So messen Sie den Erdungswiderstand

Sicherheit Nutzung elektrischer Energie hängt nicht nur von der korrekten Installation der elektrischen Installation ab, sondern auch von der Einhaltung der Anforderungen, die in den behördlichen Unterlagen für ihren Betrieb festgelegt sind. Der Erdungskreis eines Gebäudes als Teil einer elektrischen Schutzausrüstung erfordert eine regelmäßige Überwachung seines technischen Zustands.

Wie funktioniert das Erdungsgerät

Im normalen Stromversorgungsmodus Erdungsschleife PE-Leiter Verbunden mit den Gehäusen aller Elektrogeräte ist das Potentialausgleichssystem des Gebäudes und inaktiv: Durch es fließen grob gesagt keine Ströme außer kleinen Hintergrundströmen.

Wie Erdung den Menschen schützt

Im Notfall im Zusammenhang mit dem Durchbruch der Isolationsschicht der Verkabelung tritt am Gehäuse des fehlerhaften Geräts eine gefährliche Spannung auf, die durch den PE-Leiter durch die Erdungsschleife zum Erdungspotential fließt.

Aus diesem Grund sollte die Stärke der an die nicht leitenden Teile übertragenen Hochspannung auf ein sicheres Niveau abnehmen, das eine Person, die mit dem Fall fehlerhafter Geräte über den Boden in Kontakt kommt, nicht elektrisch verletzen kann.

Wenn der PE-Leiter oder die Erdungsschleife unterbrochen ist, gibt es keinen Spannungsabflusspfad und Strom wird durch den menschlichen Körper fließenzwischen den Potentialen eines beschädigten Geräts und dem Boden gefangen.

Daher ist es beim Betrieb elektrischer Geräte wichtig, die Erdschleife in gutem Zustand zu halten und ihren Zustand durch regelmäßige elektrische Messungen zu überwachen.

Wie kommt es zu einer Fehlfunktion am Erdungsgerät?

In einem neuen wartungsfähigen Stromkreis tritt der zufällige elektrische Strom durch den PE-Leiter in die Kollektorelektroden ein, die ihre Oberfläche mit der Erde berühren, und gelangt durch sie gleichmäßig auf das Erdpotential. In diesem Fall wird der Hauptstrom gleichmäßig in seine Bestandteile aufgeteilt.

Infolge längerer Exposition gegenüber feindlichem Boden wird das Metall der Stromleitungen mit einem Oberflächenoxidfilm beschichtet. Die beginnende Korrosion verschlechtert allmählich die Bedingungen für den Stromdurchgang und erhöht den elektrischen Widerstand der Kontakte der gesamten Struktur. Der auf Stahlteilen gebildete Rost ist normalerweise allgemein und in einigen Bereichen ein ausgeprägter lokaler Charakter. Dies ist auf das ungleichmäßige Vorhandensein chemisch aktiver Lösungen von Salzen, Laugen und Säuren zurückzuführen, die sich ständig im Boden befinden.

Die resultierenden Korrosionspartikel in Form einzelner Flocken bewegen sich vom Metall weg und stoppen dadurch den lokalen elektrischen Kontakt. Im Laufe der Zeit gibt es so viele solcher Stellen, dass der Widerstand des Stromkreises zunimmt und die Erdungsvorrichtung, die an elektrischer Leitfähigkeit verliert, nicht mehr in der Lage ist, gefährliche Potentiale zuverlässig in den Boden zu entfernen.

Nur rechtzeitige elektrische Messungen ermöglichen die Bestimmung des Moments des kritischen Zustands der Schaltung.

Die Grundsätze für die Messung des Widerstands des Erdungsgeräts

Die Methode zur Beurteilung des technischen Zustands der Schaltung basiert auf dem klassischen Gesetz der Elektrotechnik, das Georg Om für den Schaltungsabschnitt festgelegt hat. Zu diesem Zweck reicht es aus, einen Strom von einer kalibrierten Spannungsquelle durch ein gesteuertes Element zu leiten, den übertragenen Strom mit hoher Genauigkeit zu messen und dann den Widerstandswert zu berechnen.

Amperemeter und Voltmeter-Methode

Da der Stromkreis mit seiner gesamten Kontaktfläche im Boden arbeitet, sollte er bei der Messung ausgewertet werden. Zu diesem Zweck werden in geringem Abstand (ca. 20 m) vom überwachten Erdungsgerät Elektroden eingegraben: die Haupt- und die Zusatzelektrode.Sie werden von einer stabilisierten Wechselspannungsquelle mit Strom versorgt.

Ein elektrischer Strom beginnt entlang eines Stromkreises zu fließen, der aus Drähten, einer EMF-Quelle und Elektroden mit einem unterirdischen leitenden Teil des Bodens besteht, dessen Wert mit einem Amperemeter gemessen wird.

Ein Voltmeter ist an die Oberfläche der mit reinem Metall gereinigten Erdungsschleife und den Kontakt der Haupterdungselektrode angeschlossen.

Es misst den Spannungsabfall im Bereich zwischen dem Haupterdungsschalter und der Erdungsschleife. Wenn Sie den Wert des Voltmeter-Messwerts durch den vom Amperemeter gemessenen Strom dividieren, können Sie den Gesamtwiderstand des Abschnitts des gesamten Stromkreises berechnen.

Bei groben Messungen können sie auf genauere Ergebnisse beschränkt werden, und um genauere Ergebnisse zu berechnen, muss der erhaltene Wert korrigiert werden, indem der Widerstandswert der Verbindungsleiter und der Einfluss der dielektrischen Eigenschaften des Bodens auf die Art der Ausbreitungsströme im Boden subtrahiert werden.

Reduziert um diesen Wert und gemessen durch die erste Aktion ergibt der Gesamtwiderstand das gewünschte Ergebnis.

Das beschriebene Verfahren ist recht einfach und ungenau, hat gewisse Nachteile. Um bessere Messungen durch Spezialisten von Elektrolabors durchführen zu können, wurde daher eine fortschrittlichere Technologie entwickelt.

Ausgleichsmethode

Die Messung basiert auf der Verwendung von vorgefertigten Konstruktionen von hochpräzisen messtechnischen Instrumenten, die von der Industrie hergestellt werden.

Bei dieser Methode wird auch die Installation der Haupt- und Hilfselektroden im Boden verwendet.

Sie werden auf einer Länge von etwa 10 bis 20 Metern getragen und auf derselben Linie vergraben, wodurch die getestete Erdschleife erfasst wird. Eine Messsonde ist an den Bus des Erdungsgeräts angeschlossen und versucht, das Gerät näher am Buskontakt zu platzieren. Verbindungsleiter verbinden die Anschlüsse des Geräts mit im Boden installierten Elektroden.

Die Quelle der variablen EMK gibt dem angeschlossenen Stromkreis einen Strom I1, der durch einen geschlossenen Stromkreis fließt, der aus der Primärwicklung des CT-Stromwandlers, den Verbindungsdrähten, den Elektrodenkontakten und der Masse besteht.

Die Sekundärwicklung des CT-Transformators nimmt den Strom I2 gleich dem Primärstrom wahr und überträgt ihn auf den Widerstand des Rheostaten R, wodurch der Reochord "b" das Gleichgewicht zwischen den Spannungen U1 und U2 einstellen kann.

Der Trenntransformator IT wandelt den durch seine Primärwicklung fließenden Strom I2 in seinen Sekundärkreis um, der für das Messgerät V geschlossen ist.

Der Strom I1, der im Bereich zwischen der Haupterdungselektrode und der Erdungsschleife durch die Erde fließt, bildet in dem von uns gemessenen Bereich einen Spannungsabfall U1, der nach folgender Formel berechnet wird:

U1 = I1 ∙ rx.

Der Strom I2, der mit dem Widerstand rab durch den Abschnitt des Rheostaten R "ab" fließt, bildet einen Spannungsabfall U2, definiert durch den Ausdruck:

U2 = I2 ∙ rab.

Bewegen Sie während der Messung den Rechord-Knopf so, dass die Abweichung des Pfeils des Instruments V auf Null gesetzt wird. In diesem Fall gilt die Gleichheit: U1 = U2.

Dann erhalten wir: I1 ∙ rx = I2 ∙ rab.

Da das Gerät so konstruiert ist, dass I1 = I2 ist, wird die Beziehung beobachtet: rx = rab. Es bleibt nur der Widerstand der Handlung ab herauszufinden. Dafür reicht es jedoch aus, den Griff des Potentiometers zu vergrößern und den Pfeil an seinem beweglichen Teil anzubringen, der sich entlang einer festen Skala bewegt, die zuvor in den Widerstandseinheiten des Rheostaten R kalibriert wurde.

Die Position des Pfeilzeigers des Rheostaten beim Ausgleich von Spannungsabfällen in zwei Abschnitten ermöglicht es Ihnen daher, den Widerstand des Erdungsgeräts zu messen.

Mit einem Trenntransformator IT und einem speziellen Design des Messkopfes V erreichen sie eine zuverlässige Verstimmung des Gerätes von Streuströmen. Ein hochpräziser Messmechanismus trägt zu einer geringen Auswirkung bei Übergangswiderstände Sonde für das Messergebnis.

Geräte, die nach der Kompensationsmethode arbeiten, ermöglichen eine genaue Messung des Widerstands einzelner Elemente.Dazu reicht es aus, einen Leiter von Punkt 1 an ein Ende des Messkreises und eine Messsonde (Punkt 2) und einen Draht von Punkt 3 von der Hilfselektrode an das andere anzuschließen.

Geräte zur Messung des Widerstands des Erdungsgeräts

Während der Entwicklung des Energiesektors wurden die Messinstrumente ständig verbessert, um die Verwendung zu erleichtern und hochpräzise Ergebnisse zu erzielen.

Noch vor wenigen Jahrzehnten waren nur analoge Zähler aus der UdSSR von Marken wie MS-08, M4116, F4103-M1 und deren Modifikationen weit verbreitet. Sie arbeiten heute weiter.

Jetzt werden sie erfolgreich durch zahlreiche Geräte mit digitaler Technologie und Mikroprozessorgeräten ergänzt. Sie vereinfachen den Messvorgang etwas, weisen eine hohe Genauigkeit auf und speichern die Ergebnisse der neuesten Berechnungen im Speicher.

Methode zur Messung des Widerstands des Erdungsgeräts

Nachdem das Gerät an den Messort geliefert und aus dem Transportkoffer entfernt wurde, wird die Sammelschiene zum Anschließen des Kontaktleiters vorbereitet: Sie reinigen den Ort zum Verbinden des Krokodilclips mit einer Feile von Korrosion oder installieren eine Klemme mit einer Schraubklemme, die die obere Metallschicht drückt.

Dreidraht-Widerstandsmessung

Die Anforderungen für einen sicheren Betrieb erfordern Messungen, wenn der Leistungsschalter in der Eingangsstromversorgung des Gebäudes ausgeschaltet ist oder wenn der PE-Leiter vom Erdungsschalter entfernt wird. Andernfalls fließt im Notfall der Leckstrom durch den Stromkreis und das Gerät oder den Körper des Bedieners.

Der Verbindungsleiter ist mit dem Gerät und der Klemme verbunden.

In einem bestimmten Abstand werden Masseelektroden mit einem Hammer in den Boden gehämmert. An ihnen werden Spulen mit Verbindungsleitern aufgehängt und ihre Enden verbunden.

Stellen Sie die Kontakte der Drähte in die Buchse des Geräts ein, überprüfen Sie die Betriebsbereitschaft des Stromkreises und die Stärke der Interferenzspannung zwischen den installierten Elektroden. Sie sollte 24 Volt nicht überschreiten. Wenn diese Position nicht erfüllt ist, müssen Sie den Installationsort der Elektroden ändern und diesen Parameter erneut überprüfen.

Es bleibt nur die Taste zum Durchführen der automatischen Messung zu drücken und das berechnete Ergebnis von der Anzeige zu entfernen.

Es ist jedoch unmöglich, sich nach Erhalt des Ergebnisses der ersten Messung zu beruhigen. Um Ihre Arbeit zu testen, müssen Sie eine kleine Reihe von Kontrollmessungen durchführen und den potenziellen Stift in kurzen Abständen neu anordnen. Die Diskrepanz aller erhaltenen Widerstandswerte sollte nicht um mehr als 5% abweichen.

Vierdraht-Widerstandsmessung

Um die Methoden der vertikalen elektrischen Abtastung zu verwenden, können Erdschleifen-Widerstandsmesser in einer Vierdrahtschaltung verwendet werden, wobei die Empfangselektroden nach der Wenner- oder Schlumberger-Methode angeordnet werden.

Diese Methode eignet sich besser für eingehende Untersuchungen und die Berechnung des spezifischen elektrischen Widerstands des Bodens.

Die Anschlussmöglichkeit für das IS-20/1-Gerät nach diesem Schema ist in der Abbildung dargestellt.

Messung des Widerstands der Masseelektrode mit Klemmmessgeräten

Bei Verwendung der Methode ist ein Hintergrundstrom von der elektrischen Installation des Gebäudes zur Erdschleife erforderlich. Der Wert in den meisten Geräten, die mit diesem Typ betrieben werden, sollte 2,5 Ampere nicht überschreiten.

Messung des Schleifenwiderstands ohne Unterbrechung des Masseelektrodenkreises mit Messklemmen

Mit dem IS-20 / 1m-Messgerät ist es möglich, eine elektrische Bewertung des Zustands des Gebäudeerdungsgeräts gemäß dem folgenden Schema durchzuführen.

Messung des Schleifenwiderstandes ohne Hilfselektroden mit zwei Messklemmen

Bei dieser Methode müssen keine zusätzlichen Elektroden im Boden installiert werden, Sie können jedoch Arbeiten mit zwei durchführen Stromklemme. Sie müssen entlang der Sammelschiene des Erdungsgeräts bis zu einer Entfernung von mehr als 30 Zentimetern getragen werden.

Die Wahl der Messmethode hängt von den spezifischen Betriebsbedingungen des Geräts ab und wird von den Laborspezialisten festgelegt.

Die Bewertung des Zustands des Erdungsgeräts kann zu verschiedenen Jahreszeiten durchgeführt werden. Es ist jedoch zu beachten, dass während der Zeit großer Feuchtigkeit im Boden während des Auftauens im Herbst und Frühling die Bedingungen für die Ausbreitung von Strömungen im Boden am günstigsten und bei trockenem, heißem Wetter am schlechtesten sind.

Sommermessungen mit getrocknetem Boden spiegeln qualitativ den tatsächlichen Zustand der Kontur wider.

Einige Elektriker empfehlen, den Widerstandswert zu verringern, um den Boden in der Nähe der Elektroden mit Salzlösungen zu verschütten. Es versteht sich, dass diese Maßnahme vorübergehend und unwirksam ist. Mit dem Abgang der Feuchtigkeit verschlechtert sich der Leitfähigkeitszustand wieder und die Ionen des gelösten Salzes zerstören das im Boden befindliche Metall.

Abschließend

Alle aufmerksamen Leser und erfahrenen Elektriker sind eingeladen, sich das folgende Bild anzusehen, das auf den ersten Blick eine einfache Methode zur Messung des Widerstands des Erdungsgeräts zeigt, die in Laboratorien keine breite praktische Anwendung gefunden hat.

Erklären Sie in den Kommentaren, welche elektrischen Prozesse bei dieser Methode ablaufen und wie sie die Genauigkeit der Messung beeinflussen. Testen Sie Ihr Wissen, viel Glück!