Измерение мультиметром
Этот универсальный прибор, если все делать по стандартной, официально утвержденной методике, для таких целей, как отмечено, не подходит. Мультиметр на практике используется лишь для примерной оценки состояния заземления, выявления явных обрывов, то есть отсутствия надежного контакта соответствующего проводника с грунтом. Как это правильно делать описано здесь.
Почему данный тип измерительного прибора применяется лишь в редких случаях?
- Большая погрешность измерений не дает истинного представления о реальном значении сопротивления.
- Стандартная (рекомендуемая) методика не может быть применена, так как согласно ей прибор должен подключаться к 4-м точкам, к тому же разнесенным территориально. С мультиметром это сделать невозможно.
- Официального заключения по результатам измерений таким прибором (задокументированного) не выдаст ни один специалист. Причина вполне объяснима – в нормативных актах использование мультиметра при проверке заземления не предусмотрено.
Тем не менее, есть ситуации, когда без мультиметра не обойтись. Например, на территории с довольно плотной застройкой. Это не позволяет производить измерения на больших расстояниях от здания. А согласно методике, оно должно быть в пределах 30±10 м. Подробнее, как измерить сопротивление с помощью мультиметра можно из видео:
Как подготовить мультиметр
Задача любого измерения – добиться максимальной точности показаний. Что необходимо проделать:
- подобрать «хороший» мультиметр (у друзей, соседей и так далее). Какой лучше выбрать для различных целей описывали вот в этой статье. Подразумевается достаточно новый, а не выпущенный десятилетия тому назад, неповрежденный, с максимально возможным классом точности для этого типа приборов;
- заменить элемент питания. Старая батарейка, частично разряженная, только увеличит погрешность измерения;
- произвести калибровку (если она предусмотрена для конкретной модели).
Как подготовить рабочее место
Даже если вспомогательный электрод изначально при организации заземления и был установлен, то его еще нужно найти. Тем более, если дом построен много лет назад, и территория вокруг него уже несколько раз подвергалась перепланировке, обустройству и так далее. Следовательно, его «дубликат» необходимо поставить самостоятельно.
Для измерения сопротивления подойдет любой металлический штырь (то же арматурный пруток) сечением порядка 5 мм, который вгоняется в землю минимум на 1,5 м на расстоянии 7,5±2,5 от основного. Его найти намного проще, тем более что место расположения должно быть помечено (знаком, символом на стене дома). Хотя несложно определить и визуально – к нему часто тянется по-над поверхностью металлическая проволока (шестерка или восьмерка).
Где измерять сопротивление
Между основным штырем заземления и вновь установленным (дополнительным). Схема показана на рисунке.
Результат замеров позволяет понять, насколько отвечает стержень заземления тем требованиям, которые к нему предъявляются. По сути, измеряется суммарное сопротивление его и грунта. Дело в том, что большая его часть заглублена. В процессе длительной эксплуатации металл подвергается коррозии.
- Предварительно определяется сопротивление дополнительного стержня. Его значение при оценке результата не учитывается.
- Величина R заземления должна быть Измерение мегаомметром
Принцип измерений тот же самый. Отличия лишь в некоторых моментах.
Для получения максимально точных показаний прибор необходимо установить в строго горизонтальной плоскости. Перекос ни по одной из осей не допускается.
Подготовка мегаомметра (измеритель сопротивления заземления) сводится к его проверке на пригодность к измерениям. Сделать это достаточно просто (пример – модель М416).
- Переключатель – в «Контроль».
- Нажимается кнопка и производится вращение рукоятки. Стрелка должна встать на отметке 5 (±0,3). Если показание иное, прибор отбраковывается.
Как правильно подключать к клеммам измеритель сопротивления заземления провода в зависимости от схемы измерения, показано на его корпусе.
Методик измерения сопротивления заземления довольно много. Они предполагают использование различных приборов, схем, и оптимальное решение принимается для конкретного контура индивидуально. Но для самостоятельной диагностики его состояния в домашних условиях достаточно и двух описанных выше.
Если же есть сомнения в правильности определения результатов, большой погрешности и так далее, следует обратиться к профессионалам. К заземлению, учитывая, что оно – составная часть схемы эн/снабжения, пренебрежительно относиться не стоит.
Это интересно: Подключение УЗО к однофазной сети с заземлением: правила + этапы работ
Оформление результатов измерений (протокол).
После окончания измерений нужно оформить протокол результата замера. Протокол представляет собой бланк определенной формы, в котором отражаются наименование объекта, схема установки заземляющих стержней и их соединений (для этого понадобится паспорт объекта и акт на скрытые работы). Также протокол должен отражать схему контура заземления и метод, по которому проводилось измерение. В протокол необходимо включить графу, в которой указан прибор или тестер (его тип, заводской номер и пр.), которым проводилось испытание. Результаты, полученные при измерении, заносятся в паспорт заземляющего устройства. Отдельно представляется протокол испытания переходных сопротивлений. Переходное сопротивление (также, его еще называют металлосвязью) – это возможные потери на пути прохождения тока, связанные со сварочными, болтовыми и др. соединениями всего контура заземления. Это испытание проводится специальным тестером – микроомметром.
Как устроено заземление, и зачем проверять его параметры
Не вдаваясь в подробности, можно сказать, что заземление нужно для соединения корпуса электроустановки с рабочим нулем. Глядя на несколько абзацев выше, можно подумать, что это абсурд. На самом деле имеется ввиду возможность протекания тока от защитного заземления, через физическую землю (грунт), до рабочего нуля ближайшей подстанции. Фактически, это будет короткое замыкание.
Соответственно, при попадании фазы на корпус электроустановки, сработает защитный автомат, и поражения электротоком не будет.
Зачем же нужна проверка сопротивления заземления? Для организации аварийного короткого замыкания, необходима большая сила тока. Если сопротивление контура заземления будет слишком велико, сила тока (в соответствии с законом Ома) снизится, и защитный автомат не сработает.
Еще одна опасность большого сопротивления защитной «земли» в том, что сопротивление тела человека может оказаться меньше. Тогда, при касании рукой аварийной электроустановки, вы гарантированно будете поражены электротоком.
Когда на корпусе электроустановки окажется фаза, часть напряжения уйдет на компенсацию утечки в физическую землю. Если остаток потенциала превысит 50 вольт, опасность сохранится.
Равно как и защитный автомат без заземления не отключит фазу при попадании на корпус. Он сработает лишь при замыкании нуля с фазой. Полную защиту дает установка автомата и одновременное подключение контура защитной «земли». Существенно повышает уровень безопасности еще и УЗО.
И, наконец о том, что представляет собой контур заземления.
Если вкратце, это несколько металлических штырей (при нормальных природных условиях — три), глубоко погруженных в грунт, соединенных проводниками между собой и шиной заземления в здании.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос №1. Какие участки следует выбирать для контроля ВЛ?
Для выполнения замеров рекомендуется выбирать участки с наиболее агрессивными грунтами. При этом контролю подлежат не менее 2% опор.
Вопрос №2. Можно ли вместо высокоточных приборов использовать другие средства измерения?
В принципе, замеры можно произвести и мультиметром, но его применение чревато получением данных со слишком большой погрешностью.
Вопрос №3. Когда лучше всего проводить измерения?
Выполнять замеры лучше всего в разгар лета либо в середине зимы при благоприятной погоде и максимальном сопротивлении почвы.
Вопрос №4. Какова периодичность выполнения замеров?
Проверка производится сразу же после сдачи дома в эксплуатации. Согласно нормативам, периодичность замеров сопротивления должно проводиться каждые 6 лет, но для себя лучше выполнять их каждый год.
Вопрос №5. При выполнении нескольких замеров какой результат принимать окончательным?
Реальное значение сопротивления необходимо принимать по самому худшему результату.
Как измерить сопротивление заземления тестером
Несмотря на то, что замер сопротивления заземления производится на линии не находящейся под напряжением, здесь также потребуется точность и осторожность. Во-первых – исходя из характера объекта, необходимо узнать, какая величина сопротивления допускается в данной цепи, если например, это бытовое заземление в квартире, то допуск составляет не более 30 Ом
Для промышленных условий, например, заземление станка в цеху, эти условия будут уже другими
Во-первых – исходя из характера объекта, необходимо узнать, какая величина сопротивления допускается в данной цепи, если например, это бытовое заземление в квартире, то допуск составляет не более 30 Ом. Для промышленных условий, например, заземление станка в цеху, эти условия будут уже другими.
Во-вторых, проверка заземления осуществляется только при выключенном устройстве, в противном случае, ток измерительного прибора может попасть на само устройство, как и тот, кто измеряет сопротивление, оказаться под действием внезапно появившегося на заземляющей линии потенциала.
Для измерения могут использоваться цифровые или аналоговые приборы, но если в быту можно применять и обычный тестер, то на производстве, когда результаты замеров ложатся в основу каких-то расчетов, обязательно чтобы прибор числился в государственном реестре измерительной техники и был поверенным.
Советы в статье «Как работает заземление» здесь.
Дома, замер сопротивления заземления, а чаще зануления, осуществляют между точкой соединения нулевых проводов с корпусом электрощита и поочередно всеми розетками или теми местами, где есть вывод заземляющей линии.
Регулятор устанавливается в положение необходимого предела сопротивления, а поверхности контактируемые со щупами должны быть очищены от грязи и ржавчины, после чего выполняется сам замер.
Порядок проведения измерения заземления (сопротивления растеканию заземлителя).
Для проведения проверки необходимо помимо прибора иметь два электрода (токовый и потенциальный) с проводами достаточной длины, как образец, можно предложить отрезок гладкой арматуры или трубы круглого сечения. В зависимости от сложности конструкции заземлителя, измерение сопротивления проводят по двум разным схемам:
- Простой (одиночный) заземлитель. Применяется «линейная» схема подключения электродов. Потенциальный электрод устанавливают на расстоянии не менее 20 м. от заземлителя, а токовый не менее, чем в 10-12 м. от потенциального.
- Сложный заземлитель. Используется, когда простая схема неприменима, ввиду того, что при расчетах сопротивление заземления она не будет соответствовать минимально допустимым нормам. Представляет собой несколько вертикальных стержней вбитых в землю, электрически связанных между собой (электросваркой, чтобы снизить переходное сопротивление). Такое устройство называется контуром заземления. В этом случае необходимо определить наибольшее расстояние (диагональ) защитного контура заземления. Потенциальный электрод нужно вбивать на расстоянии равным пяти диагоналям от места присоединения заземляющего проводника. Токовый зонд забивается не менее, чем в 20 м. от потенциального. Измерительный прибор необходимо располагать как можно ближе к выводу заземления.
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.
Для чего нужно заземление.
Заземление необходимо для предотвращения поражения человека воздействием электрического тока, в случае его появления там, где при нормальных условиях его не должно быть. При касании корпуса прибора, находящимся под напряжением, сила тока, проходящего через тело человека, может оказаться смертельной.
Необходимостью снижения разности потенциалов и обусловлено применение защитного заземления. Кроме этого, замыкание на землю приводит к увеличению силы тока и, как следствие, к срабатыванию защитных устройств. Нормы сопротивления защитного заземления регламентируются ПУЭ, а также документом называемым «Правила и нормы испытания электрооборудования».
Порядок проведения измерений.
Так как в настоящее время самый распространенный прибор для проведения измерения является измеритель сопротивления заземления М-416, в дальнейшем, как образец, будет рассматриваться именно это средство измерений. Данный прибор относится к системе, в которой принцип измерений основан на компенсационном методе.
Запрещается для проверки пользоваться приборами, не имеющих действующего клейма о поверке, результаты которой должны заноситься в паспорт на средство измерения.
- Проверить наличие элементов питания в батарейном отсеке, убедившись, что их напряжение находится в пределах нормы;
- Откалибровать прибор, установив переключатель диапазонов в положение 5 Ом (контроль), ручкой реохорда установить стрелку как можно ближе к нулевой отметке. При этом на шкале должны быть показания 5 Ом;
- Отсоединить контур от заземляющего проводника;
- Присоединить прибор к соответствующим электродам;
- Тщательно зачистив вывод измеряемого заземлителя (для того чтобы исключить влияние, которое может оказать на конечный результат переходное сопротивление), присоединить к нему прибор.
- Установить переключатель диапазонов в положение, соответствующее наибольшей чувствительности (Х1), нажав кнопку «Измерение», регулятором установить стрелку на нуль. При этом на шкале реохорда будет отражен искомый результат проверки сопротивления заземлителя. Если стрелка не устанавливается на нуль, необходимо переключателем выбрать другой диапазон и показания реохорда умножить на соответствующий множитель.
Трехпроводной способ измерения сопротивления
При выполнении работ по этому методу исходя из требований безопасности требуется отключение автоматического выключателя в вводном щитке питания либо снятия с заземлителя РЕ-проводника.
- Проводник подключается замеряющему прибору и струбцине. На определенном удалении в землю забиваются стержни заземлителя, на которые навешиваются катушки с проводниками, концы которых подключаются.
- Контакты проводов устанавливаются в разъемы измерительного устройства, проверяется работоспособность схемы к производству замеров и определяется напряжение помехи между электродами-штырями, значение которого должно быть менее 24В.
- При большем напряжении следует изменить точки установки электродов и перепроверить эту величину. Снимаются показания с экрана устройства.
Как уменьшить сопротивление заземления
Уменьшение сопротивления заземления – процедура, которую проводят для того, чтобы сделать заземление более эффективным и долговечным.
Виды контуров заземления
Существует множество приемов и способов для уменьшения сопротивления. Наиболее популярными и распространенными считаются нижеописанные методы.
Увеличение длины электрода. В основе данного метода лежит увеличение электродов, выступающих в роли заземлителей. Если электрод увеличить в два раза при этом сопротивление заземляющего устройства уменьшится на 40%. Вследствие увеличения заземлителя также и увеличивается глубина погружения. Можно увеличить и их сечение, это будет малоэффективным способом, но на 10% можно снизить данный показатель.
Применение в заземляющей конструкции большее количество электродов. Так, при двух электродах сопротивление устройства снизится на 40%, при трех – на 60%, а при четырех – на 66%. Однако, чрезмерное увеличение количества электродов ведет к их сильному взаимному влиянию и данный показатель уменьшаться не будет.
Химическая обработка грунта также значительно уменьшает сопротивление. К этому процессу необходимо подойти индивидуально, так как некоторые химические соединения влияют разрушительно на окружение. Для этого способа чаще всего используются сернокислый магний, хлорид натрия, а также сульфат меди.
Минус данной процедуры состоит в недолговечности, по причине того, что возможны подземные воды и другие негативные воздействия.
В грунт можно добавлять минеральные соли. Такой метод завоевал свою популярность в Северных районах. Вследствие его использования уменьшается глубина промерзания и риск образования наледей.
Также грунт вокруг электрода заменяют на глинистую смесь, что способствует отличной электропроводности. Преимуществом данного способа является то, что глина не растворяется в воде и практически не вымывается. Недостаток – возможное выдавливание при морозе; в слишком сухой глине образуются воздушные полости; слишком мокрая глина разбухает и может выдавить из грунта заземлители.
Как пользоваться
Перед началом работ нужно выполнить фазировку потенциальных цепей (П1 и П2) и токовых (Т1 и Т2). Она достигается присоединением цепей П1 и Т1 по одну сторону, П2 и Т2 – по другую сторону относительно подключаемого объекта.
К сведению. Соединение токовых и потенциальных цепей можно производить как в точке измерения при четырёхпроводном методе, так и разносить между собой при определении удельного сопротивления почвы.
Установка штырей имеет свои особенности:
- монтаж электродов выполняется по одной линии;
- между электродами выдерживается расстояние, равное пятикратной глубине погружения в грунт;
- поверхность штырей должна быть очищена от грязи.
Подключения электрода к ИС 10 выполняется к гнёздам: Т1, П1, Т2, П2 в определённой последовательности.
Последовательность подключения электродов к прибору
После того, как прибор подключен к измеряемому объекту, нужно кратковременно активировать кнопку «Rx / ↵». На дисплее отобразится команда «ИЗМЕРЕНИЕ», и устройство перейдёт к режиму измерения потенциалов по входам П1 и П2.
На экране возможно появление сообщений:
- « ВНЕ ДИАПАЗОНА» – это значит, что сопротивление измеряемого участка >10 кОм;
- « НЕТ ЦЕПИ» – сообщение, указывающее на дефект, препятствующий поддержанию минимального тока (плохой контакт, обрыв цепи или неравномерность структуры почвы).
Руководство пользователя, прилагаемое к прибору, описывает методику двух тестов:
- двух,- трёх,- или четырёхпроводной метод – 2П, 3П, 4П;
- автоматического определения сопротивления грунта – Rуд.
Важно! Наличие в составе активного сопротивления объекта индуктивной или ёмкостной компоненты изменят показания на дисплее. В отражённом результате будут учтены и они
Первый способ
В меню устройства выбирается четырёхпроводный метод нажатием кнопки «РЕЖИМ». Из представленных опций выделяется «4П». Далее кнопкой «Rx / ↵», запускается измерение. Числовое значение сопротивления заземления выводится на экран.
Этот метод существенно уточняет результаты измерения, потому что не учитывает сопротивления измерительных шнуров и переходные сопротивления точек подсоединения.
Четырёхпроводная схема подключения ИС10 к сложному заземлителю
Второй способ
Измерители сопротивления ис 10 используют для определения удельного сопротивления грунта, в котором расположен защитный контур. Прежде, чем заземлить объект, желательно знать этот показатель. На уже защищённых объектах его необходимо периодически тестировать.
При пользовании прибором выполняются следующие действия:
- располагаются электроды на расстоянии, в 5 раз превышающем заглубление электродов, с соблюдением прямолинейности;
- присоединяются штыри к выходам Т1, П1 и П2, Т2;
- прибор переводится в режим «4П» и запускается кнопкой «Rx / ↵»;
- снимаются показания сопротивления RE.
При помощи формулы находится удельное сопротивление.
R уд = 2π * d * RЕ,
где d – межэлектродный интервал, м.
Присоединение ИС 10 при определении удельного сопротивления
При производстве измерений с автоматическим определением R уд нужно:
- в опции «РЕЖИМ» выделить режим «R уд»;
- сравнить сохранённые в приборе расстояния между заземлителями и при необходимости изменить функцией «УСТ. РАССТ»;
- курсорами ▲ или ▼ выставить расстояние от 1 до 99 м с интервалом в 1 м;
- подтвердить выбор кнопкой «Rx / ↵».
Внимание! Измерения этого значения допустимы только по четырёхпроводному методу. Он запускается автоматически. Результат выводится на дисплей в единицах: «Ом*м», «кОм*м» или «МОм*м»
Величину метража между электродами прибор запоминает до следующих измерений или до введения других значений
Результат выводится на дисплей в единицах: «Ом*м», «кОм*м» или «МОм*м». Величину метража между электродами прибор запоминает до следующих измерений или до введения других значений.
Применение прибора с электроизмерительными клещами позволяет узнать распределение токов в процентном соотношении между отдельными заземлителями в многоэлементном контуре. По данным временного мониторинга (при составлении ежегодных протоколов измерения), отражаемых в паспорте заземляющего устройства, можно оценивать темп и характер старения элементов. На этом же основании следят за изменением структуры грунта по периметру контура.
Портативный измеритель отвечает всем современным требованиям измерительных приборов. Простой интерфейс и подробная информация, отображаемая на дисплее, делают измерения понятным и простым процессом. Прочный корпус и удобные гнёзда для подключения электродов способствуют долгой и безотказной эксплуатации.
Зачем заземлять электрическую цепь
Многих обывателей вгоняет в ступор информация, что ноль и жила заземления в розетке могут быть посажены на один и тот же провод на этажном щитке (или главном распределительном щитке дома). Возникает закономерный вопрос – для чего тянуть третий провод, если два из них все равно замкнуты между собой?
На практике здесь применяется фундаментальный принцип – все в природе двигается по пути наименьшего сопротивления от большего к меньшему. Вода стекает сверху вниз, тепло передается от горячего тела холодному, а электрический ток течет туда, где сопротивление проводников меньше.
Если в электрической цепи без заземления происходит короткое замыкание, то механизм его действия примерно следующий:
- Сила тока и напряжение в сети скачкообразно возрастает в десятки раз.
- Если проводка слабая, то она перегорает.
- Если жила проводки достаточной толщины (сечения) чтобы выдерживать возросшие нагрузки, то она разогревается, от чего воспламеняется изоляция.
- Перегорела проводки или нет, но если во время короткого замыкания человек касается любой металлической детали прибора, то он получает поражение электрическим током, причем значения его на порядок выше, чем просто в розетке. В первом случае это кратковременный удар, а во втором – пока ток не найдет слабое место проводки и не сожжет его, после чего цепь разомкнется.
Если заземление есть, то все не так печально:
- Сила тока и напряжение возрастают, но при этом у них сразу есть «куда побежать» — заземляющий провод.
- Естественное сопротивление человеческого тела намного больше, чем у меди, алюминия или стали, поэтому даже если человек держится за металлически части прибора, то ток попросту «пройдет мимо» по более легкому пути. Отсюда и одно из требований к заземляющей проводке – она должна быть выполнена по возможности одним цельным проводом – скрутки допускаются на этажном щитке, на вводном автомате, а по квартире дальше идет одна цельная жила.
На обычной проводке стоят автоматические выключатели, которые срабатывают если нагрузка в цепи превышает допустимые нормы. На заземляющем проводе, при нормальной работе цепи, напряжения не должно быть вообще, поэтому в связке с ним логично использовать УЗО, реагирующее на ток утечки, обычно незначительный. Как итог – при коротком замыкании ток выключается сразу же, а не вследствие плавления проводки.
Подробнее о том что происходит при коротком замыкании в цепи смотрите в этом видео:
Выше рассматривается роль заземления с точки зрения электробезопасности, но оно так же служит для предотвращения электрических помех, которые могут негативно влиять на работу компьютеров и других тонких приборов. Подробнее смотрите в этом видео:
Расчет элементов заземляющего устройства
Определение параметров проводников, используемых в конструкции любого заземлителя, проводится с учетом следующих соображений:
- Длина металлических стержней или штырей в значительной мере определяет эффективность всей системы защитного заземления.
- Большое значение имеет и протяженность элементов металлических связей.
- От линейных размеров этих конструктивных составляющих зависят расход материала, а также суммарные затраты на обустройство ЗУ.
- Сопротивление вертикально забиваемых электродов в первую очередь определяется длиной.
- Их поперечные размеры не оказывают существенного влияния на качество и эффективность обустраиваемой защиты.
Помимо этого всегда нужно помнить о «золотом» правиле, согласно которому чем больше металлических заготовок предусмотрено в схеме – тем лучше характеристики безопасности контура.
Схема установки одиночного вертикального заземлителя
Также следует учесть, что мероприятия по организации заземления нельзя назвать легким занятием. При большом количестве составляющих системы увеличиваются объемы земляных работ. А решение вопроса о том, каким конкретно способом улучшать качество заземления (за счет длины или количества электродов) остается за самим исполнителем.
В любом случае при обустройстве ЗУ произвольного типа рекомендуется придерживаться следующих правил:
- стержни необходимо вбивать до отметки, находящейся ниже уровня промерзания почвы минимум на 50 сантиметров;
- такое их расположение позволит учесть сезонные факторы и исключить их влияние на работоспособность защитной системы;
- расстояние между вертикально вбитыми элементами зависит от формы выбранной конструкции и длины самих стержней.
Для корректного выбора этого показателя рекомендуется воспользоваться справочными таблицами.
Таблица определения параметров заземлителей
С целью сокращения объема предстоящих расчетов (их упрощения) сначала желательно определить величину сопротивления стеканию токов КЗ для одиночного стержня.
С учетом влияния, оказываемого на искомую величину горизонтальными элементами конструкции, сопротивление для вертикальных штырей вычисляется по следующей формуле:
Если монтируемое ЗУ обустраивается в разнородном грунте (другое его название – двухслойный), удельное сопротивление можно определить так:
где Ψ – это так называемый «сезонный» коэффициент;
ρ1 и ρ2– удельные сопротивления слоев почвы (верхней и нижней прослойки соответственно), учитываемые при расчетах в Омах на•метр;
Н – толщина слоя грунта в метрах, расположенного в верхней части земляного покрова;
t – заглубление вертикальных штырей или стержней (оно соответствует глубине подготовленной траншеи), равное 0,7 метрам.
Достаточное для получения эффективного заземления число стержней (горизонтальные составляющие пока не учитываются) определяется так:
где Rн – это нормируемое ПТЭЭП сопротивление растеканию.
С учетом горизонтальных элементов ЗУ формула для определения количества вертикальных штырей принимает такой вид:
где под ηв понимается коэффициент использования конструкции, указывающий на взаимное влияние токов стекания различных единичных элементов друг на друга.
При уменьшении шага монтажа этих элементов защитного контура его общее сопротивление растеканию тока заметно увеличивается. Число элементов заземляющего сооружения, полученное по результатам описанных выкладок, следует округлить до большего значения.
Расчеты заземления онлайн удается автоматизировать, если воспользоваться разработанным для этого специальным онлайн калькулятором на нашем ресурсе.
Формула расчета
Формула расчета сопротивления заземления одиночного вертикального заземлителя:
где: ρ — сопротивление грунта на единицу длины (Ом×м) L — протяженность заземлителя (в метрах) d — ширина заземлителя (в метрах) T — расстояние от поверхности земли до середины заземлителя (в метрах)
Для электролитического заземления:
Формула расчета сопротивления заземления одиночного горизонтального электрода с добавлением поправочного коэффициента:
где:
ρ — сопротивление грунта на единицу длины (Ом×м); L — протяженность заземлителя (в метрах); d — ширина заземлителя (в метрах); T — расстояние от поверхности земли до середины заземлителя (в метрах); С — относительное содержание электролита в окружающем грунте.
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).
Методы измерений
Замеры сопротивления заземлителей чаще всего производятся методом амперметра-вольтметра. Для непосредственного измерения выполняется сборка специальной электрической цепи с проверяемым заземлителем и вспомогательным токовым электродом. Схема дополняется потенциальным электродом, принимающим участие в замерах падения напряжения во время течения электрического тока по заземлителю. Потенциальный электрод располагается в той же зоне, что и нулевой потенциал на расстоянии, одинаковом от токового электрода и заземлителя.
Не менее эффективным методом считается измерение приборами. Наиболее широко используются модели МС-08, М-416, ИС3-2016, Ф4103. Наиболее подходящим примером служит прибор М-416. Его питание осуществляется тремя батарейками, по 1,5 вольта каждая. Суммарное напряжение составляет 4,5 В. После подготовки прибора, он размещается на горизонтальной ровной поверхности, после чего – калибруется. Далее устанавливается положение КОНТРОЛЬ, стрелка должна находиться на нуле, красная кнопка должна удерживаться.
Для измерений используется трехзажимная схема. Забивание зонда и вспомогательного электрода в грунт производится на минимальную глубину 50 см, после чего к ним выполняется подключение проводов прибора в соответствии со схемой. Переключатель выставляется в положение Х1, далее нажимается кнопка и вращается ручка пока стрелка не дойдет до нуля. Полученный результат умножается на заранее выбранный множитель, что и дает итоговое значение.
Сопротивление заземляющих устройств можно измерять не только приборами, но и токовыми клещами. Применение этих устройств дает возможность не отключать заземляющее устройство и не использовать вспомогательные электроды. Таким образом, осуществляется оперативный контроль над состоянием заземления. В этом случае в качестве вторичной обмотки выступает заземляющий проводник. В головке клещей расположена первичная обмотка трансформатора, действие которой вызывает течение переменного тока во вторичной обмотке. Расчет значения сопротивления выполняется делением величины ЭДС во вторичной обмотке на ток, полученный в результате измерений клещами.
Рассматривая измерение сопротивления заземляющих устройств, следует коротко остановиться на замерах сопротивления грунта. Для этого чаще всего используется метод Веннера, основанный на прямой пропорциональной зависимости между электродами и глубиной, на которой наблюдается течение тока. Снижение сопротивления вызывает усиление коррозии, в связи с чем требуется специальная защита металлических конструкций, расположенных под землей.
Измерение сопротивления заземляющих устройств
Как проверить контур заземления
Измерение сопротивления изоляции мегаомметром
Измерение сопротивления петли фаза-ноль
Как измерить сопротивление заземления
Измерение сопротивления изоляции кабелей
