении величин напряжения на силу тока определяется общее сопротивление исследуемой части цепи.

Если к точности измерений не предъявляется высоких требований, то можно ограничиться и этой величиной. При необходимости получения точных результатов, вычисленное значение следует откорректировать, вычтя из него сопротивление проводов и учтя воздействие диэлектрических свойств грунта на характер токов растекания в почве.

• Основными преимуществами такого метода являются простота и несложность выполнения замеров для частных домов.
• Недостаток — не обеспечивается требуемая точность измерений.

Трехпроводной способ измерения сопротивления

При выполнении работ по этому методу исходя из требований безопасности требуется отключение автоматического выключателя в вводном щитке питания либо снятия с заземлителя РЕ-проводника.

• Проводник подключается замеряющему прибору и струбцине. На определенном удалении в землю забиваются стержни заземлителя, на которые навешиваются катушки с проводниками, концы которых подключаются.
• Контакты проводов устанавливаются в разъемы измерительного устройства, проверяется работоспособность схемы к производству замеров и определяется напряжение помехи между электродами-штырями, значение которого должно быть менее 24В.
• При большем напряжении следует изменить точки установки электродов и перепроверить эту величину. Снимаются показания с экрана устройства.

Совет #1. В целях контроля правильности выполнения работы следует провести несколько измерений, переставляя потенциальный стержень на различные расстояния. Отличие полученных значений друг от друга допускается до 5%.

Метод пробного электрода

Измерения необходимо производить до установки ЗУ. Порядок выполнения работ следующий:

• перед проверкой в почву забивается немного возвышающийся над ней пробный стержень-заземлитель идентичный по длине будущему постоянному устройству;
• определяется сопротивления тестером;
• выполняется расчет удельного сопротивления грунта с учетом геометрических размеров пробного штыря.

Такой метод применим только при установке несложных заземляющих устройств, к примеру, при заземлении индивидуального дома. Читайте также статью: → «Для чего выполняется заземление крыши дома».

Четырехэлектродная схема измерения

Такая схема измерения, иначе называющаяся способом вертикального электрозондирования (ВЭЗ), дает достаточную точность результатов, так как при ней учитываются свойства всех слоев грунта — от глубинных до поверхностных. К внешним стержням (№1 и №2) подключается ЭДС, а на штырях, находящихся внутри (№3 и №4), определяется разность потенциалов.

Компенсационный способ выполнения замеров

При выполнении замеров таким способом потребуются промышленные высокоточные приборы. Пара стержней-электродов заглубляется в землю на единой линии так, чтобы охватить заземляющий контур. Основным средством измерения является зонд, подключающийся к стержням №1 и №2 на максимальном приближении к шине (2) заземляющего контура.

Через погруженные в почву дополнительные штыри, грунт, проводники и первичную обмотку трансформатора подается электродвижущая сила. На вторичной обмотке возникает ток (I₁). Реохордом (б) напряжения устанавливаются так, чтобы U₁=U₂, достигающееся обнулением показаний вольтметра, подключенного к реохорду посредством трансформатора.

Совет #2. Значение сопротивления заземления определяется установкой показаний вольтметра на ноль и кручением ручки реостата исходя из положения стрелки реохорда.

Применение калиброванного резистора

Через охлаждаемый резистор на заземляющее устройство электричество подается непосредственно с фазы питания. По известному значению сопротивления и определенному напряжению выявляется сила проходящего через заземлительное устройство тока. Измерения производятся при отсоединении РЕ-проводника от заземлителя, на который через калиброванное сопротивление 46 Ом подается фазное напряжение.

Преимущество данного метода, особенно эффективного в стесненных условиях города, заключается в следующем:

• нет нужды в заглублении тяжелых электродов;
• не требуется наличие многих метров проводов;
• все измерения выполняются на малой площади земли.

Использование токовых клещей

При работе с клещами нет необходимости в отключении цепи заземления. В цепь подается напряжение и по ней начинает протекать ток. Определив его силу клещами, становятся известны все значения, требующиеся для выполнения расчета сопротивления.

Что влияет на сопротивление заземления?

Сопротивление ЗУ находится в прямой зависимости от удельного сопротивления грунта, которое в разных условиях может иметь различные значения. Оно зависит от:

• состава грунта;
• температуры;
• времени года.

Сопротивление почвы значительно меняется при повышении влажности. Потому, перед монтажом заземления и выполнением замеров крайне важно четко определить тип, геологический состав почв, находящихся на участке.

Ошибки при выполнении замеров

Наиболее часто встречающимися ошибками являются:

• выбор для выполнения замеров на электроустановках точек не с максимальным воздействием коррозии, а в случайном порядке;
• пренебрежение проверки заземления нейтралей при сильной коррозии;
• размещение основного и дополнительного электродов слишком близко от заземляющего устройства при замерах методом амперметра и вольтметра.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос №1. Какие участки следует выбирать для контроля ВЛ?

Для выполнения замеров рекомендуется выбирать участки с наиболее агрессивными грунтами. При этом контролю подлежат не менее 2% опор.

Вопрос №2. Можно ли вместо высокоточных приборов использовать другие средства измерения?

В принципе, замеры можно произвести и мультиметром, но его применение чревато получением данных со слишком большой погрешностью.

Вопрос №3. Когда лучше всего проводить измерения?

Выполнять замеры лучше всего в разгар лета либо в середине зимы при благоприятной погоде и максимальном сопротивлении почвы.

Вопрос №4. Какова периодичность выполнения замеров?

Проверка производится сразу же после сдачи дома в эксплуатации. Согласно нормативам, периодичность замеров сопротивления должно проводиться каждые 6 лет, но для себя лучше выполнять их каждый год.

Вопрос №5. При выполнении нескольких замеров какой результат принимать окончательным?

Реальное значение сопротивления необходимо принимать по самому худшему результату.