Методика и периодичность измерения сопротивления заземляющих устройств

Евгений Сроки проверки заземляющих устройств?

Ответ: В соответствии с ПТЭЭП, периодичность проверки состояния заземляющих устройств (контура заземления) определяется графиком планово-профилактических работ (ППР), который утверждается техническим руководителем Потребителя. На основании п. 2.7.9. ПТЭЭП, визуальный осмотр видимых частей заземляющих устройств должен проводится не реже 1 раза в 6 месяцев. Осмотр с выборочным вскрытием грунта должен проводится не реже одного раза в 12 лет.

Читайте также:  Как лимонкой почистить чайник

2) электроустановок, кроме воздушных линий электропередачи:

Очень часто энергетики спорят на тему, какие должны быть нормы растекания тока контура заземления? Какова величина сопротивления контура заземления? Какое допустимое сопротивление контура заземления? Как правило, в таких спорах можно услышать разные цифры, одни называют 4 Ом, от других можно услышать 20 Ом, некоторые специалисты говорят, что сопротивление контура заземлителя не нормируется. Так какие же должны быть нормы и почему такая путаница?

Какие бывают испытания?

imageНачну с того, что поясню, какие бывают испытания. Электролаборатория проводит приёмо-сдаточные или эксплуатационные испытания. Приёмо-сдаточные испытания проводятся после окончания монтирования новой электроустановки, после того как, электроустановка смонтирована и сдана в эксплуатацию, с этого момента начинаются эксплуатационные испытания. Соответственно приёмо-сдаточные испытания проводятся только один раз, после окончания электромонтажных работ, а эксплуатационные испытания проводятся периодически, в процессе эксплуатации.

И так, существуют приёмо-сдаточные и эксплуатационные испытания. Приёмо-сдаточные испытания регламентируются Правилами Устройства Электроустановок (ПУЭ), а эксплуатационные Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП).

Почему спорят специалисты?

Наконец, мы подошли к самому главному. Почему спорят специалисты, почему такие разные цифры они называют?

Во первых, нужно понять о каких испытаниях идёт речь. Если разговор идёт о приёмо-сдаточных испытаниях, то ответ нужно смотреть в ПУЭ, Глава 1.8, Нормы приёмо-сдаточных испытаний, а если об эксплуатационных, то ответ ищем в ПТЭЭП, Приложение 3, Нормы испытаний электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей.

Во вторых нужно понять предназначение контура заземления. Контур заземления бывает для подстанций и распределительных пунктов выше 1000 Вольт, воздушных линий электропередач до 1000 Вольт и выше 1000 Вольт и электроустановок до 1000 Вольт.

Какие нормы?

image1. Контур заземления для электроустановки напряжением до 1000 Вольт:

ПУЭ, п. 1.8.39, таблица 1.8.38, п. 3 гласит: при измерении в непосредственной близости к трансформаторной подстанции, сопротивление контура заземления должно быть: 15, 30 или 60 Ом, при измерении с учетом естественных заземлителей и повторных заземлителей отходящих линий: 2, 4 или 8 Ом соответственно для напряжений 660, 380 и 220 Вольт.

ПТЭЭП, Приложение № 3, таблица 36 гласит: сопротивление контура заземления — 15, 30 или 60 Ом для напряжений сети 660-380, 380-220 и 220-127 Вольт соответственно (трёхфазная/однофазная сеть), а при измерении с учётом присоединённых повторных заземлений должно быть не более 2, 4 и 8 Ом при напряжениях соответственно 660, 380 и 220 Вольт источника трехфазного тока и напряжениях 380, 220 и 127 Вольт источника однофазного тока.

2. Контур заземления для трансформаторной подстанции и распредпунктов напряжением больше 1000 Вольт:

ПУЭ, п. 1.8.39, таблица 1.8.38, п. 1 гласит: при измерении в электроустановке с глухозаземленной и эффективно заземленной нейтралью, должно быть не более 0,5 Ом.

Читайте также:  Как подготовить ревень к зиме

ПТЭЭП, Приложение № 3, таблица 36 гласит: при измерении в электроустановке напряжением 110 кВ и выше, в сетях с эффективным заземлением нейтрали, сопротивление контура должно быть не более 0,5 Ом.

В электроустановке 3 — 35 кВ сетей с изолированной нейтралью — 250/Ip, но не более 10 Ом, где Ip — расчетный ток замыкания на землю.

3. Контур заземления воздушной линии электропередачи напряжением выше 1 кВ:

ПУЭ, п. 1.8.39, таблица 1.8.38, п. 2 гласит: Заземляющие устройства опор высоковольтной линии (ВЛ) при удельном сопротивлении грунта, ρ, Ом·м: 100/100-500/500-1000/1000-5000 – 10, 15, 20 и 30 Ом соответственно.

ПТЭЭП, Приложение № 31, таблица 35, п. 4 гласит:

А. Для воздушных линий электропередач на напряжение выше 1000 В: Опоры, имеющие грозозащитный трос или другие устройства грозозащиты, металлические и железобетонные опоры ВЛ 35 кВ и такие же опоры ВЛ 3 — 20 кВ в населенной местности, заземлители оборудования на опорах 110 кВ и выше: 10, 15, 20 или 30 Ом при удельном сопротивлении грунта, соответственно: 100, 100-500, 500-1000, 1000-5000 Ом·м.

Б. Для воздушных линий электропередач на напряжение до 1000 Вольт: Опора ВЛ с грозозащитой – 30 Ом, Опоры с повторными заземлителями нулевого провода – 15, 30 и 60 Ом для напряжений питающей сети 660-380, 380-220 и 220-127 Вольт (трёхфазная/однофазная сеть) соответственно.

Подведём итог

Для электромонтажников, работающих в сетях напряжением ниже 1000 Вольт:

Сопротивление растекания контура заземления на вновь построенной электроустановке должно быть 15, 30 или 60 Ом или 2, 4 и 8 Ом при измерении с присоединёнными естественными заземлителями и повторными заземлителями отходящих линий для напряжений питающей сети 660-380, 380-220 или 220-127 Вольт (трёхфазная/однофазная сеть) соответственно.

Сопротивление растекания контура заземления на уже эксплуатирующейся электроустановке, тоже 15, 30 и 60 Ом или 2, 4, 8 Ом при измерении с присоединёнными естественными и повторными заземлителями для напряжений сети 660-380, 380-220 и 220-127 Вольт (трёхфазная/однофазная сеть) соответственно.

Как видим, значения сопротивления контура заземления одинаковы, не зависимо от вида испытаний, но разные в зависимости от назначения контура заземления!

Выберите надежных мастеров без посредников и сэкономьте до 40%!

  1. Заполните заявку
  2. Получите предложения с ценами от мастеров
  3. Выберите исполнителей по цене и отзывам

Разместите задание и узнайте цены

Заземляющие устройства используют для того, чтобы обезопасить жизнь человека, если он прикоснулся к токоведущим жилам электрооборудования или других объектов, находящихся под напряжением. Электробезопасность зданий и переносного оборудования обеспечивается следующими эксплуатационными функциями заземляющего элемента:

  • защита от перенапряжения в сети
  • отвод молнии в почву от дымовых труб
  • защита изоляции электрических цепей
  • защита коммуникаций и труб от токовых перегрузок

Проверка сопротивления заземления выполняется с тем расчетом, чтобы оценить состояние заземляющих устройств и изоляции. Заземляющие устройства должны быть исправными, потому что только в этом случае ток от поврежденного оборудования или дымовых труб пойдет в грунт через электроды.

Особенности проверки заземления переносного электрооборудования

Чтобы не допустить поражения человека током, который течет в токоведущих металлических частях переносного или стационарного оборудования, выполняют периодическую проверку состояния заземляющих устройств. Результаты измерения сопротивления контура заземления позволяют сделать вывод относительно исправности изоляции и прочих нормативных предписаний. Чаще всего измерения выполняют в следующих случаях:

  • при плановых проверках техники безопасности
  • при проектировании сооружений
  • при проверке дымовых труб
  • при выяснении количества потребителей сети и суммарных затрат на электроэнергию

Как правило, сроки проверки сопротивления заземления стандартны – раз в год. Если электрические устройства, дымовые трубы или изоляция проводов уже ремонтировались, то периодичность осмотров рекомендуется увеличить до 1 раза в 6 месяцев.

Проверку принято чередовать по сезонам. Выделяют два основных периода для проверки сопротивления заземления токоведущего контура: летом и зимой. Отличия приведенных подходов следующие:

  • в первом случае имеет место высокое сопротивление из-за минимального количества жидкости в грунте
  • во втором случае сопротивление повышается из-за сильного промерзания почвы

Читайте также:  Интерьер комнаты в деревне

Результаты исследований позволяют сделать вывод относительно эффективности заземляющих устройств и собрать ряд рекомендаций, которые позволят улучшить сопротивление зданий, оборудования, дымовых труб. Кроме плановых проверок значений сопротивления, исследования выполняют при восстановлении сети, а также при дополнении существующей системы заземления новыми техническими объектами.

Результаты проверки состояния заземления электрооборудования

Собственник может согласиться на более частые проверки сопротивления оборудования или сооружений. Особенно это касается тех, кто живет или работает на почвах с повышенной коррозионной агрессивностью. Степень коррозии в такой местности превышает допустимые нормы, поэтому заземление труб и покрытие наружной изоляции подвергаются более интенсивному разрушительному воздействию.

Пренебрежение рекомендациями, касающимися увеличения числа проверок переносного электрооборудования, может привести к несчастным случаям и увеличить риск возникновения пожара. Если степень разрушенного заземления трубы или токоведущего контура составляет более 50%, то следует сразу заменить данный элемент.

Как измеряют сопротивление контура заземления и изоляции

Чтобы получить численные значения сопротивления контура заземляющего устройства, используют искусственный проводник, через который пропускают ток. При этом записывают не только показания специальных приборов, но и указывают размер сечения и степень целостности связи между заземляющим проводником и техническим объектом. Показания приборов позволяют понять, насколько значение сопротивления может быть опасным для человека.

Принцип проверки сопротивления заземляющего контура включает следующие этапы:

  • недалеко от испытываемого заземляющего устройства устанавливают токовый электрод
  • к заземляющему оборудованию подключают зонд для фиксации уменьшения напряжения
  • после подачи напряжения получают численные величины сопротивления, которые необходимо умножить на коэффициенты, учитывающие марку переносного прибора, температуру, состояние почвы

Метод амперметра-вольтметра также получил большую популярность. Особенность метода заключается в том, что при осмотре дымовых труб или переносного оборудования используется специальный прибор. С его помощью получают необходимые значения, которые затем просчитываются по формуле Ома. В результате исследователь получает величину сопротивления устройства для заземления.

Зачем нужен паспорт заземляющего устройства

Документом, в который вносятся все параметры заземляющего контура, является специальный паспорт. Этот документ есть как у частных домовладельцев, так и у предприятий и госучреждений.

В паспорт записываются следующие данные по состоянию контура заземляющего устройства:

  • периодичность ремонтных операций дымовых труб или переносного электрического оборудования
  • перечень дефектов, которые были обнаружены при внешнем осмотре изоляции оборудования
  • информация, касающаяся напряжения и величины сопротивления
  • степень коррозии
  • когда заземляющее устройство было сдано в эксплуатацию
  • сроки планируемой проверки

Выводом в паспорте является заключение эксперта, который подтверждает результаты осмотров и выполненных проверок относительно пригодности контура заземления к использованию. Здесь могут быть отмечены замечания и рекомендации, направленные на устранение дефектов или ошибок при подключении заземления к переносному оборудованию, дымовым трубам. Все записи в паспорте позволяют узнать состояние контура заземления на текущий момент.

Какова средняя периодичность проверки состояния заземления

Периодичность проверки заземления оборудования и труб основывается на правилах эксплуатации выбранных технических устройств. Для зданий подходят индивидуальные правила, которые включают общие рекомендации по осмотру контура заземления. Сроки измерений указываются в специальных справочных материалах, которые будут использованы при выполнении профилактических мероприятий.

Как правило, чтобы поддерживать электрическую сеть в рабочем состоянии, достаточно проводить визуальный осмотр участков заземления раз в полгода. Периодичность глубокого исследования сопротивления переносного электрооборудования или дымовых труб составляет раз в год. При этом подразумевается и обследование грунта возле заземленного оборудования.

Ответственность за выполнение проверок в планируемые сроки лежит на собственнике или на работнике, которого назначил собственник. Выполнять проверку заземления переносного оборудования должны только профессионалы. Они смогут оценить качество соединения заземляющей установки с выбранным объектом, проверить целостность изоляции. Благодаря современному оборудованию они смогут найти обрыв на соединениях и выполнить ремонт.

1. Проверка элементов заземляющего устройства.

2. Проверка цепи между заземлителями и заземляющими элементами.

Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала периодически должна производиться проверка целостности цепи между заземлителем и заземленным оборудованием. Проверяется целостность проводников, соединяющих аппаратуру с контуром заземления, надежность болтовых соединений, наличие у каждого аппарата непосредственной связи с магистралью заземления и заземленными металлическими конструкциями. Последовательное подключение оборудования, подлежащего заземлению, недопустимо.

Для проверки целостности заземляющей проводки применяют мост постоянного тока Р-333 и соединительные провода с известным сопротивлением. Подготовка и порядок работы с прибором:

  • установить мост на горизонтальную площадку;
  • присоединить к мосту соединительные провода;
  • присоединить соединительные провода к заземлителю и заземляемому оборудованию;
  • произвести замер сопротивления;
  • разобрать схему;
  • оформить результаты проверки протоколом.

3.  Измерение сопротивления заземляющих устройств.

Сопротивление заземляющего устройства является суммой сопротивления заземлителя относительно земли и сопротивления заземляющих проводников.

Сопротивление заземлителя определяется отношением напряжения заземлитель-земля к току, проходящему через заземлитель в землю. Сопротивление заземлителя зависит от удельного сопротивления грунта, в котором находится заземлитель, типа, размера и расположения элементов, из которых выполнен заземлитель, количества и взаимного расположения заземлителей.

В различные периоды года вследствие изменения влажности, температуры грунта сопротивление заземлителя может меняться в несколько раз. Наибольшее сопротивление заземлители имеют зимой при промерзании грунта и в засушливое летнее время при его высыхании.

Измерение сопротивления заземлителей должно производится в периоды наименьшей проводимости грунта. Если измерения производятся при другом состоянии грунта, следует вводить рекомендованные поправочные коэффициенты, учитывающие состояние грунта в момент производства измерения и количество осадков, выпавших в предшествовавшее измерению время.

Повышающий коэффициент не вводится для заземлителей, находящихся во время измерения в промерзшем грунте или ниже глубины промерзания, а также для заземлителей, связанных с естественными заземлителями.

Существует несколько способов измерения сопротивления заземлителей. При каждом способе создаётся искусственная нагрузочная цепь через испытуемый заземлитель, для чего на некотором расстоянии от него сооружаются вспомогательные заземлители (потенциальный, токовый).

Испытываемый и вспомогательный заземлители присоединяются к источнику питания, и через грунт пропускают нагрузочный ток для измерения падения напряжения в заземлители в зоне нулевого потенциала забивается потенциальный электрод, называемый зондом.

Вспомогательные электроды должны располагаться на определённом расстоянии от испытуемого заземлителя и друг от друга.

В качестве вспомогательных заземлителей применяются стальные, неокрашенные электроды диаметром 10-20 мм, длиной 800-1000 мм. Один конец электрода заострён, на противоположном находится зажим для присоединения провода. Электроды забиваются в грунт на глубину не менее 0,5 м. Место забивки электродов должно быть выбрано с учетом прохождения кабельных трасс. Перед тем, как забивать электроды в землю, следует зачистить от ржавчины места их соединения с проводником.

Вспомогательные электроды следует забивать в землю прямыми ударами, не расшатывая их, чтобы не увеличивать переходное сопротивление между электродом и грунтом. Забивать вспомогательные электроды следует в твёрдый, естественный грунт, в местах, отдаленных от возможных проводящих предметов, находящихся в земле (кабели с металлической оболочкой, металлические трубы), так как они существенным образом влияют на характер растекания тока в земле. При большом удельном сопротивлении грунта места забивки вспомогательных электродов для уменьшения сопротивления увлажняются водой, раствором соли либо кислоты. В качестве вспомогательных заземлителей могут быть использованы металлические предметы, зарытые в землю (стальные пасынки опор, отрезки труб, одиночные заземлители), если они не связаны с испытуемым заземлителем и находятся от него на требуемом расстоянии.

Каждое отдельное заземляющее устройство должно иметь паспорт, содержащий схему устройства, основные технические и расчетные данные, сведения о произведённых ремонтах и внесённых изменениях.

Измерения проводятся прибором М-416. Прибор применяется для измерения больших и малых сопротивлений, как одиночных, так и сложных заземлителей.

Для проведения измерений необходимо иметь:

  • прибор М-416;
  • два стальных неокрашенных заземлителя диаметром 10-20 мм длиной 0,8-1м;
  • четыре соединительных провода, два из которых длиной не короче 20 и 10 м соответственно;
  • кувалду для заглубления заземлителей на глубину не менее 0,5м.

Порядок работы:

  • Установить прибор на горизонтальную поверхность, открыть крышку.
  • Присоединить зажимы 1,2,3,4 прибора к испытываемому заземляющему устройству и заземляющим электродам, заглубленным не менее чем на 0,5 м по одной из схем, представленных на рис. 1 – 4.
  • Переключатель пределов измерения поставить в положение «Контроль 5 Ом».
  • Нажать кнопку и ручкой «Реохорд» добиться установления стрелки индикатора на нулевую отметку. На шкале реохорда при этом должно быть показание 5±0,3 Ом.
  • Переключатель пределов измерения установить в положение х1, нажать кнопку, и вращая ручку «Реохорд»  добиться максимального приближения стрелки к нулю.

Результат измерения равен произведению показания шкалы реохорда на множитель(х1, х5, х20, х100).

4. Проверка состояния пробивных предохранителей в электроустановках  до 1 кВ.

Проверка состояния пробивных предохранителей заключается в проверке целости фарфора, резьбовых соединений и крепления, качества заземления. Разрядные поверхности электродов должны быть чистыми и гладкими, без заусенцев и нагаров. Слюдяная пластинка должна быть целой и иметь толщину в пределах 0,08±0,02 мм при исполнении на 220-380 В и 0,21±0,03 мм – при исполнении на 500-600 В.

У собранного предохранителя измеряется сопротивление изоляции мегаомметром до 250 В, которое должно быть больше или равно 5-10 МОм.

Перед установкой предохранителя измеряется его пробивное напряжение. При  исполнении на 220-380 В U проб = 351- 500 В; при исполнении на 500-660 В – 701-1000 В. Для ограничения после пробоя сопровождающего тока в цепь предохранителя включается токоограничивающее сопротивление 5-10 кОм.

Если пробивное напряжение соответствует норме, то напряжение снижается и снова повышается до 0,75 U проб . Если при этом не наступает пробой, то испытательная установка отключается и повторно измеряется сопротивление изоляции. При существенном снижении сопротивления изоляции (более 30%) необходимо разобрать предохранитель, зачистить подгоревшие разрядные поверхности и повторить испытания, увеличив балластное сопротивление.

5. Проверка цепи фаза-нуль в электроустановках до 1 кВ с глухим заземлением нейтрали.

В установках до 1000В с глухим заземлением нейтрали ток однофазного короткого замыкания на корпус или нулевой провод должен обеспечивать надёжное срабатывание защиты. Проверку петли фаза – нуль следует производить измерением полного сопротивления петли фаза – нуль.

Измерение сопротивления петли фаза – нуль должно производиться на электроприёмниках наиболее мощных, а также наиболее удалённых от источника тока, но не менее 10% их общего количества. Измерение имеет целью определить истинное значение полного сопротивления петли фаза – нуль, оно должно быть таким, чтобы ток однофазного КЗ был достаточным для отключения повреждённой установки от сети.

После измерения полного сопротивления петли фаза–нуль рассчитывается ток однофазного короткого замыкания по формуле:

Iк.з.=Uф/Rф-0 , где Uф – фазное напряжение сети, В;

Rф-0 – полное сопротивление петли фаза – нуль, Ом.

Измерения производятся прибором для контроля сопротивления цепи «фаза-нуль» М-417. Прибор предназначен для контроля величины сопротивления цепи «фаза-нуль» без отключения питающего источника с целью проверки наличия условия безопасности работы на электрооборудовании. С его помощью измеряется падение напряжения, пропорциональное сопротивлению цепи фаза – нуль, поэтому шкала прибора отградуирована в омах. Диапазон измерения 0,1-2 Ом. Основная погрешность 10% от длины рабочей части шкалы. Прибор обеспечивает автоматическое размыкание измеряемой цепи на время не более 0,3 с.

Прибор применяется в электроустановках, где имеется электрооборудование, работающее от сети переменного тока промышленной частоты напряжением 380 В с глухозаземленной нейтралью.

На время подключения прибора место не готовится, необходимо только отключить питающее напряжение контролируемого участка сети.

В случаях, когда по условиям эксплуатации невозможно отключить питающее напряжение, допускается подключение прибора без снятия напряжения. В этом случае прибор надежно соединяется с корпусом испытываемого оборудования, после чего второй зажим прибора подключается к фазному проводу. Присоединение прибора производится в диэлектрических перчатках. Время измерения прибором не должно превышать 4-7 секунд.

Подготовка и порядок работы:

  • Установить прибор на горизонтальную поверхность, открыть крышку и вынуть соединительные провода.
  • Ручку «Калибровка» установить в левое крайнее положение.
  • Присоединить соединительные провода к зажимам прибора.
  • Обесточить проверяемый участок цепи.
  • Один провод с помощью пружинного зажима подсоединить к корпусу испытываемого объекта, обеспечив в месте соединения надежный контакт, а второй провод присоединить к одной из фаз сети.
  • Подать напряжение на измеряемый участок сети. При отсутствии обрыва заземляющей цепи на приборе загорится сигнальная лампа. Если лампа не загорается, измерение производить запрещается.
  • Нажать кнопку «Проверка калибровки».
  • Ручкой «Калибровка» установить указатель на нуль, отпустить кнопку.
  • Нажать на кнопку «Измерение». При сопротивлении цепи «фаза-нуль» больше 2 Ом загорается сигнальная лампа.
  • Если сигнальная лампа не загорается, по шкале прибора произвести отсчет.
  • Повторные измерения производить только после проверки калибровки

НТД и техническая литература:

  • Правила устройства электроустановок, 6 изд., переработанное и дополненное, 1998.
  • Правила устройства электроустановок Глава 1.8 Нормы приемосдаточных испытаний Седьмое издание
  • Объем и нормы испытаний электрооборудования. Издание шестое с изменениями и дополнениями — М.:НЦ ЭНАС, 2004.
  • Наладка и испытания электрооборудования станций и подстанций/ под ред. Мусаэляна Э.С. -М.:Энергия, 1979.
  • Сборник методических пособий по контролю состояния электрооборудования. — М.: ОРГРЭС, 1997.
  • Измерение электрических параметров земли и заземляющих устройств. Коструба С.И. — М.: Энергоатомиздат, 1983.
  • Прибор М416. Техническое описание и инструкция по эксплуатации.
  • Прибор М417. Техническое описание и инструкция по эксплуатации

При использовании электрических приборов всегда существует риск поражения электрическим током. Эта вероятность происходит из свойств упорядоченного потока заряженных частиц: он проходит через тот участок цепи, в котором сопротивление имеет минимальное значения. В разное время производители приборов и комплектующих пытались бороться с этим и обезопасить человека от вредного или даже смертельного воздействия тока. Но в конечном итоге наиболее простым и надежным остается заземление.

image

Заземление применяется на промышленных предприятиях и в загородных домах. Особую роль оно играет в случае, когда мощность прибора превышает критические значения. Человеку достаточно получить удар силой 0.1 ампера, чтобы гарантированно погибнуть. Также не стоит забывать, что даже исправное оборудование может служить источником опасности. Это может случиться из-за разряда молнии и по некоторым другим причинам. Следовательно, к вопросу установки заземления стоит подходить ответственно и учитывать все нюансы.

Испытания заземления

Существует множество споров по поводу монтажа заземления и норм растекания тока по нему. Но в одном специалисты сходятся абсолютно единогласно — проверять качество установленного контура должен проверять специалист. Эта процедура позволит быть уверенным с правильном монтаже заземления в доме и позволит обезопасить себя и близких от опасного воздействия электрического тока. Испытания проводятся как на предприятиях, где часто работают генераторы и двигатели высокой мощности, так и в частных домах — измерение сопротивления заземления делается одним и тем же способом.

image

Существует две основных разновидности испытаний: приемо-сдаточные и эксплуатационные. Первые проводятся в случаях, когда установка (или участок сети) уже полностью смонтированы и готовы к непосредственному использованию. Перед тем, как измерить сопротивление заземления, определяют, готов ли контур к поглощению токов в случае необходимости и соответствуют ли его параметры заявленным требованиям. Помимо всего прочего, необходимо регулярно контролировать, чтобы установленное заземление не теряло своих свойств с течением времени. Для этого проводятся эксплуатационные испытания — специалист проверяет готовый участок сети, который уже используется. Для осуществления такой процедуры нужно освободить сеть от потребителей, так что весь процесс требует небольшой подготовки.

Чем измеряют заземление

Для измерения этой величины применяется омметр — прибор, который изменяет сопротивление. При этом устройств для определения сопротивления заземления должны иметь определенные характеристики. Самая главная: очень низкая проводимость на входе. Диапазон измерений у таких приборов крайне небольшой: обычно он составляет от 1 до 1000 Ом. Точность измерения в аналоговых приборах не превышает 0.5–1 Ом, а в цифровых — до 0.1 Ома.

Несмотря на повальное распространение китайских и европейских приборов, самым популярным остается М416, разработанный еще в СССР. Устройство имеет четыре диапазона измерения: от 0 до 10 Ом, от 0.5 до 50, от 2 до 200 и от 100 до 1000. Работает прибор от трех «пальчиковых» батареек. Несмотря на это, мобильным его назвать трудно — размеры корпуса не слишком комфортны.

Более продвинутой версией является Ф4103 — промышленный омметр с большим входным сопротивлением. Он еще менее транспортабельный, но имеет большее количество диапазонов измерения. Большой плюс такого прибора: работа с огромным диапазоном сигналов (от постоянного и пульсирующего тока — до переменного с частотой 300 Гц). Также порадует пользователя и диапазон рабочих температур: от –25 до 55 градусов по Цельсию.

image

Как нужно измерять сопротивление

Существует два документа, которые регламентируют нормы сопротивления заземления в контуре и другие показатели. Первый — ПУЭ (Правила устройства электроустановок), на которые опираются при проведении приемо-сдаточного контроля. Эксплуатационные замеры же должны соответствовать Правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП).

image

В обеих сводах правил существует разделение контуров на несколько типов — их нужно учесть до того, как измерить сопротивление заземления. Они отличаются в зависимости от напряжения, которое используется в сети и разновидности цепи. Всего имеется три типа контуров:

  1. Для подстанций и пунктов распределения, в которых напряжение не превышает 1000 вольт (вне зависимости от того, используется в сети переменный ток или постоянный).
  2. Для воздушных ЛЭП (линий электропередач), которые передают ток напряжением менее 1000 вольт.
  3. Для электроустановок с таким же максимально допустимым напряжением, использующимся в промышленных или бытовых целях.

image

Нормы для каждого из типов

Для того, чтобы понять, какие нормативные и эксплуатационные показатели должны быть для каждого из типов:

  1. Для электрических установок. Проводить измерения сопротивления заземления нужно в непосредственной близости к подстанции. В зависимости от нагрузки, этот показатель может составлять 60, 30 или 15 Ом. Также стоит учитывать естественные заземлители — для них эти величины должны равняться 8, 4 или 2 Ома соответственно. Все три величины зависят от напряжения в сети. 60 и 8 Ом допускаются для однофазной сети в 200 вольт. 30 и 4 Ом — для трехфазной с напряжением 380 вольт. Минимальные значения (15 и 2 Ома) — для 660 вольт. В ходе эксплуатации сопротивление заземляющего контура также не должно падать ниже показателей, описанных в абзаце выше.
  2. Для пункта распределения или подстанции. Для установок с напряжением выше 100 киловольт (100 тысяч вольт) проводимость заземления при сдаче сети и при ее эксплуатации также остается неизменной и составляет 0.5 Ома. При этом обязательными требованиями при проверке являются глухой тип заземления и подключенная к нейтральному контуру. Также существуют нормы и для менее мощных установок, в которых напряжение лежит в пределах между 3 и 35 киловольт. В таком случае нужно 250 делить на расчетный ток замыкания в землю — результирующее значение будет необходимым сопротивлением в Омах. Показатель, согласно ПТЭЭП, не должен превышать 10 Ом в любом случае.
  3. Для воздушных линий электропередач. Рассчитывается в зависимости от проводимости грунта, на котором стоят опоры ЛЭП:
  • для грунта с удельным сопротивлением менее 100 Ом на метр — 10 Ом;
  • с удельным сопротивлением 100…500 Ом на метр — 15 Ом;
  • с удельным сопротивлением 500…1000 Ом на метр — 20 Ом;
  • с удельным сопротивлением 1000…5000 Ом на метр — 30 Ом.

image

Для ЛЭП с напряжением тока менее 1000 вольт — до 30 Ом (для опор с защитой от попадания молнии). В ином случае сопротивление должно быть 60, 30 или 15 Ом для сетей с напряжением до 660, 380 или 220 вольт соответственно.

От чего зависит сопротивление заземления

Как уже говорилось выше, у тока есть одна важная особенность — он течет по тому участку цепи, который меньше всего этому сопротивляется. Сама величина сопротивления зависит от множества факторов:

  1. Материала. Ряд материалов имеет особую (атомарную) структуру, которая подразумевает наличие большого числа свободных электронов. Если такие материалы попадают в действие любого магнитного поля или покдлючаются к источнику питания, то легко проводят электрический ток. В своем большинстве это утверждение относится к металлам. Другие материалы не имеют свободных электронов и их сопротивление току крайне высоко. Если напряжение (сила, «толкающая» электроны) ниже допустимого значения, то проводимость будет равняться нулю или крайне малым значениям. При превышении показателя произойдет пробой и образовавшийся нагар будет иметь свойства проводника. Логично, что материалом для заземления могут быть именно только представители первой группы материалов — именно она обеспечивает минимальное сопротивление.
  2. Его температуры. Темпатура определяет, насколько быстро электроны передвигаются внутри материала. Следовательно, чем ниже она у проводника, тем лучше он проводит заряд. Обратная зависимость тоже носит характер прямой пропорции — после ее повышения его сопротивление будет падать. Расчет сопротивления заземления должен производиться с учетом этого параметра.
  3. Наличия примесей. Основная часть проводников делается из меди. Старые провода изготавливаливались из алюминия, но такие решения имеют сразу несколько недостатков. К сожалению, кабеля и провода из этого материала быстрее перегреваются и плавятся, да и сопротивление промышленно добываемого алюминия ниже, чем таковое у меди. Химически чистый же металл является лучшим проводником, превосходя по проводимости даже серебро. Дело в примесях: они имеют гораздо более высокие показатели сопротивления. Этот же момент стоит учитывать при расчете заземления.

image

Понятное дело, что в идеале сопротивление должно быть минимальным — для этого нужно использовать медный контур большого сечения. Но дело в том, что медь быстро окисляется, да и стоимость такого решения будет крайне высокой. Следовательно, были разработаны нормы для минимального порога заземления. Этот показатель не нужно превышать для того, чтобы в нужный момент под нагрузкой контур выполнил возложенную на него функцию и отвел заряд в землю.

Формула расчета

Формула расчета сопротивления заземления одиночного вертикального заземлителя:

image

Для электролитического заземления:

Формула расчета сопротивления заземления одиночного горизонтального электрода с добавлением поправочного коэффициента:

где:

Коэффициент C варьируется от 0.5 до 0.05. Со временем он уменьшается, так как электролит проникает в грунт на больший объем, при это повышая свою концентрацию. Как правило, он составляет 0.125 через 6 месяцев выщелачивания солей электрода в плотном грунте и через 0.5–1 месяц выщелачивания солей электрода в рыхлом грунте. Процесс можно ускорить путем добавления воды в электрод при монтаже.

Расчетное удельное электрическое сопротивление грунта (Ом×м) — параметр, определяющий собой уровень «электропроводности» земли как проводника, то есть как хорошо будет растекаться в такой среде электрический ток от заземлителя.

Это измеряемая величина, зависящая от состава грунта, размеров и плотности прилегания друг к другу его частиц, влажности и температуры, концентрации в нем растворимых химических веществ (солей, кислотных и щелочных остатков).

Итоги и выводы

Заземление — важный элемент электрической цепи, который обеспечивает защиту от коротких замыканий, поражения током или попадания молнии в один из ее участков. Ключевым показателем здесь является сопротивление: чем оно меньше, чем больше тока «уведет» контур и тем ниже будет вероятность серьезного удара или повреждения оборудования. Сопротивление заземления регламентируется двумя документами: ПУЭ и ПТЭЭП. Первый используется для приема только что сданного участка сети, второй — для контроля уже эксплуатируемого участка.

Нельзя пренебрегать нормами контроля, которые призваны проверить качество заземления и работу контура в условиях полной нагрузки. Процедуры производятся как непосредственно после создания цепи, так и в процессе ее использования. Частота проверок зависит от нагрузки на сети и целей, для которых используется контур. Нормы сопроивления при этом вовсе не отличаются. Различают три типа норм: для линий электропередач, трансформаторов и электрических установок. С повышением рабочего напряжения по экспоненте возрастает максимальная величина сопротивления. Также учитывается и ряд специфических показателей (например, удельная проводимость грунта). Исходя из нее можно получить максимальное регламентированное сопротивление.

Основными способами для увеличения эффективности работы заземлителя является использование разных конфигураций проводника. Ключевая задача заключается в том, чтобы предельно повысить площадь прямого контакта контура с землей. Для этого используется один или несколько проводников. В последнем случае их могут соединять как последовательно, так и параллельно.

Также для замера сопротивления контура заземления важно знать и поправочные коэффициенты — например, при вычислении минимально допустимого сопротивления заземления учитывается также удельное содержание материала в грунте и сопротивление повторного заземления. Для получения этого показателя нужно использовать специальное оборудование.

Видео по теме

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий