Как производятся измерения сопротивления заземления

Методика проведения и оформление результатов проверки заземления

Система заземления представляет собой соединение электрического оборудования с грунтом для отвода тока. Заземлительные устройства обеспечивают защиту обитателей здания и находящегося в нем имущества от разрушительного воздействия электричества. Чтобы удостовериться в необходимой функциональности системы, проводится периодическая проверка заземления.

Зачем замерять сопротивление

Измерения необходимы для определения величины сопротивления заземлительного контура. Также измеряют показатель сопротивления изоляционного слоя. Показатели должны находиться в рамках нормативов, разработанных контролирующими органами. В случае надобности сопротивление заземляющего устройства уменьшается увеличением поверхности контакта или улучшением общей проводимости среды. Для достижения нужного результата увеличивают число электродов или создают соленую среду в почве вокруг заземлителя.

Типы заземления

Существует два типа заземления:

1. Предотвращение последствий от ударов молнии. Заземление молниеприемниками для отвода тока по металлической конструкции в землю.
2. Защитное заземление корпусов электробытовой техники или не токопроводящих участков электроустановок. Предотвращает поражение электричеством при случайном касании к элементам, не предназначенным для пропускания тока.

Электричество на электроустановках, где не должно появляться напряжение, возникает в таких ситуациях:

• статическое электричество;
• наведенное напряжение;
• вынос потенциала;
• электрический заряд.

Система заземления представляет собой контур, созданный из металлических прутьев, закопанных в грунт, вместе с подключенными к нему проводящими элементами. Точкой заземления называют место стыковки с заземляющим устройством проводника, идущего от защищаемой техники.

Заземлительная система подразумевает контакт устройства заземления с корпусами электробытовой техники. Причем заземление не работает до тех пор, пока по любой причине не возникнет потенциал. В исправной цепи не появляются никакие виды токов за исключением фоновых. Основной причиной появления напряжения является нарушение изоляционного слоя на оборудовании или повреждение проводящих элементов. При возникновении потенциала происходит его перенаправление в грунт посредством заземляющего контура.

Заземлительная система уменьшает напряжение на нетоковедущих металлических участках до приемлемого (безопасного для живых существ) уровня. В случае если целостность контура по каким-либо причинам нарушена, напряжение на нетоковедущих элементах не снижается, а потому представляет серьезную опасность для человека и домашних животных.

Факторы учета сопротивления

Для тестирования соответствия заземляющего устройства требованиям нормативов осуществляется замер сопротивления растеканию тока Rз. В идеале данный показатель должен быть равен нулю. Однако в реальности эта цифра недостижима.

Величина (Rз) включает в себя несколько компонентов:

1. Сопротивление материала, установленного под землей электрода, а также сопротивление на контакте металла с проводником. Однако этот показатель не столь важен из-за отличной проводимости используемых материалов (сталь с напылением меди или же чистая медь). Показатель игнорируется только в случае качественного соединения с проводником.
2. Сопротивление между почвой и электродом. Показатель игнорируют, если электрод плотно установлен, а контакт не покрашен или не покрыт диэлектриком. Однако с течением времени металл ржавеет, и его проводимость уменьшается. Поэтому следует использовать покрытые медью стержни или делать замеры сопротивления растеканию. Для уменьшения интенсивности коррозии сварочные швы лакируют.

1. Сопротивление грунта. Считается самым важным фактором. Особое значение придается близлежащим слоям почвы. По мере удаления слоев сопротивление уменьшается. На определенном расстоянии сопротивление становится нулевым.
2. Неоднородность электрических характеристик грунта с трудом поддается учету. Исходя из этого замеряют фактический Rз. Для одиночной простой заземлительной конструкции определяющее значение имеют поверхностные слои земли, а для контурной — глубинные.

Объект испытания

Проверочные действия осуществляются в отношении заземлительных устройств, выполненных как одиночные электроды или контуры. К объектам проверки не относятся PEN-проводники и PE-проводники, включенные отдельными жилами в кабели.

Заземлительные устройства создаются в одном из двух исполнений:

1. Горизонтальное. В этом случае полосы располагаются по дну траншеи.
2. Вертикальное. Заземлительный контур представляет собой забитые в землю и соединенные между собой полосы или трубы. Стержни располагают в грунте на глубине, превышающей длину самих металлических изделий. Чаще всего контур по своей форме создается в виде треугольника.

Замена элементов системы осуществляется при ржавлении более 50% поверхности. Проверка на коррозию на электроустановках проводится выборочно там, где наиболее заметны ее проявления. При проведении проверочных мероприятий тестируют заземление нейтралей. На высотных линиях проверяют по крайней мере 2% от имеющихся опор. Предпочтительные объекты проверок — участки заземления, находящиеся в максимально агрессивных средах.

В таблице внизу представления показатели Rз, присущие разным видам заземлителей.

Проведение замеров

Метод амперметра-вольтметра

Чтобы провести замеры, создают электрическую цепочку, по которой ток протекает через проверяемое заземлительное устройство и токовый проводник (его также именуют вспомогательным электродом). В схеме присутствует еще и потенциальный электрод, задача которого состоит в измерении падения напряжения при протекании тока через заземлитель. Потенциальный проводник находится на участке с нулевым потенциалом — на равном удалении от вспомогательного электрода и проверяемой заземлительной системы.

Для измерений сопротивления применяют закон Ома (формула R=U/I). С помощью данной методики чаще всего определяют сопротивление в условиях частного дома. Для получения необходимого тока используют трансформатор для сварочных работ или любое другое оборудование, где отсутствует электрическая связь между вторичной и первичной обмоткой.

Использование специальной техники

В домашних условиях редко пользуются дорогостоящим многофункциональным мультиметром. Чаще всего применяются аналоговые приборы:

Один из самых распространенных приборов для проверки сопротивления — МС-08. Для измерений устанавливают два электрода на 25-метровом расстоянии от заземлительного устройства. Ток в цепочке образуется под действием генератора, вращаемого вручную с помощью редуктора. В результате задействования схемы и подключения прибора происходит компенсация сопротивления вспомогательных заземлителей. Если этого не случается, почва возле дополнительного заземлительного устройства искусственно увлажняется. Замеры осуществляют в различных диапазонах до тех пор, пока тестер не покажет значимых показателей (причем они не должны разниться после окончательной установки).

Измерительный прибор М-416 комфортен в использовании благодаря малому весу и шкале, где фиксируются полученные данные. М-416 включает в себя полупроводники с автономным электропитанием.

Пример использования прибора М-416:

1. Проверяем наличие питания у прибора. В устройстве должны находиться три батарейки — каждая по 1,5 вольта.
2. Устанавливаем прибор на ровную поверхность.
3. Проводим калибровку оборудования. Настраиваем М-416 на контроль и, нажимая на красную кнопку, устанавливаем стрелку на нулевое положение.
4. Выбираем трехзажимную схему для проведения замера.
5. Вспомогательный проводник и стержень зонда вкапываем в землю по меньшей мере на 50 сантиметров.
6. Соединяем провода с электродом и стержнем зонда согласно схеме.
7. Переключатель ставим в одну из позиций «X1». Удерживая клавишу, прокручиваем ручку до тех пор, пока стрелка на шкале не достигнет нуля. Результат умножаем на ранее вычисленный множитель. Итоговое значение является искомым.

Работа токовыми клещами

Контурное сопротивление определяют также с помощью токовых клещей. Их основное достоинство том, что не нужно отключать заземлитель и использовать вспомогательные проводники.

Через проводник заземления, в роли которого выступает вторичная обмотка, проходит переменный ток. Протеканию тока способствует первичная трансформаторная обмотка, находящаяся в измерительной головке устройства. Чтобы определить показатель сопротивления, делим данные ЭДС вторичной обмотки на величину тока, полученную при измерении клещами.

В качестве примера токовых клещей приведем тестер СА 6415. Он оснащен жидкокристаллическим монитором. Для измерения сопротивления не нужны дополнительные проводники. Также отсутствует потребность в отключении PE-проводника от электродов.

Замер сопротивления изоляции

Чтобы измерить сопротивление изоляции, используют специальный прибор — мегомметр. Устройство состоит из нескольких элементов:

• генератор непрерывного тока, оснащенный ручным приводом;
• добавочные сопротивления;
• магнитоэлектрический логометр.

До начала проверочных работ следует удостовериться, что объект отключен от электропитания. Удаляем с изоляционного слоя пыль и грязь. После этого проводим замер в течение приблизительно 3 минут. В результате получаем данные по остаточным зарядам.

К электроцепи или оборудованию мегомметр подключаем отдельными проводниками. Изоляция отличается высоким сопротивлением. Его уровень чаще всего превышает 100 мегаом.

Обратите внимание! Замер сопротивления изоляции проводится после того, как стрелка займет устойчивую позицию.

Периодичность измерений

Определение периодичности замеров сопротивления заземлительного устройства осуществляется в соответствии с требованиями ПТЭЭП (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей). Согласно регламенту, проверки производят каждые 6 лет. Также осуществляются регулярные проверки исправности контура. Визуальный осмотр наружных частей и частичное откапывание внутренних элементов контура делают по установленному на объекте графику, но не реже одного раза в год.

Указанные сроки относятся к предприятиям. Регулярность проверок в частных домах оставляется на усмотрение владельцев. Специалисты не рекомендуют пренебрегать проверочными мероприятиями, поскольку от этого зависит безопасность проживания в доме.

В теплую и сухую погоду результаты испытаний более достоверны. А вот во влажной среде они будут не столь точными, поскольку растекаемость тока приводит к повышению проводимости.

Нормативные результаты испытаний указаны в таблице ниже.

Оформление результатов проверки

Если решено поручить проверку специалистам, следует обратиться в специализированную электротехническую лабораторию. Проверку выполнят квалифицированные сотрудники. По результатам работы будет выдан протокол измерения сопротивления.

Протокол представляет собой бланк, в котором указаны такие данные:

• место проведения испытаний;
• название проверяемого объекта;
• назначение заземлительного устройства;
• схема установки заземлителей и их соединений;
• расстояние между электродами.

Кроме того, в протоколе указывается сезонный поправочный коэффициент и методика, в соответствии с которой осуществлялось измерение. Для составления протокола необходим паспорт объекта и акт на скрытые работы.

Обратите внимание! Рекомендуется включать в протокол данные о приборе, с помощью которого измерялось сопротивление. Информация должна включать тип устройства, его заводской номер и другие важные показатели. Результаты измерений вносят в паспорт заземлителя.

Отдельно составляется протокол испытания переходных сопротивлений. Данное понятие (переходное сопротивление также называют металлосвязью) представляет собой потенциальные потери на пути протекания тока. Они происходят в связи с наличием на контуре каких-либо соединений, в том числе сварочных, болтовых и прочих. Испытательные работы проводят с помощью специального тестера — микроомметра.

Правом проведения официальных испытаний и выдачи протокола обладает только сертифицированная органом стандартизации испытательная лаборатория. После выдачи акта система считается пригодной к эксплуатации.

Источник

Как измерить сопротивление заземления

Защитное заземление существенно повышает безопасность людей, проживающих в квартире или частном доме, а также работников предприятий, связанных с электроустановками и оборудованием. Данные системы разрабатываются и создаются квалифицированными специалистами, а в определенных условиях могут быть устроены и собственными силами. Чаще всего приходится решать задачу, как измерить сопротивление заземления, поскольку от этого параметра во многом зависит работоспособность всей системы. Его величина не должна превышать установленного максимального предела, определяемого Правилами устройства электроустановок, в противном случае защита не сможет в полной мере выполнять свои функции.

Как работают заземляющие системы

Действие защитных заземляющих систем основано на свойстве электрического тока, в соответствии с которым он стремится течь по проводникам, обладающим минимальным сопротивлением. Человеческое тело относится к категории хороших проводников, его сопротивление условно считается 1000 Ом. Следовательно, для того чтобы ток уходил в сторону заземления, его сопротивление должно быть намного меньше, чем у человека. В соответствии с ПУЭ данное значение не превышает 4 Ом.

В случае неисправности какого-либо электрического прибора, например, из-за пробоя изоляции, на его корпус попадает ток, то есть, в этом месте появляется потенциал. В случае касания рукой этой части, ток пойдет в землю по направлению от руки-через тело-в сторону ноги. В таких случаях человек подвергается смертельной опасности, поскольку даже 100 мА могут привести к необратимым процессам. Установка защитного заземления, измеряемого в дальнейшем, дает возможность максимально снизить вероятность негативных последствий.

Каждый современный электрический прибор оборудуется внутренним заземлением, когда отдельный контакт вилки соединяется с корпусом. При включении такого прибора в розетку, получается соединение с общей системой заземления. В случае какого-то нарушения или повреждения, ток утечки буде уходить в землю через заземляющий провод с небольшим сопротивлением. Поэтому замеры сопротивления имеют большое значение, позволяя контролировать его величину и не допускать выхода за пределы установленных значений.

Для чего нужны проверки заземления

Для того чтобы заземление в полной мере выполняло свои функции, необходимо поддерживать исправность заземляющего контура. С этой целью выполняются периодические замеры сопротивления мультиметром, по результатам которых определяется состояние всей системы.

Если контур находится в исправном состоянии, то при возникновении аварийной ситуации ток по заземляющему проводнику будет уходить к токоотводящим электродам. Поскольку они контактируют с грунтом всей своей поверхностью, все проходящие токи быстро и равномерно уйдут в землю.

Однако, продолжительное нахождение в грунте и постоянный контакт с землей приводит к образованию на металлических поверхностях окисной пленки, постепенно переходящей в коррозию. В результате, создаются препятствия нормальному прохождению тока, сопротивление элементов конструкции возрастает. На некоторых участках ржавчина становится более ярко выраженной, в связи с наличием в этих местах химически активных веществ, постоянно контактирующих с металлом. Поэтому начинать проверку следует с определения технического состояния элементов системы.

Постепенно коррозия превращается в отдельные чешуйки, которые начинают отслаиваться от металла и препятствовать в этом месте электрическому контакту. В дальнейшем количество таких мест возрастает, вызывая увеличение сопротивления всего контура. В заземляющем устройстве наступает потеря электрической проводимости, и оно уже не в полной мере отводит в землю опасные токи. Таким образом, снижаются общие защитные свойства системы.

Установить реальное состояние контура возможно только с помощью замера сопротивления. Техническая сторона этого процесса основывается на законе Ома для участка цепи. Данная процедура проводится с помощью источника напряжения с заранее известным точным значением. После того как будет измерена сила тока, можно легко определить сопротивление. На практике все не так просто, как в теории, поскольку существуют определенные методики и правила замеров, которые требуют точного соблюдения.

Общие правила проведения замеров сопротивления

Стандартная проверка заземления включает в себя следующие методы:

• Визуально проверяются болтовые и сварные соединения.
• Проводятся замеры сопротивления контура заземления мультиметром.
• Проверяется удельное сопротивление грунта.

Все измерения выполняются с помощью специальных приборов. Рекомендуется пользоваться мегомметрами, которые больше всего подходят для этих целей. Существует специальный прибор М-416 переносного типа, работающий на основе компенсационного метода с использованием потенциального электрода и вспомогательного заземлителя. Нижний и верхний пределы измерений составляют 0,1-1000 Ом, температурный диапазон – от минус 25 до плюс 60 С. Питание прибора осуществляется тремя батарейками по 1,5В.

Измерение сопротивления заземления осуществляется в следующем порядке:

• Прибор нужно установить на ровную горизонтальную поверхность и откалибровать. С этой целью в режиме контроля нажимается красная кнопка, затем она удерживается, а стрелка устанавливается в нулевое положение. Измерительное устройство нужно расположить максимально близко к заземлителю, поскольку соединительные провода сами обладают некоторым сопротивлением.
• Перед тем как проверить сопротивление, выбирается требуемая схема подключения. Она может быть трех- или четырехзажимной, обозначенной на крышке прибора.
• В землю забивается стержень зонда и вспомогательный электрод на глубину не ниже 50 см. Грунт должен иметь естественную плотность и не быть насыпным, а удары наносятся кувалдой точными прямыми ударами.
• Место подключения заземляющего проводника к электроду зачищается от старой краски. Сечение медных проводов составляет 1,5 мм 2 .
• Непосредственное измерение защитных устройств начинается с выбора диапазона х1. После нажатия на красную кнопку нужно вращать ручку, чтобы установить стрелку на нулевое значение. Большие значения сопротивлений измеряются в соответствующих диапазонах х5 или х20. Для замеров заземления вполне достаточно диапазона х1, который и выдаст требуемое сопротивление на шкале прибора. Измерения должны выполняться при определенной погоде с максимальной плотностью грунта.

Аналогичные замеры проводятся и в зимнее время при сильных морозах при сильно замороженном грунте. Не рекомендуется измерять сопротивление при влажной погоде, поскольку полученные данные будут сильно искажаться.

Измерения амперметром и вольтметром

Во время проведения замеров оценивается контактная поверхность контура, поскольку именно она плотно соприкасается с землей. Для того что бы измерить заземление, на расстоянии примерно 20 м от защитного устройства в грунт забиваются основной и дополнительный электроды. Затем к ним подается переменный ток со стабильными показателями. В результате, образуется электрическая цепь, состоящая из источника напряжения, проводов и электродов, по которой будет протекать ток. Его величина измеряется амперметром, а не мультиметром.

Поверхность заземляющего контура и контакт основного электрода перед тем, как их померить тщательно очищаются от металла, после чего к ним подключается вольтметр и на этом участке измеряется падение напряжения. Полученное значение следует разделить на силу тока, измеренную амперметром, в результате получится сопротивление на данном участке цепи. Если требуются неточные грубые замеры заземлителей, можно вполне ограничиться этими полученными данными.

Более точные результаты получаются путем корректировки, когда из полученного значения отнимается сопротивление соединительных проводов. Одновременно учитываются диэлектрические свойства грунта и их воздействие на токи растекания внутри почвенной структуры.

Более качественно замерить сопротивление заземления могут только квалифицированные специалисты, использующие современную усовершенствованную технологию. При их выполнении применяются промышленные высокоточные метрологические приборы, а также основной и вспомогательный электроды, помещаемые в почву, как и при замерах предыдущим способом.

Они устанавливаются на одной линии, с интервалом от 10 до 20 метров, охватывая измеряемый заземляющий контур. Шина контура соединяется с измерительным зондом максимально короткими проводниками. Сам прибор для измерения через клеммы соединяется с основным и дополнительным электродами, находящимися в земле.

Подача переменной ЭДС осуществляется через вспомогательный электрод, находящийся в грунте. В эту же цепочку входит сама земля, соединительные проводники и первичная обмотка трансформатора тока, обозначенного на рисунке символами ТТ. В результате, на вторичной обмотке трансформатора возникает ток I₁. С помощью специального реостата – реохорда выставляются равные напряжения, то есть, U₁ = U₂. Подобное равенство достигается за счет установки нулевого значения показаний измерительного устройства V, соединенного с реохордом через измерительный трансформатор ИТ.

Для расчетов сопротивления заземления R_З применяется система уравнений, состоящая из следующих компонентов: U₁ = I₁ х Rз; U₂ = I₂ х Rаб; U₁ = U₂; I₁ = I₂. Если решить эту систему, то получится, что сопротивление заземления будет равно заземлению участка аб: Rз = Rаб. Величина Rаб определяется стрелкой, которая подвижной частью ручки устанавливается на неподвижной шкале. После этого можно легко найти сопротивление заземления.

Как проверить заземление в домашних розетках

После покупки жилья нередко оказывается, что все электромонтажные работы уже выполнены, и возникает проблема проверки заземления в розетках. Начинать проверку до измерения сопротивления заземления рекомендуется с визуального осмотра. Нужно обесточить квартиру и разобрать любую из розеток. Она должна быть оборудована необходимой клеммой с подключением заземлительного проводника желто-зеленого цвета. Если же в наличии только два провода коричневого и синего цвета (фаза и ноль), это значит, что заземление отсутствует.

Однако присутствие третьего проводника еще не означает, что заземление исправно и может полностью выполнять свои функции. Поэтому следует выполнить специальную проверку мультиметром. Все действия производятся в следующем порядке:

• Вводный автомат нужно включить, чтобы в розетках было напряжение.
• Тестер устанавливается в режим напряжения.
• Касаетесь щупами фазного и нулевого замеренных контактов и измеряете напряжение между ними. Если все в порядке, на табло высвечивается 220В.
• Точно такие же действия выполняются мультиметром относительно фазного и заземляющего контактов. Показатель напряжения будет немного отличаться, но его наличие уже свидетельствует о том, что заземление есть. Когда на экране прибора цифры отсутствуют, это значит, что контура заземления нет вообще или он неисправен.

При отсутствии измерительных приборов, проверку можно выполнить подручными средствами. Самодельный тестер состоит из патрона с лампочкой, проводов и концевиков со щупами. По сути, это обычная контролька, которую используют многие электрики.

Одним щупом нужно коснуться фазного, а другим – нулевого провода. При этом лампочка загорается. Далее щуп, прикасавшийся к нулю, нужно переместить на выступающий контакт заземления. Если лампочка вновь загорится, следовательно, защитная система находится в рабочем состоянии. Слабый свет указывает на плохое состояние контура, а отсутствие свечения – на его неисправность.

Как проверить контур заземления

Способы измерения сопротивления заземления

Как измерить сопротивление мультиметром

Измерение сопротивления заземляющих устройств

Что такое заземление

Как измерить силу постоянного и переменного тока мультиметром

Источник