Безэлектродный способ измерения сопротивления заземления

Параметры заземления зависят от множества факторов, и не все их можно учесть при расчетах. Поэтому после установки заземления рекомендуется многократно измерить его сопротивление в разные времена года. Элементы заземления могут окисляться и подвергаться коррозии, поэтому также необходимо периодически измерять сопротивление заземления и после того, как вы убедились, что все было сделано правильно. Действующие в России нормы требуют измерять сопротивление заземления электроустановок не реже, чем раз в 12 лет. Для опор воздушных линий, имеющих разъединители, защитные промежутки, разрядники, повторное заземление нулевого провода, измерение сопротивления заземления осуществляется ежегодно. Также ежегодно выборочно измеряют параметры заземления у 2% металлических и железобетонных опор воздушных ЛЭП, проходящих в населённых местностях.

Классические способы измерения сопротивления подразумевают установку дополнительных заземляющих штырей (электродов) на расстоянии порядка 20 м от исследуемого заземления. Это может представлять проблему, если в процессе измерения штыри придется устанавливать на территории, принадлежащей собственнику. Кроме этого, могут возникнуть проблемы с установкой дополнительных штырей зимой в промерзший грунт. А ведь именно ситуация с промерзанием является наиболее проблематичной с точки зрения функционирования заземления. Например, в районах вечной мерзлоты ПТЭЭП предписывает проводить измерение сопротивления заземления ЛЭП только в период наибольшего промерзания грунта. Другим недостатком традиционных способов измерения сопротивления является необходимость отключать параллельно подключенные заземления.

Перечисленные обстоятельства делают актуальным применения так называемых безэлектродных методов измерения сопротивления заземления, не требующих устанавливать в землю дополнительные штыри. Это стало возможным благодаря современным токовым клещам.

Принцип безэлектродного метода измерения сопротивления заземления заключается в следующем. На заземление от измерительного генератора подается переменный ток заданного напряжения с частотой, отличной от частоты сети. Сила тока в заземлении измеряется специальными токовыми клещами с фильтром, который делает их чувствительными только к частоте, на которой работает измерительный генератор. По полученным данным измерения тока стекающего в заземлитель, основываясь на известном значении напряжения, поданного на заземление, специализированные клещи автоматически вычисляют сопротивление.

Безэлектродная схема измерения сопротивления заземления с применением токовых ключей

Напряжение на заземление подается с помощью других токовых ключей. Они используются как генератор и трансформатор, подводящий электроэнергию к заземлению. Наиболее современные модели совмещают излучающий и измерительные трансформаторы в единой конструкции, что позволяет использовать только одни клещи.

Пример клещей для измерения сопротивления заземления

Преимущества безэлектродного способа измерения сопротивления заземления особенно явно проявляются, если использовать легкие и компактные приборы. Например, Fluke 1630, размеры которого составляют всего 276 x 100 x 47 мм, а вес — 750 г. Питается прибор от автономного источника (щелочной батареи), время работы без замены батареи составляет 8 ч. В приборе используются только одни клещи, достаточно обхватить ими провод или шину, ведущие к заземлению, и через 0,5 с на дисплее появится значение сопротивления.

Измеритель сопротивления заземления Fluke 1630

Прибор способен измерять сопротивление заземления в диапазоне от 0,025 до 1500 Ом. Этот диапазон разбит на 7 поддиапазонов, выбор которых осуществляется автоматически. Столь широкий диапазон позволяет использовать прибор не только для измерения сопротивления заземления, но и сопротивления утечки.

Кстати, Fluke-1630 может использоваться и как обычные токовые клещи, измеряя ток силой до 4 А.

Интерпретация результатов измерений

Точность измерения сопротивления, не превышающего 100 Ом прибором Fluke 1630 составляет не более +/- 1,5%. Но здесь важно понимать, какое именно сопротивление мы измеряем.

Эквивалентная схема цепи

Рассмотрим эквивалентную схему цепи. Из нее видно, что измеряется сопротивление электрической цепи Rs, в которую входят другие заземления и собственно земля.

Измерительные клещи выдают значение, рассчитанное по формуле:

Rs = E/I,

где E — напряжение, индуцированное в проводнике, а I — измеренный ток.

При этом,

Rs = Rg + Rz + 1/(1/R1 + 1/R2 + … 1/Rn),

где Rg – сопротивление исследуемого заземления, Rz – сопротивление почвы, n – количество заземлений, подключенных параллельно к исследуемому.

Сумма Rz и общего сопротивления включенных параллельно заземлений много меньше максимально допустимого значения сопротивления заземления (4 — 8 Ом). Поэтому принимают, что

Rg ≈ Rs,

причём в реальности Rg < Rs.

Для измерений используется частота около 3 кГц. Это также может стать источником погрешности, так как на этой частоте уже начинает сказываться индуктивность проводов. Но, опять-таки, наличие у проводов индуктивности вносит погрешность в сторону увеличения сопротивления.

Можно сделать вывод, что метод безэлектродного измерения сопротивления заземления дает оценку параметра сверху. Если вы получили определенный результат, то можете быть уверены, что в реальности сопротивление заземления будет немного ниже. Это очень важно с точки зрения безопасности, так как погрешность метода принципиально не может привести к заниженной оценка сопротивления, когда неисправное заземление будет оцениваться как исправное.

Прибор для измерения сопротивления заземления и грунта Удельное сопротивление грунта Двухпроводный метод измерения сопротивления заземления: «за» и «против» Измерение сопротивления заземления классическими трёх- и четырёхпроводным методами Почему вертикальные заземлители нельзя располагать близко друг к другу? Электролитическое заземление в вечномерзлых грунтах: вертикальные или горизонтальные электроды? Электролитическое заземление в средней полосе России Анализ нормативного документа ФЕДЕРАЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА В ОБЛАСТИ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ "ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ" Нержавеющее заземление можно проверить магнитом?