Meritev ozemljitvene upornosti: pregled metod praktičnih meritev

Ozemljitev se uporablja pri izvedbi različnih projektov električnih sistemov. Sam koncept “ozemljitve” se shematično obravnava kot priključitev dela električnega tokokroga na potencial tal.

Ozemljitvena zanka vsebuje vodnik in elektrodo, ki je globoko v zemlji. Tradicionalno dejanje v elektrotehnični praksi je merjenje upornosti ozemljitve tako na novo zagnanih kot že obratujočih omrežij. Povedali vam bomo, kako in na kakšen način se izvaja to pomembno dejanje.

Zakaj so meritve potrebne?

Briljantna rešitev spodaj naštetih nalog je dosežena z idealno ničelno upornostjo v ozemljitvenem tokokrogu:

1. Preprečiti pojav napetosti na ohišju tehnoloških strojev.
2. Doseči učinkovit referenčni potencial električne opreme.
3. Popolnoma odpraviti statične tokove.

Elektrotehnične izkušnje kažejo, da rezultata z idealno ničlo ni mogoče doseči.

Postopek izvajanja potrebnih meritev s pomočjo instrumenta za določanje upornosti ozemljitvene zbiralke. Takšni postopki se izvajajo po urniku, ki ga potrdi vodstvo servisne organizacije.

V vsakem primeru ozemljena elektroda daje neko upornost.

Konkretno vrednost upornosti določajo:

• upornost elektrode v točki stika s prevodno zbiralko;
• območje stika med ozemljitveno elektrodo in tlemi;
• struktura tal, ki daje različno upornost.

Praksa merjenja upornosti ozemljitvene zanke ugotavlja, da lahko prva dva dejavnika povsem zanemarimo, vendar ob izpolnjevanju logičnih pogojev:

1. Ozemljitvena elektroda je izdelana iz kovine z visoko električno prevodnostjo.
2. Telo elektrodne palice je skrbno očiščeno in tesno nameščeno v tla.

Ostaja tretji dejavnik – upornostna površina tal. Ta je videti kot glavni računski element za meritve upornosti ozemljitvene zanke.

Izračuna se po formuli:

R = pL / A,

kjer: p – specifična upornost tal, L – pogojna globina, A – delovna površina.

Da bi zaščitili lastnike hiš/stanovanj, morajo biti z ozemljitvijo opremljene vse vrste močne gospodinjske električne opreme:

Pri testiranju upornosti se vsaka od ozemljitvenih linij preveri posebej. Upornost med ozemljitvenim elementom in vsakim neprevodnim delom električne opreme, ki bi lahko prišel pod napetost, mora biti manjša od 0,1 Ω.

Pregled merilnih metod

Obstaja več možnosti za merjenje upornosti ozemljitvene zanke, od katerih vsaka omogoča dokaj natančno določitev želene vrednosti.

3-točkovni sistem določanja

Tako se na primer pogosto uporablja metoda 3-točkovne sheme, ki temelji na učinku padca potenciala.

Grafična shema tako imenovanega tritočkovnega sistema, ki se pogosto uporablja, kadar je treba izmeriti vrednost upornosti ozemljitvene zanke.

Meritve se izvedejo v treh glavnih korakih:

1. Meritev napetosti na elektrodi E1 in sondi E2.
2. Meritev jakosti toka na elektrodi E1 in sondi E3.
3. Izračun (po formuli R = E / I) upornosti ozemljitvene elektrode.

Pri tej metodi je natančnost meritev logično odvisna od mesta namestitve sonde E3. Priporočljivo jo je vgraditi v zemljo na razdalji – optimalno zunaj tako imenovanega območja ESE (efektivnega upora elektrod) E1 in E2.

Meritve po tehnologiji «62%»

Če je struktura tal za namestitev ozemljitvene elektrode homogena, metoda «62%» za določanje upornosti ozemljitvenih zank obeta dobre rezultate.

Shema za merilno tehnologijo z zanimivim imenom '62%'. Ime izhaja iz optimalne vrednosti odmika med elektrodami, pri kateri dosežemo sprejemljiv rezultat.

Metoda je uporabna za sheme z eno ozemljitveno elektrodo. Natančnost odčitkov je tu pogojena z možnostjo namestitve delovnih sond na ravnem odseku glede na ozemljitveno elektrodo.

Točke namestitve kontrolnih sond

Poenostavljena dvotočkovna metoda

Uporaba te merilne metode zahteva še eno kakovostno ozemljitev poleg tiste, ki bo predmet raziskave. Metoda je primerna za gosto naseljena območja, kjer pogosto ni mogoče široko uporabljati pomožnih delovnih elektrod.

Poenostavljena merilna metodika se izvaja po dvotočkovni shemi. Pri takšni tehnologiji je potrebnih manj manipulacij z opremo in izračuni, vendar je natančnost izračunov nizka.

Metoda dvotočkovnega merjenja se razlikuje po tem, da hkrati prikazuje rezultat za dve ozemljitveni napravi, povezani zaporedno. S tem so razložene zahteve po visoki kakovosti druge ozemljitve, da se ne upošteva njen upor.

Za izvedbo izračunov se izmeri tudi upor ozemljitvene zbiralke. Dobljeni rezultat se odšteje od rezultatov skupnih meritev.

Natančnost te metode je slabša v primerjavi z zgoraj navedenima metodama. Pri tem igra pomembno vlogo razdalja med ozemljitveno elektrodo, katere upor se meri, in drugo ozemljitvijo. Standardno se ta metoda ne uporablja. To je neke vrste alternativa, kadar drugih merilnih metod ni mogoče uporabiti.

Natančne meritve po štirih točkah

Za večino variant merjenja upornosti je poleg 2- in 3-točkovnih metod najbolj optimalna 4-točkovna tehnologija. S to tehnologijo meritev so opremljeni instrumenti, podobni testerju serije 4500. Sodeč po imenu metode, so na delovnem mestu v eni liniji in na enakih razdaljah nameščene štiri delovne elektrode.

Po takšni shemi – štiritočkovni – se izvajajo najbolj natančne meritve. Uporablja se sodobna oprema in obstaja možnost izvajanja del brez izklopa ozemljitvenega tokokroga.

Tokovni generator naprave se priključi na skrajna elektroda, zaradi česar med njima teče tok, katerega vrednost je znana. Na drugih sponkah naprave sta priključena dva notranja delovna elektroda.

Na teh sponkah je prisotna vrednost padca napetosti. Končni rezultat meritev je upornost ozemljitve (v ohmih), katere vrednost naprava prikazuje na zaslonu.

Instrumente iz serije 4500 pogosto uporabljajo za merjenje napetosti dotika. Naprava s pomočjo posebnega modula v zemlji ustvari napetost majhne vrednosti – posnemanje poškodbe kabla.

Sočasno na skali instrumenta kaže tok, ki teče po ozemljitvenem krogu. Odčitke na zaslonu se vzame za osnovo in pomnoži s predvideno vrednostjo toka v zemlji. Na ta način se izračuna napetost dotika.

Izvajanje ukrepov za nadzor stanja elektrotehnične opreme in ozemljitvenih vodov. Za delo se uporablja merilni instrument tipa 4500.

Na primer, največja vrednost pričakovanega toka na mestu poškodbe je 4000 A. Na zaslonu instrumenta je zabeležena vrednost 0,100. Potem bo vrednost napetosti dotika enaka 400 V (4000 * 0,100).

Meritev z instrumentom C.A6415 (6410, 6412, 6415)

Edinstvenost te metode je možnost izvajanja meritev brez odklopa ozemljitvenega kroga. Prav tako je treba poudariti prednost, ko je merjenje skupnega upora ozemljitvene naprave dovoljeno z metodo vključitve uporovne komponente vseh povezav v ozemljitveni krog.

Načelo delovanja je približno naslednje:

1. S posebnim transformatorjem se v krogu ustvari tok.
2. Tok teče v oblikovanem krogu.
3. S pomočjo sinhronega detektorja se registrira merjeni signal.
4. Dobljeni signal se pretvori z ADC.
5. Rezultat se prikaže na LCD-zaslonu.

Naprava je opremljena z modulom (selektivni ojačevalnik), s katerim se koristni signal učinkovito očisti različnih motenj – nizkofrekvenčnega in visokofrekvenčnega šuma. S kleščami v sklenjenem stanju se tvori vzbujen krog, ki zajema ozemljitveni vodnik.

Navodila za merjenje z instrumentom C.A6415

Zaporedje dejanj pri delu z instrumentom serije S.A6415 je razumljivo opisano v navodilu, ki je priloženo tej edinstveni napravi.

Edinstven merilni instrument – klešče, s katerimi je relativno preprosto in lahko izmeriti upor ozemljitvene zanke v različnih pogojih

Na primer, obstaja potreba po meritvi upora ozemljitve nekega električnega modula (transformatorja, električnega števca itd.).

Zaporedje dejanj:

1. Odprite dostop do ozemljitvene zbiralke, tako da odstranite zaščitni pokrov.
2. Z kleščami primite ozemljitveni vodnik (zbiralko ali neposredno elektrodo).
3. Izberite merilni način «A» (merjenje toka).

Največja vrednost toka instrumenta je 30 A, zato v primeru preseganja te vrednosti meritve ni mogoče izvesti. Odstranite instrument in ponovite poskus meritve na drugi točki.

Postopek izvajanja meritev z merilnimi napravami tipa S.A6415 in 3770. Rezultati meritev se zapišejo v tabelo in primerjajo pri naslednjem vzdrževanju.

Ko se vrednost toka, dobljena na skali, nahaja v dovoljenem območju, lahko nadaljujete z delom s preklopom naprave na merjenje upora «?».

Rezultat, prikazan na zaslonu, bo pokazal skupno vrednost upora, vključno z:

• ozemljitveno elektrodo in ozemljitveno zbiralko;
• stik nevtralnega voda z ozemljitveno elektrodo;
• stik povezav na liniji med nevtralnim vodom in ozemljitveno elektrodo.

Pri delu s kleščami je treba upoštevati: previsoke vrednosti naprave za ozemljitveni upor so praviloma posledica slabega stika ozemljitvene elektrode z zemljo.

Prav tako je lahko vzrok za visok upor prekinjena tokovna zbiralka. Visoke vrednosti upora na mestih povezav (spojk) vodnikov prav tako lahko vplivajo na odčitke naprave.

Splošna priporočila za merjenje USG

Preden zgradite ozemljitveni krog, na primer za plinski kotel, je treba pridobiti natančne informacije o tem, v kakšno vrsto tal bo nameščena ozemljitvena elektroda. Pogosto se za določanje vrednosti “p” tal priporoča sklicevanje na obstoječe tabele.

Vendar ta možnost s tabelami daje le okvirne podatke. Zato se nanje ne splača zanašati. Dejanske vrednosti upornosti tal se lahko razlikujejo za večkrat.

Možnost #1: enoslojna tla

Če imajo tla homogeno sestavo, se njihova specifična upornost meri z metodo »preskusne elektrode«.

Struktura homogenih tal. Pri takih pogojih je merjenje in izračun upora bistveno lažje kot opravljanje istega dela na večslojnih tleh.

Metoda predvideva izvedbo določenega postopka v dveh etapah:

1. Vzamejo palično kontrolno sondo z dolžino, ki je nekoliko večja od globine načrtovanega polaganja.
2. Potopijo sondo v zemljo strogo navpično do globine načrtovanega polaganja.
3. Preostali konec nad površino zemlje uporabijo za merjenje upora raztekanja (Rr).
4. Določijo specifično upornost tal po formuli p = Rr * Ψ.

Priporočljivo je postopek izvesti večkrat na različnih točkah delovnega mesta. Alternativne meritve pomagajo doseči natančne rezultate meritev upornosti tal.

Možnost #2: večslojna tla

Za takšno situacijo se meritev specifične upornosti tal izvede z metodo stopenjskega sondiranja. To pomeni, da se kontrolna sonda potopi do delovne globine po stopnjah, v položaju vsake stopnje pa se izvede meritve specifične upornosti. Izračun povprečne specifične upornosti tal se izvede s pomočjo formul za vsako posamezno meritev.

Večslojna tla. Pri takšnih pogojih je treba izračunati upornost vsake posamezne plasti. Izračuni za večslojna tla zahtevajo več dela.

Nato se na podlagi podnebnih značilnosti območja določijo vrednosti za sezonske spremembe. Na ta (precej zapleten) način se pridobijo izračunane vrednosti USG zgornjih plasti. Spodnje plasti se obravnavajo kot nepodvržene sezonskim spremembam, zato je izračun zanje omejen na nekoliko poenostavljeno merjenje in izračun.

Zahteve za izvedbo del

Seveda dela tovrstnega načrta izvaja kvalificirano osebje iz specializiranih organizacij. Na primer, za delovanje električnih omaric v stanovanjskih stavbah so običajno odgovorne komunalne službe. Dovoljenje za kakršnekoli meritve na teh točkah je mogoče pridobiti le s povpraševanjem pri teh službah.

Električna vezja spadajo med nevarne sisteme. Kljub temu, da so komunikacije v gospodinjskem sektorju zasnovane za napetosti pod 1000 V, je ta napetost smrtonosna za človeka. Potrebno je upoštevati vse potrebne varnostne ukrepe pri ravnanju z električno opremo. Navadnemu človeku ti ukrepi pogosto niso znani.

O posebnostih izgradnje ozemljitve za kad v mestnem stanovanju se lahko seznanite v naslednjem članku, ki vsebuje pravila in navodila za izvedbo dela.

Zaključki in koristen video na to temo

Izvajanje meritev v praksi s pomočjo instrumenta:

Izvajanje del, povezanih s preverjanjem upornosti ozemljitve, je obvezno, ne glede na zapletenost električne sheme in kategorijo objekta, kjer je električna oprema nameščena ali že nameščena in v uporabi. Številne specializirane organizacije so pripravljene ponuditi takšne storitve.

Prosimo, pustite komentarje v spodnjem bloku. Možno je, da poznate preprost in učinkovit način merjenja upornosti ozemljitvenih zank, ki ni naveden v članku. Zastavljajte vprašanja, delite koristne informacije in fotografije na to temo.