Meranie odporu uzemnenia: prehľad metód praktických meraní

Uzemnenie sa používa pri realizácii rôznych projektov elektrických systémov. Samotný pojem “uzemnenie” sa schematicky uvažuje ako pripojenie časti elektrického obvodu k potenciálu zeme.

Uzemňovacia slučka obsahuje vodič a elektródu, zavedenú hlboko do pôdy. Tradičným úkonom v elektrotechnickej praxi je meranie odporu uzemnenia ešte len spúšťaných a už prevádzkovaných sietí. Povieme vám, ako a akým spôsobom sa vykonáva táto dôležitá činnosť.

Na čo sú potrebné merania?

Brilantné riešenie nižšie uvedených úloh sa dosahuje ideálnym nulovým odporom v uzemňovacom obvode:

1. Zabrániť vzniku napätia na kryte technologických strojov.
2. Dosiahnuť efektívny referenčný potenciál elektroaparátov.
3. Úplne odstrániť statické prúdy.

Pravdaže, elektrotechnická skúsenosť ukazuje: výsledok na ideálnu nulu nie je možné dosiahnuť.

Postup vykonania potrebných meraní pomocou prístroja na určenie odporu uzemňovacej lišty. Takéto postupy sa vykonávajú podľa harmonogramu, ktorý schvaľuje vedenie obslužnej organizácie.

V každom prípade uzemnená elektróda poskytuje istý odpor.

Konkrétnu veľkosť odporu určujú:

• odpor elektródy v mieste kontaktu s vodivou lištou;
• kontaktná oblasť medzi zemnou elektródou a pôdou;
• štruktúra pôdy poskytujúca rôzny odpor.

Praxe merania odporu uzemňovacej slučky uvádza, že prvé dva faktory možno úplne zanedbať, ale pri dodržaní logických podmienok:

1. Uzemňovacia elektróda je vyrobená z kovu s vysokou elektrickou vodivosťou.
2. Telo kolíka elektródy je starostlivo očistené a pevne usadené v pôde.

Zostáva tretí faktor – rezistívny povrch pôdy. Ten sa javí ako hlavný výpočtový prvok pre meranie odporu uzemňovacej slučky.

Počíta sa pomocou vzorca:

R = pL / A,

kde: p – špecifický odpor pôdy, L – podmienené zahlbenie, A – pracovná plocha.

Aby boli majitelia domov/bytov v bezpečí, uzemnením musia byť vybavené všetky druhy výkonných domácich elektrospotrebičov:

Pri testovaní odporu sa každá z uzemňovacích liniek kontroluje samostatne. Odpor medzi uzemňovacím prvkom a každou časťou elektrického zariadenia, ktorá nevedie prúd a na ktorú je možné dostať napätie, musí byť menší ako 0,1 Ohm.

Prehľad meracích spôsobov

Existuje niekoľko variantov merania odporu uzemňovacieho obvodu, z ktorých každý celkom presne umožňuje určiť hľadanú hodnotu.

3-bodový systém určenia

Tak napríklad sa často používa metóda 3-bodovej schémy založená na efekte poklesu potenciálu.

Grafická schéma takzvanej trojbodovej sústavy, ktorá sa pomerne často používa, keď je potrebné zmerať hodnotu odporu uzemňovacieho obvodu.

Merania sa vykonávajú v troch hlavných krokoch:

1. Meranie napätia na elektróde E1 a sonde E2.
2. Meranie sily prúdu na elektróde E1 a sonde E3.
3. Výpočet (vzorcom R = E / I) odporu uzemňovacej elektródy.

Pre túto metódu presnosť meraní logicky závisí od miesta inštalácie sondy E3. Odporúča sa ju zaviesť do zeme v takej vzdialenosti – optimálne za hranice takzvanej oblasti ESO (efektívneho odporu elektród) E1 a E2.

Merania podľa technológie «62%»

Ak sa štruktúra pôdy pre umiestnenie uzemňovacej elektródy vyznačuje homogénnym obsahom, metóda «62%» na určenie odporov uzemňovacích obvodov sľubuje dobrú účinnosť.

Schéma pre technológiu merania pod zaujímavým názvom „62 %“. Názov je však odvodený od optimálnej veľkosti odstupu medzi elektródami, pri ktorej sa dosahuje prijateľný výsledok.

Spôsob je použiteľný pre schémy s jediným uzemňovacím elektródom. Presnosť údajov je tu daná možnosťou umiestnenia pracovných sond na priamom úseku vzhľadom na uzemňovací elektród.

Miesta inštalácie kontrolných sond

Zjednodušená dvojbodová metóda

Použitie tejto metódy merania vyžaduje existenciu ďalšieho kvalitného uzemnenia okrem toho, ktoré bude predmetom skúmania. Metodika je aktuálna pre husto obývané oblasti, kde často nie je možné široko pracovať s pomocnými pracovnými elektródami.

Zjednodušená metodika merania sa vykonáva podľa dvojbodovej schémy. Pri takejto technológii je potrebných menej manipulácií so zariadením a výpočtami, ale presnosť výpočtov nie je vysoká.

Metóda dvojbodového merania sa líši tým, že súčasne zobrazuje výsledok pre dve uzemňovacie zariadenia zapojené sériovo. Tým sa vysvetľujú požiadavky na vysokú kvalitu prevedenia druhého uzemnenia, aby sa jeho odpor nebral do úvahy.

Na vykonanie výpočtov sa tiež meria odpor uzemňovacej prípojnice. Získaný výsledok sa odpočíta od výsledkov celkových meraní.

Presnosť tejto metódy je nižšia v porovnaní s dvoma vyššie uvedenými. Tu hrá významnú úlohu vzdialenosť medzi uzemňovacím elektródom, ktorého odpor sa meria, a druhým uzemnením. Štandardne sa takáto metodika nepoužíva. Je to akási alternatíva, keď nie je možné použiť iné metódy merania.

Presné merania podľa štyroch bodov

Pre väčšinu variantov merania odporov je najoptimálnejším spôsobom, okrem 2- a 3-bodových, považovaná 4-bodová technológia. Touto technológiou merania sú vybavené prístroje, podobné testeru série 4500. Ako vyplýva z názvu metódy, na pracovnej ploche v jednej línii a v rovnakých vzdialenostiach sú umiestnené štyri pracovné elektródy.

Podľa takejto schémy – štvorbodovej, sa vykonávajú najpresnejšie merania. Používa sa moderná aparatúra a existuje možnosť vykonávať práce bez odpojenia uzemňovacieho obvodu.

Generátor prúdu prístroja sa pripája na krajné elektródy, v dôsledku čoho medzi nimi tečie prúd, ktorého hodnota je známa. Na ostatných svorkách prístroja sú pripojené dva vnútorné pracovné elektródy.

Na týchto svorkách je prítomná hodnota poklesu napätia. Konečný výsledok meraní – odpor uzemnenia (v Ohmoch), ktorého hodnotu prístroj zobrazuje na displeji.

Prístroje zo série 4500 sa často používajú na meranie dotykového napätia. Zariadenie pomocou špeciálneho modulu generuje v zemi napätie malej veľkosti – imitácia poškodenia kábla.

Súčasne sa na stupnici prístroja udáva prúd tečúci obvodom uzemnenia. Údaje na displeji sa berú ako základ a násobia sa predpokladanou veľkosťou prúdu v zemi. Týmto spôsobom sa vypočíta dotykové napätie.

Vykonávanie opatrení na kontrolu stavu elektrotechnických zariadení a uzemňovacích vedení. Na prácu sa používa merací prístroj typu 4500

Napríklad maximálna hodnota očakávaného prúdu v mieste poškodenia je 4000A. Na displeji prístroja je zaznamenaná hodnota 0,100. Potom veľkosť dotykového napätia bude 400V (4000*0,100).

Meranie prístrojom S.A6415 (6410, 6412, 6415)

Jedinečnosť tejto metódy – možnosť vykonávať merania bez odpojenia uzemňovacieho obvodu. Tiež treba zdôrazniť výhodu, keď je možné merať celkový odpor uzemňovacieho zariadenia metódou zahrnutia odporovej zložky všetkých spojov do uzemňovacieho obvodu.

Princíp práce je približne nasledovný:

1. Špeciálnym transformátorom sa v obvode vytvára prúd.
2. Prúd tečie vo vytvorenom okruhu.
3. Pomocou synchrónneho detektora sa registruje meraný signál.
4. Získaný signál sa konvertuje ADC.
5. Výsledok sa zobrazí na LCD displeji.

Zariadenie je vybavené modulom (selektívny zosilňovač), vďaka ktorému sa užitočný signál účinne čistí od rôznych druhov rušení – nízkofrekvenčných a vysokofrekvenčných šumov. Čeľusťami klieští v ich spojenom stave sa vytvára budiaci okruh, ktorý obopína vodič uzemnenia.

Návod na meranie prístrojom S.A6415

Postup činností pri práci s prístrojom série S.A6415 je zrozumiteľne opísaný v návode priloženom k tomuto jedinečnému zariadeniu.

Jedinečný merací prístroj – kliešte, vďaka ktorým sa pomerne jednoducho a ľahko podarí zmerať odpor zemného okruhu v rôznych podmienkach

Napríklad je potrebné vykonať meranie odporu uzemnenia nejakého elektrického modulu (transformátora, elektromera a pod.).

Postup činností:

1. Otvorte prístup k uzemňovacej prípojnici odstránením ochranného krytu.
2. Uchopte kliešťami vodič (prípojnicu alebo priamo elektródu) uzemnenia.
3. Vyberte režim merania „A“ (meranie prúdu).

Maximálna hodnota prúdu prístroja je 30A, preto v prípade prekročenia tejto hodnoty nie je možné vykonať meranie. Je potrebné odstrániť prístroj a zopakovať pokus o meranie na inom mieste.

Proces vykonávania meraní pomocou meracích zariadení typu S.A6415 a 3770. Výsledky meraní sa zaznamenávajú do tabuľky a porovnávajú sa pri najbližšej údržbe.

Keď sa hodnota prúdu získaná na stupnici zmestí do prípustného rozsahu, je možné pokračovať v práci prepnutím prístroja na meranie odporu «?».

Výsledok zobrazený na displeji ukáže celkovú hodnotu odporu vrátane:

• elektródu a uzemňovaciu prípojnicu;
• kontakt neutrálu s uzemňovacou elektródou;
• kontakt spojení na vedení medzi neutrálom a uzemňovacou elektródou.

Pri práci s kliešťami treba mať na pamäti: nadmerné údaje prístroja o odpore uzemnenia sú spravidla spôsobené zlým kontaktom uzemňovacej elektródy s pôdou.

Tiež príčinou vysokého odporu môže byť prerušená prúdová prípojnica. Vysoké čísla odporov v bodoch spojení (spájania) vodičov môžu tiež ovplyvniť údaje prístroja.

Všeobecné odporúčania pre meranie USG

Predtým ako budovať uzemňovaciu sústavu, napríklad pre plynový kotol, by sa mali získať presné informácie o tom, do akej oblasti pôd sa bude uzemňovacia elektróda ukladať. Často sa na určenie hodnôt “p” pôdy odporúča obrátiť sa na existujúce tabuľky.

Avšak táto možnosť s tabuľkami poskytuje len orientačné údaje. Preto sa na ne netreba spoliehať. Skutočné hodnoty odporu pôdy sa môžu líšiť niekoľkonásobne.

Variant #1: jednovrstvová pôda

Ak má pôda homogénnu zložku, jej špecifický odpor sa meria metódou „skúšobnej elektródy“.

Štruktúra homogénnej pôdy. Za týchto podmienok je meranie a výpočet odporu oveľa jednoduchšie ako vykonávať rovnakú prácu na viacvrstvových pôdach.

Metóda predpokladá vykonanie určitého postupu v dvoch etapách:

1. Vezme sa tyčová kontrolná sonda o dĺžke o niečo väčšej ako hĺbka projektového uloženia.
2. Sonda sa ponorí do zeme presne vertikálne do hĺbky projektového uloženia.
3. Zvyšný koniec nad povrchom zeme sa použije na meranie rozptylového odporu (Rr).
4. Stanoví sa špecifický odpor pôdy podľa vzorca p = Rr * Ψ.

Odporúča sa vykonať postup niekoľkokrát na rôznych miestach pracoviska. Alternatívne merania pomáhajú dosiahnuť presné výsledky merania odporu pôdy.

Variant #2: viacvrstvová pôda

Pre túto situáciu sa meranie špecifického odporu pôdy vykonáva metódou stupňovitého sondovania. To znamená, že kontrolná sonda sa ponára do pracovnej hĺbky po stupňoch a v polohe každého stupňa sa vykonávajú merania špecifického odporu. Výpočty priemerného špecifického odporu pôdy sa vykonávajú pomocou vzorcov pre každé jednotlivé meranie.

Viacvrstvová pôda. Za týchto podmienok je potrebné vypočítať odpor každej jednotlivej vrstvy. Výpočty pre viacvrstvové pôdy vyžadujú viac práce.

Potom, na základe klimatických osobitostí oblasti, sa zistia hodnoty pre sezónne zmeny. Týmto spôsobom (dosť zložitým) sa získajú výpočtové hodnoty USG horných vrstiev. Nižšie ležiace vrstvy sa považujú za nepodliehajúce sezónnym zmenám, a preto sa výpočet pre ne obmedzuje na o niečo zjednodušené meranie a výpočet.

Požiadavky na vykonanie prác

Práce tohto plánu, samozrejme, vykonáva kvalifikovaný personál zastupujúci špecializované organizácie. Napríklad za prevádzku silových rozvádzačov v obytných domoch zvyčajne zodpovedajú komunálne služby. Vykonávať akékoľvek merania v týchto bodoch je povolené len prostredníctvom obrátenia sa na tieto služby.

Elektrické obvody patria medzi nebezpečné systémy. Napriek tomu, že komunikácie v domácom sektore sú navrhnuté na napätie menej ako 1000 V, toto napätie je pre človeka smrteľné. Je potrebné dodržiavať všetky potrebné bezpečnostné opatrenia pri manipulácii s elektrickým zariadením. Bežnému človeku sú tieto opatrenia často jednoducho neznáme.

S osobitosťami stavby uzemnenia pre vaňu v mestskom byte oboznámi nasledujúci článok, ktorý obsahuje pravidlá a návod na vykonanie práce.

Závery a užitočné video k téme

Vykonanie meraní v praxi pomocou prístroja:

Vykonanie prác súvisiacich s kontrolou odporu uzemnenia sa vyžaduje povinne, bez ohľadu na zložitosť elektrickej schémy a kategóriu objektu, kde sa inštaluje alebo je nainštalované a prevádzkované elektrické zariadenie. Mnohé špecializované organizácie sú pripravené poskytovať takéto služby.

Zanechajte, prosím, komentáre v bloku umiestnenom nižšie. Nie je vylúčené, že poznáte jednoduchý a účinný spôsob merania odporu uzemňovacích slučiek, ktorý nie je uvedený v článku. Pýtajte sa, zdieľajte užitočné informácie a fotografie k téme.