Mjerenje otpora uzemljenja: pregled metoda praktičnih mjerenja

Uzemljenje se koristi u realizaciji različitih projekata električnih sustava. Sam pojam “uzemljenje” shematski se promatra kao spajanje dijela električnog kruga na potencijal zemlje.

Petlja uzemljenja sadrži vodič i elektrodu, ukopanu duboko u tlo. Tradicionalna radnja u elektrotehničkoj praksi je mjerenje otpora uzemljenja tek puštenih u rad i već eksploatiranih mreža. Reći ćemo vam kako se i na koji način obavlja ova važna radnja.

Zašto su mjerenja potrebna?

Sjajno rješenje dolje navedenih zadataka postiže se idealnim nultim otporom u petlji uzemljenja:

1. Spriječiti pojavu napona na kućištu tehnoloških strojeva.
2. Postići učinkovit referentni potencijal električne opreme.
3. Potpuno ukloniti statičke struje.

Međutim, elektrotehničko iskustvo pokazuje: rezultat savršene nule nije moguće postići.

Postupak izvođenja potrebnih mjerenja pomoću uređaja za određivanje otpora sabirnice uzemljenja. Takvi se postupci provode prema rasporedu koji odobrava uprava servisne organizacije.

U svakom slučaju, uzemljena elektroda pruža nekakav otpor.

Konkretnu vrijednost otpora određuju:

• otpor elektrode na mjestu dodira s vodljivom sabirnicom;
• kontaktno područje između zemljane elektrode i tla;
• struktura tla, koja daje različit otpor.

Praksa mjerenja otpora petlje uzemljenja bilježi da se prva dva faktora mogu u potpunosti zanemariti, ali uz ispunjenje logičnih uvjeta:

1. Uzemljna elektroda izrađena je od metala visoke električne vodljivosti.
2. Tijelo šipke elektrode pažljivo je očišćeno i čvrsto postavljeno u tlo.

Ostaje treći faktor – otporna površina tla. Smatra se glavnim proračunskim detaljem za mjerenje otpora petlje uzemljenja.

Izračunava se pomoću formule:

R = pL / A,

gdje je: p – specifični otpor tla, L – uvjetna dubina, A – radna površina.

Kako bi se zaštitili vlasnici kuće/stana, uzemljenjem moraju biti opremljene sve vrste snažne kućne električne opreme:

Pri ispitivanju otpora svaka se linija uzemljenja provjerava zasebno. Otpor između elementa uzemljenja i svakog dijela električne opreme koji ne provodi struju, a koji bi mogao doći pod napon, mora biti manji od 0,1 Ω.

Pregled mjernih metoda

Postoji nekoliko načina mjerenja otpora kruga uzemljenja, od kojih svaki prilično točno omogućuje određivanje tražene vrijednosti.

3-točkasti sustav određivanja

Tako se, na primjer, često primjenjuje metoda 3-točkaste sheme, koja se temelji na efektu pada potencijala.

Grafička shema takozvanog tritočkastog sustava, koji se prilično često primjenjuje kada je potrebno izmjeriti vrijednost otpora kruga uzemljenja.

Mjerenja se izvode u tri osnovna koraka:

1. Mjerenje napona na elektrodi E1 i sondi E2.
2. Mjerenje jakosti struje na elektrodi E1 i sondi E3.
3. Izračun (formulom R = E / I) otpora elektrode uzemljenja.

Za ovu metodu točnost mjerenja logički ovisi o mjestu instalacije sonde E3. Preporučuje se ugraditi je u tlo na udaljenosti – optimalno izvan takozvanog područja ESE (efektivnog otpora elektroda) E1 i E2.

Mjerenja prema tehnologiji «62%»

Ako se struktura tla za postavljanje elektrode uzemljenja odlikuje homogenim sadržajem, metoda '62%' za određivanje otpora krugova uzemljenja obećava dobru učinkovitost.

Shema za tehnologiju mjerenja pod zanimljivim nazivom «62%». Međutim, naziv je preuzet od optimalne vrijednosti razmaka između elektroda pri kojoj se dobiva prihvatljiv rezultat.

Metoda je primjenjiva za sheme s jedinstvenom uzemljivačkom elektrodom. Točnost očitanja ovdje je uvjetovana mogućnošću postavljanja radnih sondi na pravocrtnom dijelu, u odnosu na uzemljivačku elektrodu.

Točke instalacije kontrolnih sondi

Pojednostavljena dvotočkasta metoda

Primjena ove metoda mjerenja zahtijeva postojanje još jednog kvalitetnog uzemljenja uz ono koje će biti podvrgnuto ispitivanju. Metoda je relevantna za gusto naseljena područja gdje često nije moguće široko operirati pomoćnim radnim elektrodama.

Pojednostavljena metodika mjerenja provodi se prema dvotočkastoj shemi. Pri takvoj tehnologiji zahtijeva se manje manipulacija s opremom i proračunima, ali točnost proračuna nije visoka.

Metoda dvotočkastog mjerenja razlikuje se po tome što istovremeno pokazuje rezultat za dva uređaja za uzemljenje spojena u seriju. Time se objašnjavaju zahtjevi za visokom kvalitetom izvedbe drugog uzemljenja kako se ne bi uzimalo u obzir njegov otpor.

Za izvođenje izračuna također se mjeri otpor uzemljivačke sabirnice. Dobiveni rezultat oduzima se od rezultata ukupnih mjerenja.

Točnost ove metode ostavlja željeti boljim u usporedbi s dvije gore navedene. Ovdje značajnu ulogu igra udaljenost između uzemljivačke elektrode čiji se otpor mjeri i drugog uzemljenja. Standardno se takva metodika ne primjenjuje. To je svojevrsna alternativa kada se ne mogu koristiti drugi načini mjerenja.

Precizna mjerenja s četiri točke

Za većinu varijanti mjerenja otpora najoptimalnijom metodom, osim 2-točkaste i 3-točkaste, smatra se 4-točkasta tehnologija. Takvom tehnologijom mjerenja opremljeni su instrumenti poput testera serije 4500. Sudeći prema nazivu metode, na radnom mjestu u jednu liniju i na jednakim udaljenostima postavljaju se četiri radne elektrode.

Prema takvoj shemi – četverotočkastoj, proizvode se najtočnija mjerenja. Koristi se suvremena aparatura i postoji mogućnost izvođenja radova bez isključivanja uzemljivačkog kruga.

Generator struje instrumenta spaja se na krajnje elektrode, zbog čega između njih teče struja čija je vrijednost poznata. Na drugim stezaljkama instrumenta spojene su dvije unutarnje radne elektrode.

Na tim stezaljkama prisutna je vrijednost pada napona. Konačni rezultat mjerenja – otpor uzemljenja (u Oomima), čiju vrijednost instrument prikazuje na displeju.

Uređaji iz serije 4500 često se koriste za mjerenje napona dodira. Uređaj pomoću posebnog modula generira u zemlji napon male vrijednosti – simulacija oštećenja kabela.

Istovremeno se na skali uređaja prikazuje struja koja teče kroz uzemljivački krug. Očitanja na ekranu uzimaju se kao osnova i množe s pretpostavljenom veličinom struje u zemlji. Na taj način izračunava se napon dodira.

Provođenje mjera za kontrolu stanja elektrotehničke opreme i uzemljivačkih vodova. Za rad se koristi mjerni instrument tipa 4500.

Na primjer, maksimalna vrijednost očekivane struje na mjestu oštećenja iznosi 4000 A. Na ekranu uređaja zabilježena je vrijednost 0,100. Tada će vrijednost napona dodira biti 400 V (4000*0,100).

Mjerenje uređajem C.A6415 (6410, 6412, 6415)

Jedinstvenost ove metode je mogućnost provođenja mjerenja bez isključivanja uzemljivačkog kruga. Također, ovdje treba istaknuti prednost kada je mjerenje ukupnog otpora uređaja za uzemljenje dopušteno metodom uključivanja u uzemljivački krug rezistivne komponente svih spojeva.

Princip rada otprilike je sljedeći:

1. Posebnim transformatorom u krugu stvara se struja.
2. Struja teče u formiranom krugu.
3. Pomoću sinkronog detektora registrira se mjereni signal.
4. Dobiveni signal pretvara se ADC-om.
5. Rezultat se prikazuje na LCD zaslonu.

Uređaj je opremljen modulom (selektivni pojačivač) zahvaljujući kojem se korisni signal učinkovito čisti od raznih smetnji – niskofrekventnih i visokofrekventnih šumova. Čeljustima stezaljki u njihovom spojenom stanju formira se pobuđeni krug koji obuhvaća uzemljivački vodič.

Upute za mjerenje uređajem C.A6415

Redoslijed radnji pri radu s uređajem serije C.A6415 jasno je opisan u uputi koja se prilaže ovom jedinstvenom uređaju.

Jedinstveni mjerni instrument – stezaljke, zahvaljujući kojem je relativno jednostavno i lako izmjeriti otpor uzemljivačkog kruga u različitim uvjetima.

Na primjer, postoji potreba provesti mjerenje otpora uzemljenja nekog električnog modula (transformatora, električnog brojila i sl.).

Redoslijed radnji:

1. Otvoriti pristup uzemljivačkoj sabirnici, skidanjem zaštitnog kućišta.
2. Uhvatiti stezaljkama uzemljivački vodič (sabirnicu ili izravno elektrodu).
3. Odabrati način mjerenja "A" (mjerenje struje).

Maksimalna vrijednost struje uređaja je 30 A, stoga u slučaju prekoračenja te brojke nije moguće provesti mjerenje. Potrebno je skinuti uređaj i ponoviti pokušaj mjerenja na drugoj točki.

Proces mjerenja pomou mjernih uređaja tipa S.A6415 i 3770. Rezultati mjerenja bilježe se u tablicu i uspoređuju pri sljedećem održavanju.

Kada se vrjednost struje dobivena na skali nalazi u dopuštenom rasponu, možete nastaviti rad prebacivanjem uređaja na mjerenje otpora «?».

Rezultat prikazan na zaslonu pokazat će ukupnu vrjednost otpora, uključujući:

• elektrodu i sabirnicu uzemljenja;
• kontakt neutralne točke s elektrodom uzemljenja;
• kontakt spojeva na liniji između neutralne točke i uzemljivačke elektrode.

Radeći s kliještima, imajte na umu: previsoka očitanja instrumenta za otpor uzemljenja obično su uzrokovana lošim kontakom uzemljivačke elektrode s tlom.

Također, uzrok visokog otpora može biti prekinuta sabirnica pod naponom. Visoke vrjednosti otpora na točkama spajanja (sraštanja) vodiča također mogu utjecati na očitanja instrumenta.

Opće preporuke za mjerenje USG

Prije nego što izgradite krug uzemljenja, na primjer za plinski kotao, trebate dobiti točne podatke o tome u kakvo će se tlo polagati uzemljivačka elektroda. Često se za određivanje vrjednosti “p” tla predlaže korištenje postojećih tablica.

Međutim, ova opcija s tablicama daje samo okvirne podatke. Stoga se na njih ne treba oslanjati. Stvarne vrjednosti otpora tla mogu se razlikovati višestruko.

Varijanta #1: jednoslojno tlo

Ako tlo ima homogeni sastav, njegov specifični otpor mjeri se metodom «probne elektrode».

Struktura homogenog tla. U takvim uvjetima izmjeriti i izračunati otpor znatno je jednostavnije nego obavljati isti posao na višeslojnim tlima.

Metoda podrazumijeva izvođenje ođređene procedure u dvije faze:

1. Uzima se kontrolna šipka (sonda) duljine nešto veće od dubine projektnog polaganja.
2. Sonda se uranja u zemlju strogo okomito na dubinu projektnog polaganja.
3. Preostali kraj iznad površine zemlje koristi se za mjerenje otpora širenja (Rr).
4. Specifični otpor tla (p) ođređuje se formulom p = Rr * Ψ.

Poželjno je provesti postupak nekoliko puta na različitim točkama radnog područja. Alternativna mjerenja pomažu u postizanju točnih rezultata mjerenja otpora tla.

Varijanta #2: višeslojno tlo

Za takvu situaciju mjerenje specifičnog otpora tla provodi se metodom stupnjevitog sondiranja. To znači da se kontrolna sonda uranja do radne dubine u stupnjevima i na položaju svakog stupnja provode se mjerenja specifičnog otpora. Izračun prosječnog specifičnog otpora tla provodi se pomoću formula za svako pojedinačno mjerenje.

Višeslojno tlo. U takvim uvjetima potrebno je izračunati otpor svakog pojedinog sloja. Proračuni za višeslojna tla zahtijevaju više posla.

Zatim se, na temelju klimatskih značajki područja, pronalaze vrijednosti za sezonske promjene. Na taj način (prilično složen) dobivaju se proračunske vrijednosti USG gornjih slojeva. Donji slojevi smatraju se nepodložnima sezonskim promjenama, stoga se njihov proračun ograničava na donekle pojednostavljeno mjerenje i izračun.

Zahtjevi za izvođenje radova

Radovi takve vrste, naravno, izvode se kvalificiranim osobljem koje predstavlja specijalizirane organizacije. Primjerice, za upravljanje električnim razvodnim ormarima u stambenim zgradama obično su odgovorne komunalne službe. Bilo kakva mjerenja na tim mjestima dopuštena su samo uz obraćanje tim službama.

Električni krugovi spadaju u opasne sustave. Iako su instalacije kućanstva predviđene za napon manji od 1000 V, taj napon je smrtonosan za čovjeka. Potrebno je pridržavati se svih potrebnih sigurnosnih mjera pri rukovanju električnom opremom. Običnom građaninu te mjere često jednostavno nisu poznate.

O posebnostima izrade uzemljenja za kadu u gradskom stanu informira sljedeći članak koji sadrži pravila i upute za izvođenje radova.

Zaključci i koristan video na temu

Provedba mjerenja u praksi pomoću uređaja:

Izvođenje radova povezanih s provjerom otpora uzemljenja obavezno je, bez obzira na složenost električne sheme i kategoriju objekta u kojem se električna oprema ugrađuje ili je ugrađena i upotrebljava. Mnoge specijalizirane organizacije spremne su pružati takve usluge.

Molimo Vas, ostavite komentare u bloku koji se nalazi ispod. Nije isključeno da znate jednostavan i učinkovit način mjerenja otpora petlji uzemljenja koji nije naveden u članku. Postavljajte pitanja, dijelite korisne informacije i fotografije na tu temu.