Měření zemního odporu: metody a zařízení

Pokud jde o otázky bezpečnosti lidí, je vhodnější používat měřicí techniky, které se osvědčily po desetiletí. Ve vztahu k uzemnění je touto metodou měření odporu pomocí kombinace ampérmetru a voltmetru (doporučeno GOST R 50571.16-2007). Tato metoda se někdy nazývá „třívodičový“ (nebo „třísvorkový“). Existuje také přesnější modifikace nazvaná „čtyřdrátová“ („čtyř-svorková“) metoda. Obvykle lze obě metody implementovat v jednom měřicím přístroji.

Měření zemního odporu metodou ampérmetr-voltmetr

Při provádění měření touto metodou je uzemnění odpojeno od elektrické instalace. Ve vzdálenosti minimálně 20 m od testovaného uzemnění se do země zaryje potenciální kolík. Proudový kolík je vykopán ve vzdálenosti minimálně 40 m od testovaného uzemnění. Kolíky a kostra musí být v jedné linii. Konkrétní doporučení pro vzdálenosti mezi zemí a kolíky se mohou lišit v závislosti na typu země a modelu použitého měřicího zařízení. Tato doporučení jsou zpravidla uvedena v pokynech pro nastavení měření.

Střídavý proud je přenášen do obvodu tvořeného testovanou zemí, proudovým kolíkem a ampérmetrem přes transformátor. V moderních zařízeních se většinou nejedná o sinusoidu o frekvenci 50 Hz, ale o meandr o frekvenci asi 100 – 200 Hz. To kontroluje funkčnost uzemnění na vyšších harmonických a pomáhá částečně snížit vliv rušení. Pomocí voltmetru se měří napětí mezi zemí a potenciálním kolíkem. Dále se na základě Ohmova zákona vypočítá odpor uzemnění pomocí vzorce:

kde U – napětí mezi zemí a potenciálním kolíkem a I – proudová síla v obvodu tvořeném uzemněním, proudovým kolíkem, transformátorem a ampérmetrem.

Častým problémem klasických metod měření zemního odporu je vliv bludných proudů v půdě.

Metoda ampérmetru a voltmetru má v praxi dvě varianty: třívodičové a čtyřvodičové metody, které budou dále diskutovány.

Třívodičový způsob

Svorky pro měření napětí označme jako P1 a P2 a svorky pro měření proudu jako T1 a T2. V reálných měřicích přístrojích mohou mít tyto svorky různá označení.

Třívodičové schéma měření

U třívodičové metody jsou svorky P1 a T1 spojeny propojkou a připojeny jedním vodičem k testovanému uzemnění. Svorka P2 je připojena vodičem k potenciálnímu kolíku a svorka T2 je připojena k aktuálnímu kolíku.

Výhodou třívodičové metody je menší počet vodičů. Nevýhodou je, že odpor vodiče jdoucího k zemi má silný vliv na výsledky měření. K měření zemního odporu se proto obvykle používá třívodičová metoda, jejíž hodnota je samozřejmě vyšší než 5 Ohmů.

Čtyřvodičový způsob

Při vyšších nárocích na přesnost měření se používá čtyřvodičová metoda. Při něm jdou k testovanému uzemnění samostatné vodiče ze svorek P1 a T1, které jsou připojeny pouze přímo na zemnící svorky.

Čtyřvodičové schéma měření

Proud protéká drátem, který jde do T1. Výsledný rozdíl napětí na koncích vodiče zavádí chybu do charakteristiky měření třívodičové metody. Ale u čtyřvodičové metody je bod měření napětí (u zemních svorek) připojen k měřicímu zařízení samostatným vodičem. Tímto drátem protéká zanedbatelně malý proud (ne více než několik miliampérů), takže jeho odpor prakticky nezavádí chyby do měření.

Zvýšení přesnosti měření

Klasická metoda měření zemního odporu je citlivá na nerovnoměrnost vlastností zeminy v různých místech. Pro zlepšení přesnosti měření se proto doporučuje několikrát změnit umístění potenciálního kolíku v krocích přibližně rovných 10 % jeho jmenovité vzdálenosti od země. Rozpětí naměřených hodnot by nemělo být větší než 5 %. Pokud je větší, pak se vzdálenost mezi testovaným uzemněním a kolíky zvětší 1,5krát nebo se změní směr čáry, podél které jsou kolíky umístěny.

Výběr měřiče zemního odporu

Doposud se v literatuře pro klasickou metodu měření odporu doporučují přístroje vyvinuté Sověty. Ty už ale neodpovídají moderní realitě, protože od té doby je v našich domácnostech mnohem více elektrických zařízení. Objevila se nová zařízení (například základnové stanice pro mobilní komunikaci), která mají speciální požadavky na uzemnění. Proto má smysl obracet se na produkty předních světových značek. Ale ani zde není vše tak jednoduché – ceny často „kousají“ a mohou existovat rozdíly v domácích a zahraničních standardech.

Nejlepší variantou se jeví měřící zařízení vyráběné v Číně na nejmodernějších technologiích, ale podle specifikací a pod místní značkou ruské společnosti. Například ZhG-4300 (zkratka znamená „Iron Harry“). Toto zařízení umožňuje měřit zemní odpor v rozsahu od 0,05 ohmů do 20,9 kohmů. K dispozici je měření pomocí dvou-, tří- a čtyřvodičových metod. Napětí na svorkách nepřesahuje 10 V, což umožňuje provádět měření s vysokou úrovní elektrické bezpečnosti. Zařízení nejen vyhovuje ruským normám, je zahrnuto ve Státním registru měřicích přístrojů. Zároveň je cena 3krát nižší než cena analogů od známých zahraničních značek.

Jiné metody měření

Jednodušší, ale méně přesná je dvouvodičová metoda měření zemního odporu. Umožňuje rychle získat hodnocení odolnosti, což může být cenné například při provádění oprav. Tato metoda je popsána v samostatném článku.

Dalším vývojem klasické metody měření byla tzv. kompenzační metoda. Umožňuje vyladit rušení způsobené bludnými proudy pomocí čistě analogových metod. Nevýhodou tohoto způsobu je složitost nastavování zařízení a vyšší nároky na kvalifikaci obsluhy, takže si nezískal příliš velkou oblibu.

Existuje také rodina bezelektrodových metod měření, které umožňují neodpojit uzemnění od elektrické instalace. Jsou založeny na použití proudových kleští. Metoda založená na použití dvou kleští platí i pro ty, které doporučuje GOST R 50571.16-2007. Nevýhodou této metody je, že ji lze přímo aplikovat pouze na systémy TT a systémy TN uzemněné sítí. Konvenční systémy TN budou vyžadovat krátkodobou propojku mezi neutrálem a zemí, což potenciálně představuje riziko pro elektrickou bezpečnost, takže během měření bude muset být vypnuto napájení celé budovy, kde je zem instalována.

Závěry

A v digitální éře je pro měření zemního odporu hlavní metoda klasická voltmetr-ampérmetr. Při jeho používání bylo nashromážděno mnoho zkušeností, takže jej lze považovat za spolehlivý. Digitální technologie umožňují okamžitě vypočítat hodnotu odporu a okamžitě vidět výsledek na displeji měřicího zařízení. Pomocí moderních technologií je navíc možné výrazně potlačit rušení při měření. Díky tomu lze zvýšit přesnost měření na 1 – 2 %, což umožňuje klasickým metodám úspěšně konkurovat metodám založeným na použití proudových kleští, jejichž chyba je znatelně vyšší.

Indikátor odporu zemní smyčky musí odpovídat stanoveným normám pravidel elektroinstalace. Bez ohledu na roční období a povětrnostní podmínky by měl být index konstantní a nepřekračovat normu. Podívejme se blíže na metody měření.

Metoda ampérmetr-voltmetr

Tato metoda je považována za nejjednodušší a nejvhodnější pro měření malého odporu a je založena na Ohmově zákoně, podle kterého R = U/I, jinými slovy, abychom našli odpor zemní smyčky, musíme rozdělit elektrické napětí proudem ve vodiči. Síla proudu se určuje pomocí transformátoru.

Samotné měření není technicky náročné. Když čelíte neznámému odporu, kterým protéká proud, měli byste zapojit voltmetr paralelně s odporem, abyste našli napětí, a ampérmetr v sérii s odporem, abyste našli proud.

Použití přídavných zařízení

Pro vlastní měření doporučujeme použít speciální přístroje: MS-08, M-416, ISZ-2016, F4103-M1. Model M-416 je považován za nejoblíbenější a nejpohodlnější. Postup práce s měřičem je následující:

1. Ujistěte se, že je pro zařízení k dispozici zdroj energie – tři AA baterie.
2. Umístěte zařízení na rovný povrch.
3. Zkontrolujte funkčnost zařízení, jinými slovy proveďte kalibraci. Přepněte do „kontrolního“ režimu, stiskněte červené tlačítko pod displejem a nastavte šipku indikátoru na nulu.
4. Po kalibraci můžete připojit kabely k přístroji a provést test uzemnění.

Pamatujte, že před hledáním hodnoty uzemnění musí být sonda zaražena do země do hloubky asi 1 m!

Metoda proudových kleští

Jednoduchá a dostupná metoda, a co je nejdůležitější – provozní, jejíž výhodou je, že není třeba odpojovat uzemnění a mít další zařízení. Působení svorek je založeno na vzájemné indukčnosti zemnícího vodiče, to znamená, že proud tvoří proud v sekundárním vinutí v těle svorky. Aby bylo možné zjistit hodnotu odporu, měla by se hodnota sekundárního vinutí vydělit hodnotou proudu, která se objeví na displeji zařízení. Existují i ​​modernější modely, které okamžitě určí konečnou hodnotu.

Bezelektrodová metoda

Tato metoda je nová a jedinečná. Jeho používáním můžete výrazně ušetřit čas a náklady na měření. Pointa je, že není potřeba připojovat další elektrody a odpojovat zemnící tyče. Tato metoda se objevila relativně nedávno, ale již se stala oblíbenou mezi smluvními společnostmi a elektrikáři, protože umožňuje provádět měření tam, kde jiné přístupy nejsou možné, například na sloupech elektrického vedení nebo uvnitř určitých budov.

Frekvence měření

Jak často se měření provádějí, určuje podnik sám. Tradičně je stanoven harmonogram, který následuje příslušný personál. Odborníci doporučují pravidelné vizuální kontroly a preventivní měření a alespoň jednou za deset let zásadní odbornou údržbu. Je lepší zvolit suchý, teplý den, protože vlhká půda a vysoká vlhkost mohou způsobit vysoký stupeň chyby přístroje.

Měření ochranného a pracovního uzemnění svěřte odborníkům v elektrolaboratoři. Profesionální elektrikáři rychle, kvalifikovaně a hlavně bezpečně provedou všechna potřebná měření a vydají zprávu o výsledcích práce.

Provádíme práce pro:

Manažerské společnosti (HOA, SNT)