Измерение сопротивления заземления

Величина сопротивления заземляющих устройств, согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ), нормируется в зависимости от напряжения сети, мощности электроустановок и режима нейтрали. Сопротивление заземляющего устройства Rэ зависит от удельного сопротиивления грунта ρ, диаметра d и глубины заложения t заземлителей, их количества, длины соединительной полосы и глубины её заложения и ряда других факторов. Сопротивление одиночного стержневого заземлителя выражается формулой

(17)

Удельное сопротивление грунта зависит от его вида (песок, глина и т.п.), влажности, температуры и содержания в нём солей. Ориентировочные значения удельных сопротивлений различных грунтов приведены в Прил.2.

В процессе эксплуатации в результате коррозии под действием токов замыкания на землю, высыхания грунта вблизи заземлителей увеличивается сопротивлениезаземляющего устройства. Это вызывает необходимость определения фактических параметров заземляющих устройств и контроля их технического состояния как перед началом эксплуатации, так и периодически в процессе эксплуатации.

Измерение сопротивления заземляющих устройств для цеховых электроустановок следует проводить перед вводом в эксплуатацию и в последующем не реже 1 раза в год. Измерения должны проводиться в периоды наименьшей проводимости грунта: один год – летом при наибольшем просыхании грунта, другой год – зимой при наибольшем промерзании грунта.

Измерить сопротивление заземляющих устройств можно методом амперметр-вольтметра, методом «трёх земель» (или трёх измерений), прибором типа МС-08.

Для измерения сопротивления заземляющего устройства любым методом необходимо создать цепь тока через землю. Для этого необходимы ещё два дополнительных заземлителя – вспомогательный (токовый) Rв и зонд (потенциальный) Rз. Вспомогательный заземлитель создаёт цепь тока. Назначение зонда – получение точки с нулевым потенциалом, т.е. точки, в которой ток растекания практически отсутствует и по отношении к которой может быть измерен потенциал испытуемого заземлителя.

Точность измерения сопротивления заземляющих устройств зависит от правильного взаимного расположения испытуемого и вспомогательных заземлителей и от расстояния между ними. Для получения результатов измерений с погрешностью, не превышающей ±10% (для сосредоточенного заземлителя), минимальное растояние между заземлителями должно быть не менее 20см.

Для измерения сопротивления заземляющих устройств должен применяться переменный ток, так как при протекании в земле постоянного тока возникает ЭДС поляризации электродов, искажающая результат измерения. Величина тока не оказывает существенного влияния на результат измерения, но при слишком малой его величине не сказывается влияние посторонних токов. При измерении нужно применять небольшие напряжения исходя из условий безопасности.

Метод амперметра-вольтметра позволяет измерять практически любые величины сопротивлений заземляющих устройств с достаточной степенью точности.

Сопротивление испытуемого заземлителя равно:

, Ом

(18)

Где Ux – напряжение испытуемого заземлителя относительно точки с нулевым потенциалом, в которую помещён зонд Rз, В (рис.12); Ix – ток, проходящий через испытуемый заземлитель, А.

Рис.12. Метод амперметра-вольтметра

Для уменьшения погрешности измерения сопротивление вольтметра должно превышать сопротивление зонда в 50 раз и более. В этом случае погрешность измерения не превысит 2%.

Прибор типа МС-08 реализует метод амперметра-вольтметра. Роль амперметра и вольтметра в приборе выполняет магнитоэлектрический логометр. Прибор МС-08 имеет свой источник тока и клеммы для подключения к испытуемому заемлителю, зонду и вспомогательному электроду (рис.13). Шкала прибора проградуированна в омах. Погрешность измерения не превышает 10% при сопротивлении зонда до 1000Ом.

Рис.13 Схема измерения сопротивления заземляющих устройств прибором типа МС-08

Метод «трёх земель» или метод трёх измерений амперметром-вольтметром позволяет использовать вольтметр с малым внутренним сопротивлением.

Измерения проводят последовательно при подключении источника питания и прибора по схемам. Приведённым на рис.14. Для каждой пары заземлителей находят величину тока и падение напряжения на них. Так как

	,	(19)

	,	(20)

	,	(21)

то величину сопротивления испытуемого заземлителя находят путём решения системы уравнений как

(22)

Недостатком метода является большая (более 10%) погрешность измерения из-за того, что сопротивление вспомогательных заземлителей значительно больше сопротивления испытуемого заземлителя.

Рис.14. Схемы подключения приборов при измерении сопротивлениязаземлителя методом «трёх земель»