Заземление и методы измерения сопротивления

Заземление — непременный элемент электробезопасности. Устройство контура заземления, а также установка системы молниезащиты входят в число обязательных мероприятий при проведении строительно-монтажных, ремонтных и прочих видов работ на разных объектах.

Для чего нужны заземляющие системы

Заземление — соединение электросети или оборудования с землей. Главная функция — защита жизни и здоровья человека от удара током. Также с помощью заземляющих систем повышают показатели электро- и пожаробезопасности зданий, конструкций и сооружений.

Заземляющие меры принимаются для того, чтобы:

Благодаря этому эксплуатация электрических сетей и устройств становится безопаснее.

Основным документом, в котором описаны меры защиты, считается ПУЭ — Правила устройства электроустановок. В главе 1.7 указанных Правил приведены положения и общие требования к устройству заземляющих мероприятий.

Какие виды заземления бывают

Заземление бывает естественным и искусственным. К первому типу относят конструкции, которые находятся в грунте постоянно: трубопроводы, арматура в ЖБИ, металлические конструкции и пр. Вторая разновидность — специально созданная с помощью заземлителей и проводников система.

Выделяют следующие виды заземления:

К рабочему типу относятся системы, которые были соединены с землей преднамеренно. То есть при монтаже трансформаторов, генераторов и прочих установок происходит подключение токоведущих частей или определенных точек к заземляющему устройству. Это делается для отвода нежелательных токов и для обеспечения нормальной работы оборудования.

Защитное заземление тоже заключается в намеренном подсоединении сетей и устройств к заземлителю. Но делается это для того, чтобы обеспечить требуемый уровень электробезопасности.

Система молниезащиты рассчитана на создание безопасных условий эксплуатации объекта во время грозы и при воздействии молнии. В состав такой системы включены молниеприемные мачты, шины заземления, токоотводы и пр.

Кроме этого, при устройстве заземления необходимо учитывать характеристики нейтрали (глухозаземленная, эффективно заземленная, изолированная и пр.) и электроустановок (до 1кВ, свыше 1кВ). В зависимости от этого подбирают тип заземляющей системы постоянного и переменного тока.

Конструктивно заземляющие системы могут быть разными: простыми (состоящими из небольшого количества элементов), многоэлементными (включающими компоненты сложных форм).

Методы измерения сопротивления

Для достижения уровня защиты, соответствующего требованиям действующих нормативов, необходимо проводить измерение сопротивления заземления. Руководством для проведения замеров выступают действующие нормативы, такие как ГОСТ Р 50571.16-2007.

Сегодня существует несколько методов измерения:

Первые две разновидности схожи по принципу проведения замеров: используются вспомогательные штыри, амперметр, вольтметр. Помимо этого, оба вида измерений могут проводиться одним и тем же измерительным прибором.

Двухклещевой, или метод двух клещей, особенно распространен при проведении измерений в густонаселенных местах, где есть ограничение по площади. Этот способ не требует забивания в грунт штырей.

Методика трехпроводного измерения

Для проверки данным методом подходят измерители сопротивления заземления разного типа, например, ИС-20. Трехпроводный, или трехполюсный (трехзажимный) метод — основной из применяемых сегодня.

Его суть заключается в подключении клемм на измерителе тремя проводами к трем точкам:

При этом измерительные стержни должны находиться недалеко от заземлителя по однолучевой схеме, т.е. по одной прямой. В результате можно получить значение сопротивления заземляющего устройства, рассчитанное по закону Ома.

Обобщенная методика этого способа на примере измерителя ИС-20/1:

Убедиться, что напряжение помехи составляет менее 24В. Если показатель больше, то нужно поменять местоположение электродов. С помощью перестановки потенциального стержня можно убедиться, что разница в результатах составляет не более 5%.

Для проведения измерений необходимы дополнительные аксессуары в виде штырей заземления

Преимуществом 3p-метода считается меньшее, чем в четырехпроводном методе, количество проводов. Недостаток — влияние сопротивления провода на результат. В связи с этим трехзажимный способ замеров используется, когда заранее известно, что сопротивление заземления больше 5 Ом.

Четырехпроводный метод

Для измерений подходят те же приборы, что и в предыдущей методике. Например, для работы можно использовать ИС-20 и ИС-20/1. Алгоритм работы также схож с 3-проводным методом. Только через один из кабелей протекает ток, а другой провод подключен к точке измерения. Благодаря этому сопротивление тока почти не влияет на точность результатов.

Два других провода подсоединяются к металлическим штырям. Четырехзажимный, или четырехполюсный способ, отличается меньшим процентом погрешности. Поэтому он применяется, когда нужны более точные показания.

Метод двух клещей

Использование перечисленных выше методик с использованием двух металлических электродов не всегда подходит. Особенно в местах, где вбивание в грунт штырей невозможно.

Поэтому многие производители измерительного оборудования создают приборы, которые способны проводить замеры двухклещевым методом. Его суть заключается в использовании передающих и дополнительных клещей. Первые возбуждают ток в замеряемом заземлении благодаря электромагнитной индукции. Дополнительные клещи измеряют сопротивление.

Двухклещевой метод возможно использовать как в системах, где есть дополнительные электроды заземления, так и там, где вспомогательных элементов нет.

На примере измерителя ИС-20/1 в качестве измерительных клещей можно использовать КТИ-20/1 или КТИ-20/2, а также передающие клещи КП-20/1. В СОЮЗ-ПРИБОР можно приобрести ИС-20/1 с входящими в комплект клещами.

Алгоритм измерений:

Если есть возможность, в сочетании с измерительными токовыми клещами можно использовать металлические электроды.

Другие методы измерения

Существуют и другие виды измерения сопротивления заземления:

• Двухпроводный. Для измерения в землю вбивается металлический штырь, к которому подсоединяется один провод прибора. Другой провод подключают к шине заземления. Из-за невозможности использовать второй штырь, данный способ считается неточным и используется в крайнем случае.

• Компенсационный. Аналоговый метод, который позволяет проводить измерения, отстроившись от помех, которые создаются блуждающими токами. Недостаток — сложность, связанная со строгими требованиями к измерительному оборудованию и квалификации специалиста.

Удельное сопротивление земли

Земля — один из основных элементов в системе заземления любой сети и оборудования. Ведь именно грунт способен нейтрализовать ток утечки. Поэтому этот компонент крайне важен при создании системы заземления.

Удельное сопротивление земли — то сопротивление, которое оказывает куб грунта проходящему через него току. Показатель измеряется в Ом*м. Чем ниже показатель сопротивления, тем более электропроводным считается грунт.

На параметр проводимости влияют разные факторы:

Комплексная оценка грунта проводится еще на этапе изыскательских работ. Полученные данные в дальнейшем ложатся в основу проекта системы заземления.

Алгоритм вычисления удельного сопротивления грунта с помощью ИС-20/1:

Следует отметить, что приведенные алгоритмы измерений носят теоретический характер и не могут выступать в качестве универсального способа замеров. При работе на объекте нужно учитывать как технические характеристики оборудования, так и свойства системы заземления и объекта.

Таким образом, устройство заземления и выбор метода измерения сопротивления основывается на разных факторах. Для каждого объекта могут подойти разные измерители. Поэтому если возникли сложности или появились вопросы при выборе подходящего оборудования, можно обратиться к менеджерам СОЮЗ-ПРИБОР по электронной почте, телефону или через форму обратной связи.