Как измерить сопротивление заземления своими руками: Страница не найдена — Я

Безэлектродный способ измерения сопротивления заземления

Параметры заземления зависят от множества факторов, и не все их можно учесть при расчетах. Поэтому после установки заземления рекомендуется многократно измерить его сопротивление в разные времена года. Элементы заземления могут окисляться и подвергаться коррозии, поэтому также необходимо периодически измерять сопротивление заземления и после того, как вы убедились, что все было сделано правильно. Действующие в России нормы требуют измерять сопротивление заземления электроустановок не реже, чем раз в 12 лет. Для опор воздушных линий, имеющих разъединители, защитные промежутки, разрядники, повторное заземление нулевого провода, измерение сопротивления заземления осуществляется ежегодно. Также ежегодно выборочно измеряют параметры заземления у 2% металлических и железобетонных опор воздушных ЛЭП, проходящих в населённых местностях.

Классические способы измерения сопротивления подразумевают установку дополнительных заземляющих штырей (электродов) на расстоянии порядка 20 м от исследуемого заземления. Это может представлять проблему, если в процессе измерения штыри придется устанавливать на территории, принадлежащей собственнику. Кроме этого, могут возникнуть проблемы с установкой дополнительных штырей зимой в промерзший грунт. А ведь именно ситуация с промерзанием является наиболее проблематичной с точки зрения функционирования заземления. Например, в районах вечной мерзлоты ПТЭЭП предписывает проводить измерение сопротивления заземления ЛЭП только в период наибольшего промерзания грунта. Другим недостатком традиционных способов измерения сопротивления является необходимость отключать параллельно подключенные заземления.

Перечисленные обстоятельства делают актуальным применения так называемых безэлектродных методов измерения сопротивления заземления, не требующих устанавливать в землю дополнительные штыри. Это стало возможным благодаря современным токовым клещам.

Принцип безэлектродного метода измерения сопротивления заземления заключается в следующем. На заземление от измерительного генератора подается переменный ток заданного напряжения с частотой, отличной от частоты сети. Сила тока в заземлении измеряется специальными токовыми клещами с фильтром, который делает их чувствительными только к частоте, на которой работает измерительный генератор. По полученным данным измерения тока стекающего в заземлитель, основываясь на известном значении напряжения, поданного на заземление, специализированные клещи автоматически вычисляют сопротивление.

Безэлектродная схема измерения сопротивления заземления с применением токовых ключей

Напряжение на заземление подается с помощью других токовых ключей. Они используются как генератор и трансформатор, подводящий электроэнергию к заземлению. Наиболее современные модели совмещают излучающий и измерительные трансформаторы в единой конструкции, что позволяет использовать только одни клещи.

Пример клещей для измерения сопротивления заземления

Преимущества безэлектродного способа измерения сопротивления заземления особенно явно проявляются, если использовать легкие и компактные приборы. Например, Fluke 1630, размеры которого составляют всего 276 x 100 x 47 мм, а вес — 750 г. Питается прибор от автономного источника (щелочной батареи), время работы без замены батареи составляет 8 ч. В приборе используются только одни клещи, достаточно обхватить ими провод или шину, ведущие к заземлению, и через 0,5 с на дисплее появится значение сопротивления.

Измеритель сопротивления заземления Fluke 1630

Прибор способен измерять сопротивление заземления в диапазоне от 0,025 до 1500 Ом. Этот диапазон разбит на 7 поддиапазонов, выбор которых осуществляется автоматически. Столь широкий диапазон позволяет использовать прибор не только для измерения сопротивления заземления, но и сопротивления утечки.

Кстати, Fluke-1630 может использоваться и как обычные токовые клещи, измеряя ток силой до 4 А.

Интерпретация результатов измерений

Точность измерения сопротивления, не превышающего 100 Ом прибором Fluke 1630 составляет не более +/- 1,5%. Но здесь важно понимать, какое именно сопротивление мы измеряем.

Эквивалентная схема цепи

Рассмотрим эквивалентную схему цепи. Из нее видно, что измеряется сопротивление электрической цепи Rs, в которую входят другие заземления и собственно земля.

Измерительные клещи выдают значение, рассчитанное по формуле:

Rs = E/I,

где E — напряжение, индуцированное в проводнике, а I — измеренный ток.

При этом,

Rs = Rg + Rz + 1/(1/R1 + 1/R2 + … 1/Rn),

где Rg – сопротивление исследуемого заземления, Rz – сопротивление почвы, n – количество заземлений, подключенных параллельно к исследуемому.

Сумма Rz и общего сопротивления включенных параллельно заземлений много меньше максимально допустимого значения сопротивления заземления (4 — 8 Ом). Поэтому принимают, что

Rg ≈ Rs,

причём в реальности Rg < Rs.

Для измерений используется частота около 3 кГц. Это также может стать источником погрешности, так как на этой частоте уже начинает сказываться индуктивность проводов. Но, опять-таки, наличие у проводов индуктивности вносит погрешность в сторону увеличения сопротивления.

Можно сделать вывод, что метод безэлектродного измерения сопротивления заземления дает оценку параметра сверху. Если вы получили определенный результат, то можете быть уверены, что в реальности сопротивление заземления будет немного ниже. Это очень важно с точки зрения безопасности, так как погрешность метода принципиально не может привести к заниженной оценка сопротивления, когда неисправное заземление будет оцениваться как исправное.

Как правильно сделать измерение сопротивления заземляющего устройства?

Установка заземления—это очередной фактор, повышающий безопасность вашего дома или иного помещения. Обустройство данной конструкции принято проводить не только при помощи специальных организаций и опытных сотрудников, но еще и своими руками. Для собственноручной работы требуется лишь знание навыков в работе и обращении с электрическими сетями. После сооружения данного приспособления потребуется провести измерение сопротивления заземляющего устройства, зачастую здесь и возникают сложности.

Важно! Измерение сопротивления заземления требуется проводить исключительно после капитального ремонта, профилактических проверок либо первоначального строения.

Принцип проведения измерения

Чтобы не упустить важные моменты, стоит провести точное измерение. Для этого понадобится создать искусственную электрическую сеть, по которой будет протекать напряжение. После, неподалеку от контура заземления, который будет подвергаться эксперименту нужно расположить вспомогательное заземляющее устройство. Чаще его называют токовым электродом, он аналогично основному заземлению подключается к напряжению. Также в области нулевого потенциала, стоит расположить еще и потенциальный электрод, при помощи которого можно измерить падение напряжения сети.

Обратите внимание, получить высокоточные и достоверные результаты удастся лишь при оптимальных погодных условиях, а также на момент максимального удельного сопротивления почвы. Более эффективной оказывается методика замеров, основанная на нескольких полюсах.

Действуйте строго по следующим правилам:

• располагайте потенциальный зонд между заземляющим приспособлением и вспомогательным электродом;
• старайтесь учитывать глубину закладки заземлителя, так как расстояние от заземления, проходящего испытание до вспомогательного электрода должно до пяти раз превышать глубину;
• если вам требуется провести измерение сопротивления системы заземлителей, в этих случаях отталкиваются от диагонали с наибольшей длиной.

Важно! Иногда необходимо проводить еще и дополнительные мероприятия, касающиеся измерений сопротивления заземлений. Такой вариант характерен для сложных подземных коммуникаций.

Схема защитного заземления

Способы и инструкция измерения сопротивления заземляющих устройств

Ответы на вопрос, как замерить сопротивление заземления, могут быть самыми неожиданными и многочисленными. Из нашей статьи вы узнаете не только точность проведения операции, но еще и некоторые важные рекомендации.

Изначально, как и во всех других проверках в сфере электричества проводятся подготовительные этапы. В них относят: визуальный осмотр целостности устройств, связанных с заземлением, прочность сварочных швов, если они на месте, расстояние от помещения, наличие всех крепежных деталей; а самое главное, подтверждают отсутствие утечек тока с шины.

Для проведения испытаний в домашних условиях обычно используют измеритель сопротивления заземления, данный этап мы будем рассматривать на примере прибора М416.

Внимание! Значения, полученные в процессе замеров, должны соответствовать нормам ПУЭ.

• Делаем проверку напряжения, если оно отсутствует—можно установить комплект питательных элементов, например, аккумуляторов или батареек. Важно, чтобы они имели параметры 3х1,5, при этом, соблюдайте полярность.
• Берем в руки прибор и ставим его на ровную горизонтальную плоскость. Обязательно, чтобы все углы и вершины аппаратуры находились на одном уровне.
• Далее, следует процедура калибровки М416. На панели инструментов приспособления имеется переключатель диапазона. Ставим его в положение «контроля». Теперь зажимаем красную кнопку и при помощи вращающейся ручки приводим стрелку циферблата к нулевому значению. Шкала должна показать 5±0,3. В противном случае прибор подлежит ремонту.

  Измерение сопротивления заземления в домашних условиях

• Располагаемся ближе к заземлению и выбираем нужную схему, в которой будет работать прибор.
• Проводим вычисления. К примеру, вам необходимы грубые показания прибора с некоторой погрешностью, значит необходимо выводы 1 и 2 соединить с перемычкой. Приспособление М416 переключается в трехзажимную схему.
• Если вам потребуется проводить замеры по четырехзажимной схеме, посмотрите, как это делается прямо на корпусе прибора.
• Стержень зонда и вспомогательный электрод вбиваем в грунт с высокой плотностью, при этом придерживайтесь стандартных требований, не забывайте, что минимальная глубина должна составлять не менее 0,5м.

  Схема контура заземления для дома

Важно! Для дополнительного заземлителя и зонда можно использовать гладкие прутья диаметром от 5 мм.

В ходе забивания, применяйте только ровные удары, это позволит снизить сопротивление между основным и вспомогательным заземлителями. Продолжим нашу инструкцию.

• Провода, примыкающие к заземлению, очищаются от всех примесей грязи, краски и пыли. Для этого используется напильник, на который с обратной стороны крепится кабель, имеющий сечение заземляющего проводника 2, 5 кв. мм.
• После того, как все действия выполнены: выбрана схема и рабочее положение прибора, переходим к практическим действиям, то есть вычислениям.

  Схема измерения сопротивления прибором

• Ставим переключатель на уровне отметки «х1», вращаем ручку и приводим стрелку к нулю.
• На шкале окажется значение, которое стоит умножить на один. Объясняем, если рычаг переключения находится на другой отметке, например, «х5», «х10» и т.д., соответственно умножаем на 5 или 10.

Данный эксперимент показывает, что сопротивление заземляющего устройства составляет 1, 8, значит умножаем это число на один, и получаем сопротивление 1, 8 Ом. В итоге, обязательно нужно занести данные в специальный акт.

Внимание! Работая с прибором, обязательно нужна спец одежда и резиновые перчатки.

Как измерить сопротивление контура заземления мультиметром?

Сразу, хотелось бы заверить, что использование даже самого многофункционального мультиметра не предназначено для столь масштабных проверок, как измерение заземления.

Однако, для домашних работ и при использовании стандартных методов замеров, подтвержденных нормативными актами, прибор остается полезным.

Перед работой, как обычно, выполняется калибровка и выявление неисправностей. Сюда же относят ревизию заряда батареи. Важно учитывать, что слишком низкая емкость питания, приведет к увеличению погрешностей на шкале. Для изучения всех подробностей вычисления сопротивления заземляющего устройства прилагаем схему.

Цели проведения измерений

Схема вычислений сопротивления заземлителей прибором

Замер сопротивления заземляющего устройства принято проводить в первую очередь с целью безопасности. Известно много случаев, при которых даже с рабочим заземлением происходило поражение человека электрическим током.

Кроме того, значение исследований показывает возможность возникновения пожарной опасности, и, конечно же, проверка сопротивления доказывает, соответствует ли конструкция нормам и стандартам ПУЭ.

Важно! Измерение сопротивления защитного и рабочего заземления должно проводится, опираясь на факторы окружающей среды.

Рабочее и защитное заземление

Каждая разновидность грунта является отличным проводником электрического тока. Устройство заземления, которое принято монтировать на определенную глубину грунта спасает человека от неблагоприятного воздействия со стороны электрической системы домашнего обслуживания.

Данный тип измерений обязательно проводится сложным методом, поэтому для него одних навыков будет недостаточно, следовательно, требуется привлечение профессиональной рабочей силы. Рассмотрим, что представляют из себя оба вида заземлений.

Схема устройства заземляющего приспособления

1. Рабочее заземление—устройство, которое при наступлении чрезвычайного происшествия в электрической сети, выполняет защитную роль. За счет этого, работа бытовых приборов и оборудования стабилизируется, следовательно, снижается риск выхода их из строя. Существует и постоянное рабочее заземляющее устройство, однако его приемлемо использовать в сетях промышленного масштаба. Для пользования бытовой техникой достаточно произвести установку заземлителей в розетку.
2. Защитное заземление—это приспособление, которое способно предотвратить поражение человека электрическим током, кроме того напрямую защищает оборудование от возгорания. Неоднократно случаются пробои электрического тока на корпус аппаратуры, в этом случае защитный заземлитель предупредит поломку и даст знать о нарушении изоляции, спасет от сверхтоков и короткого замыкания.

   Мультиметр для измерения сопротивления в домашней электросети

Чем лучше вычислить сопротивление заземления? Технические характеристики прибора

Каждый уважающий себя хозяин беспокоится о безопасности в собственном доме, и чтобы обеспечить ее полностью, требуется еще и защитить все электрооборудование. Для этого, как мы знаем, сооружается заземлительное устройство, однако оно требует регулярных проверок, рассмотрим прибор, который хорошо справляется с этой задачей.

Fluke 1625-2 GEO—это измеритель нового поколения, предназначенный для использования в бытовых и отраслевых условиях. Преимуществом подобного прибора считается его возможность хранить данные и передавать их на компьютер. Также аппарат способен проводить вычисление сопротивления заземления, используя только зажимы. Плюсом является возможность работы без дополнительной установки электродов.

Приспособление будет работать безошибочно, если имеется полностью укомплектованная система заземления. Если в вашем доме имеется заземление, созданное из одного контура, беспроводной способ не подойдет в качестве замера.

Технические особенности

• Внутренняя память устройства позволит сохранить данные в пределах до 15 тыс. единиц.
• Обладает жидкокристаллическим дисплеем с улучшенными качествами графики.
• Имеется поворотный механизм и клавиши управления функциями.
• Работает при диапазоне температур от -10 до +50°С.
• В функции безопасности включается возможность дополнительной изоляции.
• В базовую комплектацию входят 6 батареек мощностью 1,5 В на основе щелочного состава.
• Погрешность прибора в измерениях составляет ±5%.
• Аппарат выполняет не менее четырех вычислений в секунду.
• Внутреннее сопротивление составляет 1,5 Ом.
• Автоматический выбор диапазонов для проведения вычислительных работ.

  Прибор для измерения сопротивления М416

Заключение и выводы

Вычисление приборами следует выполнять исключительно в условиях подходящих погодных условий. Целесообразно это делать в середине летнего периода и в середине зимы. Считается, что в эти моменты, грунт считается наиболее плотным, а значит и увеличивается его удельное сопротивление.

В домашних условиях следует проводить замеры с периодичностью один раз в полтора года. Для предприятий, мероприятия по вычислению выполняются строго по установленному графику и все результаты заносятся в техническую документацию, которая заверяется печатью и подписью руководства.

На данном видеоуроке Вы можете посмотреть процесс измерения контура заземления:

Вас могут заинтересовать:

ответов на часто задаваемые вопросы

Набор для проверки сопротивления заземления с проводами и аксессуарами. Фотография: AEMC

В системах распределения электроэнергии провод защитного заземления является важной частью системы защитного заземления. В целях измерения Земля служит в некоторой степени постоянным эталоном потенциала, относительно которого могут быть измерены другие потенциалы.

Знание того, как правильно проверить систему электрического заземления, необходимо для обеспечения того, чтобы она имела соответствующую пропускную способность по току, чтобы служить адекватным опорным уровнем нулевого напряжения.

В этой статье мы рассмотрим часто задаваемые вопросы техников-испытателей и стажеров, связанные с методами проверки сопротивления заземления.

1. В чем разница между двухточечным, трехточечным и четырехточечным тестом сопротивления заземления?

Наземные испытания названы по количеству точек, контактирующих с почвой. Обычно используемые термины относятся к мертвой земле, падению потенциала и испытаниям по методу Веннера.

1. Мертвые Земли (по двум точкам): В мертвом методом заземления, контакт выполнен в двух точках всего: заземленного электрода при испытании и удобной опорной массой, таких как система труб или металлического забора пост.
2. Падение потенциала (трехточечное): В методе падения потенциала контакт устанавливается на проверяемом заземляющем электроде, в то время как датчики тока и потенциала контактируют с почвой на заданных расстояниях в процедуре испытания.
3. Метод Веннера (четырехточечный): При использовании метода Веннера заземляющий электрод не используется, а скорее независимые электрические свойства почвы могут быть измерены с использованием четырехзондового устройства и общепризнанной стандартной процедуры.Этот тест также известен как сопротивление почвы.

Связано: 4 Важные методы проверки сопротивления заземления

2. Как часто следует проверять системы заземления?

Погодные условия и времена года имеют наибольшее влияние на наземные системы. Большинство стандартов рекомендуют проводить тестирование с нечетными интервалами в 5, 7 или 9 месяцев. Использование нечетных интервалов обеспечивает выявление худших сезонов.

3. Какое значение сопротивления заземления считается приемлемым?

Целью тестирования сопротивления заземления является достижение минимально возможного значения сопротивления заземления.Наиболее широко применяемая спецификация заземления содержится в Национальном электротехническом кодексе, в котором указано, что жилые заземления должны иметь сопротивление 25 Ом или меньше.

В некоторых спецификациях может требоваться более низкое сопротивление, например, указанное инженером, клиентом или производителем оборудования. NFPA и IEEE рекомендуют значение сопротивления заземления не более 5 Ом. Для компьютеров, генерирующих станций и оборудования управления технологическим процессом может потребоваться всего 1 или 2 Ом.

4. Как дождь влияет на испытание сопротивления заземления?

Повышенная влажность от дождя растворяет соли в почве и способствует дополнительной проводимости, что приводит к снижению сопротивления.Если перед тестом прошел сильный дождь и электрод едва соответствует требованиям, велика вероятность, что он не пройдет, когда почва высохнет.

5. Насколько глубоко мне следует загнать пробники?

Распространено заблуждение, что установка пробников на большую глубину улучшит показания сопротивления заземления. Тестовые зонды должны иметь минимальный контакт с почвой, что можно получить, наблюдая за дисплеем тестового набора.

При использовании наборов сопротивления заземлению с высоким допуском сопротивления может даже не потребоваться проникновение в поверхность, чтобы соответствовать пороговому допуску.Часто бывает достаточно просто положить зонды на плоскую поверхность и полить поверхность.

6. Влияет ли полив зонда заземления для улучшения контакта на результат моего теста?

Полив щупа для проверки сопротивления заземления — это специальное средство улучшения контакта, подобное шлифованию электрода перед его подключением к цепи. Этот метод не должен влиять на ваше окончательное чтение, если между электродами достаточно расстояния при поливе.

7.Можно ли выполнить испытание на сопротивление заземления на бетоне или щебне?

Поскольку бетон достаточно хорошо проводит ток, есть вероятность, что вам нужно только положить зонды на поверхность и намочить область, чтобы установить контакт. Макадам, с другой стороны, ведет себя не так хорошо, как бетон из-за содержания смолы, но может быть достигнут достаточный контакт.

Если у вас возникают проблемы с получением показаний сопротивления заземления с помощью датчиков, поставляемых с вашим испытательным комплектом, попробуйте использовать коврик для заземления, сделанный из гибкой металлизированной токопроводящей площадки, такой как кусок листового металла.

8. Что делать, если не хватает места для выхода моих тестовых проводов?

Если недостаточно места, чтобы протянуть ваши выводы для падения потенциального тестирования, вам придется попробовать другой метод, обратитесь к процедурам тестирования, описанным в стандарте IEEE № 81. Наиболее часто используемой процедурой, используемой в этой ситуации, будет звездочка -Дельта метод.

Метод звезда-треугольник представляет собой адаптацию метода двух точек. Измерительные щупы располагаются в виде довольно близкого треугольника вокруг испытуемой земли, и между двумя различными точками (например, от щупа к земле и от щупа к щупу) проводится серия измерений.Затем значения обрабатываются по серии специально разработанных уравнений, чтобы получить показания сопротивления заземления.

9. Могу ли я проверить заземленные стержни в песчаной или каменистой почве?

Можно протестировать заземляющие стержни, вбитые в песчаный или каменистый грунт, хотя его труднее проверить, потому что влага, которая способствует электрической проводимости, быстро уходит. Каменистые почвы особенно имеют плохую общую консистенцию и меньший контакт с поверхностью электродов из-за больших пространств между каждым элементом.Во многих случаях могут потребоваться более длинные и более прочные зонды, чтобы обеспечить хороший контакт с почвой.

10. Можно ли использовать тестер изоляции (мегомметр) или мультиметр для проверки сопротивления заземления?

№ Тестеры сопротивления изоляции предназначены для измерения высоких уровней сопротивления и могут выдавать высокое напряжение. Тестеры заземления предназначены для измерения низкого сопротивления и ограничены низким напряжением для безопасности оператора.

Связано: Испытательное оборудование 101: Основы электрических испытаний

С помощью мультиметра можно измерить сопротивление почвы между заземляющим электродом и произвольной контрольной точкой (напр.система водопровода), но в реальной ситуации токи замыкания на землю могут иметь более высокое сопротивление.

Измерения, выполненные с помощью мультиметра постоянного тока или тестера изоляции, подвержены искажениям из-за электрических шумов в почве. Наборы для испытания сопротивления заземления специально разработаны для обеспечения недостаточных условий испытаний.

Список литературы

Комментарии

Измерение низкого сопротивления заземления — ключ к правильной системе заземления

Молниезащита — важный аспект предприятий, которые используют чувствительное электрическое оборудование, особенно в вещательной отрасли. С этой первой линией защиты от молнии и скачков напряжения связана система заземления. Никакая защита от перенапряжения не будет работать, если она не спроектирована и не установлена ​​должным образом.

Джон Маркон

Один из наших телевизионных передатчиков расположен на вершине холма высотой 900 футов, известного своими грозовыми разрядами.Недавно меня назначили управлять всеми нашими передатчиками; проблема, таким образом, была передана мне.

В 2015 году в результате удара молнии отключилось электричество, и генератор не останавливался двое суток. При осмотре обнаружил, что предохранители сетевого трансформатора перегорели. Я также заметил, что ЖК-дисплей недавно установленного автоматического переключателя (ATS) был пустым. Камеры видеонаблюдения были повреждены, и передача видеопрограммы по микроволновому каналу была пуста.

Хуже того, когда электроснабжение было восстановлено, АВР взорвалась.Чтобы вернуть нас в эфир, мне пришлось вручную переключать ATS. Оценка ущерба составила более 5000 долларов.

Рис. 1: Я поднимаюсь на башню. Обратите внимание на тонкий слой верхнего слоя почвы.

Как ни странно, трехфазный сетевой фильтр на 480 В от LEA вообще не показывал никаких признаков работы. Это заинтриговало меня, потому что это должно было защитить все оборудование на площадке от такого события. К счастью, передатчик был в порядке.

Я сразу начал расследование, и первым моим желанием было проверить систему заземления.

Не было документации по установке системы заземления, поэтому у меня не было возможности узнать о системе или стержнях заземления. Как вы можете видеть на рис. 1, почва на участке очень тонкая, а остальная часть почвы под ней состоит из новакулитовых пород, которые похожи на изолятор на основе кремнезема. На такой местности обычные заземляющие стержни не будут работать, и мне нужно было определить, установили ли они химический заземляющий стержень и оставался ли он еще в пределах своего полезного срока службы.

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Фиг.2: Измеритель сопротивления заземления Fluke 1625.

В Интернете есть множество ресурсов по измерению сопротивления заземления. Для проведения этих измерений я выбрал измеритель сопротивления заземления Fluke 1625, показанный на рис. 2. Это универсальное устройство, которое может выполнять измерения заземления либо только с заземляющим стержнем, либо с заземляющим стержнем, подключенным к системе. К этому добавлены примечания по применению, которым можно легко следовать, чтобы получить точный результат. Это дорогой счетчик, поэтому мы взяли его напрокат для работы.

Радиовещательные инженеры привыкли измерять сопротивление, скажем, резистора только один раз, и мы получаем фактическое значение. Сопротивление заземления разное. Мы ищем сопротивление, которое окружающая земля будет предлагать в случае прохождения импульсного тока.

Рис. 3: Теория, лежащая в основе «метода падения потенциала» измерения сопротивления заземления.

Рис. 4: График значений сопротивления.

Рис. 5: Настройка с использованием измерителя сопротивления заземления Fluke 1625.

Я использовал метод «падения потенциала» для измерения сопротивления, и теория поясняется на рис. С 3 по 5.

На рис. 3 есть заземляющий стержень E с заданной глубиной и стержень C на некотором расстоянии от стержня заземления E. Источник напряжения VS подключен между ними, и это будет генерировать ток между стержнем C и стержнем. стержень E. С помощью вольтметра мы можем измерить напряжение VM между ними. Чем ближе мы подходим к E, тем ниже становится напряжение VM. VM равна нулю на заземляющем стержне E.С другой стороны, когда мы измеряем напряжение ближе к стержню C, VM поднимается выше. На кону C VM равна источнику напряжения VS. Следуя закону Ома, мы можем получить сопротивление заземления окружающей грязи, используя напряжение VM и ток, индуцированный VS на кону C.

Допустим для обсуждения, что расстояние между заземляющим стержнем E и стойкой C составляет 100 футов, а напряжение измеряется каждые 10 футов, начиная от заземляющего стержня E по направлению к стойке C. Если результаты нанесены на график, сопротивление кривая должна выглядеть примерно так, как на рис.4.

Самая плоская часть — это значение сопротивления заземления, и это степень влияния заземляющего стержня. За этим есть часть огромной земли, куда больше не проникает импульсный ток. Это понятно, учитывая, что в этой точке сопротивление становится все выше и выше.

Если длина стержня заземления 8 футов, расстояние до стойки C обычно устанавливается на 100 футов, а плоская часть кривой составляет около 62 футов. Есть другие технические детали, которые не могут быть здесь рассмотрены, но их можно найти в той же заметке по применению от Fluke Corp.

Схема с использованием Fluke 1625 выглядит примерно так, как показано на рис. 5. Измеритель сопротивления заземления 1625 имеет собственный генератор напряжения, и значение сопротивления можно считывать непосредственно с измерителя; нет необходимости рассчитывать значение сопротивления.

Считывание — это легкая часть, в то время как сложная часть определяет ставки напряжения. Для получения точных показаний стержень заземления отключен от системы заземления. В целях безопасности мы позаботились о том, чтобы не было молнии или возможности неисправности, когда это было сделано, потому что вся система зависла от земли во время измерений.

Рис. 6: Заземляющий стержень Lyncole System XIT. Показанный отсоединенный провод не является основным соединителем системы заземления объекта. Основное соединение находится под землей.

Осмотревшись, я нашел заземляющий стержень (рис. 6), и действительно, это был химический заземляющий стержень, сделанный Lyncole Systems. Штанга заземления состоит из отверстия диаметром 8 дюймов и 10 футов, заполненного специальной смесью глины, называемой линконитом. В середине этого отверстия находится полая медная труба диаметром 2 дюйма такой же длины.Смешанный линконит обеспечивает очень низкое сопротивление заземляющего стержня. Мне сказали, что во время установки этого стержня дырку проделали динамитом.

После того, как стержни напряжения и тока были помещены в землю, от каждого стержня по очереди был подключен провод к измерителю, где считывалось значение сопротивления.

Я получил значение сопротивления заземления 7 Ом, и это хорошее значение. Национальный электрический кодекс требует, чтобы заземляющий электрод имел сопротивление 25 Ом или меньше. В телекоммуникационной отрасли обычно требуется 5 Ом или меньше из-за чувствительности оборудования.Другие крупные промышленные предприятия требуют еще более низкого сопротивления заземления.

На практике я всегда прошу тех, кто более опытен в этой работе, совета и идей. Я спросил службу технической поддержки Fluke о несоответствии в некоторых полученных мною показаниях. Они сказали, что кол в какой-то момент мог не иметь хорошего контакта (возможно, из-за более твердой породы) с землей.

С другой стороны, Lyncole Ground Systems, производитель заземляющих стержней, заявила, что большинство показаний были низкими.Они ожидали более высоких показателей. Однако, когда я читал статьи о заземляющих стержнях, возникали подобные несоответствия. Одно исследование, в котором они проводили измерения каждый год в течение 10 лет, показало, что 13–40 процентов их показаний отличались от остальных. Они также использовали тот же заземляющий стержень, что и мы. Таким образом, имеет значение, что выполняется несколько чтений.

Я попросил еще одного подрядчика по электрике установить более надежное соединение провода заземления от здания к стержню заземления, чтобы предотвратить кражу меди в будущем.Они также провели еще одно измерение сопротивления заземления. Однако за несколько дней до того, как они сняли показания, прошел дождь, и они получили значение даже ниже, чем 7 Ом (я измерил его, когда было очень сухо). Судя по этим результатам, я считаю, что заземляющий стержень все еще в хорошей форме.

Рис. 7: Проверка основного соединения системы заземления. Зажим используется для проверки сопротивления заземления, даже если система заземления подключена к заземляющему стержню.

НЕКОТОРЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ

Я переместил ограничитель перенапряжения 480 В в точку в цепи сразу после служебного входа, непосредственно рядом с главным выключателем.Раньше он находился внутри дома в углу. Это новое место ставит ограничитель перенапряжения на первое место при возникновении грозового перенапряжения. Во-вторых, он находится на кратчайшем расстоянии от заземляющего стержня. В предыдущей аранжировке ATS был впереди всех, и он всегда попадал первым. Трехфазные провода к ограничителю перенапряжения и его заземление были сделаны намного короче, чтобы уменьшить сопротивление.

Я снова вернулся, чтобы исследовать странную проблему, почему ограничитель перенапряжения не работал, когда ATS взорвался во время этого грозового выброса.На этот раз я тщательно проверил все соединения заземления и нейтрали всей платы автоматического выключателя, резервного генератора и передатчика.

Я обнаружил, что заземление панели главного выключателя отсутствует! Это также место, где ограничитель перенапряжения и ATS получают свое заземление (и, следовательно, причина, по которой ограничитель перенапряжения не работает).

Причина его отсутствия в том, что незадолго до установки ATS воры меди прервали соединение с этой панелью.Предыдущие инженеры вернули все провода заземления, но им не удалось восстановить заземление этой панели выключателя. Обрезанный провод было нелегко увидеть, потому что он находился сзади панели. Я исправил это соединение и сделал его более безопасным.

Был установлен новый трехфазный АВР на 480 В, и три ферритовых тороидальных сердечника от Nautel были использованы на трехфазном входе АВР для дополнительной защиты. Я убедился, что счетчик ограничителя перенапряжения тоже работает, чтобы мы знали, когда произойдет скачок напряжения.

Когда наступил сезон штормов, все шло гладко, и система ATS работала отлично. Однако предохранители полюсного трансформатора все еще перегорали, но на этот раз АВР и все другое оборудование в здании больше не пострадали от скачка напряжения.

Мы попросили энергокомпанию проверить перегоревшие предохранители. Мне сказали, что объект находится в конце обслуживания трехфазной линии электропередачи и, следовательно, более подвержен проблемам перенапряжения. Они очистили полюс и установили несколько новых устройств поверх полюсных трансформаторов (я считаю, что это тоже своего рода ограничители перенапряжения), и это действительно предотвратило взрыв предохранителей.Я не знаю, делали ли они что-то еще на линии передачи, но что бы они ни делали, это сработало.

Все это произошло в 2015 году, и с тех пор у нас не было проблем, связанных с скачками напряжения или грозами.

Устранение проблем, связанных с скачком напряжения, иногда бывает непросто, и нужно быть осторожным и тщательным, чтобы убедиться, что все учтено с точки зрения проводки и подключения. Теории, лежащие в основе систем заземления и грозовых разрядов, заслуживают изучения. Одноточечное заземление, градиент напряжения и повышение потенциала земли во время короткого замыкания среди других факторов должны быть хорошо поняты, чтобы правильные решения были приняты в процессе установки.

Джон Маркон, CBTE CBRE, недавно работал исполняющим обязанности главного инженера Victory Television Network (VTN) в Литл-Роке, штат Арканзас. Он имеет 27-летний опыт работы с передатчиками для радио- и телевещания и другим оборудованием, а также в прошлом работал электронщиком. учитель. Он сертифицированный SBE инженер по радио- и телевещанию, имеет степень бакалавра электроники и техники связи.

Подписка

Чтобы получать больше подобных новостей и быть в курсе всех наших ведущих новостей, функций и аналитических материалов, подпишитесь на нашу рассылку новостей здесь.

наземные испытания | Тайны почвы

Каменистая местность? Городское окружение? Огромная наземная система? У нас есть тест на это.

Когда дело доходит до защиты электрической системы, необходимы заземляющие электроды. Эти скрытые под землей металлические проводники (стержни, пластины, сетки и т. Д.) Отводят токи короткого замыкания из электрической системы и фиксируют номинальное напряжение на определенных значениях, обеспечивая безопасность электросети каждый день.

Независимо от того, устанавливаете ли вы заземляющий электрод в первый раз или выполняете плановое техническое обслуживание, выбор правильного теста заземления является первым шагом.В идеале при выполнении теста вы хотели бы видеть сопротивление как можно ближе к нулю, поскольку эффективность заземляющего электрода обратно пропорциональна удельному сопротивлению земли.

Секрет кроется в почве (а не в соусе, извините). Почва — это то, что создает или прерывает заземление. Когда ток короткого замыкания проходит через электрод, он рассеивается во всех направлениях через окружающую почву. Если почва способна приспособиться к такой схеме рассредоточения, значит, у вас отличная связь.Если нет, то с электродом придется поработать.

В отличие от тестов, проводимых в лаборатории, на заводе или в другой закрытой среде, наземные испытания могут быть чудовищными. Испытуемый — планета Земля, и я думаю, мы все можем согласиться с тем, что Земля , а не предсказуема. В наземных испытаниях главное — почвенные и геологические условия. Мы, как операторы тестирования, должны адаптироваться, что может быть непросто.

Имейте в виду, вы здесь не один.Оборудование для наземных испытаний измеряет ток, автоматически выполняет вычисления и возвращает вам значения сопротивления. Хотя вы лично не занимаетесь математикой, понимание того, что происходит за кулисами, даст вам более четкое представление, поскольку вы поймете свои результаты и оцените эффективность своей наземной системы.

Когда дело доходит до наземных испытаний, существует довольно много доступных методов. Хотя некоторые из них более популярны, чем другие, каждый метод (обычно) имеет определенное приложение, которое сопровождает его.Нерешительный? Не волнуйся. Мы разберем для вас все методы. Давайте копаться.

Падение потенциала

Метод падения потенциала — это классический и единственный метод наземного тестирования, соответствующий стандарту IEEE 81. Надежный и высокоточный тест для наземной системы любого размера — чего еще вы могли бы пожелать? Кроме того, оператор полностью контролирует испытательную установку и может легко проверить свои результаты, изменив расстояние между датчиками. С другой стороны, это может занять очень много времени и трудозатрат.Особенно для больших систем, требующих больших расстояний и измерительных щупов.

Давайте разберемся в самом тесте. У вас есть три точки соприкосновения — одна с тестируемым электродом и две, помещенные в почву. В почве один зонд будет действовать как источник тока, создавая цепь через почву, в то время как другой зонд будет обеспечивать потенциал, измеряя градиент напряжения, установленный между испытательным током и сопротивлением окружающей почвы. Теперь, чтобы получить результаты тех тестов. Представьте себе, что это было бы так просто, как просто вытянуть измерительные провода до упора, поместить зонды в землю и взорвать — у вас есть свои результаты! Если таким образом вам удастся пройти точный тест, вам очень повезло.Возможно, вы захотите даже подумать о покупке лотерейного билета по дороге домой. Для остальных из нас надежным и точным тестом является прохождение потенциального зонда через равные промежутки времени при одновременной записи серии показаний.

Хотите знать, как будут выглядеть эти результаты? Мы нарисовали их для вас ниже. Сопротивление заземляющего электрода — это значение в плоской, ровной точке кривой (B). Когда потенциальный зонд находится в зоне воздействия испытательного электрода или токового зонда, вы увидите подъемы на графике в точках A и C соответственно.Если между токовым датчиком и заземляющим электродом нет надлежащего расстояния, потенциальный датчик никогда не выйдет из-под влияния других датчиков, и график никогда не станет горизонтальным. Если форма графика не похожа на приведенную ниже, токовый зонд необходимо отодвинуть дальше и испытание необходимо повторить. Простите всем.

Упрощенное падение потенциала

Теперь, когда вы (надеюсь) понимаете метод падения потенциального, давайте поговорим об упрощенной версии.Пожалуйста, поймите, что упрощенный метод следует использовать только в обстоятельствах, когда сбор достаточного количества данных для построения полной кривой сопротивления в зависимости от расстояния невозможно , поскольку этот метод может поставить под угрозу точность ваших результатов.

Итак, вот шаги:

1. Снимите показания (R ₁ ) с помощью датчика потенциала (P) на полпути (50%) между заземляющим электродом и датчиком тока (C).

2. Перемещение опорного потенциала зонда (Р) в месте, которое составляет 40% от расстояния до C и принять чтение (R 2 ).

3. Повторите при 60% для чтения R ₃ .

4. Усредните эти результаты ( ₁ рандов, 2 рандов и ₃ рандов).

А теперь время для настоящей математики . Вы можете подумать, что мне это не кажется очень «упрощенным». Не волнуйтесь, мы тоже так думаем! Чтобы упростить задачу, мы предлагаем следовать примеру, приведенному ниже.

5. Найдите значение, наиболее удаленное от среднего из всех значений. В нашем случае это 55 Ом.

6. Определите максимальное отклонение от среднего.

Если в 1,2 раза этот процент (обведен красным) на МЕНЬШЕ , чем желаемая точность теста (в нашем примере это 5%), в качестве результата теста можно использовать среднее значение результатов. Имеет ли это смысл? Если ваш результат НЕ находится в пределах желаемой точности, вы должны отодвинуть токовый датчик подальше и повторить тест.

Правило 61,8%

Идем прямо — 61.Правило 8%. Это просто. Все, что вам нужно сделать, это провести одно измерение с потенциальным щупом на расстоянии 61,8% длины между тестируемым заземляющим электродом и токовым щупом. Поскольку для этого требуется наименьшее количество упражнений (для перемещения зондов), очень мало математики и самая простая процедура на планете — вы, вероятно, думаете, почему не все делают это? Что ж, у него довольно много ограничений. Для начала предполагается, что вы работаете в идеальных условиях с идеальной однородной почвой.Он также менее точен, чем оба метода падения потенциальных возможностей, которые мы обсуждали ранее.

Итак, кто этим пользуется? Не все. По сути, если ваш сайт тестирования очень хорошо известен и хорошо защищен, 61,8% — отличный резервный метод тестирования. В других местах, вероятно, не лучший вариант. Поскольку это основано на идеальной модели, его фактическое применение в реальном тестировании может оказаться недостаточным. Вы также никогда не знаете, что может скрываться под землей; трубы, силовые кабели и неровности состава почвы повлияют на точность вашего теста.

Хорошо, на сегодня все. Следите за новостями, чтобы узнать больше о секретах почвы. В следующий раз мы рассмотрим уклон, пересекающиеся кривые и методы наземных испытаний на мертвую землю.

% PDF-1.6 % 426 0 объект > эндобдж xref 426 163 0000000016 00000 н. 0000005750 00000 н. 0000005887 00000 н. 0000006101 00000 п. 0000006145 00000 н. 0000006181 00000 п. 0000006656 00000 н. 0000007213 00000 н. 0000007365 00000 н. 0000007402 00000 н. 0000007516 00000 н. 0000007628 00000 н. 0000007877 00000 н. 0000008397 00000 н. 0000009633 00000 н. 0000010819 00000 п. 0000011423 00000 п. 0000011835 00000 п. 0000012095 00000 п. 0000012528 00000 п. 0000012783 00000 п. 0000013392 00000 п. 0000014527 00000 п. 0000015739 00000 п. 0000016813 00000 п. 0000017893 00000 п. 0000018949 00000 п. 0000019956 00000 п. 0000022606 00000 п. 0000057210 00000 п. 0000071764 00000 п. 0000109524 00000 н. 0000111929 00000 н. 0000114334 00000 н. 0000123070 00000 н. 0000146506 00000 н. 0000150860 00000 н. 0000151136 00000 н. 0000151207 00000 н. 0000151378 00000 н. 0000151405 00000 н. 0000151706 00000 н. 0000151778 00000 н. 0000151934 00000 н. 0000152042 00000 н. 0000152099 00000 н. 0000152214 00000 н. 0000152271 00000 н. 0000152416 00000 н. 0000152473 00000 н. 0000152600 00000 н. 0000152658 00000 н. 0000152824 00000 н. 0000152918 00000 н. 0000152975 00000 н. 0000153067 00000 н. 0000153230 00000 н. 0000153388 00000 н. 0000153446 00000 н. 0000153637 00000 н. 0000153814 00000 н. 0000153988 00000 н. 0000154045 00000 н. 0000154173 00000 н. 0000154346 00000 н. 0000154445 00000 н. 0000154502 00000 н. 0000154604 00000 н. 0000154781 00000 н. 0000154921 00000 н. 0000154978 00000 н. 0000155141 00000 п. 0000155198 00000 н. 0000155332 00000 н. 0000155390 00000 н. 0000155493 00000 н. 0000155550 00000 н. 0000155719 00000 н. 0000155823 00000 н. 0000155880 00000 н. 0000155992 00000 н. 0000156102 00000 н. 0000156159 00000 н. 0000156313 00000 н. 0000156370 00000 н. 0000156480 00000 н. 0000156537 00000 н. 0000156595 00000 н. 0000156732 00000 н. 0000156789 00000 н. 0000156846 00000 н. 0000156904 00000 н. 0000156963 00000 н. 0000157066 00000 н. 0000157123 00000 н. 0000157240 00000 н. 0000157299 00000 н. 0000157410 00000 н. 0000157467 00000 н. 0000157524 00000 н. 0000157581 00000 н. 0000157795 00000 н. 0000157918 00000 н. 0000157975 00000 п. 0000158175 00000 н. 0000158350 00000 н. 0000158408 00000 н. 0000158547 00000 н. 0000158606 00000 н. 0000158663 00000 н. 0000158721 00000 н. 0000158915 00000 н. 0000158972 00000 н. 0000159137 00000 н. 0000159194 00000 н. 0000159358 00000 н. 0000159418 00000 н. 0000159629 00000 н. 0000159686 00000 н. 0000159743 00000 н. 0000159802 00000 н. 0000159905 00000 н. 0000159962 00000 н. 0000160131 00000 п. 0000160188 00000 п. 0000160375 00000 н. 0000160514 00000 н. 0000160571 00000 н. 0000160720 00000 н. 0000160855 00000 н. 0000160913 00000 н. 0000161096 00000 н. 0000161153 00000 н. 0000161210 00000 н. 0000161267 00000 н. 0000161325 00000 н. 0000161383 00000 н. 0000161490 00000 н. 0000161547 00000 н. 0000161698 00000 н. 0000161819 00000 н. 0000161877 00000 н. 0000162011 00000 н. 0000162124 00000 н. 0000162181 00000 н. 0000162239 00000 н. 0000162406 00000 н. 0000162463 00000 н. 0000162629 00000 н. 0000162687 00000 н. 0000162744 00000 н. 0000162801 00000 н. 0000162943 00000 н. 0000163001 00000 н. 0000163155 00000 н. 0000163303 00000 н. 0000163361 00000 н. 0000163498 00000 н. 0000163556 00000 н. 0000163719 00000 н. 0000163777 00000 н. 0000163834 00000 н. 0000003633 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 588 0 объект > поток д-е.JEb

Заземление системы электроснабжения и измерения сопротивления заземления

__3. Выбор системы заземления

Как обсуждалось ранее, обычно используются различные методы заземления: глухозаземленный, заземленный по сопротивлению, заземленный по реактивному сопротивлению и замыкание на землю нейтрализатор заземлен. Необоснованная система, в полном смысле этого слова, заземлен, потому что зарядная емкость от фазного проводника к земле действует как точка заземления.Существуют различные способы заземления. показанный на фиг. 7.

Выбор системы заземления должен основываться на следующих системные факторы:

Величина тока короткого замыкания

Переходное перенапряжение

Молниезащита

Применение защитных устройств для селективной защиты от замыканий на землю

Типы обслуживаемой нагрузки, например, двигатели, генераторы и т. Д.

Ограничения по применению и руководство по различным методам заземления для Учет вышеперечисленных факторов отражен в TBL.1 и обсуждался в следующих разделах.

РИС. 7 Способы заземления нейтрали системы. а) надежно заземлены; (б) сопротивление заземлено; (c) реактивное сопротивление заземлено; (d) нейтрализатор замыкания на землю.

=======

ТБЛ. 1 Методы заземления для систем низкого и среднего напряжения

Замечания по практике заземления системы Система среднего напряжения (2,400-13,800 V) Генератор с соединением звездой в системе Используйте заземляющий резистор с низким сопротивлением. Позволяет использовать молниеотводы нейтрального типа, если X0 / X1 = 3 X0 / X1 = 10 для ограничения переходных перенапряжений Трансформатор, соединенный звездой на система Используйте заземляющий резистор с низким сопротивлением R Не допускает использования молниеотводов нейтрального типа Для ограничения переходных перенапряжений, R0 / X0 = 2 Система незаземлена (т.е., генераторы или трансформатор не соединены звездой) Используйте заземляющий трансформатор с резистором Зигзагообразный трансформатор R Некоторые комментарии как для трансформатора, соединенного звездой Система низкого напряжения (120-600 В) Соединение звездой генератор в системе Используйте низковольтное реактивное сопротивление относительно заземления нейтрали генератора Ток замыкания на землю должен быть не менее 25% от тока трехфазного замыкания. Соединение звездой Система питания трансформатора Земля нейтраль трансформатора надежно заземлен; Ток замыкания на землю может быть равен трехфазному замыканию. ток (или больше на вторичной обмотке трансформатора, соединенного треугольником) Система незаземленная (т.е., трансформатор не соединен звездой) Используйте заземляющий трансформатор. глухо заземленный Зигзагообразный трансформатор Ток замыкания на землю должен быть равен не менее 25% тока трехфазного короткого замыкания R G

=======

__3.1 Система с глухим заземлением

Система с глухим заземлением — это система, в которой генератор, трансформатор или нейтраль заземляющего трансформатора напрямую заземлена на землю или станцию земля.

Поскольку реактивное сопротивление источника (генератора или трансформатора), импеданс равно включенная последовательно с нейтралью, эта система не может считаться цепь с нулевым сопротивлением.Почти во всех заземленных системах желательно иметь ток замыкания на землю в диапазоне 25% -110% от трехфазного ток короткого замыкания, чтобы предотвратить развитие высоких переходных процессов Напряжение. Чем выше ток замыкания на землю, тем меньше переходный процесс. перенапряжения.

В этой системе могут быть применены молниеотводы с заземлением нейтрали. при условии, что ток замыкания на землю составляет не менее 60% от трехфазного замыкания ток. Другой способ выразить это значение — выразить реактивное сопротивление и соотношениями сопротивлений:

… где X0 — реактивное сопротивление нулевой последовательности, X1 — реактивное сопротивление прямой последовательности. реактивное сопротивление R0 — сопротивление нулевой последовательности

Обычно прямое заземление генератора нежелательно, так как ток замыкания на землю может превышать ток трехфазного замыкания.Поскольку генератор рассчитан на максимальный трехфазный ток короткого замыкания, нежелательно иметь более высокие токи замыкания на землю, чем ток трехфазного замыкания.

Следовательно, большинство заземленных систем с генераторами заземляются через низкие значения реактивного сопротивления для поддержания токов замыкания на землю менее трех фаз ток короткого замыкания. Как правило, низковольтные системы (т.е. ниже 600 В) надежны. заземлен. Системы среднего напряжения могут быть как с постоянным, так и с низким сопротивлением. заземлен.

__3.2 Заземление с низким сопротивлением

При заземлении с низким сопротивлением нейтраль заземляется через сопротивление низкого омического значения. Причины использования системы резистивного заземления следующие:

Для уменьшения тока замыкания на землю для предотвращения повреждения распределительного устройства, двигателей, кабели и т.п.

Для минимизации магнитных и механических напряжений

Для минимизации паразитных токов замыкания на землю для безопасности персонала

Для уменьшения мгновенных провалов сетевого напряжения путем устранения замыканий на землю

Напряжение между фазой и землей, которое может существовать в условиях неисправности, может быть таким же высоким, как напряжение в незаземленных системах.Однако временный перенапряжения не такие уж и высокие. Если система правильно заземлена сопротивлением, нет опасности разрушительного перенапряжения.

__3.3 Заземление с высоким сопротивлением

В этой системе нейтраль заземлена через высокоомное сопротивление. ценить. Линейное напряжение неповрежденных фаз при замыкании на землю почти равно линейному напряжению. Если была выбрана система утепления для заземленной системы она будет подвержена состоянию перенапряжения. во время замыкания на землю.

Ток замыкания на землю, доступный в этом типе системы, очень мал, обычно 25 А или меньше. Следует помнить, что при использовании этой системы ток замыкания на землю никогда не должен быть меньше зарядного тока.

Причем молниеотводы для этой системы должны быть незаземленными. тип. Этот тип системы подвержен следующим типам перенапряжения. условия:

Тип феррорезонанса, то есть резонансные эффекты последовательно индуктивно-емкостного типа. схемы;

Ограниченные переходные условия перенапряжения;

Условия перенапряжения из-за прямого подключения к более высоким напряжениям;

Причины использования заземления с высоким сопротивлением аналогичны причинам для низкоомное заземление, за исключением того, что в этой системе ток замыкания на землю ограничено очень маленьким значением.

__3.4 Реактивное заземление

В системе с заземлением по реактивному сопротивлению цепь нейтрали заземлена через реактор. Обычно для заземления генератора используется реактивное заземление. нейтралов. Стоимость выбранного реактора обычно такова, что земля ток короткого замыкания составляет не менее 25% от тока трехфазного замыкания для предотвращения серьезные переходные перенапряжения при устранении замыкания на землю. Значение X0 должно быть меньше или равно 10-кратному значению X1 для этого типа системы.

__3.5 Нейтрализаторы замыкания на землю (с резонансным заземлением)

В этой системе реактор со специально подобранным высоким значением реактивного сопротивления соединен нейтралью с землей. Ток, протекающий через реактор во время замыкания на землю равен и 180 ° не совпадает по фазе с зарядным током, протекающим в двух неисправных фазах. В этом случае два тока отменяются, оставляя ток короткого замыкания. только из-за сопротивления.Поскольку резистивный ток находится в фазе с напряжение, ток повреждения гасится, когда и напряжение, и неисправность ток проходит через нулевую ось.

Меры предосторожности, требуемые в этой системе, состоят в том, чтобы следить за тем, чтобы нейтрализатор замыкания на землю настроен на емкость системы. Если какое-либо переключение выполняется для вывода цепей, значения реактивного сопротивления нейтрализатора должны быть поменял регулировкой метчиков нейтрализатора. Нейтрализаторы замыкания на землю были используются лишь в ограниченной степени и не так распространены, как другие системы заземления.

__4. Общие сведения о сопротивлении заземления

Термин «земля» определяется как проводящее соединение, с помощью которого цепь или оборудование подключено к земле. Соединение используется для установления и поддерживая в максимально возможной степени потенциал Земли на цепь или подключенное к ней оборудование. Земля состоит из заземления проводник, соединительный элемент, его заземляющий электрод (-ы) и почва контактирует с электродом.

Grounds имеет несколько основных защитных приложений. Для естественного явления, такие как молния, заземление используются для обеспечения пути разряда для тока, чтобы снизить опасность поражения персонала электрическим током и предотвратить повреждение к оборудованию и имуществу.

Для наведенных потенциалов из-за неисправностей в электроэнергетических системах с землей возвраты, основания помогают в обеспечении быстрой срабатывания реле защиты за счет обеспечения путей тока короткого замыкания с низким сопротивлением.Это предусматривает максимально быстрое снятие наведенного потенциала. Земля должна истощить наведенный потенциал до того, как персонал получит травму, а питание или система связи повреждена.

В идеале, чтобы поддерживать опорный потенциал для безопасности прибора, для защиты от статического электричества и ограничить заземляющее напряжение оборудования для безопасность оператора, сопротивление заземления должно быть 0 Ом. На самом деле, как объяснялось в этом тексте это значение не может быть достигнуто.Однако низкое сопротивление заземления требуется NEC, OSHA и другими нормами и стандартами электробезопасности.

__4.1 Сопротивление заземляющего электрода

РИС. 8 Заземляющий электрод. Заземляющий стержень и зажим; Контактное сопротивление между стержнем и почвой; Концентрические оболочки земли

РИС. 8 показан заземляющий стержень (электрод). Сопротивление заземление состоит из следующих компонентов:

1. Сопротивление самого электрода и соединения с ним

2.Контактное сопротивление окружающей земли к электроду

3. Сопротивление земли, непосредственно окружающей заземляющий электрод. или удельное сопротивление земли, которое часто является наиболее значимым фактором

заземляющие электроды обычно изготавливаются из очень проводящего металла (медь или покрытый медью) с соответствующим поперечным сечением, чтобы общее сопротивление незначительно. Сопротивление между электродом и окружающим земля незначительна, если электрод не покрыт краской, жиром или другим покрытие, и если земля плотно утрамбована.

Единственный оставшийся компонент — это сопротивление окружающей земли.

Электрод можно представить как окруженный концентрическими оболочками. земли или почвы одинаковой толщины. Чем ближе раковина к электрод, тем меньше его поверхность; следовательно, тем больше его сопротивление. Чем дальше оболочки от электрода, тем больше поверхность оболочки; следовательно, тем ниже сопротивление. В конце концов, добавление оболочек на расстоянии от заземляющего электрода больше не будет заметно влиять общее сопротивление заземления вокруг электрода.Расстояние на возникает этот эффект, называется эффективной площадью сопротивления. и напрямую зависит от глубины заземляющего электрода.

Когда ток замыкания на землю течет от заземляющего стержня к земле, он течет в во всех направлениях через серию концентрических сфер или оболочек, обычно называются эффективными цилиндрами земли, окружающими стержень. Сопротивление сферы, ближайшей к заземляющему стержню, является самым высоким, потому что это самая маленькая сфера.

По мере увеличения расстояния от заземляющего стержня сопротивление становится равным меньше, потому что сфера становится больше. В конце концов, расстояние от электрод достигается, когда сопротивление сферы становится равным нулю. Следовательно, при любом измерении сопротивления заземления только часть сопротивления заземления считается, что составляет основную часть сопротивления. Теоретически сопротивление заземления системы заземления следует измерять до бесконечности расстояние от заземляющего стержня.Однако для практических целей эффективная цилиндр земли (снаряды), который составляет большую часть земли сопротивление в два раза превышает длину заземляющего стержня.

Теоретически сопротивление заземления можно вычислить по общей формуле:

… где…

R — сопротивление заземления

r — удельное сопротивление грунта

L — длина заземляющего электрода

А площадь

Эта формула показывает, почему оболочки концентрической земли уменьшаются в сопротивление, чем дальше они от заземляющего стержня: толщина оболочки; Удельное сопротивление почвы; область; R

В случае сопротивления земли — однородное удельное сопротивление земли (или почвы) предполагается во всем объеме, хотя в природа.Уравнения для систем электродов очень сложные и часто выражается только как приближение. Наиболее часто используемая формула для одинарного заземления электродные системы, разработанные профессором Х. Р. Дуайтом из Массачусетса Технологический институт:

R — сопротивление заземляющего стержня к земле (или грунту) (Ом) L — длина заземляющего электрода r — радиус заземляющего электрода r — среднее удельное сопротивление (Ом-см) грунта

__4.2 Влияние размера и глубины заземляющего электрода на сопротивление

Размер: Увеличение диаметра стержня существенно не уменьшает его сопротивление. Удвоение диаметра заземляющего стержня снижает сопротивление менее чем на 10%, как показано на фиг. 9.

РИС. 9 Сопротивление заземления в зависимости от размера заземления.

РИС. 10 Сопротивление заземления в зависимости от глубины заземляющего стержня.

=======

ТБЛ. 2 Удельное сопротивление различных грунтов

Удельное сопротивление (Ом-см) Минимум Средний Максимум Зола, шлак, рассол, отходы 590 2370 7000 Глина, сланец, гумбо, суглинок 340 4,060 16,300 То же, с песок и гравий различной пропорции 1020 15 800 135 000 Гравий, песок, камни с мелкой глиной или суглинком 59,000 94,000 458,000

========

Глубина: когда заземляющий стержень вбивается глубже в землю, его сопротивление существенно снижается.Как правило, удвоение длины стержня снижает сопротивление еще на 40%, как видно на фиг. 10. NEC требует минимум 8 футов (2,4 м) для контакта с почвой. Самый распространенный представляет собой цилиндрический стержень длиной 10 футов (3 м), соответствующий нормам NEC. Минимальный диаметр 5/8 дюйма (1,59 см) требуется для стальных стержней и 1/2 дюйма (1,27 см) для медные или плакированные медью стальные стержни. Минимальный практический диаметр для вождения ограничения для штанг 10 футов (3 м) составляют 1/2 дюйма (1.27 см) в средней почве 5/8 дюйма (1,59 см) во влажной почве 3/4 дюйма (1,91 см) в твердой почве или более глубина проходки более 10 футов

__4.3 Влияние удельного сопротивления грунта на сопротивление заземляющего электрода

Формула Дуайта, приведенная ранее, показывает, что сопротивление заземления электроды к земле зависит не только от глубины и площади поверхности заземления электроды, но и удельное сопротивление грунта. Удельное сопротивление почвы — ключ к успеху коэффициент, определяющий сопротивление заземляющего электрода. быть, и на какую глубину его необходимо загнать, чтобы получить низкое сопротивление заземления.Удельное сопротивление почвы сильно различается по всему миру и меняется. сезонно. Удельное сопротивление почвы во многом определяется содержанием в ней электролитов, состоящий из влаги, минералов и растворенных солей. Сухая почва имеет высокую удельное сопротивление, если оно не содержит растворимых солей, как показано в TBL. 2.

__4.4 Факторы, влияющие на удельное сопротивление почвы

Два образца почвы при тщательном высушивании могут стать очень хорошими. изоляторы, имеющие удельное сопротивление более 109 Ом-см.Удельное сопротивление образца почвы меняется довольно быстро до тех пор, пока примерно Достигнута влажность 20% или более, как указано в TBL. 3.

На удельное сопротивление почвы также влияет температура. TBL. 4 показывает изменение удельного сопротивления супеси, содержащей 15,2% влаги, при изменении температуры от 20 ° C до -15 ° C. В этом температурном диапазоне видно, что удельное сопротивление колеблется от 7 200 до 330 000 Ом-см.

=====

ТБЛ.3 Влияние влаги на удельное сопротивление почвы Содержание влаги (% по вес) Удельное сопротивление (Ом-см) Верхний слой почвы Супеси

=====

ТБЛ. 4.Влияние температуры на удельное сопротивление почвы. (Ом-см)

=====

РИС. 11 Сезонное изменение сопротивления заземления с электродом 3/4 дюйм трубы в каменистой глинистой почве. Глубина электрода в земле составляет 3 фута для кривой 1 и 10 футов для кривой 2.

======

ТБЛ.5 Влияние содержания соли на удельное сопротивление добавленной в почву соли (% от массы влаги) Удельное сопротивление (Ом-см)

=======

ТБЛ. 6 Влияние температуры на удельное сопротивление почвы, содержащей сальту Температура (° C) Удельное сопротивление (Ом-см)

======

РИС. 12 Номограмма, показывающая зависимость глубины заземляющего электрода от заземляющего электрода сопротивление.

1. Выберите необходимое сопротивление по шкале R

2.Выберите кажущееся сопротивление по шкале P

3. Положите линейку на шкалы R и P и дайте ей пересечься со шкалой K.

4. Точка шкалы Mark K

5. Положите линейку на шкалу K по шкале точек и диаметров (DIA) и позвольте пересекаться со шкалой D

6. Точкой на шкале D будет глубина стержня, необходимая для сопротивления на шкале R

======

Поскольку удельное сопротивление почвы напрямую зависит от влажности и температуры, разумно предположить, что сопротивление любой системы заземления будет варьируются в зависимости от времени года.Такие вариации показанный на фиг. 11. Поскольку температура и влажность становятся больше устойчив на больших расстояниях от поверхности земли, он следует что должна быть построена система заземления, которая будет наиболее эффективной в любое время. с заземляющим стержнем, опущенным на значительное расстояние ниже поверхности земли. Наилучшие результаты достигаются, если заземляющий стержень достигает воды. стол.

В некоторых местах удельное сопротивление земли настолько велико, что низкое сопротивление заземление может быть получено только при значительных затратах и ​​при тщательно продуманном система заземления.В таких ситуациях может быть экономичным использовать заземление. стержневую систему ограниченного размера и периодически снижать удельное сопротивление грунта. увеличение содержания растворимых химикатов в почве. TBL. 5 показаны существенные снижение удельного сопротивления супеси за счет увеличения химическое содержание солей.

Химически обработанный грунт также подвержен значительным колебаниям удельного сопротивления. при изменении температуры, как показано в TBL. 6. Если применяется солевое лечение, Конечно, необходимо использовать заземляющие стержни, устойчивые к коррозии.

===

ТБЛ. 7 типичных значений сопротивления заземления подстанций для различных Установки Тип установки Максимальное сопротивление заземления подстанции Значения

a Коммерческие металлические здания = 25 Ом (по NEC), мокрые колодцы и т. Д.

Дома Промышленность Общие помещения 5 Ом Химическая 3 Ом Компьютер

<1-3 Ом Скоростные загрузочные устройства для химикатов

<1 Ом Электроэнергетика Генерирующие станции 1 Ом a Большие подстанции 1 Ом Районные подстанции 1.5-5 Ом Малые подстанции 5 Ом a Для глухозаземленных системы.

===

__4.5 Влияние глубины заземляющего электрода на сопротивление

При определении приблизительной глубины заземляющего стержня, необходимой для получения желаемой сопротивления можно использовать номограмму заземления. Номограмма, показанная на ИНЖИР. 12 указывает на то, что для получения сопротивления заземления 20 Ом в грунт с удельным сопротивлением 10 000 Ом-см, стержень с внешним диаметром 5/8 дюйма должен быть забит 20 футов.Обратите внимание, что значения, указанные на номограмме, основаны на предположение, что грунт однороден и, следовательно, имеет одинаковое удельное сопротивление. Значение номограммы является приблизительным.

__5. Значения сопротивления заземления

Код NEC гласит, что сопротивление заземления не должно превышать 25 Ом. Это максимальное значение сопротивления заземления и в большинстве случаев применения требуется гораздо меньшее сопротивление заземления.

«Насколько низким должно быть сопротивление заземления?» Произвольный ответ на этот вопрос сложно.Чем ниже сопротивление заземления, тем безопаснее, а для надежной защиты персонала и оборудования стоит усилие стремиться меньше 1 Ом. Как правило, нецелесообразно достигать такое низкое сопротивление в распределительной системе или линии передачи или на небольших подстанциях.

В некоторых регионах сопротивление 5 Ом или меньше может быть получено без много хлопот. В других случаях может быть трудно вызвать сопротивление ведомых земли ниже 100 Ом.

Принятые отраслевые стандарты предусматривают, что передающие подстанции должны быть спроектированным таким образом, чтобы сопротивление не превышало 1 Ом. На распределительных подстанциях, максимальное рекомендуемое сопротивление составляет 5 Ом или даже 1 Ом. В большинстве случаях подземная электросеть любой подстанции обеспечит желаемый сопротивление.

В легкой промышленности или в центральных телекоммуникационных центрах 5 Ом часто принимаемое значение. Для молниезащиты разрядники должны быть соединенным с максимальным сопротивлением заземления 1 Ом.TBL. 7 показывает типичный значения сопротивления заземления для различных типов установок.

Номограмма заземления:

Эти параметры обычно достигаются при правильном применении основных теория заземления. Всегда будут существовать обстоятельства, которые заставят трудно получить сопротивление заземления, требуемое NEC или другим стандарты безопасности. Когда эти ситуации развиваются, несколько методов опускания можно использовать сопротивление заземления.К ним относятся системы параллельных стержней, системы стержней с глубоким забиванием, использующие секционные стержни и химическую обработку почвы. Дополнительные методы, обсуждаемые в других опубликованных данных, скрытые пластины, скрытые проводники (противовес), электрически связанные строительная сталь и железобетонная сталь с электрическими соединениями.

Электрическое подключение к существующим системам водоснабжения и газораспределения часто считалось, что оно дает низкое сопротивление заземления; однако недавний дизайн изменения, связанные с использованием неметаллических труб и изоляционных соединений, сделали это метод получения заземления с низким сопротивлением сомнительный и во многих случаях неприемлемый.

__6. Измерения сопротивления заземления

Для поддержания достаточно низких значений сопротивления систем заземления их требуется периодическое тестирование. Тестирование включает в себя измерения для обеспечения что они не превышают проектных ограничений. Методы измерения и тестирования сопротивление грунта и удельное сопротивление грунта следующие:

Двухточечный метод • Трехточечный метод • Метод падения потенциала • Коэффициент метод • Четырехточечный метод • Измерение потенциала прикосновения • Метод зажима

Измерение сопротивления заземления может производиться только с помощью специальных разработанное испытательное оборудование.Самый распространенный метод измерения сопротивления заземления использует принцип падения потенциала переменного тока (AC) 60 Гц или более высокая частота, циркулирующая между вспомогательным электродом и проверяемый заземляющий электрод; показания будут даны в омах и представляет собой сопротивление заземляющего электрода окружающим Земля. Кроме того, один производитель недавно представил зажим для заземления. тестер сопротивления.

__6.1 Двухточечный метод

Этот метод может использоваться для измерения сопротивления одиночного управляемого заземления. стержень.В нем используется вспомогательный заземляющий стержень, сопротивление которого либо известно, либо можно измерить. Значение сопротивления вспомогательного заземляющего стержня также должно быть очень маленьким по сравнению с сопротивлением ведомого заземляющего стержня. так что можно предположить, что измеренное значение полностью зависит от ведомый заземляющий стержень. Например, этот тест может применяться при измерении сопротивления одиночного ведомого заземляющего стержня для жилого помещения или в перегруженных области, где найти место для привода двух вспомогательных тяг может быть проблемой.

В этом случае можно принять муниципальный металлический водопровод. в качестве вспомогательного заземляющего стержня, сопротивление которого составляет примерно 1 Ом или менее.

Это значение довольно мало по сравнению со значением одиночного пробегающего заземления. стержень, значение которого составляет порядка 25 О. Полученное значение таково, что из двух оснований последовательно. Также будут измерены сопротивления проводов. и должны быть вычтены из окончательных измерений. Этот метод обычно адекватно там, где требуется испытание, не требующее сдачи.Соединения для этот тест показан на фиг. 13.

===

РИС. 13 Двухточечный метод измерения сопротивления заземления.

Уровень земли Общий полюс Заземляющий провод Заземляющий стержень Клеммы закорочены с перемычкой Вспомогательный стержень (Y-Z закорочен) Затыльник

===

__6.2 Метод трех точек

Этот метод аналогичен двухточечному методу, за исключением того, что в нем используются два вспомогательных стержни. Для получения точных значений измерения сопротивления сопротивление вспомогательных электродов должно быть примерно равно или меньше электрод тестируемого.Связи для трехточечного метода показаны на фиг. 14.

РИС. 14 Трехточечный метод испытаний и его эквивалентная схема.

Для проведения этого теста можно использовать переменный ток 60 Гц или постоянный ток. Преимущество использования переменного тока заключается в том, что он сводит к минимуму влияние паразитных токов на измерения чтения. Однако если паразитные токи имеют одинаковую частоту, ошибка будет внесена в показания. Использование постоянного тока для этого Тест полностью устранит паразитные токи переменного тока.Однако случайный DC и образование газа вокруг электродов приведет к ошибке в показаниях при использовании постоянного тока для этого теста. Влияние паразитных DC можно свести к минимуму с помощью снятие показаний при токе в обратном направлении. Среднее значение два показания дадут точное значение теста. Применять только токи достаточно долго, чтобы снимать показания.

Значение сопротивления испытательного электрода можно рассчитать следующим образом. Пусть ….

__6.3 Метод падения потенциала

Этот метод измерения сопротивления заземляющего электрода основан на принципе падения потенциала через сопротивление. Также используются два вспомогательных электрода. (один токовый стержень, а другой — потенциальный стержень), которые размещены на достаточном расстояние от тестовых электродов; пропускается ток известной величины через тестируемый электрод и один из вспомогательных электродов (ток стержень). Падение потенциала между испытуемым электродом и второй вспомогательный электрод (потенциальный стержень) измеряется.Соотношение вольт падение возраста (V) до известного тока (I) укажет сопротивление цепь заземления. Для подключения можно использовать источник постоянного или переменного напряжения. проводя этот тест.

При использовании этого метода можно встретить несколько проблем и ошибок, например поскольку (i) паразитные токи в земле могут привести к тому, что показания вольтметра будут либо высокое или низкое и (ii) сопротивление вспомогательного электрода и электрического Провода могут вносить ошибки в показания вольтметра.Эта ошибка может быть сводится к минимуму за счет использования вольтметра с высоким значением импеданса.

Этот метод можно использовать либо с отдельными вольтметром и амперметром, либо один прибор, который обеспечивает показания непосредственно в омах (см. РИС. 15). Для измерения сопротивления заземляющего электрода токовый электрод размещается на подходящем расстоянии от заземления

испытуемый электрод. Как показано на фиг. 16, разность потенциалов между стержни X и Y измеряется вольтметром, а ток между стержнями X и Z измеряются амперметром.(Примечание: X, Y и Z могут относиться к как X, P и C в трехточечном тестере или C1, P2 и C2 в четырехточечном тестере. тестером.) По закону Ома E = RI или R = E / I. По этой формуле мы можем получить сопротивление заземляющего электрода R. Если E = 20 В и I = 1 А, то …

РИС. 15 Прибор для измерения сопротивления заземления методом падения потенциала.

РИС. 16 Метод падения потенциала.

__6.3.1 Положение вспомогательных электродов при измерениях

Целью точного измерения сопротивления заземления является размещение вспомогательный токовый электрод Z достаточно далеко от заземляющего электрода под проверьте, чтобы вспомогательный потенциальный электрод Y находился за пределами эффективные площади сопротивления (эффективный цилиндр земли) как земли электрод и вспомогательный токовый электрод.Лучший способ узнать если вспомогательный потенциальный стержень Y находится за пределами эффективных областей сопротивления заключается в перемещении его между X и Z и снятии показаний в каждом месте. Если вспомогательный потенциальный стержень Y находится в зоне эффективного сопротивления (или в оба, если они перекрываются, как на фиг. 17а), смещая его, снятые показания будет заметно отличаться по стоимости. В этих условиях нет точного значения для сопротивление заземления может быть определено.

С другой стороны, если вспомогательный потенциальный стержень Y расположен снаружи эффективных площадей сопротивления, как на фиг.17b, поскольку Y перемещается назад и в дальнейшем вариация чтения минимальна. Снимаемые показания должны быть относительно близко друг к другу и являются лучшими значениями сопротивления заземления. земли X. Показания должны быть нанесены на график, чтобы убедиться, что они в области «плато», как показано на фиг. 17b. Регион часто называется площадью 62%, которая обсуждается в следующем разделе.

====

РИС. 17 Области эффективного сопротивления (цилиндры земли) (а) перекрытие и (б) не перекрываются.(a) (b) Расстояние X-Y Эффективные области сопротивления (без перекрытия) Вариация показаний Сопротивление Y_ Y XZ Y_ Расстояние X-Y Эффективное области сопротивления (перекрывающиеся) Вариация показаний Сопротивление

====

РИС. 18 Метод падения потенциала, показывающий потенциальное местоположение стержня на 62% расстояние от испытуемого электрода.

====

РИС. 19 Перекрытие эффективных областей сопротивления.

Тестируемый заземляющий электрод Вспомогательный потенциальный электрод XYZ Вспомогательный токовый электрод Перекрытие эффективных областей сопротивления Расстояние от Y к заземляющему электроду Сопротивление

====

РИС.20 эффективных зон сопротивления не перекрываются.

Расстояние от Y до заземляющего электрода Сопротивление заземляющего электрода 62% от D 38% от D D Сопротивление вспомогательного токового электрода Эффективное сопротивление области не перекрываются Вспомогательный токовый электрод Вспомогательный потенциальный электрод Тестируемый заземляющий электрод Сопротивление XYZ

===

__6.3.2 Измерение сопротивления заземляющих электродов (метод 62%)

Метод 62% является расширением метода падения потенциала и имеет был принят после графического рассмотрения и после реальных испытаний.Его самый точный метод, но он ограничен тем, что земля проверена это единое целое.

Этот метод применяется только тогда, когда все три электрода находятся на прямой линии. а земля представляет собой одиночный электрод, трубу, пластину и т. д., как показано на рисунке. на фиг. 18.

Рассмотрим фиг. 19, где показаны эффективные площади сопротивления (концентрические оболочки) заземляющего электрода X и вспомогательного токового электрода Z. Эффективные цилиндры земли стержней X и Z перекрываются.Если показания снимались перемещением вспомогательного потенциального электрода Y в сторону X или Z, разница в показаниях будет большой, и нельзя будет получить значение в разумных пределах допуска. Чувствительные области перекрываются и действовать постоянно для увеличения сопротивления по мере удаления Y от X.

Теперь рассмотрим фиг. 20, где электроды X и Z достаточно разнесены чтобы области эффективного сопротивления не пересекались. Если мы построим измеренное сопротивление, мы обнаруживаем, что измерения выравниваются, когда Y расположен на 62% расстояния от X до Z, и что показания на любом сторона начальной настройки Y, скорее всего, будет в пределах установленного полоса допуска.Этот диапазон допуска определяется пользователем и выражается в процентах от начального показания: ± 2%, ± 5%, ± 10% и т. д.

===

ТБЛ. 8 Приблизительное расстояние (футы) до вспомогательного

с использованием метода 62% от глубины до оси Y Расстояние до З 64572 85080 10 55 88 12 60 96 18 71 115 20 74 120 30 86140

===

ТБЛ. 9 Расстояние между системами с несколькими электродами (футы) Максимальное расстояние сетки; Расстояние до Y Расстояние до Z

===

__6.3.3 Расстояние между вспомогательными электродами

Нет определенного расстояния между X и Z, так как это расстояние относительно диаметра испытуемого электрода, его длины, однородности исследуемого грунта и, в частности, эффективных площадей сопротивления. Тем не мение, приблизительное расстояние можно определить по TBL. 8, который дан для однородный грунт и электрод диаметром 1 дюйм. (Для диаметра 1/2 дюйма, уменьшите расстояние на 10%; для диаметра 2 дюймаувеличивать расстояние на 10%.) Рекомендуется проводить тест на сопротивление заземляющего электрода для каждого времени года. Данные должны сохраняться для каждого сезона для сравнения и анализа. Серьезное отклонение тестовых данных за предыдущие годы, кроме сезонных колебаний, может средняя коррозия электрода.

РИС. 21 Многоэлектродная система (заземляющая сетка).

РИС. 22 Проверка на паразитные напряжения.

__6.3.4 Система с несколькими электродами

Электрод заземления с одним приводом — экономичное и простое средство создание хорошей системы заземления. Но иногда одного стержня недостаточно. низкое сопротивление, и несколько заземляющих электродов будут управляться и подключаться параллельно кабелем. Очень часто, когда два, три или четыре заземляющих электрода используются, движутся по прямой; когда используются четыре или более, используется конфигурация с полым квадратом, а заземляющие электроды все еще соединены параллельно и на равном расстоянии друг от друга, как показано на фиг.21.

В многоэлектродных системах расстояние между электродами метода 62% не может быть дольше применяться напрямую (см. TBL. 9). Расстояние вспомогательного электроды теперь основаны на максимальном расстоянии сетки (т. е. в квадрате, диагональ; в строке общая длина, например, квадрат со стороной 20 футов будет иметь диагональ примерно 28 футов).

Чрезмерный шум. Чрезмерный шум может помешать тестированию из-за длинные выводы, используемые для проверки падения потенциала.Вольтметр может использоваться для выявления этой проблемы. Подключите кабели X, Y и Z к вспомогательные электроды как для стандартного испытания сопротивления заземления. Использовать вольтметр для проверки напряжения на клеммах X и Z, как показано на ИНЖИР. 22. Показание напряжения должно быть в пределах допуска паразитного напряжения. приемлемо для используемого наземного тестера. Если тест превышает это значение, попробуйте следующие методы:

1. Скрутите вспомогательные кабели вместе.Это часто приводит к отмене из синфазных напряжений между этими двумя проводниками.

2. Если предыдущий метод не помог, попробуйте изменить выравнивание вспомогательного кабели так, чтобы они не были параллельны линиям электропередач выше или ниже земля.

3. Если удовлетворительное значение низкого напряжения все еще не получено, используйте экранированных кабелей может потребоваться. Щит защищает внутреннее проводник, захватив напряжение и опустив его на землю, как показано на фиг.23.

Чрезмерное сопротивление вспомогательного стержня. Собственная функция падения потенциала тестер заземления предназначен для ввода постоянного тока в землю и измерения падение напряжения с помощью вспомогательных электродов. Чрезмерное сопротивление одного или обоих вспомогательных электродов может препятствовать этой функции. Это вызвано высоким удельным сопротивлением почвы или плохим контактом вспомогательного электрода и окружающая грязь. Чтобы обеспечить хороший контакт с землей, проштампуйте вниз в почву непосредственно вокруг вспомогательного электрода, чтобы удалить воздушные зазоры образуется при вставке стержня.Если проблема связана с удельным сопротивлением почвы, залейте вода вокруг вспомогательных электродов. Это уменьшает вспомогательный электрод. контактное сопротивление без влияния на измерение.

=====

РИС. 23 Использование экранированных кабелей для минимизации паразитных напряжений.

X 1742 X Y Z Y Электрод Поплавковый экран Поплавковый экран Подключите все три экрана вместе Z электрод Заземляющий стержень Заземляющий экран Заземляющая полоса

=====

РИС.24 Использование экранов в качестве вспомогательных электродов. Штанга заземления

====

Гудрон или бетонный мат. Иногда необходимо провести испытание заземляющего стержня. который окружен смолой или бетонным матом, где вспомогательные электроды нельзя легко водить. В таких случаях можно использовать металлические экраны и воду. используются для замены вспомогательных электродов, как показано на фиг. 24. Разместите экраны на полу на таком же расстоянии от тестируемого заземляющего стержня, как и вспомогательные электроды при стандартном испытании на падение потенциала.Налить воду экраны и дайте ему впитаться. Теперь эти экраны будут выполнять та же функция, что и вспомогательные электроды.

__6.4 Метод соотношения

В этом методе для измерения серии используется мост Уитстона или омметр. сопротивление заземляющего электрода и вспомогательного электрода. Тест соединения показаны на фиг. 25. Потенциометр скользящей проволоки используется с мост Уитстона для этого теста. Потенциометр подключен к проверяемый заземляющий электрод и первый вспомогательный электрод.В скользящий контакт потенциометра подключен ко второму вспомогательному электрод через детектор для определения нулевой точки. Сопротивление испытательного электрода и первого вспомогательного электрода измеряется сначала мост Уитстона или омметр. Затем с помощью потенциометра и Уитстона мост, новая нулевая точка определяется вторым электродом в тестовая схема.

Сопротивление заземляющего электрода — это отношение сопротивления испытательного электрода. сопротивление к общему сопротивлению двух последовательно соединенных.Процедура и уравнения имеют следующий вид:

Измерьте Rx + Ry с помощью моста Уитстона или омметра. от потенциометра соотношение RA / (RA + RB) Вставьте второй вспомогательный электрод (Rz) в испытательной цепи и получить нулевую точку

__6.5 Измерение удельного сопротивления почвы (четырехточечное измерение)

Измерение удельного сопротивления грунта преследует три цели. Во-первых, такие данные используются для проведения подземных геофизических исследований в качестве помощи в идентификации рудные местоположения, глубина до коренных пород и другие геологические явления.Второй, удельное сопротивление оказывает прямое влияние на степень коррозии в подземных условиях. трубопроводы. Снижение удельного сопротивления связано с увеличением коррозии. активности и, следовательно, диктует необходимость использования защитного лечения. В третьих, удельное сопротивление почвы напрямую влияет на конструкцию системы заземления и Именно на эту задачу и направлено данное обсуждение. При проектировании обширного системы заземления, желательно найти зону с наименьшим удельным сопротивлением грунта. чтобы добиться наиболее экономичной установки заземления.

Два типа измерения удельного сопротивления — двухточечный метод и четыре точечный метод. Двухточечный метод — это просто сопротивление, измеренное между два очка. Для большинства приложений наиболее точным методом является четырехточечный метод. Четырехточечный метод, как следует из названия, требует вставки четырех электродов, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга, в испытательную зону.

Известный ток от генератора постоянного тока пропускается между крайние электроды.Падение потенциала (как функция сопротивления) затем измеряется на двух внутренних электродах. Удельное сопротивление земли основан на формуле, приведенной ниже, и счетчик откалиброван для чтения прямо в ом.

РИС. 25 Коэффициентный метод измерения сопротивления заземления.

Это значение представляет собой среднее удельное сопротивление грунта на эквивалентной глубине. на расстояние A между двумя электродами.

… где A — расстояние между электродами (см) B — электрод глубина (см) R — значение сопротивления, измеренное четырехконтактным тестером заземления. Если A> 20B, формула принимает следующий вид:

() p = 2 дюйм см AR A r

() = 191.5 дюймов AR A r

= Удельное сопротивление грунта в Ом (-см) r

__6.6 Измерение потенциала прикосновения

Основная причина проведения измерений сопротивления заземления — это обеспечить электробезопасность персонала и оборудования. Периодический заземляющий электрод или измерения сопротивления сети рекомендуются, когда:

1. Электрод / сетка относительно небольшие и могут быть легко отсоединены

2. Предполагается коррозия, вызванная низким удельным сопротивлением почвы или гальваническим воздействием.

3.Замыкания на землю очень маловероятны вблизи тестируемой земли

В некоторых случаях степень электробезопасности можно оценить по другая перспектива. Градиент напряжения — серьезная проблема безопасности. распределительные устройства и подстанции высокого напряжения. Таким образом, система наземной сети этих объектов разработан, чтобы гарантировать, что градиенты напряжения из-за чтобы индуцированные токи или токи короткого замыкания оставались на низком уровне и не представляли опасности к персоналу или оборудованию.Максимальный предел напряжения для этих градиентов определяется следующим образом:

Потенциал прикосновения: Потенциал прикосновения — это разница напряжений между рука и ноги человека, вызванные градиентом напряжения из-за неисправности или индуцированный ток. Предполагается, что ток проходит через сердце и поэтому этот потенциал должен быть сведен к нулю, чтобы обезопасить персонал. кто может случайно соприкоснуться с оборудованием и конструкциями в распределительное устройство или подстанции.

Потенциал ступени: Потенциал ступени — это разность напряжений между футов, вызванного градиентом напряжения из-за повреждения или индуцированного тока.

Предполагается, что ток проходит по ножкам и, следовательно, это потенциал должен быть близок к нулю, чтобы обезопасить персонал.

Измерение потенциала прикосновения рекомендуется при следующих факторах: присутствуют.

1. Отключить землю физически или экономически невозможно. для проверки.

2. Можно разумно ожидать, что замыкания на землю произойдут вблизи земли. или рядом с тестируемым оборудованием, заземленным на землю.

3. Площадь заземленного оборудования сопоставима с размером земля для тестирования. (Площадь основания — это контур части оборудования. контактирует с землей.) При измерении потенциала прикосновения, Используется четырехполюсный тестер сопротивления заземления. Во время теста прибор вызывает замыкание на землю низкого уровня в некоторой близости от объекта земля.На приборе отображается потенциал касания в вольтах на ампер ток короткого замыкания. Затем отображаемое значение умножается на наибольшее ожидаемое значение. ток замыкания на землю, чтобы получить потенциал прикосновения в наихудшем случае для данного установка.

Например, если прибор показывает значение 0,100 при подключении к системе, где максимальный ток короткого замыкания должен был быть 5000 А, максимальный потенциал касания будет 500 В.

Измерения потенциала прикосновения аналогичны измерениям падения потенциала в том, что оба измерения требуют размещения вспомогательных электродов в или на земле.Расстояние между вспомогательными электродами при потенциале касания измерения отличаются от расстояния между электродами падения потенциала, как показано на фиг. 26.

===

РИС. 26 Измерение потенциала прикосновения. C1 P1 1742 Соединения с забором, Предполагаемая точка разлома, проложенный кабель 1 м; Штанги заземляющие приводные P2 C2

===

Рассмотрим следующий сценарий. Если скрытый кабель, показанный на фиг. 26 произошел пробой изоляции возле показанной подстанции, неисправность токи будут проходить через землю к земле подстанции, создавая градиент напряжения.Этот градиент напряжения может быть опасным или потенциально опасным. смертельно опасно для персонала, соприкасавшегося с поврежденной землей.

Чтобы проверить приблизительные значения потенциала прикосновения в этой ситуации, выполните следующие действия. следующее. Подключите кабели между ограждением подстанции и С1 и P1 четырехполюсного измерителя сопротивления заземления. Поместите электрод в заземление в точке, в которой ожидается замыкание на землю, и подключите его к C2.

По прямой между ограждением подстанции и предполагаемой неисправностью точку, поместите вспомогательный электрод в землю на 1 м (или длины) от ограждения подстанции и подключите его к P2.Повернуть прибор включен, выберите диапазон тока 10 мА и наблюдайте за измерением. Умножьте отображаемое значение на максимальный ток короткого замыкания ожидаемого вина.

Путем размещения электрода P2 в различных положениях вокруг ограждения рядом с предполагаемой линией разлома может быть получена карта градиента напряжения.

__6.7 Измерение сопротивления заземления клещами

Этот метод измерения является новым и довольно уникальным. Он предлагает возможность измерить сопротивление без отключения заземления.Этот тип измерение также дает преимущество включения заземления и общие сопротивления заземляющих соединений.

__6.7.1 Принцип работы

Обычно система с заземлением общей распределительной линии может быть смоделирована как простая базовая схема, показанная на фиг. 27, или эквивалентную схему как показанный на фиг. 28. Если напряжение E приложено к любому измеренному полюсу заземления Rx через специальный трансформатор, по цепи протекает ток I, тем самым устанавливая следующее уравнение:

РИС.27 Простая принципиальная схема распределительной заземленной системы.

РИС. 28 Эквивалентная схема простой распределительной системы с заземлением.

Следовательно, E / I = Rx устанавливается. Если I обнаружен с постоянным E, можно получить измеренное сопротивление полюса заземления.

Обратимся снова к фиг. 27 и 11.28. Ток подается на специальный трансформатор. через усилитель мощности от генератора постоянного напряжения 1,6 кГц. Этот ток обнаруживается трансформатором тока обнаружения (CT).Только 1.6 Частота сигнала кГц усиливается фильтрующим усилителем перед подачей в аналогово-цифровой (A / D) -конвертер и после синхронного выпрямления он отображается на жидкокристаллическом дисплее (LCD).

Фильтр-усилитель используется для отсечки тока земли на промышленной частоте. и высокочастотный шум. Напряжение измеряется катушками, намотанными на инжекционная КТ, а затем усиленная и выпрямленная для сравнения по уровню компаратор.Если зажим не закрыт должным образом, сигнализатор открытых губок появляется на ЖК-дисплее. Накладной прибор для измерения сопротивления заземления показан на фиг. 29.

__6.7.2 Измерения в полевых условиях

Ниже приведены примеры измерения сопротивления заземления в типичных условиях. полевые ситуации:

Трансформатор на опоре: Удалите все молдинги, закрывающие провод заземления, и обеспечьте достаточно места для зажимов тестера заземления.Зажимы должны легко смыкаться вокруг проводника. Челюсти могут размещать вокруг самого заземляющего стержня.

Примечание: Зажим должен быть размещен так, чтобы губки находились на пути электрического тока. от нейтрали или заземляющего провода системы к заземляющему стержню или стержням в качестве схема обеспечивает.

Выберите диапазон тока A. Зажмите заземляющий провод и измерьте ток заземления. Максимальный диапазон составляет 30 А. Если ток заземления превышает 30 А, измерение сопротивления заземления невозможно.»Не продолжать далее с измерением. »Отметив ток заземления, выберите диапазон сопротивления заземления Ом и измерьте сопротивление напрямую.

Показания, которые вы измеряете тестером заземления, указывают не только на сопротивление стержня, но соединения с нейтралью системы и все соединения между нейтралью и штоком.

Обратите внимание, что на фиг. 30 имеется как затыльник, так и заземляющий стержень.

В этой схеме необходимо расположить клещи тестера выше облигацию так, чтобы оба основания были включены в тест.Для справки в будущем, Обратите внимание на дату, показания в омах, текущее показание и номер полюса. Заменять любые молдинги, которые вы могли снять с проводника.

Примечание: высокое значение указывает на одно или несколько из следующего:

Плохой заземляющий стержень.

Открытый заземляющий провод.

Соединения с высоким сопротивлением на стержне или соединениях проводника; следить за заглубленные разъемные стыки, зажимы и ударные соединения.

РИС. 29 Накладной прибор для измерения сопротивления заземления.

Служебный вход или счетчик: следуйте в основном той же процедуре, что и в первый пример. Обратите внимание, что фиг. 31 показывает возможность множественного заземления стержни и на фиг. 32 штанги заземления заменены на водопроводную трубу земля. Вы также можете использовать оба типа в качестве основания. В этих случаях, необходимо провести измерения между сервисной нейтральностью и обе точки заземления.

РИС. 30 Измерение сопротивления заземления полюсного трансформатора.Утилита полюс Уровень земли Заземляющий стержень Заземляющий провод

Затыльник приклада

РИС. 31 Измерение сопротивления заземления служебного входа, имеющего несколько заземляющие стержни.

Уровень земли Стержни заземления Сервисный счетчик Стена здания Напольный трансформатор

Сервисный ящик

РИС. 32 Измерение сопротивления заземления служебного входа с водой труба грунт. Сервисный счетчик, Водопровод, Стена здания, Напольный трансформатор; Сервисный ящик; Трансформатор монтажный

Примечание: Никогда не открывайте корпуса трансформаторов.Они являются собственностью электрические сети. Если необходимо выполнить наземный тест с помощью утилиты трансформатора, согласовать с персоналом коммунального предприятия для такого испытания.

«Соблюдайте все требования безопасности — присутствует опасно высокое напряжение». Найдите и пронумеровать все стержни (обычно присутствует только один стержень). Если земля стержни находятся внутри корпуса, см. РИС. 33 и если они снаружи корпус, см. фиг. 34. Если в ограждении найден один стержень, измерение следует проводить на проводнике непосредственно перед приклеиванием заземляющий стержень.Часто к этому зажиму подключается более одного заземляющего провода, возвращение в корпус или нейтраль.

РИС. 33 Измерение сопротивления заземления трансформатора, установленного на подставке, с заземляющие стержни внутри корпуса. Открытая дверь Корпус Шина Концентрическая нейтраль Штанга заземления Open door Service

Подземная служба:

Во многих случаях наилучшие показания можно получить, зажимая инструмент. на сам заземляющий стержень, ниже точки, когда заземляющие проводники прикреплены к стержню, так что вы измеряете цепь заземления.Необходимо соблюдать осторожность, чтобы найти проводник только с одним обратным путем к нейтральный.

Как правило, очень низкие показания при измерении указывают на то, что вы на петле и нужно проверить ближе к стержню. На фиг. 34, земля стержень находится вне корпуса. Зажмите при указанном измерении точку, чтобы получить правильные показания. Если в разных уголков вольера, надо будет определить, как они подключен, чтобы правильно измерить сопротивление заземления.

РИС. 34 Измерение сопротивления заземления трансформатора, установленного на подставке, с заземляющие стержни вне корпуса. Стержни заземления; Корпус; Под землей сервис

__6.7.3 Передаточные башни

«Соблюдайте все требования безопасности — присутствует опасно высокое напряжение». Найдите заземляющий провод в основании башни.

Примечание : существует множество различных конфигураций. При поиске следует соблюдать осторожность для заземляющего проводника.ИНЖИР. 35 показывает единственную опору, установленную на бетоне. площадка с внешним заземляющим проводом. Точка, в которой вы зажимаете Тестер заземления должен быть прежде всего сростками и соединениями, которые позволяют несколько удилищ, приклада или затыльника.

__6.7.4 Расположение центрального офиса

Основной заземляющий провод из окна заземления или заземляющего слишком большой, чтобы его можно было зажать. Из-за практики проводки в центральном офис, есть много мест, где можно посмотреть на водопровод или противовес изнутри здания.Эффективное местоположение обычно на шине заземления в силовой или рядом с резервным генератором.

Измеряя в нескольких точках и сравнивая показания, вы будете возможность определения нейтральных цепей, подсобных площадей и площадок центрального офиса. Тест эффективен и точен, потому что заземленное окно подключено к общему заземлению только в одной точке, в соответствии со стандартной практикой.

РИС. 35 Измерение сопротивления заземления опоры электропередачи с помощью одиночного ножка устанавливается на бетонную площадку с внешним заземляющим проводом.Конкретный колодка заземляющий стержень, опора

__7. Измерение целостности сети заземления

Ни измерения сопротивления заземления, ни измерения потенциала прикосновения предоставить информацию о возможности заземления проводов и соединений для безопасного отвода токов замыкания на землю на землю. Опыт показал, что ток замыкания на землю может привести к серьезным повреждениям оборудования и вызвать угроза безопасности персонала, когда он не находит путь с низким сопротивлением к заземляющей сети и, следовательно, к материнской земле.Следовательно, имеет смысл для периодической проверки и проверки целостности соединений заземляющей сети.

Цель этого измерения — определить, заземления каркаса, конструкций или корпуса подключаются к заземлению электрод или заземляющая сетка с низким сопротивлением. Значение сопротивления таких ожидается, что соединения будут очень низкими (100 мкОм или меньше). Лучший путь для проведения испытаний на целостность заземляющих электросетевых соединений следует использовать большой но практический ток и некоторые средства обнаружения падения напряжения вызвали этим течением.Доступен тестовый набор для проведения этого измерения с использованием Переменный ток. Этот метод тестирования известен как метод сильноточного тестирования. Этот метод заключается в пропускании 300 А через сеть заземления между опорная земля (обычно нейтраль трансформатора) и земля (провод и соединения) для проверки. Падение напряжения и величина тока и направление контролируются для проверки целостности заземляющих соединений.

Испытательный комплект GTS-300 показан на фиг.36. Тестовые соединения для проведения этот тест показан на фиг. 37.

Приведенные ниже рекомендации предлагаются при использовании сильноточного метода. проверки целостности заземляющих сетей и заземлений. Однако следует имейте в виду, что это всего лишь рекомендации, так как каждое основание должно рассматриваться по существу по сравнению с другими основаниями в ближайшем будущем окрестности.

РИС. 36 Комплект для проверки целостности сети заземления ГТС-300.

РИС. 37 Сильноточный метод проверки целостности сети заземления. [Amps High-current источник Вольт P1 Амперметр-клипса Амперметр-клипса Оборудование подстанции Clip-on амперметр Амперметр с зажимом Эталонное заземление Тестовое заземление Потенциальный провод Токоподвод Токопровод P2 C2 C1]

1. Падение напряжения сети заземления увеличивается примерно на 1 В для каждого 50 футов на прямом расстоянии от опорной точки.

2. На оборудовании с одинарным заземлением заземление можно считать удовлетворительным. если падение напряжения соответствует пункту 1 выше и расход не менее 200 А к проверяемому заземлителю в сеть.

На большинстве оборудования этого типа ток 300 А в сеть; однако в в некоторых случаях ток также будет проходить через фундаментные болты и / или трубопроводы.

3. На оборудовании с несколькими заземлениями заземление можно считать удовлетворительным. если падение напряжения соответствует пункту 1 выше и расход не менее 150 А к проверяемому заземлителю в сеть.

Если ток в сеть меньше 150 А, заземление должно быть отключено. от оборудования и снова нужно пропустить 300 А через землю.Если земля проходит через 300 А и падение напряжения больше не увеличивается чем на 0,5 В выше предыдущего уровня, заземление можно считать удовлетворительным.

«Внимание! Перед удалением заземления с оборудования убедитесь, что параллельно с временной землей 2/0 CU, например с землей грузовика или другие основания до отключения «.

4. Чтобы проверить нейтраль трансформатора или контрольную точку, пропустите 300A через нейтраль трансформатора в точке выше уровня земли, но ниже любых заземляющих соединений или зажимы на баке.Если на сеть заземления поступает не менее 150 А, то эталонный балл можно считать удовлетворительным.

5. Установите опорную землю, предпочтительно трансформатор нейтральной. Из Сильноточный источник переменного тока (GTS-300) подключите один измерительный провод к заземлению испытано, как показано на фиг. 37. Подключите испытательный провод к точке над уровнем земли. но ниже склеивающих соединений или зажимов. Пропустить 300 А через землю сетке и запишите падение напряжения в сети. С помощью накладного амперметра измерить количество испытательного тока, протекающего выше (к оборудованию) и ниже (к сетке) тестовый провод на тестируемой земле.Напряжение падение должно производиться в соответствии с пунктом 1 выше. Испытательные амперы должны соответствовать пунктам 2 и 3 этого списка.

От вопросов и ответов

с TJ Byers

Простой тестер заземления

Вопрос:

ARRL опубликовал схему для проверки сопротивления заземления. Однако он предполагает использование переменного тока напряжением 110 вольт. Не желая бегать по двору с удлинителем, не могли бы вы предложить схему с батарейным питанием, которая экономично измеряла бы сопротивление заземления (в трехэлектродной конфигурации) при 60–200 Гц?

Дуайт Хольтцен CQN3ARU
через Интернет

Ответ:

Да, у меня есть запрошенная вами схема.Но позвольте мне дать читателю некоторую справочную информацию о сопротивлении заземления, прежде чем я наложу ее на них без объяснения того, о чем вы говорите. Во-первых, заземление используется в качестве проводника в системах распределения электроэнергии. Его цель — минимизировать опасность удара молнии за счет заземления одной ветви линии переменного тока в почве. Во-вторых, радиоволны также используют его в качестве заземляющего слоя для увеличения эффективной мощности излучения антенны. В обоих случаях важно знать сопротивление почвы и обрабатывать ее химическими веществами, если сопротивление слишком низкое.

Есть три способа проверить сопротивление почвы с помощью двух-, трех- или четырехточечного измерения. Наиболее популярна трехточечная конфигурация (показана ниже). Его параметры очень хорошо документированы, и он легко реализуется. Вы можете представить его как четырехпроводной омметр с двумя общими электродами. Два внешних электрода создают ток в резисторе, который можно рассматривать как «заземляющий».

Точка измерения напряжения (P2) для трехточечных измерений грунта находится на 62 процентах расстояния от общего зонда (P1).Сопротивление определяется с помощью закона Ома (R = E / I), где I — ток, протекающий между P1 и P3, а E — напряжение между P1 и P2. При движении ставок важно, чтобы они находились на прямой линии — с точкой P3 как можно дальше от точки P1 (в определенных пределах — не в соседнем округе!). К сожалению, у меня нет возможности обсуждать эффекты перекрытия эффективных зон сопротивления, но достаточно сказать, что трехточечный метод справедливо компенсирует это.

Что касается схемы выше, она обеспечивает выходной сигнал, аналогичный выходному сигналу большинства портативных тестеров сопротивления заземления — 26 В переменного тока (обрыв) при 40 мА (закорочен).Один нестабильный генератор 555 генерирует прямоугольную волну частотой 60 Гц, которая управляет настенным трансформатором 6 В переменного тока. Конденсатор синхронизации (0,1 мкФ, вывод 2) определяет частоту — уменьшите его до 0,05 мкФ, и частота увеличится примерно до 130 Гц. Остальное зависит от вас и вашего Fluke (DMM).

7 CFR § 1755.406 — Измерение сопротивления заземления экрана или брони. | CFR | Закон США

(a) Измерения сопротивления заземления экрана или брони должны проводиться на законченных отрезках медного кабеля и проводов, а также на волоконно-оптических кабелях.

(b) Метод измерения.

(1) Измерение сопротивления заземления экрана или брони должно производиться между медным кабелем и экраном провода и землей, а также между броней оптоволоконного кабеля и землей, соответственно. Измерения должны проводиться либо на кабелях, либо на длинах проводов перед сращиванием и до того, как будут выполнены какие-либо заземляющие соединения с кабелем, экранами проводов или броней. По желанию, измерение может проводиться на длинах кабеля и провода после сращивания, но все заземляющие соединения должны быть удалены с тестируемой секции.

(2) Метод измерения с использованием комплекта для испытания сопротивления изоляции или мегомметра мостового постоянного тока должен быть таким, как показано на рисунке 18, следующим образом:

(c) Испытательное оборудование.

(1) Измерения сопротивления заземления экрана или брони могут быть выполнены с использованием набора для проверки сопротивления изоляции, мегаомметра мостового типа постоянного тока или имеющегося в продаже прибора для определения места повреждения.

(2) Комплект для испытания сопротивления изоляции должен иметь выходное напряжение не более 500 вольт постоянного тока и может работать вручную или работать от батареи.

(3) Мегаомметр мостового типа постоянного тока, который может питаться переменным током, должен иметь шкалы и множители, позволяющие точно считывать значения сопротивления от 50 000 Ом до 10 МОм. Напряжение, подаваемое на экран или броню во время испытания, не должно быть меньше «250 вольт постоянного тока» и не должно превышать «1000 вольт постоянного тока» при использовании прибора с регулируемыми уровнями испытательного напряжения.

(4) Вместо вышеуказанного оборудования можно использовать имеющиеся в продаже локаторы повреждений, если устройства способны обнаруживать повреждения, имеющие значения сопротивления от 50 000 Ом до 10 МОм.Работа устройств и метод поиска неисправностей должны соответствовать инструкциям производителя.

(d) Применимые результаты.

(1) Для всех новых медных кабелей и проводов и всех новых оптоволоконных кабелей уровни сопротивления заземления экрана или брони обычно превышают 1 МОм-милю (1,6 МОм-км) при 68 ° F (20 ° C). Значение 100 000 Ом-миль (161 000 Ом-км) при 68 ° F (20 ° C) должно быть минимальным приемлемым значением сопротивления заземления экрана или брони.

(2) Сопротивление заземления экрана или брони обратно пропорционально длине и температуре. Кроме того, другими факторами, которые могут повлиять на показания, могут быть почвенные условия, неисправное испытательное оборудование и неправильные процедуры испытаний.

(3) Для метода испытания сопротивления и мегаомметра мостового типа постоянного тока значение Ом-миля (Ом-км) для сопротивления заземления экрана или брони должно быть вычислено путем умножения фактического показания шкалы в Ом на испытательной установке на длину. в милях (км) тестируемого кабеля или провода.

(4)

(i) Сопротивление заземления экрана или брони объектива можно определить путем деления 100 000 на длину в милях (161 000 на длину в км) испытуемого кабеля или провода. Полученное значение является минимально допустимым показанием шкалы измерителя в омах. Примеры пунктов (d) (3) и (d) (4) этого раздела следующие:

Уравнение 1. Испытательный комплект: показание шкалы * длина = сопротивление-длина

75000 Ом * 3 мили = 225000 Ом-миля

(75000 Ом * 4.9 км = 367000 Ом-км)

Уравнение 2. 100 000 Ом-миля ÷ длина = минимально допустимое показание шкалы счетчика.

100000 Ом-миля ÷ 3 мили = 33 333 Ом

(161 000 Ом-км ÷ 4,9 км = 32 857 Ом)

(ii) Поскольку 33 333 Ом (32 857 Ом) является минимально допустимым показанием шкалы измерителя, а показание шкалы измерителя составляет 75 000 Ом, считается, что кабель соответствует требованиям 100 000 Ом-миль (161 000 Ом-км).

(5) Из-за различий между различными материалами оболочки, используемыми при производстве кабеля или провода, а также из-за различных условий почвы, нецелесообразно предоставлять простые факторы для прогнозирования величины изменения сопротивления экрана или брони от сопротивления заземления из-за температуры.Однако отклонения могут быть значительными при значительных отклонениях температуры от окружающей температуры 68 ° F (20 ° C).

(e) Запись данных. Данные должны быть скорректированы с учетом требований к длине в ом-миля (ом-км) и температуре 68 ° F (20 ° C) и должны быть записаны в форме, указанной в применимом строительном контракте.

(f) Возможные причины несоответствия.

(1) Когда результаты измерений сопротивления ниже требований 100000 Ом-миль (161000 Ом-км) при 68 ° F (20 ° C), температура рубашки, условия почвы, испытательное оборудование и метод должны быть проверены перед кабелем. или провод считается неисправным.Если температура составляет приблизительно 68 ° F (20 ° C) и условия почвы приемлемы, а показание меньше 100 000 Ом-миль (161 000 Ом-км), проверьте калибровку оборудования; а также метод испытания. Если было обнаружено, что оборудование не откалибровано, откалибруйте оборудование заново и повторно измерьте кабель или провод. Если температура была 86 ° F (30 ° C) или выше, кабель или провод должны быть повторно измерены в то время, когда температура составляет примерно 68 ° F (20 ° C). Если испытание проводилось в необычно влажной почве, кабель или провод следует повторно испытать после того, как почва достигнет нормальных условий.Если после выполнения вышеуказанных шагов достигается значение сопротивления 100 000 Ом-миль (161 000 Ом-км) или больше, кабель или провод считается приемлемым.

(2) Если значение сопротивления кабеля или провода все еще ниже требуемого 100000 Ом-миль (161000 Ом-км) после выполнения шагов, перечисленных в параграфе (f) (1) этого раздела, неисправность должны быть изолированы путем измерения сопротивления заземления экрана или брони на отдельных участках кабеля или провода.