Прибор для измерения сопротивления контура заземления

Приборы для измерения сопротивления заземления

От состояния общего контура заземления здания, сооружения или других объектов с действующими электроустановками зависит не только безопасность обслуживающего персонала и проживающих людей в жилых помещениях. Исправное состояние отдельных элементов системы заземления: общего контура, соединительных шин, проводов заземляющих корпуса электрооборудования и других составляющих, обеспечивает стабильную безаварийную работу электроустановок.

Металлические элементы контура заземления, особенно находящиеся под грунтом, подвергаются коррозии, конструкция постепенно разрушается и перестает выполнять свои функции по защите, оборудования и обслуживающего персонала. Поэтому требуется периодический контроль состояния системы заземления. Методика проверки последовательно описана в требованиях ПУЭ (Правила устройства электроустановок) Одним из важнейших параметров системы является сопротивление контура, для его измерения существует отработанная методика и специальные измерительные приборы. Читайте также статью ⇒ Заземление и зануление: назначение, отличие, особенности

Принцип действия заземления

Металлические корпуса оборудования на производственных предприятиях и бытовые приборы в жилых помещениях, по требованиям ПУЭ и других нормативных актов, руководящих документов подлежат заземлению. Эта мера обеспечивает безопасность потребителей электроэнергии, пользователей бытовыми приборами и обслуживающий персонал электрооборудования.

Работает это следующим образом, при возникновении замыкания токопроводящей части фазного провода с элементами корпуса происходит выравнивание потенциалов всех замкнутых элементов. Напряжение между корпусом, фазой и заземляющим контуром становится одинаковым. Следовательно, нет разницы потенциалов между землей и полом в помещении. При прикосновении к корпусу оборудования ток не будет переткать с корпуса через человеческое тело в пол или другое оборудование, таким образом, исключается поражение электрическим током.

Основные требования к сопротивлению контура заземления на различных объектах

Одним из важнейших параметров системы заземления является сопротивление контура, контрольные измерения которого производится не реже чем один раз в год, после окончания монтажных работ. В сетях на промышленных объектах, где нейтрали понижающих трансформаторов, генераторов заземляются на общий контур заземления, в однофазных сетях жилого фонда с любыми источниками питания контуры заземления в любое время года с любым составом грунта должны иметь установленную ПУЭ величину сопротивление.

Напряжение в сети электропитания	220- 127	380-220	660-380
Сопротивление с естественными заземлителями (Ом)	60	30	15
Сопротивление контура с повторными заземлителями (Ом)	8	4	2

Для электрических сетей с линейным напряжением 220 – 380В, это сопротивление в пределах 2-8 Ом, для однофазных сетей жилых домов, офисов, административных зданий допускается до 30 Ом. Точные значения для объектов различного назначения определены в ПУЭ и – (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей) ПУЭ в пункте 1.8.39, представлена таблица 1.8.38 и в ПТЭЭМ таблица №36 приложение №3.

Зависимость сопротивления заземления от материалов и грунта

Удельное сопротивление системы заземления в большой степени зависит от состава грунта, наиболее удачными с точки зрения проводимости считаются:

• Глина – 80 Ом/м;
• Чернозем – 80 Ом/м;
• Суглинок – 100 Ом/м.

Песчаные почвы в плане сопротивления не стабильны, влажность сильно расширяет интервал возможных величин 10 – 4000 Ом. Каменистые породы считаются наихудшим вариантом для закладки контура заземления, щебень имеет сопротивление в пределах от 3-5 тысяч Ом/м, цельные гранитные породы до 20000Ом/м.

Состав грунта	Ом/м
Известняк поверхностный	5 050
Гранит	2 000
Базальт	2 000
Песчаник	1 000
Гравий с однородными элементами	800
Влажный песок	800
Гравий с глиной	300
Чернозёмные грунты	200

Смеси глины песком	150
Глина средней твердости	60
Сланцы с глиной	55
Суглинок пластичный	30
Эластичная глина	20
Водоносные слои под грунтом	5

В чистом виде грунт редко встречается, в большинстве случаев это смешанные виды, поэтому для разных вариантов сделаны расчеты и сведены в справочную таблицу.

Необходимые условия для измерения сопротивления заземления

Независимо от того, какие приборы используются в процессе измерения сопротивления, работающий персонал обязан соблюдать меры безопасности. Используются диэлектрические боты, перчатки и инструменты с изолированными ручками. При сборке элементов схемы измерения провода подключаются, в первую очередь к заземленному вспомогательному электроду, потом к измерительному прибору.

Замеры сопротивления проводятся в период их наибольшего значения это летний и зимний сезоны. При грозе, дожде и большой влажности измерения проводить запрещено. На точность измерений влияет расположение измерительных дополнительных заземлителей к элементам конструкции контура и расстояния между ними. Дополнительные электроды должны располагаться не ближе 10м от вертикальных заземлителей контура, металлических труб водопровода, канализации и других коммуникаций. Забиваются электроды в улежавшийся плотный грунт на глубину более 0,5м. В качестве электродов могут быть использованы естественные заземлители не связанные с контуром, на котором производится измерение.

Совет№1 для точности рекомендуется проводить 2-3 измерения, меняя место расположения измерительных штырей, разница в этих измерениях не должна составлять 5%.

Виды приборов для измерения сопротивления заземления

Производители производят большое количество различных моделей приборов для измерения сопротивления заземляющих конструкций. Все приборы можно разделить на несколько видов:

• Стрелочные модели с автономными источниками питания в виде малогабаритного генератора, который вращается вручную;
• Стрелочные с автономными источниками питания на гальванических батареях;
• Цифровые приборы с жидкокристаллическим дисплеем, питанием от батареек и бесконтактными измерительными клещами.

В каждом виде существует большое количество модификаций, которые имеют свои преимущества и недостатки при определенных условиях эксплуатации. Рассмотрим наиболее популярные модели, которые востребованы у потребителей.

Прибор для измерения сопротивления М-416

Эта модель стрелочного прибора одна из самых старых, которая зарекомендовала себя, простотой в использовании, высокой надежностью и достаточной точностью измерений. Конструкция прибора выполнена по методике исполнения стрелочного омметра с несколькими пределами измерений.

Прибор позволяет измерить не только активное сопротивление конструкции контура, но и сопротивление грунта, в котором он установлен.

Технические характеристики

Пределы измерения Ом	Величины сопротивлений дополнительных измерительных штырей Ом
	R1	R2	R3
0,10 – 10,0	0,10 – 10,0	500,0	500,0
0,50 — 50,0	0,50 – 50,0	1000,0	1000,0
2,0 – 200,0	2,0 – 200,0	2500,0	2500,0
10,0 -1000,0	10,0 – 1000,0	5000,0	5000,0

Погрешность при измерении рассчитывается с учетом пределов измерения и сопротивлений измерительных штырей, по формуле:

• 5 + (N/Rx-1) – плюс минус от измеренного значения;
• N – наибольшее значение выбранного предела измерений;
• Rx – измеренное сопротивление контура;
• Питается прибор от батарей 4,5 В;
• Общее напряжение на зажимах прибора в разомкнутом состоянии измерительной цепи 13В;
• Комплекта батарей хватает на 1000 замеров;
• Весит прибор около 3кг, габариты 24,5x14x17см.

Измеритель сопротивления заземления ИС-10

Это современный цифровой прибор на микропроцессоре с жидкокристаллическим дисплеем, куда в цифровом виде выводятся результаты измерений.

Встроенное запоминающее устройство способно фиксировать 40 измеряемых параметров. Корпус выполнен с обрезиненной оболочкой со степенью защиты IP42. Устройство имеет возможность проводить измерения по двух проводной, трех и четырехпроводной схеме.

Бесконтактные клещи позволяют, производить замеры не разрывая цепи на отдельных участках.

Измеритель сопротивления заземления СА 6412

Модель позволяет производить измерения сопротивления заземления бесконтактными клещами, не отключая электроустановку. Общий предел измерения 0.1 – 1200 Ом, по току от 1 мА – 30А. Корпус прибора имеет высокую прочность благодаря композитному материалу «Lexan®», составные элементы клещей выполнены двойным слоем стенок. Внутренний диаметр клещей позволяет обхватывать заземляющие проводники Ø-32мм.

Основные особенности конструкции:

ИС 10 – прибор для измерения сопротивления заземления

Для предохранения людей от поражения электрическим током в результате прикосновения к металлическим частям электроустановок служит защитное заземление. Это искусственное соединение корпусов оборудования с заземляющей шиной. Шина соединена с контуром заземления, который состоит из заземляющих электродов (заземлителей) и заземляющих проводников. В случае попадания фазного напряжения на корпус сработает защита от короткого замыкания. Автоматы обесточат повреждённый участок, предотвратив нагрев и воспламенение электроцепей. Защита сохраняет жизнь человеку, попавшему под действие электротока.

Описание измерителя ИС-10

Для содержания заземляющих устройств в рабочем состоянии два раза в год проводится измерение сопротивления контура, расположенного в грунте. Измерения проводятся в период наибольшего высыхания грунта и наибольшего промерзания почвы. Заземление подразделяются на:

• рабочее;
• защитное;
• заземление молниеотводов.

Несмотря на тип заземления, все они соединяются с электродами, вбитыми в землю. После проведения измерений составляется протокол. Участки заземляющих устройств с результатами измерений, не соответствующих нормам, должны быть осмотрены и отремонтированы.

Внимание! Сопротивление локального заземляющего контура для частных многоквартирных домовладений должно быть не выше 30 Ом при работе по системе TN-C-S (три фазы, рабочий ноль и заземляющий проводник).

Одним из приборов, позволяющих произвести такие замеры, является измеритель сопротивления заземления ИС-10.

Прибор применяется для тестирования величины сопротивлений:

• заземляющих электродов (штырей);
• проводников, соединяющих электроды между собой и шиной;
• мест присоединения в схеме.

При дополнительном использовании источника питания до 300 В/50 Гц и токоизмерительных клещей можно находить амплитуду переменного тока. Аппарат позволяет определять удельное сопротивление грунта и металлических соединений.

Особенности измерителя сопротивления заземления

Прибор ис 10 работает при температурах от -15 до +55 0С, допустимая максимальная влажность окружающей среды – 90%. Корпусное исполнение аппарата с классом защиты IP42. Это обеспечивает безопасность использования при неблагоприятных погодных условиях.

Полный комплекс измерений, который можно выполнить с помощью ИС-10 в рабочем порядке:

• определение сопротивления компонентов заземляющих устройств;
• измерение Rперех точек присоединений и непрерывности заземляющих проводников, в процессе которых производится автоматическое определение удельного сопротивления грунта;
• работа с использованием клещей для безобрывного измерения переменного тока;
• определение распределения токов в процентах при оценке отдельных заземлителей, входящих в состав контура.

Измерения могут проводиться по 2-х, 3-х или 4-х проводному методу.

Технические характеристики ИС-10

Идущее в комплекте с ис 10 руководство по эксплуатации имеет раздел, описывающий технические параметры прибора. К основным характеристикам относятся:

• диапазон измеряемых сопротивлений, от 1 кОм до 999 Мом, при разрешающей способности от 0,01 кОм до 1 Мом;
• относительная погрешность замеров при нормальных условиях (4-х проводный метод):

где:

1. емр – единица младшего разряда,
2. Rк – конечное значение,
3. Rx – величина искомого сопротивления в границах поддиапазона.

• возможность определения амплитуды гармонического переменного напряжения до 300 В по обоим разъёмам П1 и П2;
• в сочетании с электроизмерительными клещами (при наличии) – способность проводить измерения тока до 250 мА.

Схема прибора ИС-10 работает от напряжения 10-14 В. Имеется съёмный аккумулятор на 12 В. При разрядке батареи до 9,5 В прибор выключается автоматически. Подзарядить аккумулятор можно от БП, входящего в комплект. О полном заряде аккумулятора сигнализирует индикатор зарядки. Время работы до разряда аккумулятора – 4 часа.

Совет. От запуска прибора до начала измерений должно пройти не более 3 минут, иначе он автоматически отключается.

Габаритные размеры прибора

Это прибор переносной для мобильных измерений в полевых условиях. Конструктивные данные аппарата:

• габариты – 80 х 120 х 250 мм;
• масса – 1,2 кг.

Срок службы до 10 лет при рабочей суточной нагрузке до 90%.

Что входит в комплект поставки

Прибор ис 10 укомплектован согласно перечню, вложенному в упаковку:

• прибор ИС-10 – 1 шт.;
• инструкция пользователя – 1 шт.;
• блок питания БПН-А 12-0,5 – 1 шт.;
• струбцина – 1 шт.;
• зажимы – 2 шт.;
• набор соединительных шнуров: 2 шт. по 1,5 м и 2 шт. по 40 м (на бобине);
• чехол для хранения – 1 шт.;
• электрод заземления (L = 1 м) – 4 шт.;
• токоизмерительные клещи – 1 шт.

Информация. Набор электродов и токоизмерительные клещи – необязательные элементы комплекта. Их поставка осуществляется отдельно. Внешний источник питания может отличаться от заявленного по типу, но имеет необходимые параметры.

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.

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.

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.

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.

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.

Видео

Измерение сопротивления заземления

Что такое заземление.

Заземление – это намеренное соединение частей и узлов электрооборудования, не находящихся в нормальном состоянии под напряжением с электродом, установленном в земле. При этом необходимо обозначить такое понятие как сопротивления растеканию.

При замыкании на землю, по мере удаления от электрода потенциал будет падать и, в конце концов, станет нулевым. Таким образом, сопротивление растеканию заземлителя – это параметр характеризующий сопротивление земли в месте установки электрода. Понятие сопротивления растеканию особенно актуально в сетях выше 1000 В.

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».

Конструкция заземления.

Заземление – это комплекс технических устройств защитного типа, состоящий из:

1. Заземлителя — одного или нескольких вертикальных проводников (стержней), имеющих электрический контакт с землей и связанных между собой.
2. Заземляющего проводника (путь для тока замыкания), соединяющего заземляемый объект и заземлитель.

На каждое заземление составляется паспорт. В паспорт заносится схема заземляющего устройства (длина, и схема расположения электродов контура), тип, удельное сопротивление грунта, а также результаты замера сопротивления заземления. Обязательным приложением к паспорту является акт на скрытые работы. Данный акт необходим в связи с тем, что большая часть заземляющего устройства находится под землей и этот акт представляет собой схему расположения элементов заземляющего устройства. В случае, если паспорт на заземление отсутствует, эксплуатация объекта запрещена.

Методика измерения сопротивления защитного заземления.

Для проверки сопротивления заземления используется метод амперметра-вольтметра, заключающийся в том, что через измеряемое сопротивление течет ток определенной величины и одновременно измеряется падение напряжения. Разделив значение тока на величину падения напряжения, получаем значение сопротивления. В принципе, под понятием измерения сопротивления заземления, подразумевается измерение сопротивления растеканию. Правила и нормы испытаний электрооборудования задают минимальное сопротивление заземления, рассчитанные с точки зрения безопасности. Нормы различаются в зависимости от типов электроустановок (глухозаземленная или изолированной нейтралью). Класс использованного напряжения также влияет на нормы сопротивления.

Приборы для измерения заземления.

Бытовой тестер для такой проверки использовать нельзя, так как он не способен генерировать достаточно высокое напряжение. Для измерений используется, как приборы уже давно выпускающиеся (МС-08, М-416 и др.), так и новые средства измерения, выполненные на современной электронной базе и характеризующиеся малым потреблением тока от источника питания. В настоящее время измерение защитного заземления можно выполнить также цифровым мультиметром или специальным тестером.

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:

1. 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.
2. 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.

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.

1. Проверить наличие элементов питания в батарейном отсеке, убедившись, что их напряжение находится в пределах нормы;
2. 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;
3. Отсоединить контур от заземляющего проводника;
4. Присоединить прибор к соответствующим электродам;
5. Тщательно зачистив вывод измеряемого заземлителя (для того чтобы исключить влияние, которое может оказать на конечный результат переходное сопротивление), присоединить к нему прибор.

Примечание: В зависимости от планируемых показателей сопротивления заземления измерение прибор нужно подключать по двух- или четырехпроводной схеме. Первая применяется, если предполагаемое сопротивление более 5 Ом, а вторая для измерения более низких значений (при этом разделяются пути прохождения тока и измерения разности потенциалов, для исключения влияния сопротивления присоединяемых проводов при измерении). В этом случае присоединение к заземлителю осуществляется двумя проводниками. Паспорт прибора содержит наглядные рисунки, которые позволят произвести подключения без ошибок.

1. 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.

Примечание: Если измерение проводится тестером или мультиметром, необходимость выбора множителя отпадает — эти приборы обладают функцией автоматического выбора предела шкалы.
ВАЖНО! После проведения измерений, если сопротивление заземления в пределах нормы необходимо вновь присоединить заземляющий проводник к заземлителю!

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.

ВАЖНО! Проводить испытания и выдавать протокол измерения сопротивления заземления может только испытательная лаборатория, аккредитованная в системе органов стандартизации.
После окончания измерений составляется соответствующий акт, и заземляющее устройство считается годным к эксплуатации.

{SOURCE}