Hur man mäter jordmotstånd

säkerhet användning av elektrisk energi beror inte bara på korrekt installation av den elektriska installationen, utan också av att kraven i lagstadgad dokumentation för dess drift uppfylls. En byggnads jordkrets, som en del av skyddande elektrisk utrustning, kräver periodisk övervakning av dess tekniska skick.

Hur fungerar jordningsenheten

I normalt strömförsörjningsläge, jordslinga PE-ledare ansluten till husen på alla elektriska apparater, byggnadens potentiella utjämningssystem och är inaktivt: genom det, grovt sett, passerar inga strömmar, med undantag för små bakgrund.

Hur jordning skyddar människor

I händelse av en nödsituation relaterad till brytningen av ledningens isoleringslager visas farlig spänning på kroppen på den felaktiga apparaten och flödar genom PE-ledaren genom jordslingan till markpotentialen.

På grund av detta bör storleken på den höga spänningen som överförs till de icke ledande delarna minska till en säker nivå, vilket inte kan orsaka elektrisk stöt för en person som är i kontakt med fel på utrustning genom marken.

När PE-ledaren eller jordslingan är trasig finns det ingen spänningsavtappningsväg och ström kommer att passera genom människokroppenfastnat mellan potentialen hos en skadad apparat och marken.

Därför, när man använder elektrisk utrustning, är det viktigt att hålla jordslingan i gott skick och att övervaka dess tillstånd med periodiska elektriska mätningar.

Hur uppstår en funktionsfel vid jordningsanordningen

I en ny servicerbara krets kommer elektrisk olycksström genom PE-ledaren in i kollektorelektroderna som kommer i kontakt med deras yta med jord och genom dem går jämnt till jordpotentialen. I detta fall är huvudströmmen jämnt uppdelad i dess beståndsdelar.

Som ett resultat av långvarig exponering för fientlig jord beläggs metallen i strömledningarna med en ytoxidfilm. Uppstigande korrosion förvärrar gradvis förhållandena för strömflödet, ökar det elektriska motståndet för kontakterna i hela strukturen. Rost som bildas på ståldelar är vanligtvis allmänt och i vissa områden en uttalad lokal karaktär. Detta beror på ojämn närvaro av kemiskt aktiva lösningar av salter, alkalier och syror som ständigt finns i jorden.

De resulterande korrosionspartiklarna i form av separata flingor rör sig bort från metallen och stoppar därmed lokal elektrisk kontakt. Med tiden finns det så många sådana platser att kretsens motstånd ökar och jordningsanordningen, som förlorar elektrisk ledningsförmåga, blir oförmögen att på ett tillförlitligt sätt ta bort farlig potential i marken.

Endast tidiga elektriska mätningar gör det möjligt att bestämma momentet för kretsens kritiska tillstånd.

Principerna som fastställs i mätningen av jordningsanordningens motstånd

Metoden för att utvärdera kretsens tekniska tillstånd är baserad på den klassiska lagen om elektroteknik, identifierad av Georg Om för kretsavsnittet. För detta ändamål räcker det att leda en ström genom ett kontrollerat element från en kalibrerad spänningskälla och mäta den överförda strömmen med en hög grad av noggrannhet och sedan beräkna resistansvärdet.

Ammeter och voltmetermetod

Eftersom kretsen fungerar i marken med hela kontaktytan bör den utvärderas vid mätning. För att göra detta, på ett litet avstånd (cirka 20 meter) från den övervakade jordningsanordningen, begravs elektroder: huvud- och ytterligare.De levereras med ström från en stabiliserad växelkälla.

En elektrisk ström börjar flöda längs en krets bildad av ledningar, en källa till EMF och elektroder med en underjordisk ledande del av jorden, vars värde mäts med en ammeter.

En voltmeter är ansluten till ytan på jordslingan rengjord till ren metall och kontakten med huvudjordelektroden.

Den mäter spänningsfallet i området mellan huvudjordsbrytaren och jordslingan. Genom att dela värdet på voltmeteravläsningen med strömmen uppmätt med amperemet kan du beräkna det totala motståndet för hela kretsen.

Med grova mätningar kan de begränsas till, och för att beräkna mer exakta resultat kommer det att vara nödvändigt att korrigera det erhållna värdet genom att subtrahera resistansvärdet för anslutningsledarna och påverkan av jordens dielektriska egenskaper på arten av spridningsströmmarna i jorden.

Minskat med detta värde och mätt med den första åtgärden ger det totala motståndet det önskade resultatet.

Den beskrivna metoden är ganska enkel och felaktig, har vissa nackdelar. För att utföra bättre mätningar gjorda av specialister på elektriska laboratorier har en mer avancerad teknik utvecklats.

Kompensationsmetod

Mätningen baseras på användningen av färdiga konstruktioner av metrologiska instrument med hög precision tillverkade av industrin.

Med denna metod används också installation av huvudelektroder och hjälpelektroder i jorden.

De bärs på en längd av cirka 10 ÷ 20 meter och begravas på samma linje och fångar den testade markslingan. En mätsond är ansluten till bussen från jordningsanordningen och försöker placera enheten närmare busskontakten. Anslutande ledare ansluter enhetens terminaler med elektroder installerade i marken.

Källan till den variabla EMF ger en ström I1 till den anslutna kretsen, som passerar genom en stängd krets bildad av primärlindningen av CT-strömtransformatorn, anslutningstrådar, elektrodkontakter och jord.

Den sekundära lindningen av CT-transformatorn uppfattar strömmen I2 som är lika med den primära och överför den till motståndet för reostat R, vilket tillåter reochordet "b" att ställa balansen mellan spänningarna U1 och U2.

En isoleringstransformator IT översätter strömmen I2 som passerar genom dess primära lindning till dess sekundära krets, som är stängd för mätanordning V.

Strömmen I1 som strömmar längs marken i området mellan huvudjordelektroden och jordslingan bildar ett spänningsfall U1 i det område vi mäter, vilket beräknas med formeln:

U1 = I1 ∙ rx.

Den nuvarande I2 som passerar genom sektionen av reostat R "ab" med resistens rab bildar ett spänningsfall U2, definierat av uttrycket:

U2 = I2 ∙ rab.

Under mätningen flyttar du reglaget så att avvikelsen från instrumentets V-pil är inställd på noll. I detta fall har jämställdheten: U1 = U2.

Då får vi: I1 ∙ rx = I2 ∙ rab.

Eftersom anordningens utformning är sådan att I1 = I2 observeras förhållandet: rx = rab. Det återstår bara att ta reda på motståndet hos tomten ab. Men för detta räcker det med att göra handtaget på potentiometern större och montera en pil på dess rörliga del, som kommer att röra sig längs en fast skala, graderad i förväg i motståndsenheterna i reostat R.

Således ger positionen för reostatens pilpekare vid kompensation för spänningsfall i två sektioner dig att mäta jordningsanordningens motstånd.

Med hjälp av en IT-isoleringstransformator och en speciell design av mäthuvudet V uppnår de tillförlitlig avstämning av enheten från strömmar. Mätmekanism med hög precision bidrar till låg påverkan övergående motstånd sond för mätresultatet.

Enheter som arbetar enligt kompensationsmetoden möjliggör exakt mätning av motståndet hos enskilda element.För att göra detta räcker det att ansluta en ledare från punkt 1 till den ena änden av den uppmätta kretsen, och en mätsond (punkt 2) och en tråd från punkt 3 från hjälpelektroden till den andra.

Enheter för att mäta jordningsanordningens motstånd

Under utvecklingen av energisektorn har mätinstrument ständigt förbättrats när det gäller att underlätta användningen och få mycket noggranna resultat.

För bara några decennier sedan användes endast analoga meter från Sovjetunionen för sådana märken som MS-08, M4116, F4103-M1 och deras modifieringar i stor utsträckning. De fortsätter att arbeta idag.

Nu kompletteras de framgångsrikt av många enheter som använder digital teknik och mikroprocessorenheter. De förenklar något mätprocessen, har hög noggrannhet och lagrar resultaten från de senaste beräkningarna i minnet.

Metod för att mäta jordningsanordningens motstånd

När enheten har levererats till mätplatsen och tagits bort från transportväskan är samlingsskenan beredd att ansluta kontaktledaren: de rengör platsen för anslutning av krokodilklämman med en korrosionsfil eller installerar en klämma med en skruvklämma som tvingar det övre lagret av metall.

Mätning av tre trådar motstånd

Kraven för säker drift kräver att mätningar görs när effektbrytaren är avstängd i byggnadens ingångseffektpanel eller när PE-ledaren tas bort från jordningsomkopplaren. Annars, i en nödsituation, kommer läckströmmen att gå genom kretsen och enheten eller operatörens kropp.

Anslutningsledaren är ansluten till enheten och klämman.

På ett specificerat avstånd hamras markelektroder i marken med en hammare. Spolar med anslutande ledare hängs på dem och deras ändar är anslutna.

Ställ in kontakterna på ledningarna i enhetens uttag, kontrollera kretsens beredskap för drift och storleken på störningsspänningen mellan de installerade elektroderna. Den får inte överstiga 24 volt. Om denna position inte uppfylls, måste du ändra installationsplatsen för elektroderna och kontrollera denna parameter igen.

Det återstår bara att trycka på knappen för att utföra automatisk mätning och ta bort det beräknade resultatet från displayen.

Det är emellertid omöjligt att lugna sig efter att ha fått resultatet av den första mätningen. För att testa ditt arbete måste du utföra en liten serie kontrollmätningar och ordna om den potentiella stiftet på korta avstånd. Skillnaden mellan alla erhållna resistensvärden bör inte avvika med mer än 5%.

Mätning av fyra ledningar motstånd

För att använda vertikala elektriska avkänningsmetoder kan jordslingmotståndsmätare användas i en fyrtrådskrets och anordna mottagningselektroderna enligt Wenner- eller Schlumberger-metoden.

Denna metod är mer lämpad för djupstudier och beräkning av jordens elektriska resistivitet.

Anslutningsalternativet för IS-20/1-enheten enligt detta schema visas på bilden.

Mäta jordelektrodens motstånd med klämmetrar

När man använder metoden är det nödvändigt att ha en bakgrundsström från byggnadens elektriska installation till markslingan. Dess värde i de flesta enheter som arbetar med denna typ bör inte överstiga 2,5 ampere.

Mätning av slingmotstånd utan att bryta jordelektrodkretsen med hjälp av mätklämmor

Med användning av IS-20 / 1m mätaren är det möjligt att utföra en elektrisk bedömning av tillståndet för byggnadens jordningsanordning enligt följande schema.

Mätning av slingmotstånd utan hjälpelektroder med två mätklämmor

Med den här metoden är det inte nödvändigt att installera ytterligare elektroder i marken, men du kan utföra arbete med två strömklämma. De kommer att behöva bäras längs skenan på jordningsanordningen till ett avstånd av mer än 30 centimeter.

Valet av mätmetodik beror på utrustningens specifika driftsförhållanden och bestäms av laboratoriespecialisterna.

Utvärdering av jordningsanordningen kan utföras vid olika tider på året. Man bör emellertid komma ihåg att under perioden med en stor närvaro av fukt i jorden under höst-vårens tö, är förhållandena för spridning av strömmar i marken mest gynnsamma, och i det torra, varma vädret - det värsta.

Sommarmätningar med torkad jord återspeglar mest kvalitativt konturens verkliga tillstånd.

Vissa elektriker rekommenderar att minska resistensvärdet för att spilla marken nära elektroderna med saltlösningar. Det bör förstås att denna åtgärd är tillfällig och ineffektiv. Med fuktens avgång förvärras konduktivitetstillståndet igen, och jonerna med upplöst salt förstör metallen som ligger i jorden.

Avslutningsvis

Alla uppmärksamma läsare och erfarna elektriker uppmanas att titta på bilden nedan, som visar en enkel, vid första anblicken, metod för att mäta jordningsanordningens motstånd, som inte har funnit bred praktisk tillämpning i laboratorier.

Förklara i kommentarerna vilka elektriska processer som sker med den här metoden och hur de påverkar mätnoggrannheten. Testa din kunskap, lycka till!