Как замерить контур заземления: Как замерить сопротивление заземления мультиметром — mkada.ru

Содержание

Как замерить сопротивление заземления мультиметром

То, что правилами требуется периодически измерять сопротивление заземления, это не просто чья-то придумка или блажь, это, прежде всего, вопрос безопасности человеческой жизни. Существуют определённые нормативы и замеры должны им соответствовать. В статье мы рассмотрим, как замерить сопротивление заземления мультиметром и другими измерительными приборами.

Перед тем, как проверить заземление в частном доме очень важно, чтобы вы поняли саму суть этой процедуры, для чего она выполняется, какую основную цель преследует, почему это так необходимо?

Что такое заземление?

Защитное заземление – это преднамеренное соединение с землёй тех частей электрического оборудования, которые при нормальной работе электросети не находятся под действием напряжения, но могут попасть под его влияние в результате пробоя изоляции. Основной целью заземления является защита людей от действия электрического тока.

Главная составляющая защитного заземления – это контур. Он представляет собой конструкцию естественных или искусственных заземлителей, то есть несколько заземляющих электродов соединяются в единое целое. В качестве электродов чаще всего используют прутья из стали. Медные пруты применяют реже в силу того, что это дорого.

Но если есть финансовые возможности, то имейте в виду, что медь является идеальным вариантом и наилучшим проводником.

По логике понятно, что контур заземления должен располагаться в земле. Так как нас интересует защита дома, то неподалёку от строения и силового щитка выбирается подходящее место с нормальным грунтом. В землю вбиваются три штыря так, чтобы они располагались треугольником, и расстояние между ними было 1,5 м.

Эти электроды необходимо вбить максимально глубоко (их длина должна быть не менее 2 м).

Теперь понадобится сварочный аппарат и металлическая шина, с помощью которых электроды нужно увязать между собой в равносторонний треугольник. Контур готов, теперь к нему нужно закрепить медный проводник, который дальше идёт в щиток и подсоединяется там к заземляющей шинке. А на эту шинку выводятся заземляющие проводники от всех розеток.

Перед использованием необходимо проверить контур на заземляющее сопротивление.

О том, что такое заземление – на следующем видео:

В чём суть работы заземления?

Принцип действия защитного заземления основывается на главном качестве электрического тока – протекать по проводникам, которые обладают наименьшим сопротивлением. На сопротивление человеческого тела оказывают влияние многие факторы, но в среднем оно приравнивается к 1000 Ом.

Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) контур заземления должен иметь сопротивление гораздо меньшее (допускается не более 4 Ом).

А теперь смотрите, в чём заключается принцип действия защитного заземления. Если какой-то электрический прибор неисправен, то есть произошёл пробой изоляции и на его корпусе появился потенциал, и кто-то прикоснулся к нему, то ток с поверхности прибора будет уходить в землю через человека, путь будет выглядеть как «рука-тело-нога». Это смертельная опасность, величина тока 100 мА вызывает необратимые процессы.

Защитное заземление сводит этот риск до минимума. Современные электроприборы имеют внутреннее соединение заземляющего контакта штепсельной вилки с корпусом. Когда прибор посредством вилки включён в розетку и в результате повреждения на его корпусе появляется потенциал, то он уйдёт в землю по заземляющему проводнику с низким сопротивлением. То есть ток не пойдёт через человека с сопротивлением 1000 Ом, а побежит через проводник, у которого эта величина намного меньше.

Вот почему важным этапом в обустройстве электрического хозяйства в наших жилых домах является измерение сопротивления заземления. Нам нужна 100 % уверенность, что эта величина ниже наших человеческих 1000 Ом.

И запомните, что это процедура не разового характера, измеряться сопротивление должно периодически, а сам контур надо постоянно поддерживать в исправном состоянии.

Проверка заземления розеток

Если вы купили дом или квартиру, и вся электрическая часть в помещении уже была смонтирована до вас, как проверить заземление в розетке?

Для начала предлагаем вам произвести визуальный осмотр. Отключите вводной автомат на квартиру и разберите одну розетку. У неё должна быть соответствующая клемма, к которой подсоединяется заземляющий проводник, как правило, он имеет жёлто-зелёное цветовое исполнение. Если всё это присутствует, значит, розетка заземлена. Если же вы обнаружили только два провода – коричневый и синий (фазу и ноль), то розетка не имеет защитного заземления.

В то же время наличие жёлто-зелёного проводника ещё не говорит об исправности заземления.

Эффективность контура можно определить специальным прибором, без которого не обходится ни один электрик, мультиметром. Алгоритм этой проверки выглядит следующим образом:

В распределительном щитке включите вводной автомат, то есть в розетках должно присутствовать напряжение.
На приборе установите режим измерения напряжения.

Теперь необходимо щупами прибора прикоснуться к фазному и нулевому контакту и померить между ними напряжение. На приборе должна высветиться величина порядка 220 В.

Аналогичный замер произведите между фазным и заземляющим контактами. Измеряемое напряжение будет немного отличаться от первой величины, но сам факт появления на экране каких-то цифр говорит о том, что в помещении присутствует заземление. Если на экране прибора никаких цифр нет, значит, контур заземления отсутствует либо он в неисправном состоянии.

Когда нет мультиметра, проверить работу контура можно тестером, который собирается своими руками. Вам понадобятся:

патрон;
лампочка;
провода;
концевики.

Электрики называют подобный тестер «контрольной лампочкой» или сокращённо «контролькой». Прикоснитесь одним концевым щупом к фазному контакту, вторым дотроньтесь до нулевого. Лампочка при этом должна загореться. Теперь концевик, которым вы прикасались к нулю, переведите на усик заземляющего контакта. Если лампочка снова загорится, значит, контур заземления в рабочем состоянии. Лампа не будет гореть, если защитное заземление не рабочее. Слабое свечение станет свидетельством плохого состояния контура.

Если к проверяемой цепи подключено УЗО, то во время проверочных действий оно может сработать, это означает, что заземляющий контур работоспособен.

Обратите внимание! Может быть такая ситуация, что во время прикосновения концевиками к фазному и заземляющему контактам лампа не загорелась. Попробуйте тогда с фазного контакта переместить щуп на нулевой, возможно во время подключения розетки ноль с фазой были попутаны.

В идеале надо начинать проверочные действия с того, что при помощи индикаторной отвёртки определять в коммутационном аппарате фазный контакт.

Наглядно этот способ показан на видео:

О неисправном либо неподключенном контуре заземления могут также свидетельствовать такие косвенные ситуации:

бьётся током стиральная машина или водонагревательный бойлер;

слышится шум в колонках, когда работает музыкальный центр.

Проведение замеров

И всё же в вопросе, как замерить сопротивление заземления, лучше пользоваться не мультиметром, а мегаомметром. Наилучшим вариантом считается электроизмерительный переносной прибор М-416. Его работа основывается на компенсационном методе измерения, для этого пользуются потенциальным электродом и вспомогательным заземлителем. Его измерительные пределы от 0,1 до 1000 Ом, работать прибором можно при температурных режимах от -25 до +60 градусов, питание осуществляется за счёт трёх батареек напряжением 1,5 В.

А теперь пошаговая инструкция всего процесса как измерить сопротивление контура заземления:

Прибор расположите на горизонтальной ровной поверхности.
Теперь произведите его калибровку. Выберите режим «контроль», нажмите красную кнопку и, удерживая её, установите стрелку в положение «ноль».
Некоторое сопротивление есть и у соединительных проводов между выводами, чтобы свести к минимуму это влияние расположите прибор поближе к измеряемому заземлителю.
Выберите нужную схему подключения. Можете проверить сопротивление грубо, для этого выводы соедините перемычками и подключите прибор по трёхзажимной схеме. Для точности измерений следует исключить погрешность, которую дадут соединительные провода, то есть между выводами снимается перемычка и применяется четырёхзажимная схема подключения (кстати, она нарисована на крышке прибора).

Выполните забивание в землю вспомогательного электрода и стержня зонда на глубину не меньше 0,5 м, имейте в виду, что грунт должен быть плотный и не насыпной. Для забивания используйте кувалду, удары должны быть прямыми, без раскачивания.

Место, где будете подсоединять проводники к заземлителю, зачистите напильником от краски. В качестве проводников применяйте медные жилы сечением 1,5 мм². Если используете трёхзажимную схему, то напильник будет выполнять роль соединительного щупа между заземлителем и выводом, так как с другой его стороны подсоединяется медный провод сечением 2,5 мм².
И теперь переходим уже непосредственно к тому, как измерить сопротивление заземления. Выберите диапазон «х1» (то есть умножение на «1»). Нажмите красную кнопку и вращением ручки стрелку установите на «ноль». Для больших сопротивлений необходимо будет выбрать и больший диапазон («х5» или «х20»). Так как мы выбрали диапазон «х1», то цифра на шкале и будет соответствовать измеренному сопротивлению.

Наглядно, как проводится измерение заземления на следующем видео:

Некоторые основные параметры и правила

Неважно, в какое время года вы будете производить замеры, показания всегда должны соответствовать следующим нормам:

Для источников с однофазным напряжением	Для источников с трёхфазным напряжением	Величина сопротивления заземления
127 В	220 В	8 Ом
220 В	380 В	4 Ом
380 В	660 В	2 Ом

Замеры рекомендуется выполнять при определённых погодных условиях, когда земля считается наиболее плотной.

Идеальное время – это середина лета (когда грунт сухой) и середина зимнего периода (когда земля сильно промёрзшая).

Мокрый грунт сильно повлияет на растекаемость тока, поэтому измерения, проведённые в сырую и влажную погоду в весенний или осенний период, будут искажёнными.

Есть ещё способ производить замеры токоизмерительными клещами, но самым лучшим вариантом будет обращение в специализированную службу. Электротехническая лаборатория произведёт все необходимые измерения и выдаст соответствующий протокол, в котором будут указаны место проведения испытаний, характер и удельное сопротивление грунта, величины замеров с сезонным поправочным коэффициентом.

Измерение сопротивления заземления: методики и периодичность

Измерение сопротивления заземления нужно выполнять, чтобы удостовериться, что оно совпадает с требованием ПУЭ (правила устройства электроустановок) гл. 1.8., а также ПТЭЭП пр. 3,3.1. Замеры, которые проводятся в электроустановке с глухозаземленной нейтралью (напряжение которых составляет ниже 1000В) должны соответствовать следующим нормам. Неважно, зимой или летом, значение не должно превышать отметку 8, 4 и 2 Ом при напряжении 220, 380, 660 В (для источников с трехфазным током) соответственно, или 127, 220 и 380 В для источников с однофазным током. Для электроустановок, где используется изолированная нейтраль (напряжение ниже 1000В) сопротивление заземляющего контура должно соответствовать п 1.7.104 ПУЭ и рассчитывается по формуле Rз * Iз

Обзор методик

Метод амперметра-вольтметра

Для проведения измерительных работ необходимо искусственно собрать электрическую цепь, в которой ток течет через испытуемый заземлитель и токовый электрод (его еще называют вспомогательным). Также в этой схеме задействуется потенциальный электрод, назначение которого – замер падения напряжения во время протекания электрического тока по заземлителю. Потенциальный электрод нужно расположить одинаково далеко от токового электрода и испытуемого заземлителя, в зоне с нулевым потенциалом.

Чтобы измерить сопротивление методом амперметра-вольтметра необходимо воспользоваться законом Ома. Итак, по формуле R=U/I находим сопротивление контура заземления. Такой метод хорошо подходит для измерений в частном доме. Чтобы получить нужный измерительный ток можно воспользоваться сварочным трансформатором. Также подойдут и другие виды трансформаторов, вторичная обмотка которых электрически не связана с первичной.

Использование специальных приборов

Сразу отметим, что даже для измерений в домашних условиях многофункциональный мультиметр не сильно подойдет. Чтобы измерить сопротивление контура заземления своими руками используются аналоговые приборы:

МС-08;
М-416;
ИСЗ-2016;
Ф4103-М1.

Рассмотрим, как измерить сопротивление прибором М-416. Сначала нужно убедиться, что у прибора есть питание. Проверим наличие батареек. Если их нет, нужно взять 3 элемента питания напряжением 1,5 В. В итоге получим 4,5 В. Готовый к использованию прибор нужно поставить на ровную горизонтальную поверхность. Далее калибруем прибор. Ставим его в положение «контроль» и, удерживая красную кнопку, выставляем стрелку на значении «ноль». Для измерения будем пользоваться трехзажимной схемой. Вспомогательный электрод и стержень зонда забиваем не менее чем на полметра в грунт. Подсоединяем к ним провода прибора по схеме.

Переключатель на приборе устанавливается в одно из положений «Х1». Зажимаем кнопку и крутим ручку, пока стрелка на циферблате не сравняется с отметкой «ноль». Полученный результат необходимо умножить на ранее выбранный множитель. Это и будет искомое значение.

На видео наглядно демонстрируется, как измерить сопротивления заземления прибором:

Также могут быть использованы более современные цифровые приборы, которые намного упрощают работы по замерам, более точны и сохраняют последние результаты измерений. Например, это приборы серии MRU – MRU200, MRU120, MRU105 и др.

Работа токовыми клещами

Сопротивление контура заземления можно измерять также токовыми клещами. Их преимущество в том, что нет необходимости отключать заземляющее устройство и применять вспомогательные электроды. Таким образом, они позволяют достаточно оперативно вести контроль за заземлением. Рассмотрим принцип работы токовых клещей. Через заземляющий проводник (который в данном случае является вторичной обмоткой) протекает переменный ток под воздействием первичной обмотки трансформатора, которая находится в измерительной головке клещей. Для расчета величины сопротивления необходимо разделить значение ЭДС вторичной обмотки на величину тока, измеренную клещами.

В домашних условиях можно использовать токовые клещи С.А 6412, С.А 6415 и С.А 6410. Более подробно узнать о том, как пользоваться токоизмерительными клещами, вы можете в нашей статье!

Безэлектродный способ

Этот метод является наиболее современным и позволяет измерять сопротивление контура, не прибегая к размыканию заземляющих стержней и установке дополнительных заземляющих электродов. В связи с этим условием, метод имеет ряд дополнительных преимуществ:

возможность производить замеры в полевых условиях, в тех местах, где невозможно применить другие методы измерения сопротивления;
экономия времени и средств для выполнения работ.

Безэлектродный метод может применяться, если используются двое измерительных токовых клещей. Например, это могут быть современные тестеры типа Fluke 163. Клещи располагают вокруг заземляющего электрода или соединительного кабеля. Клещами при этом измеряется индуцируемое напряжение. Его амплитуда фиксируется вторыми клещами.

Тестер автоматически определяет сопротивление контура заземления для данного соединения.

Периодичность измерений

Проводить визуальный осмотр, измерения, а также при необходимости частичное раскапывание грунта нужно согласно графику, который установлен на предприятии, но не реже чем один раз в 12 лет. Получается, что, когда производить замеры заземления – решать вам. Если вы живете в частном доме, то вся ответственность лежит на вас, но не рекомендуется пренебрегать проверкой и замерами сопротивления, так как от этого напрямую зависит ваша безопасность, при пользовании электрооборудованием.

При проведении работ необходимо понимать, что в сухую летнюю погоду можно добиться наиболее реальных результатов измерений, так как грунт сухой и приборы дадут наиболее правдивые значения сопротивлений заземления. Напротив, если замеры будут проведены осенью либо весной в сырую, влажную погоду, то результаты будут несколько искажены, так как мокрый грунт сильно влияет на растекаемость тока, что, в свою очередь, дает большую проводимость.

Если вы хотите, чтобы измерения защитного и рабочего заземления проводили специалисты, то необходимо обратиться в специальную электротехническую лабораторию. По окончании работы вам будет выдан протокол измерения сопротивления заземления. В нем отображается место проведения работ, назначение заземлителя, сезонный поправочный коэффициент, а также на каком расстоянии друг от друга находятся электроды. Образец протокола предоставлен ниже:

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, в котором показывается как измеряют сопротивление заземления опоры ВЛ:

Вот мы и рассмотрели существующие методики измерения сопротивления заземления в домашних условиях. Если вы не обладаете соответствующими навыками рекомендуем воспользоваться услугами специалистов, которые все сделают быстро и качественно!

Также рекомендуем прочитать:

Контур заземления: устройство, нормы пуэ, как проверить и измерить сопротивление мультиметром

Согласно Правил устройства электроустановок, любые электрические сети и оборудование, работающее с напряжением свыше 50 вольт переменного и 120 вольт постоянного тока, должны иметь защитное заземление.

Это касается помещений без признаков условий повышенной опасности. В опасных помещениях (повышенная влажность, токопроводящая пыль и прочее), требования еще жестче. Но мы в данном материале будем рассматривать в основном жилые дома.

По умолчанию принимаем, что заземление должно быть.

При монтаже новых линий энергоснабжения, заземление будет установлено, и владелец помещения может за этим проследить (или подключить его самостоятельно).

В случае, когда вы проживаете (работаете) в уже готовом помещении, возникает вопрос: как проверить заземление? В первую очередь, надо убедиться в том, что оно у вас есть.

Вне зависимости от формального соблюдения ПУЭ, это касается жизни и здоровья людей.

Проверка наличия и правильности подключения защитного заземления

Как минимум, необходимо заглянуть в распределительный щит вашей квартиры (дома, мастерской).

По умолчанию принимаем условие: электропитание однофазное. Так будет проще разобраться в материале.

В щитке должно быть три независимых входных линии:

Фаза (как правило, обозначается проводом с коричневой изоляцией). Идентифицируется индикаторной отверткой.
Рабочий ноль (цветовая маркировка — синяя или голубая).
Защитное заземление (желто-зеленая изоляция).

Если электропитающий вход выполнен именно так, скорее всего, заземление у вас есть. Далее проверяем независимость рабочего ноля и защитного заземления между собой.

К сожалению, некоторые электрики (даже в профессиональных бригадах), вместо заземления используют так называемое зануление. В качестве защиты используется рабочий ноль: к нему просто подсоединяется заземляющая шина.

Это является нарушением Правил устройства электроустановок, использование такой схемы опасно.

Как проверить, заземление или зануление подключено в качестве защиты?

Если соединение проводов очевидно — защитное заземление отсутствует: у вас организовано зануление. Однако видимое правильное подключение еще не означает, что «земля» есть и она работает. Проверка заземления включает в себя несколько этапов. Начинаем с измерения напряжения между защитным заземлением и рабочим нулем.

Фиксируем значение между нулем и фазой, и тут же проводим измерение между фазой и защитным заземлением. Если значения одинаковые — «земляная» шина имеет контакт с рабочим нулем после физического заземления. То есть, она соединена с нулевой шиной. Это запрещено ПУЭ, потребуется переделка системы подключения. Если показания отличаются друг от друга — у вас правильная «земля».

Дальнейшее измерение заземления проводится с помощью специального оборудования. На этом остановимся подробнее.

Как устроено заземление, и зачем проверять его параметры

Не вдаваясь в подробности, можно сказать, что заземление нужно для соединения корпуса электроустановки с рабочим нулем. Глядя на несколько абзацев выше, можно подумать, что это абсурд. На самом деле имеется ввиду возможность протекания тока от защитного заземления, через физическую землю (грунт), до рабочего нуля ближайшей подстанции. Фактически, это будет короткое замыкание.

Соответственно, при попадании фазы на корпус электроустановки, сработает защитный автомат, и поражения электротоком не будет.

Зачем же нужна проверка сопротивления заземления? Для организации аварийного короткого замыкания, необходима большая сила тока. Если сопротивление контура заземления будет слишком велико, сила тока (в соответствии с законом Ома) снизится, и защитный автомат не сработает.

Еще одна опасность большого сопротивления защитной «земли» в том, что сопротивление тела человека может оказаться меньше. Тогда, при касании рукой аварийной электроустановки, вы гарантированно будете поражены электротоком.

Важно! Само по себе заземление не дает 100% защиты от поражения электротоком.

Когда на корпусе электроустановки окажется фаза, часть напряжения уйдет на компенсацию утечки в физическую землю. Если остаток потенциала превысит 50 вольт, опасность сохранится.

Равно как и защитный автомат без заземления не отключит фазу при попадании на корпус. Он сработает лишь при замыкании нуля с фазой. Полную защиту дает установка автомата и одновременное подключение контура защитной «земли». Существенно повышает уровень безопасности еще и УЗО.

И, наконец о том, что представляет собой контур заземления.

Если вкратце, это несколько металлических штырей (при нормальных природных условиях — три), глубоко погруженных в грунт, соединенных проводниками между собой и шиной заземления в здании.

Проверка параметров защитного заземления

Кроме очевидных составляющих системы защитной «земли»: таких, как контактная колодка, провода, идущие к электроустановкам, соединение с контуром в грунте, важную роль в обеспечении защиты играет собственно земля. Соответственно надо убедиться в следующем:

Между всеми элементами контура (штыри, соединительные шины, проводник в помещение до клеммной колодки) есть надежное электрическое соединение с минимальным сопротивлением.
Попавшее на контур напряжение (в случае аварии), растекается по физической земле с максимальным током. Это возможно лишь при хорошем контакте между металлом и грунтом.
Физические условия местности (грунта) могут обеспечить надежный контакт даже при плохих (с точки зрения электротока) условиях. А именно, пересыхание грунта, растрескивание земли в местах установки заземлителей.

Разумеется, никто не проводит измерения параметров на каждом элементе заземляющей системы. Это потребуется лишь в случае несоответствия нормам, для поиска так называемого «слабого звена».

По какому принципу проводится проверка защитного контура заземления?

Необходимо создать полный аналог заведомо работающего контура, и сравнить показатели с тестируемым объектом. Для этого существуют комплексы проверки рабочего заземления.

Сразу оговоримся: изготовить такой комплект самостоятельно возможно, но дорого и нецелесообразно.

Равно как и проверка параметров защитного заземления с помощью стандартных средств измерений (мультиметр), не покажет достоверной картины.

Да и сформировать высокое напряжение, необходимое для измерения параметров растекания, тестер не сможет. Поэтому лучше либо брать оборудование напрокат, либо приглашать мастера.

Вы можете купить подобный набор, но вряд ли он себя окупит в обозримом будущем. Даже с учетом того, периодичность проверки заземляющих устройств составляет один раз в году (и для жилых, и для промышленных объектов), проще получать разовый доступ к оборудованию.

Типовая схема включения прибора

Работает принцип одновременного использования вольтметра-амперметра на испытуемом участке грунта. Есть три величины: сопротивление, напряжение, сила тока. Параметры вычисляются по закону Ома. Нам известно первоначальное напряжение, а прибор поддерживает силу тока. Зная падение напряжения между тестируемыми стержнями, мы с высокой точностью можем вычислить сопротивление контура заземления.

Погрешность есть, но она несущественна в сравнении с измеряемыми величинами. Сопротивление контакта тестового электрода с грунтом вообще принимается за нулевое, при условии, что стержень чистый и не покрыт коррозией.

Большинство современных приборов сразу выдают готовые параметры защитного заземления, а в старых (при этом не менее надежных и точных) конструкциях — надо будет выполнить простую операцию деления. В соответствии с законом Ома.

Проверка заземления мегаомметром проходит по тому же принципу, только погрешность измерения будет выше. Все-таки земля не является проводником электричества в привычном смысле.

Мегаомметр лучше использовать для оценки иных факторов безопасности

Например, сопротивления изоляции. Речь пойдет не о прямой опасности. То есть, если вы схватитесь рукой за провод, в котором диэлектрические свойства изоляции в норме, вы не получите поражение электротоком.

Но есть и дополнительная опасность: пробой изоляции под нагрузкой. Этот неприятный факт приводит к сбоям в работе, и что более страшно — к возгораниям электроцепи.

Мегаомметр для измерения сопротивления изоляции представляет собой генератор напряжения и точный прибор в одном корпусе.

Классический вариант (с успехом применяется и сейчас), вырабатывает напряжение до 2500 вольт. Не стоит бояться, токи при работе мизерные. Но держаться нужно только за изолированные рукояти измерительных кабелей.

Высокий потенциал напряжения легко выявляет изъяны в изоляции, и стрелка прибора показывает истинное сопротивление. Перед началом работ следует отключить все подающие напряжение автоматы, и избавиться от остаточного потенциала: заземлить провод.

Для измерения пробоя между проводами в одном кабеле используются два провода. Они подсоединяются к жилам отключенного кабеля, и проводится замер. Если сопротивление ниже нормы, кабель отбраковывается. Никто не знает, когда место потенциального пробоя принесет неприятности.

Для измерения утечки на землю, один провод соединяется с защитным заземлением (в зоне прокладки тестируемого кабеля), а второй к центральной жиле. Напряжение для тестирования должно быть выше. Если провод невозможно приложить к «земле», измерение проводится при помощи прикладывания второго электрода к внешней поверхности изоляции.

При наличии экрана (бронировки кабеля), применяется трехпроводная система замеров. третий провод соединяется с экраном тестируемого кабеля.

Общая схема именно такая, но каждая модель прибора имеет собственную инструкцию. В современных мегаомметрах с цифровым дисплеем, разобраться еще проще, чем в старых стрелочных.

С помощью мегаомметра можно тестировать еще и обмотки двигателей. Но это отдельная тема. Информация для тех, кто думает, что все эти приборы узкопрофильные: с помощью системы шунтов, можно превратить мегаомметр в прецизионный омметр или вольтметр.

Видео по теме

Источник: https://ProFazu.ru/provodka/bezopasnost-provodka/kak-proverit-zazemlenie.html

Как замерить сопротивление заземления мультиметром

Что такое заземление?

Эти электроды необходимо вбить максимально глубоко (их длина должна быть не менее 2 м).

Перед использованием необходимо проверить контур на заземляющее сопротивление.
О том, что такое заземление – на следующем видео:

В чём суть работы заземления?

А теперь смотрите, в чём заключается принцип действия защитного заземления.

Если какой-то электрический прибор неисправен, то есть произошёл пробой изоляции и на его корпусе появился потенциал, и кто-то прикоснулся к нему, то ток с поверхности прибора будет уходить в землю через человека, путь будет выглядеть как «рука-тело-нога». Это смертельная опасность, величина тока 100 мА вызывает необратимые процессы.

Защитное заземление сводит этот риск до минимума. Современные электроприборы имеют внутреннее соединение заземляющего контакта штепсельной вилки с корпусом.

Когда прибор посредством вилки включён в розетку и в результате повреждения на его корпусе появляется потенциал, то он уйдёт в землю по заземляющему проводнику с низким сопротивлением.

То есть ток не пойдёт через человека с сопротивлением 1000 Ом, а побежит через проводник, у которого эта величина намного меньше.

Проверка заземления розеток

Для начала предлагаем вам произвести визуальный осмотр. Отключите вводной автомат на квартиру и разберите одну розетку.

У неё должна быть соответствующая клемма, к которой подсоединяется заземляющий проводник, как правило, он имеет жёлто-зелёное цветовое исполнение. Если всё это присутствует, значит, розетка заземлена.

Если же вы обнаружили только два провода – коричневый и синий (фазу и ноль), то розетка не имеет защитного заземления.

В то же время наличие жёлто-зелёного проводника ещё не говорит об исправности заземления.

В распределительном щитке включите вводной автомат, то есть в розетках должно присутствовать напряжение.
На приборе установите режим измерения напряжения.

Теперь необходимо щупами прибора прикоснуться к фазному и нулевому контакту и померить между ними напряжение. На приборе должна высветиться величина порядка 220 В.
Аналогичный замер произведите между фазным и заземляющим контактами. Измеряемое напряжение будет немного отличаться от первой величины, но сам факт появления на экране каких-то цифр говорит о том, что в помещении присутствует заземление. Если на экране прибора никаких цифр нет, значит, контур заземления отсутствует либо он в неисправном состоянии.

патрон;
лампочка;
провода;
концевики.

Теперь концевик, которым вы прикасались к нулю, переведите на усик заземляющего контакта. Если лампочка снова загорится, значит, контур заземления в рабочем состоянии. Лампа не будет гореть, если защитное заземление не рабочее.

Слабое свечение станет свидетельством плохого состояния контура.

Обратите внимание! Может быть такая ситуация, что во время прикосновения концевиками к фазному и заземляющему контактам лампа не загорелась. Попробуйте тогда с фазного контакта переместить щуп на нулевой, возможно во время подключения розетки ноль с фазой были попутаны.

В идеале надо начинать проверочные действия с того, что при помощи индикаторной отвёртки определять в коммутационном аппарате фазный контакт.
Наглядно этот способ показан на видео:
О неисправном либо неподключенном контуре заземления могут также свидетельствовать такие косвенные ситуации:

бьётся током стиральная машина или водонагревательный бойлер;
слышится шум в колонках, когда работает музыкальный центр.

Проведение замеров

Его работа основывается на компенсационном методе измерения, для этого пользуются потенциальным электродом и вспомогательным заземлителем.

Его измерительные пределы от 0,1 до 1000 Ом, работать прибором можно при температурных режимах от -25 до +60 градусов, питание осуществляется за счёт трёх батареек напряжением 1,5 В.

А теперь пошаговая инструкция всего процесса как измерить сопротивление контура заземления:

Прибор расположите на горизонтальной ровной поверхности.
Теперь произведите его калибровку. Выберите режим «контроль», нажмите красную кнопку и, удерживая её, установите стрелку в положение «ноль».
Некоторое сопротивление есть и у соединительных проводов между выводами, чтобы свести к минимуму это влияние расположите прибор поближе к измеряемому заземлителю.
Выберите нужную схему подключения. Можете проверить сопротивление грубо, для этого выводы соедините перемычками и подключите прибор по трёхзажимной схеме. Для точности измерений следует исключить погрешность, которую дадут соединительные провода, то есть между выводами снимается перемычка и применяется четырёхзажимная схема подключения (кстати, она нарисована на крышке прибора).
Выполните забивание в землю вспомогательного электрода и стержня зонда на глубину не меньше 0,5 м, имейте в виду, что грунт должен быть плотный и не насыпной. Для забивания используйте кувалду, удары должны быть прямыми, без раскачивания.

Место, где будете подсоединять проводники к заземлителю, зачистите напильником от краски. В качестве проводников применяйте медные жилы сечением 1,5 мм2. Если используете трёхзажимную схему, то напильник будет выполнять роль соединительного щупа между заземлителем и выводом, так как с другой его стороны подсоединяется медный провод сечением 2,5 мм2.
И теперь переходим уже непосредственно к тому, как измерить сопротивление заземления. Выберите диапазон «х1» (то есть умножение на «1»). Нажмите красную кнопку и вращением ручки стрелку установите на «ноль». Для больших сопротивлений необходимо будет выбрать и больший диапазон («х5» или «х20»). Так как мы выбрали диапазон «х1», то цифра на шкале и будет соответствовать измеренному сопротивлению.

Наглядно, как проводится измерение заземления на следующем видео:

Некоторые основные параметры и правила

Для источников с однофазным напряжением	Для источников с трёхфазным напряжением	Величина сопротивления заземления
127 В	220 В	8 Ом
220 В	380 В	4 Ом
380 В	660 В	2 Ом

Замеры рекомендуется выполнять при определённых погодных условиях, когда земля считается наиболее плотной.

Мокрый грунт сильно повлияет на растекаемость тока, поэтому измерения, проведённые в сырую и влажную погоду в весенний или осенний период, будут искажёнными.

Источник: https://YaElectrik.ru/elektroprovodka/kak-zamerit-soprotivlenie-zazemleniya-multimetrom

Измерение металлосвязи: методика, нормы, периодичность проверки

Наличие защитного заземления – одно из основных требований электробезопасности. Надежность заземляющих элементов контролируют специалисты электролаборатории, проводя измерение металлосвязи.

Согласно действующим нормам и правилам, такая проверка обязательна, если на объекте производился ремонт электрического оборудования, переоснащение или монтажные работы.

Что скрывается под термином «металосвязь» и зачем проводятся ее измерения, мы подробно расскажем в этой публикации.

Под данным термином принято понимать связь (электрическую цепь), образованную электроустановкой и заземлителем. Основное требование к металлосвязи – непрерывность цепи заземления. Нарушение этого условия грозит образованием высокой разности потенциалов в цепях электроустановки, что представляет угрозу для жизни и может повлечь за собой выход из строя оборудования.

Надежный контакт заземлителя и объекта заземления обеспечивает низкую величину переходного сопротивления

Со временем может наблюдаться рост переходных сопротивлений в цепи заземления, что приводит к образованию дефектов металлосвязи, давайте разберемся с природой этого явления.

Чем вызван рост переходного сопротивления?

Под переходными контактами подразумеваются соприкасающиеся металлические элементы. Добиться их идеальной полировки невозможно, все равно на поверхности будут присутствовать бугорки и вмятины микроскопического размера.

Площадь контактируемых поверхностей изменяется от воздействия различных внешних факторов (температура, сила прижатия, загрязнение поверхности и т.д.), что ведет к увеличению переходного сопротивления.

На представленных ниже фотографиях медного контакта, сделанных при помощи электронного микроскопа, видно образование на поверхности пленки из оксида меди.

Поверхность медного контакта, увеличенная микроскопом

Такая оксидная пленка обладает диэлектрическими свойствами, они хоть и не велики, но этого может оказаться достаточно, чтобы нарушить металлосвязь.

В результате соединение будет нагреваться и рано или поздно приведет к отгоранию контакта, что незамедлительно отразится на качестве металлосвязи.

Не менее распространенная причина – человеческий фактор, именно поэтому после монтажных работ требуется проводить измерение металлосвязи.

Принимая во внимание вышеизложенную информацию, можно указать следующие причины для проверки металлосвязи:

Контроль непрерывности цепи заземления. Он включает в себя как электроизмерения, так и осмотр защитных проводников и других элементов заземления, на предмет их целостности.
Измерение сопротивления переходных контактов (производится между электроустановкой и заземлителем), а также общих параметров цепи.
Проверяется разность потенциалов между корпусом заземленной электроустановки и заземлителем. Проверка осуществляется в рабочем режиме и выключенном состоянии.

Как видим, основная цель проверки – осуществление измерений параметров заземляющих цепей, поскольку именно они характеризуют качество металлосвязи, а соответственно, и электробезопасность установки.

В соответствии с требованиями ПУЭ металлические элементы электроустановок подлежат заземлению. Замеры металлосвязи производятся между главной заземляющей шиной и элементом, подлежащим проверке. По нормам сопротивление контактов в одном переходе должно быть 0,01 Ом ± 20%.

Если измерительный прибор подтверждает наличие качественного соединения, выполняется проверка следующего узла. Когда между заземлителем и заземленной электроустановкой несколько переходов, то их суммарное сопротивление не должно выходить за пределы 0,05 Ом.

Измерение сопротивления переходных контактов

Если сопротивление превышает допустимые нормы, следует проверить состояние контактов, зачистить их, соединить и произвести повторные измерения.

Большинством электролабораторий замеры металлосвязи проводятся по следующему алгоритму:

Осуществляется визуальный осмотр контактов заземляющих проводников. Эффективны при поисках «плохого» контакта специальные приборы – тепловизоры, они быстро позволяют обнаружить проблемное соединение.
Сварочные соединения проверяются на прочность путем применения механической нагрузки.
Все заземленные элементы конструкции тестируются на наличие металлосвязи.
Проверка наличия электрического тока на заземленных элементах.
Полученные результаты фиксируются в специальном протоколе.

Приведенная методика измерений доказала свою эффективность.

Нормы и правила

Согласно нормам ПУЭ заземляющие проводники, а также используемые для выравнивания потенциалов, необходимо надежно соединять, чтобы обеспечить наличие непрерывности цепи заземления.

При этом для стальных проводников предписывается сварочное соединение, другие способы контакта допускаются только в том случае, если имеется защита от разрушающего воздействия воздушной среды.

При использовании болтовых соединений, должны быть приняты соответствующие меры, не позволяющие ослабевать контактному соединению.

Все соединения цепи заземлителя и заземленного устройства должны быть расположены таким образом, чтобы к ним имелся свободный доступ, поскольку должен производиться осмотр, с целью проверки непрерывности электрического соединения. Исключение их этого правила – герметизированные контакты.

В Правилах также указано, что для контакта с заземляющими устройствами могут выполняться болтовыми или сварочными соединениями. Если устройства электроустановок подвержены сильной вибрации или их часто перемещают на другое место, то применяются гибкий защитный провод.

Более детальную информацию о нормах и правилах, можно получить в ПУЭ (р. 1.7.).

Периодичность

Согласно норм ПТЭЭП и ПУЭ, испытания металлосвязи проводится по графику, определенному техническим отделом объекта. Как правило, в этом случае руководствуются табл. 37 п. 3.1 ПТЭЭП, где установлена следующая периодичность измерения металлосвязи:

В помещениях и объектах, относящихся к повышенной категории опасности, замеры переходных сопротивлений в заземляющих цепях должны проводиться ежегодно, при других обстоятельствах — не реже одного раза на протяжении трех лет.
Для лифтового и подъемного оборудования – 1 год.
Стационарным электроплитам – 1 год.

Как правило, проверка металлосвязи производится совместно с другими видами электроизмерений (сопротивления изоляции, проверка целостности электропроводки и т.д.).

Помимо этого, обязательные измерения металлосвязи проводятся в следующих случаях:

Если производился ремонт или переоснащение электрооборудования.
При испытаниях новых электроустановок.
После проведения монтажных работ.

Приборы для измерения

Учитывая, что измерения металлосвязи проводятся на уровне сотых Ома, то обычные измерительные приборы, например, мультиметры, для этой цели не подходят. Когда проводят замеры сопротивления заземления, используют более точные приборы, достаточно чувствительные, чтобы измерять сопротивления малого уровня.

Прибор для измерения заземления Metrel MI3123

Большинство таких устройств оснащены дополнительными функциями, например, представленный на рисунке прибор Metrel MI3123 может также измерять электропроводимость грунта и тока утечки.

Фиксация результатов в протоколе измерения

Все результаты измерений заносятся в специальный протокол испытаний. Данные фиксируются в таблице, с указанием наименования каждого осмотренного соединения. В отчете также приводится информация о количестве осмотренных узлов, их местоположении и отображается максимальное значение общего сопротивления контактов защитной цепи.

Если в процессе испытаний обнаружено отсутствие металлосвязи, информация об этом обязательно фиксируется в документе и одновременно в приложении к протоколу (дефектной ведомости).

Кратко о профилактике.

Регулярно проводить замеры металлозаземления, не значит отказаться от профилактики. Чтобы обеспечить непрерывность защитных цепей необходимо регулярно проверять, в каком состоянии находятся контактные соединения, и при необходимости подтягивать их. Не менее важно очищать контакты пыли, окисной пленки и грязи.

При обнаружении наличия электрического напряжения на одном из элементов конструкции, необходимо позаботится о ее качественном заземлении. В противном случае возрастает риск возникновения нештатной ситуации.

Не стоит экономить на проверке качества устройства защитного заземления, поскольку потери могут стать более затратными, чем оплата вызова электролаборатории.

Важно ознакомиться и прочитать:

Источник: https://www.asutpp.ru/kak-vypolnjaetsja-proverka-metallosvjazi.html

Как измерить сопротивление контура заземления – обзор методик

Замеры, которые проводятся в электроустановке с глухозаземленной нейтралью (напряжение которых составляет ниже 1000В) должны соответствовать следующим нормам.

Неважно, зимой или летом, значение не должно превышать отметку 8, 4 и 2 Ом при напряжении 220, 380, 660 В (для источников с трехфазным током) соответственно, или 127, 220 и 380 В для источников с однофазным током.

Для электроустановок, где используется изолированная нейтраль (напряжение ниже 1000В) сопротивление заземляющего контура должно соответствовать п 1.7.104 ПУЭ и рассчитывается по формуле Rз * Iз Обзор методик

Метод амперметра-вольтметра

Также в этой схеме задействуется потенциальный электрод, назначение которого – замер падения напряжения во время протекания электрического тока по заземлителю.

Потенциальный электрод нужно расположить одинаково далеко от токового электрода и испытуемого заземлителя, в зоне с нулевым потенциалом.

Чтобы измерить сопротивление методом амперметра-вольтметра необходимо воспользоваться законом Ома. Итак, по формуле R=U/I находим сопротивление контура заземления.

Такой метод хорошо подходит для измерений в частном доме. Чтобы получить нужный измерительный ток можно воспользоваться сварочным трансформатором.

Также подойдут и другие виды трансформаторов, вторичная обмотка которых электрически не связана с первичной.

Использование специальных приборов

МС-08;
М-416;
ИСЗ-2016;
Ф4103-М1.

Далее калибруем прибор. Ставим его в положение «контроль» и, удерживая красную кнопку, выставляем стрелку на значении «ноль». Для измерения будем пользоваться трехзажимной схемой. Вспомогательный электрод и стержень зонда забиваем не менее чем на полметра в грунт. Подсоединяем к ним провода прибора по схеме.

На видео наглядно демонстрируется, как измерить сопротивления заземления прибором:

Работа токовыми клещами

Через заземляющий проводник (который в данном случае является вторичной обмоткой) протекает переменный ток под воздействием первичной обмотки трансформатора, которая находится в измерительной головке клещей.

Для расчета величины сопротивления необходимо разделить значение ЭДС вторичной обмотки на величину тока, измеренную клещами.

Безэлектродный способ

возможность производить замеры в полевых условиях, в тех местах, где невозможно применить другие методы измерения сопротивления;
экономия времени и средств для выполнения работ.

Тестер автоматически определяет сопротивление контура заземления для данного соединения.

Периодичность измерений

Получается, что, когда производить замеры заземления – решать вам.

Если вы живете в частном доме, то вся ответственность лежит на вас, но не рекомендуется пренебрегать проверкой и замерами сопротивления, так как от этого напрямую зависит ваша безопасность, при пользовании электрооборудованием.

Напротив, если замеры будут проведены осенью либо весной в сырую, влажную погоду, то результаты будут несколько искажены, так как мокрый грунт сильно влияет на растекаемость тока, что, в свою очередь, дает большую проводимость.

Если вы хотите, чтобы измерения защитного и рабочего заземления проводили специалисты, то необходимо обратиться в специальную электротехническую лабораторию.

По окончании работы вам будет выдан протокол измерения сопротивления заземления.

В нем отображается место проведения работ, назначение заземлителя, сезонный поправочный коэффициент, а также на каком расстоянии друг от друга находятся электроды. Образец протокола предоставлен ниже:

Также рекомендуем прочитать:

Источник: https://samelectrik.ru/kak-izmerit-soprotivlenie-kontura-zazemleniya.html

Как проверить контур заземления

Заземление представляет собой соединение электрических приборов с землей. С его помощью обеспечивается защита от поражающего действия тока при неисправностях или повреждениях электрооборудования.

Для заземлителя используются обыкновенные металлические стержни или специальные комплексы, включающие в свой состав сложные элементы. Перед вводом в эксплуатацию всей системы, происходит проверка контура заземления, где в первую очередь замеряется его сопротивление.

Таким образом, удается выяснить способность заземляющего контура выполнять свою основную защитную функцию.

Для чего измеряется сопротивление

Проведение замеров позволяет определить величину сопротивления контура, которая не должны быть выше установленных норм. В случае необходимости, сопротивление снижается за счет увеличения площади контакта или общей проводимости среды. С этой целью увеличивается количество стержней, повышается содержание соли в земле.

Необходимо помнить, что с помощью простого заземления возможно только снижение напряжения фазы, попадающей на корпус прибора.

Чтобы повысить надежность защиты, заземление нередко устанавливается вместе с устройством защитного отключения.

Проектирование и подбор заземляющего устройства осуществляется в индивидуальном порядке в каждом конкретном случае. На его конструкцию оказывает влияние влажность, тип и состав почвы, а также другие факторы.

Как измерить сопротивление контура заземления

Сопротивление контура измеряется сразу же, как только жилой объект введен в эксплуатацию. В дальнейшем, подобные замеры выполняются 1 раз в год. Для измерений применяются специальные приборы, быстро и точно определяющие удельное сопротивление стержней и других металлических элементов, грунтов, в которых они установлены.

Замеры проводятся в несколько этапов:

Вначале заземление замыкается с искусственной цепью электрического тока, в которой замеряется падение напряжения.
Возле испытуемого стержня размещается электрод вспомогательного назначения, соединяемый с тем же источником электрического напряжения.
Затем, с помощью измерительного зонда, в зоне нулевого потенциала, выполняются замеры падения напряжения на первом стержне. Этот метод получил наибольшее распространение.

Проведение замеров лучше всего выполнять в зимнее или летнее время. В заземляющих устройствах сопротивление может отличаться в каждом отдельном случае. Например, в частных домах его значение доходит до 30 Ом. Сами замеры выполняются с помощью 2-х, 3-х или четырехполюсной методики.

Правила замера сопротивления контура заземления:

Для размещения потенциального зонда, замеряющего сопротивление, используется контрольный участок, расположенный между токовым вспомогательным зондом и заземлителем.
Длина контрольного участка должна быть выше размеров полосового электрода или глубины заземляющего стержня примерно в 5 раз.
Если сопротивление измеряется в целом комплексе заземляющей системы, то расстояние контрольного участка можно вычислить по максимальной длине диагонали, проходящей между отдельными заземляющими устройствами.

Иногда проводятся дополнительные замеры, особенно в многочисленных подземных коммуникациях. В этих случаях выполняется несколько измерительных операций, во время которых изменяются направления и расстояния лучей между зондами. Реальное значение принимается по самому худшему результату.

Существуют допустимые нормы сопротивления заземляющих устройств, которые не должны превышаться, независимо от времени года. Все максимально допустимые значения отражены в таблицах или приложениях ПУЭ.

Замер сопротивление изоляции

Для измерения изоляции применяется мегомметр. Он включает в себя несколько составных частей: генератор непрерывного тока с ручным приводом, добавочные сопротивления и магнитоэлектрический логометр.

Перед началом измерительных работ необходимо убедиться, что объект замеров обесточен и не находится под напряжением. С изоляции удаляется пыль и грязь, после чего выполняется заземление объекта примерно на 2-3 минуты.

Таким образом, снимаются остаточные заряды. К оборудованию или электрической цепи подключение мегомметра осуществляется раздельными проводами.

Их изоляция обладает большим сопротивлением, как правило, не меньше чем 100 мегаом.

Сопротивление изоляции замеряется, когда приборная стрелка принимает устойчивое положение. Окончательные результаты замеров сопротивления определяются по показаниям стрелки измерительного прибора. На этом проверка контура заземления считается завершенной. После этого, объект испытаний необходимо разрядить.

Источник: https://electric-220.ru/news/proverka_kontura_zazemlenija/2016-04-04-953

Какая периодичность проверки контура заземления?

Этот материал подготовлен специалистами компании «ЭлектроАС». Нужен электромонтаж или электроизмерения? Звоните нам!

Евгений
Сроки проверки заземляющих устройств?
Ответ:
В соответствии с ПТЭЭП, периодичность проверки состояния заземляющих устройств (контура заземления) определяется графиком планово-профилактических работ (ППР), который утверждается техническим руководителем Потребителя. На основании п. 2.7.9. ПТЭЭП, визуальный осмотр видимых частей заземляющих устройств должен проводится не реже 1 раза в 6 месяцев. Осмотр с выборочным вскрытием грунта должен проводится не реже одного раза в 12 лет.

Периодичность измерения сопротивления заземляющего устройства проводят в соответствии с приложением 3, п. 26. «Заземляющие устройства», а именно:
1) Заземляющее устройство опор воздушных линий электропередачи напряжением до 1000 В — не реже 1 раза в 6 лет, и для ВЛ выше 1000 В — не реже 1 раза в 12 лет.

2) Заземляющее устройство электроустановок в соответствии с графиком планово-профилактических работ (ППР), но не реже 1 раза в 12 лет.

ПТЭЭП
2.7.8

Для определения технического состояния заземляющего устройства должны проводиться визуальные осмотры видимой части, осмотры заземляющего устройства с выборочным вскрытием грунта, измерение параметров заземляющего устройства в соответствии с нормами испытания электрооборудования (Приложение 3).

2.7.9
Визуальные осмотры видимой части заземляющего устройства должны производиться по графику, но не реже 1 раза в 6 месяцев ответственным за электрохозяйство Потребителя или работником им уполномоченным.
При осмотре оценивается состояние контактных соединений между защитным проводником и оборудованием, наличие антикоррозионного покрытия, отсутствие обрывов.

Результаты осмотров должны заноситься в паспорт заземляющего устройства.

2.7.10
Осмотры с выборочным вскрытием грунта в местах наиболее подверженных коррозии, а также вблизи мест заземления нейтралей силовых трансформаторов, присоединений разрядников и ограничителей перенапряжений должны производиться в соответствии с графиком планово-профилактических работ (далее — ППР), но не реже одного раза в 12 лет.

Величина участка заземляющего устройства, подвергающегося выборочному вскрытию грунта (кроме ВЛ в населенной местности — см. п.2.7.11), определяется решением технического руководителя Потребителя.

2.7.11
Выборочное вскрытие грунта осуществляется на всех заземляющих устройствах электроустановок Потребителя; для ВЛ в населенной местности вскрытие производится выборочно у 2% опор, имеющих заземляющие устройства.

Источник: http://elektroas.ru/kakaya-periodichnost-proverki-kontura-zazemleniya

Как замерить сопротивление контура заземления

Как замерить сопротивление заземления мультиметром

Что такое заземление?

Эти электроды необходимо вбить максимально глубоко (их длина должна быть не менее 2 м).

Перед использованием необходимо проверить контур на заземляющее сопротивление.

О том, что такое заземление – на следующем видео:

В чём суть работы заземления?

Проверка заземления розеток

В то же время наличие жёлто-зелёного проводника ещё не говорит об исправности заземления.

В распределительном щитке включите вводной автомат, то есть в розетках должно присутствовать напряжение.
На приборе установите режим измерения напряжения.

Теперь необходимо щупами прибора прикоснуться к фазному и нулевому контакту и померить между ними напряжение. На приборе должна высветиться величина порядка 220 В.
Аналогичный замер произведите между фазным и заземляющим контактами. Измеряемое напряжение будет немного отличаться от первой величины, но сам факт появления на экране каких-то цифр говорит о том, что в помещении присутствует заземление. Если на экране прибора никаких цифр нет, значит, контур заземления отсутствует либо он в неисправном состоянии.

патрон;
лампочка;
провода;
концевики.

Обратите внимание! Может быть такая ситуация, что во время прикосновения концевиками к фазному и заземляющему контактам лампа не загорелась. Попробуйте тогда с фазного контакта переместить щуп на нулевой, возможно во время подключения розетки ноль с фазой были попутаны.

Наглядно этот способ показан на видео:

бьётся током стиральная машина или водонагревательный бойлер;
слышится шум в колонках, когда работает музыкальный центр.

Проведение замеров

А теперь пошаговая инструкция всего процесса как измерить сопротивление контура заземления:

Прибор расположите на горизонтальной ровной поверхности.
Теперь произведите его калибровку. Выберите режим «контроль», нажмите красную кнопку и, удерживая её, установите стрелку в положение «ноль».
Некоторое сопротивление есть и у соединительных проводов между выводами, чтобы свести к минимуму это влияние расположите прибор поближе к измеряемому заземлителю.
Выберите нужную схему подключения. Можете проверить сопротивление грубо, для этого выводы соедините перемычками и подключите прибор по трёхзажимной схеме. Для точности измерений следует исключить погрешность, которую дадут соединительные провода, то есть между выводами снимается перемычка и применяется четырёхзажимная схема подключения (кстати, она нарисована на крышке прибора).
Выполните забивание в землю вспомогательного электрода и стержня зонда на глубину не меньше 0,5 м, имейте в виду, что грунт должен быть плотный и не насыпной. Для забивания используйте кувалду, удары должны быть прямыми, без раскачивания.

Место, где будете подсоединять проводники к заземлителю, зачистите напильником от краски. В качестве проводников применяйте медные жилы сечением 1,5 мм². Если используете трёхзажимную схему, то напильник будет выполнять роль соединительного щупа между заземлителем и выводом, так как с другой его стороны подсоединяется медный провод сечением 2,5 мм².
И теперь переходим уже непосредственно к тому, как измерить сопротивление заземления. Выберите диапазон «х1» (то есть умножение на «1»). Нажмите красную кнопку и вращением ручки стрелку установите на «ноль». Для больших сопротивлений необходимо будет выбрать и больший диапазон («х5» или «х20»). Так как мы выбрали диапазон «х1», то цифра на шкале и будет соответствовать измеренному сопротивлению.

Наглядно, как проводится измерение заземления на следующем видео:

Некоторые основные параметры и правила

Для источников с однофазным напряжением	Для источников с трёхфазным напряжением	Величина сопротивления заземления
127 В	220 В	8 Ом
220 В	380 В	4 Ом
380 В	660 В	2 Ом

Замеры рекомендуется выполнять при определённых погодных условиях, когда земля считается наиболее плотной.

Мокрый грунт сильно повлияет на растекаемость тока, поэтому измерения, проведённые в сырую и влажную погоду в весенний или осенний период, будут искажёнными.

4 Важные методы проверки сопротивления заземления

Трехточечный метод является наиболее тщательным и надежным методом проверки; используется для измерения сопротивления заземления установленного заземляющего электрода.

Возможность правильного измерения сопротивления заземления имеет важное значение для предотвращения дорогостоящих простоев из-за перебоев в работе, вызванных плохим заземлением.

Процедуры проверки сопротивления заземления указаны в стандарте IEEE № 81. Ниже описаны четыре наиболее распространенных метода проверки сопротивления заземления, используемых специалистами-испытателями:

2-точечный метод (мертвого заземления)

В областях, где установка заземляющих стержней может быть непрактичной, можно использовать метод двух точек.

С помощью этого метода сопротивление двух последовательно соединенных электродов измеряется путем подключения клемм P1 и C1 к тестируемому заземляющему электроду; P2 и C2 подключаются к отдельной цельнометаллической точке заземления (например, водопроводной трубе или строительной стали).

Метод мертвого заземления — это самый простой способ получить показания сопротивления заземления, но он не такой точный, как трехточечный метод, и его следует использовать только в крайнем случае, он наиболее эффективен для быстрого тестирования соединений и проводов между точками соединения. .

Примечание: Тестируемый заземляющий электрод должен располагаться достаточно далеко от точки вторичного заземления, чтобы находиться вне ее сферы влияния для получения точных показаний.

Двухточечный метод наиболее эффективен для быстрой проверки соединений и проводов между точками соединения. Фото: TestGuy.

Метод трех точек (падения потенциала)

Трехточечный метод — самый тщательный и надежный метод испытаний; используется для измерения сопротивления заземления установленного заземляющего электрода.

Стандарт, используемый в качестве эталона для испытаний на падение потенциала, — это стандарт IEEE 81: Руководство по измерению удельного сопротивления земли, сопротивления земли и потенциалов земной поверхности системы заземления.

В четырехконтактном тестере клеммы P1 и C1 на приборе соединяются перемычками и подключаются к тестируемому заземляющему электроду, в то время как эталонный стержень C2 вбивается в землю как можно дальше от тестируемого электрода. Опорный потенциал P2 затем вбивается в землю в заданном количестве точек примерно по прямой линии между C1 и C2.Показания сопротивления регистрируются для каждой точки P2.

Метод испытания на падение потенциала. Фото: Megger

Измерения нанесены на график зависимости сопротивления от расстояния. Правильное сопротивление заземления определяется по кривой для расстояния, которое составляет примерно 62% от общего расстояния между C1 и C2. Существует три основных типа метода падения потенциала:

Полное падение потенциала: Ряд тестов проводится с разными интервалами P, и строится полная кривая сопротивления.
Упрощенное падение потенциала: Три измерения выполняются на определенных расстояниях P, и математические вычисления используются для определения сопротивления.
61,8 Правило: Одиночное измерение выполняется с P на расстоянии 61,8% (62%) расстояния между C1 и C2.

Примечание: Испытание на падение потенциала и его модификации — единственный метод наземных испытаний, соответствующий IEEE 81.

4-точечный метод

Этот метод наиболее часто используется для измерения удельного сопротивления грунта , что важно для проектирования систем электрического заземления.В этом методе четыре электрода небольшого размера врезаются в землю на одинаковой глубине и на одинаковом расстоянии друг от друга — по прямой — и проводится измерение.

Количество влаги и солесодержание почвы коренным образом влияет на ее удельное сопротивление. На измерения удельного сопротивления почвы также будут влиять существующие поблизости заземленные электроды. Закопанные в землю проводящие объекты, контактирующие с почвой, могут сделать показания недействительными, если они находятся достаточно близко, чтобы изменить схему протекания испытательного тока. Это особенно актуально для больших или длинных объектов.

Четырехштырьковый метод Веннера, показанный на рисунке выше, является наиболее часто используемым методом для измерения удельного сопротивления почвы. Фото: Викимедиа

Метод крепления

Метод клещей уникален тем, что он дает возможность измерять сопротивление без отключения системы заземления. Это быстро и легко, а также включает в себя измерение сопротивления заземления и общего сопротивления заземляющего соединения.

Метод зажима уникален тем, что он дает возможность измерять сопротивление без отключения системы заземления.Фото: AEMC

Измерения производятся путем «зажатия» тестера вокруг проверяемого заземляющего электрода, аналогично тому, как вы измеряете ток с помощью токоизмерительных клещей мультиметра.

Тестер подает известное напряжение без прямого электрического соединения через передающую катушку и измеряет ток через приемную катушку. Испытание проводится с высокой частотой, чтобы трансформаторы были как можно меньше и практичны.

Для того, чтобы метод фиксации был эффективным, должна быть установлена полная цепь заземления.Тестер измеряет полный путь сопротивления (контур), по которому проходит сигнал. Все элементы петли измеряются последовательно. Оператору важно понимать ограничения метода тестирования, чтобы он / она не злоупотребляли прибором и не получали ошибочные или вводящие в заблуждение показания.

Некоторые ограничения метода фиксации включают:

эффективен только в ситуациях с несколькими параллельными заземлениями.
нельзя использовать на изолированном основании, не применимо для проверки установки или ввода в эксплуатацию новых объектов.
нельзя использовать, если существует альтернативный возврат с более низким сопротивлением, не связанный с почвой, например, с вышками сотовой связи или подстанциями.
результатов должны быть приняты по «вере».

Список литературы

Как измерить сопротивление с помощью мультиметра »Электроника

Знать, как измерить сопротивление с помощью мультиметра, легко — здесь мы приводим некоторые инструкции по измерению сопротивления с помощью мультиметра, а также даем несколько советов и подсказок.

Учебное пособие по мультиметру Включает:
Основы работы с измерителем Аналоговый мультиметр Как работает аналоговый мультиметр Цифровой мультиметр DMM Как работает цифровой мультиметр Точность и разрешение цифрового мультиметра Как купить лучший цифровой мультиметр Как пользоваться мультиметром Измерение напряжения Текущие измерения Измерения сопротивления Тест диодов и транзисторов Диагностика транзисторных цепей

Одно из важных измерений, которое можно выполнить с помощью мультиметра, — это измерение сопротивления.Это можно сделать не только для проверки точности резистора или проверки его правильного функционирования, но измерения сопротивления могут потребоваться и во многих других сценариях.

Это может быть измерение сопротивления неизвестного проводника или проверка на короткое замыкание и разрыв цепи.

На самом деле, во многих случаях измерение сопротивления представляет большой интерес и важность. Во всех этих случаях мультиметр является идеальным тестовым оборудованием для измерения сопротивления

Основы измерения сопротивления

При измерении сопротивления все musltimeters используют один и тот же принцип, будь то аналоговые мультиметры или цифровые мультиметры.Фактически, другие виды испытательного оборудования, которое измеряет сопротивление, также используют тот же основной принцип.

Основная идея заключается в том, что мультиметр подает напряжение на два щупа, и это вызывает протекание тока в элементе, для которого измеряется сопротивление. Измеряя сопротивление, можно определить сопротивление между двумя щупами мультиметра или другого измерительного оборудования.

Как измерить сопротивление аналоговым мультиметром

Аналоговые мультиметры хороши при измерении сопротивления, хотя следует отметить несколько моментов в том, как это делается.

Первое, что следует отметить, это то, что сам счетчик реагирует на ток, протекающий через тестируемый компонент. Высокое сопротивление соответствует низкому току, и стрелка измерителя устанавливается на левой стороне шкалы, а низкое сопротивление соответствует более высокому току, и стрелка измерителя отклоняется сильнее, поэтому она появляется на правой стороне шкалы как показано ниже.

Также можно заметить, что калибровки становятся намного ближе друг к другу по мере увеличения сопротивления, т.е.е. на левой стороне циферблата.

Калибровка циферблата аналогового мультиметра

Другой аспект использования аналогового мультиметра для измерения сопротивления заключается в том, что перед измерением его необходимо обнулить. Это делается путем соединения двух щупов вместе так, чтобы возникло короткое замыкание, а затем с помощью «нулевого» регулятора, чтобы получить полное отклонение шкалы на измерителе, то есть нулевое сопротивление.

Каждый раз, когда изменяется диапазон, измеритель необходимо обнулять, поскольку положение может меняться от одного диапазона к другому.Измеритель необходимо обнулить, потому что отклонение полной шкалы будет меняться в зависимости от таких аспектов, как состояние батареи.

Для измерения сопротивления аналоговым мультиметром необходимо выполнить несколько простых шагов:

Выберите элемент для измерения: это может быть что угодно, где необходимо измерить сопротивление, и оценить, какое сопротивление может быть.
Вставьте щупы в требуемые гнезда. Часто мультиметр имеет несколько гнезд для контрольных щупов.Вставьте их или проверьте, что они уже установлены в правильные гнезда. Обычно они могут быть помечены как COM для общего, а другие, где виден знак ома. Обычно он совмещен с гнездом для измерения напряжения.
Выберите требуемый диапазон Требуется включить аналоговый мультиметр и выбрать требуемый диапазон. Выбранный диапазон должен быть таким, чтобы можно было получить наилучшее показание. Обычно на переключателе функций мультиметра указывается максимальное значение сопротивления. Выберите тот, при котором расчетное значение сопротивления будет ниже, но близко к максимуму диапазона.Таким образом можно сделать наиболее точное измерение сопротивления.
Обнулить счетчик: необходимо обнулить счетчик. Это делается путем плотного соединения двух щупов вместе, чтобы возникло короткое замыкание, а затем регулировкой нулевого уровня для получения показания нулевого сопротивления (отклонение полной шкалы). Этот процесс необходимо повторить при изменении диапазона.
Проведите измерение Когда мультиметр будет готов к измерению, датчики могут быть применены к объекту, который необходимо измерить.При необходимости диапазон можно отрегулировать.
Выключите мультиметр. После измерения сопротивления целесообразно повернуть функциональный переключатель в положение высокого напряжения. Таким образом, если мультиметр снова используется для другого типа считывания, то не будет причинен ущерб, если он будет использован случайно без выбора правильного диапазона и функции.

Аналоговые мультиметры — идеальное тестовое оборудование для измерения сопротивления. Они относительно дешевы и предлагают достаточно хороший уровень точности и общих характеристик.Обычно они обеспечивают уровень точности, более чем достаточный для большинства работ.

Как измерить сопротивление цифровым мультиметром, DMM

Измерение сопротивления с помощью цифрового мультиметра проще и быстрее, чем измерение сопротивления с помощью аналогового мультиметра, поскольку нет необходимости обнулять счетчик. Поскольку цифровой мультиметр дает прямое показание измерения сопротивления, аналогового мультиметра также нет эквивалента обратному показанию.

Для измерения сопротивления цифровым мультиметром необходимо выполнить несколько простых шагов:

Выберите элемент для измерения: это может быть что угодно, где необходимо измерить сопротивление, и оценить, какое сопротивление может быть.
Вставьте щупы в необходимые гнезда. Часто цифровой мультиметр имеет несколько гнезд для контрольных щупов. Вставьте их или проверьте, что они уже установлены в правильные гнезда. Обычно они могут быть помечены как COM для общего, а другие, где виден знак ома.Обычно он совмещен с гнездом для измерения напряжения.
Включите мультиметр
Выберите требуемый диапазон Необходимо включить цифровой мультиметр и выбрать требуемый диапазон. Выбранный диапазон должен быть таким, чтобы можно было получить наилучшее показание. Обычно на переключателе функций мультиметра указывается максимальное значение сопротивления. Выберите тот, при котором расчетное значение сопротивления будет ниже, но близко к максимуму диапазона. Таким образом можно сделать наиболее точное измерение сопротивления.
Проведите измерение Когда мультиметр будет готов к измерению, датчики могут быть применены к объекту, который необходимо измерить. При необходимости диапазон можно отрегулировать.
Выключение мультиметра После измерения сопротивления мультиметр можно выключить для сохранения батарей. Также целесообразно установить функциональный переключатель в диапазон высокого напряжения. Таким образом, если мультиметр снова используется для другого типа считывания, то не будет причинен ущерб, если он будет использован случайно без выбора правильного диапазона и функции.

Цифровые мультиметры

— идеальное испытательное оборудование для измерения сопротивления. Они относительно дешевы, отличаются высокой точностью и общими характеристиками.

Общие меры предосторожности при измерении сопротивления

Как и при любом другом измерении, при измерении сопротивления следует соблюдать некоторые меры предосторожности. Таким образом можно предотвратить повреждение мультиметра и сделать более точные измерения.

Измерьте сопротивление, когда компоненты не подключены в цепь: Всегда рекомендуется , а не измерять сопротивление элемента, находящегося в цепи.Всегда лучше проводить измерение компонента самостоятельно, вне схемы. Если измерение выполняется внутри схемы, все остальные компоненты вокруг него будут иметь значение. Любые другие пути, по которым будет проходить ток, будут влиять на показания, делая их в некоторой степени неточными.
Не забудьте убедиться, что на тестируемую цепь не подается питание. В некоторых случаях необходимо измерить значения сопротивления на самом деле. При этом очень важно убедиться, что не подключен к цепи питания .Любой ток, протекающий в цепи, не только приведет к недействительности любых показаний, но и при достаточно высоком напряжении возникший ток может повредить мультиметр.
Убедитесь, что конденсаторы в проверяемой цепи разряжены. Опять же, при измерении значений сопротивления в цепи необходимо убедиться, что все конденсаторы в цепи разряжены. Любой ток, протекающий в результате них, приведет к изменению показаний счетчика. Также любые разряженные конденсаторы в цепи могут заряжаться под действием тока мультиметра, и в результате может потребоваться некоторое время для стабилизации показаний.
Помните, что диоды в цепи будут давать разные показания в любом направлении. При измерении сопротивления в цепи, которая включает диоды, измеренное значение будет другим, если соединения поменять местами. Это потому, что диоды проводят только в одном направлении.
Путь утечки через пальцы в некоторых случаях может изменить показания. При выполнении некоторых измерений сопротивления необходимо удерживать резистор или компонент на щупах мультиметра.Если проводятся измерения высокого сопротивления, утечка через пальцы может стать заметной. При некоторых обстоятельствах путь сопротивления через пальцы может быть измерен всего на несколько МОм, и в результате это может стать значительным. К счастью, уровни напряжения, используемые в большинстве мультиметров при измерении сопротивления, низкие, но некоторые специализированные измерители могут использовать гораздо более высокие напряжения. Целесообразно проверить.

Измерить сопротивление мультиметром очень просто и удобно.При рассмотрении того, как измерить сопротивление, это довольно просто как для аналоговых, так и для цифровых мультиметров, и процесс практически одинаков в обоих случаях, хотя измерения могут быть не так просты, если сопротивление велико и измерения должны быть взяты там, где калибровки близки друг к другу. Тем не менее, какое бы испытательное оборудование ни использовалось, сопротивление легко измерить.

Другие темы тестирования:
Анализатор сети передачи данных Цифровой мультиметр Частотомер Осциллограф Генераторы сигналов Анализатор спектра Измеритель LCR Дип-метр, ГДО Логический анализатор Измеритель мощности RF Генератор радиочастотных сигналов Логический зонд Тестирование и тестеры PAT Рефлектометр во временной области Векторный анализатор цепей PXI GPIB Граничное сканирование / JTAG
Вернуться в меню тестирования.. .

Омметр Использование | Основные концепции и испытательное оборудование

Сетевые сайты:
Последний
Новости
Технические статьи
Последний
Проектов
Образование
Последний
Новости
Технические статьи
Обзор рынка
Образование
Последний
Новости
Мнение
Интервью
Особенности продукта
Исследования
Форумы

Авторизоваться
Присоединиться

0:00 / 0:00
Подкаст
Последний
Подписывайся
.
Наземные и другие контрольные точки
Сетевые сайты:
Последний
Новости
Технические статьи
Последний
Проектов
Образование
Последний
Новости
Технические статьи
Обзор рынка
Образование
Последний
Новости
Мнение
Интервью
Особенности продукта
Исследования
Форумы

Авторизоваться
Присоединиться

.
Сопротивление заземления: методы измерения и периодичность
Основная цель измерения рабочих параметров защитного заземления – выявление соответствия их значений требованиям действующих нормативов (ПУЭ, в частности). Соблюдение этого условия является обязательной составляющей мероприятий по обеспечению безопасности эксплуатации электроустановок.
Изменение параметров заземлителей с течением времени
Потребность в том, чтобы периодически проверять сопротивление заземления, вызвана изменениями его реального значения с течением времени и в зависимости от климатических условий.
Последнее обстоятельство связано с их зависимостью от множества факторов, основными из которых являются:
Ухудшение контакта в зонах сопряжения металлических элементов из-за повышенной влажности.
Изменение состояния грунта в месте его обустройства в засушливые и знойные дни.
Старение (износ) металлоконструкций и подводящих проводников, которые согласно ГОСТ должны иметь определенную толщину.
Проверять сопротивления заземления можно любым допустимым нормативами способом с привлечением подходящих для этих целей измерительных приборов. Рассмотрим самые известные из этих методик более подробно.
Методы измерения параметров заземляющих устройств
Известно несколько способов, воспользовавшись которыми удается проверить наличие и померить сопротивление заземлителя с достаточно высокой точностью. Рассмотрим каждый из этих подходов более подробно.
Применение мультиметра
Вопрос о том, как измерить сопротивление заземления мультиметром, не совсем корректен. Сделать это удается лишь при наличии профессионального измерительного оборудования.
Процедура замера сопротивления заземления мультиметром обычно сводится к простейшей проверке подключения заземляющего контакта розетки к защитному контуру. Как это можно проверить посредством тестера и утюга, например, уже было рассмотрено в соответствующей статье. Таким образом, при рассмотрении вопроса измерения заземлений мультиметром под данной процедурой понимают проверку его наличия. Кроме того, этот прибор может пригодиться для выявления скрытых обрывов в цепях или пропадании контактов.
Метод амперметра-вольтметра
При применении этого метода проверки сопротивления заземления потребуется собрать цепочку, одной из составляющих которой станет проверяемое заземляющее устройство. В нее дополнительно включается специальный токовый электрод, называемый «вспомогательным».
Помимо этого в указанной схеме предусматривается еще один – потенциальный электрод (зонд), предназначенный для снятия показаний падения напряжения. Его необходимо установить примерно на равном удалении, как от токового электрода, так и от заземленной точки. Вследствие такого расположения он находится в зоне с практически нулевым потенциалом (фото ниже).
Метод амперметра-вольтметра для измерения сопротивления заземления
Согласно данной схеме замеры сопротивлений заземлений сводятся к снятию показаний напряжения и тока и к последующему вычислению искомой величины по закону Ома R=U/I . Подобный способ испытаний оптимально подходит для загородных и частных домов. Для получения требуемого тока в измерительной цепи можно воспользоваться любым подходящим по мощности трансформаторным устройством. Как вариант, подойдут некоторые модели сварочных агрегатов.
Использование специализированных приборов
Как уже отмечалось, измерять сопротивление заземления простым тестером не представляется возможным (показать реально, сколько Ом составляет сопротивление заземлителя, он не способен). Это относится и к рассмотренной выше схеме с зондом и токовым электродом. Для работы с ними должны использоваться специальные аналоговые приборы следующих типов:
Ф4103-М1
ИСЗ-2016
М-416 (измеритель многофункциональный)
ИС-10 (микропроцессорный измеритель)
ИС-20/1 (более усовершенствованный прибор)
MRU-101 (профессиональный прибор
Для примера можно проследить, как измеряется сопротивление заземления посредством прибора М-416. При работе с ним необходимо действовать по следующему плану:
Сначала следует убедиться в том, что в отсеке прибора имеются элементы питания (3 штуки по 1,5 Вольта, в сумме дающие питающее напряжение 4,5 Вольта).
Затем приготовленный к работе прибор нужно расположить строго горизонтально и прокалибровать его.
Для этого следует установить ручку с указателем в положение «контроль» и, надежно удерживая в нажатом положении кнопку красного цвета, выставить стрелочный указатель на «ноль».
Измерения сопротивления защитного заземления этим прибором осуществляются по той же схеме с двумя электродами.
Схема подключения прибора М-416
После того, как колья вбиты в грунт – к ним подсоединяются провода согласно приведенной схеме (контакты прибора 1, 2, 3 и 4). Затем указатель приборного переключателя «Диапазон» устанавливается в «х1» (фото ниже).
Установка ручки прибора М-416 в положение х1
Потом следует нажать на контрольную кнопку и поворачивать ручку «Реохорд» до того момента, пока стрелка на индикаторе не покажет «ноль». Указанную на шкале реохорда цифру нужно умножить на выбранный диапазон, что и даст в результате измеренное значение.
Обратите внимание: В ситуации, когда показания прибора превышают 10 Ом, переключатель множителя (диапазон) следует установить на более высокое значение: «X5», «X20» или «X100», а затем повторить все описанные ранее операции. Величина сопротивления в этом случае определяется путем умножения показания «Реохорд» на новый масштаб.
Для проведения измерений этим методом могут применяться и более «продвинутые» цифровые приборы, отличающиеся простотой измерений и максимальной точностью. С их помощью можно не только снимать показания, но и сохранять данные измерений во внутренней памяти.
При проведении проверок посредством мегаомметра действовать необходимо согласно инструкции (она похожа на описанные выше процедуры для М-416). Однако перед тем как проверить сопротивление заземления мегаомметром, следует знать, что погрешность снятия показаний в этом случае будет намного выше. Данный факт объясняется заметным отличием исследуемых систем от привычного сопротивления изоляции. Этот прибор больше подходит для проверки сопротивления изоляции электросетей заземляемого оборудования, надежность которой также влияет на безопасность его эксплуатации.
При нарушениях изоляции может наблюдаться неприятный эффект, который объясняется тем, что сопротивление тела человека является достаточно большим для появления на нем опасного потенциала. При случайном прикосновении к оголенному проводнику через тело потечет ток, величина которого достаточна для того, чтобы нанести ему серьезную травму.
Измерение токовыми клещами
Особенность метода замера сопротивления заземления посредством типовых измерительных клещей состоит в следующем:
В этом случае отпадает необходимость в отключении заземляющего устройства от обслуживаемого оборудования.
Вспомогательные электроды в данной ситуации также не нужны.
Появляется возможность оперативно контролировать весь процесс снятия показаний.
Принцип измерения токовыми клещами следующий: протекающий по заземляющему проводнику или шине (являющимися в данном случае вторичной обмоткой) испытательный ток оценивается токовыми клещами по своей величине. После этого посредством вольтметра снимается показание действующего в цепи напряжения.
Для вычисления искомого сопротивления нужно будет разделить полученное значение напряжения в вольтах на измеренную посредством клещей величину тока в амперах.
Измерения переходного сопротивления
При измерении параметров контура заземления особое внимание уделяется так называемым «переходным» зонам, образующимся по всей площади непосредственных сочленений элементов конструкции (включая их контакт с почвой и сам грунт). Для этих участков вводится понятие «переходного сопротивления», в значительной мере влияющего на суммарное значение. Все рассмотренные выше методы измерения касались и этой части общего сопротивления системы (за исключения сопротивления материала заземляющих проводников и штырей).
По его величине можно судить о скорости стекания опасного заряда в землю, а также о тех препятствиях, которые встречаются на пути. В действующих системах эта составляющая вносит ощутимый вклад в формирование общего показателя для всего ЗК.
Как измерять переходное сопротивление
Перед тем как измерять заземление в переходных зонах потребуется приготовить специальный прибор, называемый миллиомметром. Для проведения этих испытаний сгодится любой другой прибор для измерения заземления из той же серии (иногда для этого используются универсальные аппараты М-416). Независимо от типа выбранного прибора для этих целей должна использоваться только сертифицированная измерительная техника, прошедшая государственную поверку. В противном случае проведенные на приборе измерения не будут считаться соответствующими действующим нормам и ГОСТам.
При проведении таких замеров прибор, выбранный в качестве измерительного устройства с заряженным питающим аккумулятором, подключается своими зажимными клеммами по обе стороны контролируемого соединения. Независимо от типа элементов контура переходное сопротивление между ними не должно превышать 0,05 Ома. Если проведенное таким методом измерение переходного сопротивления заземления дало неудовлетворительный результат – эксплуатацию установки прекращают до выявления причин и их устранения. Схема измерений переходной проводимости представлена на фото ниже.
Схема измерения переходного сопротивления
Перед тем как проверить контур заземления – необходимо ознакомиться с существующими методиками его расчета. В подавляющем большинстве случаев они сводятся к простейшим вычислениям по закону Ома (путем деления измеренного напряжения на снятые в соответствующей цепи токовые показания).
Дополнительная информация: Перед расчетом удельного сопротивления заземления важно учесть все звенья цепочки стекания аварийного тока, включая контактные зоны.
Полученный в итоге результат полностью характеризует конструкцию на ее соответствие нормируемым показателям.
Как часто замеряется
Сроки проверки заземления электроустановок устанавливаются согласно следующим требованиям нормативам:
Визуальные осмотры – каждые полгода.
Поверка качества соединений металлических элементов в их стыках – раз в год.
Возможны и внеплановые проверки переходного сопротивления заземлителя, которые проводятся обычно после реставрации контура, а также при внесении в его конструкцию серьезных коррективов. Испытания также могут проводиться и при сдаче вновь запускаемой системы заземления в эксплуатацию.
При организации очередных или внеочередных проверок необходимо руководствоваться общими положениями по расчету удельного сопротивления заземления.
Сопротивление повторного заземления
является важнейшим элементом комплексной системы защиты от поражения электрическим током. Оно устанавливается на приемной стороне питающей линии при наличии в подводке в ней нулевого провода РЕ или РЕN.
Важно! Это требование справедливо для сетей, работающих по схеме ТN с глухо заземленной нейтралью.
Как правило, в качестве повторного заземления используются как естественные, так и искусственно созданные элементы. Однако сопротивление естественных заземлителей зависят от очень многих факторов (включая климатические условия), так что с течением времени оно постоянно меняет свое значение.
В связи с этим при обустройстве этого типа заземлений предпочтение отдается искусственно созданным системам, имеющим вполне конкретные показатели.
Повторное заземление коттеджа
Заземляющий провод такого устройства выводится от ЗК в сторону вводного щитка с установленной в ней главной заземляющей шиной (ГЗШ).
Необходимость в повторном заземлении своими руками монтируемом на стороне потребителя, объясняется следующими причинами:
Его наличие исключает опасные ситуации, возникающие в питающей сети при обрыве нейтрального или заземляющего провода, идущего от силовой подстанции (фото выше).
В данном случае оно может работать как самостоятельное заземление, обеспечивающее безопасные условия эксплуатации электроустановок на стороне потребителя.
При нем в квартире или частном доме можно обустроить электропроводку с третьей (заземляющей) жилой.
Наличие повторного заземления специально оговаривается в ПУЭ, отдельные положения которых предписывают его обязательную установку и испытание.
Какая периодичность измерений
Перед тем как замерить сопротивление заземления тем или иным способом – важно учесть требования ПУЭ в части периодичности проведения этих испытаний. Согласно основным положениям этого документа они могут проводиться в следующих формах:
плановые обследования;
внеочередные проверки;
пусковые испытания.
Периодичность каждой из этих разновидностей проверок определяется теми целями, которые они перед собой ставят. Периодичность проверок сопротивления изоляции станционного оборудования обычно согласуется с обследованием самого ЗК. Рассмотрим различные их виды более подробно.
Плановые проверки
Сроки проведения плановых мероприятий оговариваются инструкцией РД-34.22.121-87, а также требованиями ПУЭ. Из этих документов можно узнать, какова периодичность визуального осмотра видимых частей устройств заземления, которая согласно им организуется не реже одного раза в полгода. Помимо этого из этих же нормативов следует, что не реже чем раз в 12 лет должны проводиться обследования конструкции со вскрытием грунта вокруг нее. Измерение сопротивления контуров заземления согласно тем же документам должно проводиться не реже раза в 6 лет.
Ответственными за проведение таких проверок являются лица, уполномоченные на это соответствующими органами. Владелец частного дома должен заранее оформить заявку на их проведение с последующей оплатой. По завершении испытаний он обязан предоставить в местную энергетическую службу протокол измерений сопротивлений контактов между элементами ЗК.
Внеочередные
Внеочередные измерения параметров контура должны проводиться в следующих внештатных ситуациях:
После внесения в конструкцию изменений, не предусмотренных проектом, но влияющих на сопротивление растеканию току (измерение заземления в частном доме должно проводиться при переносе его на другое место).
После аварийного разрушения и последующего восстановления ЗК.
По завершении ремонтных работ.
Периодичность их проведения по понятным причинам не регламентируются.
Пусковые или вводные
Пусковые или вводные проверки заземления и измерения сопротивления организуются сразу же по окончании монтажа защитного контура (то есть накануне сдачи его представителю местной энергетической службы). Для этого потребуется пригласить специалиста от электрической лаборатории или другой организации, имеющей лицензию на право проведения таких испытаний.
По итогам проверки оформляется акт приемки, являющийся основанием для последующего пуска устройства в эксплуатацию и подтверждением того, что все питающие линии в частных домах заземлены.
Условия проведения испытаний
При организации мероприятий по проверке заземления важно обратить внимание на те условия, в которых предполагается их проведение. Они должны учитываться еще на стадии подготовки испытаний, а по их окончании вноситься в особый журнал. Согласно требованиям действующих нормативов (ПУЭ, в частности) для этого желательно выбирать летнюю пору с солнечной сухой погодой, позволяющей получить наиболее близкие к реальности результаты. Это объясняется тем, что в такое время грунт поддерживается в достаточно сухом состоянии, соответствующем реальным условиям эксплуатации защитного сооружения.
При проведении контрольных замеров допустимых сопротивлений в осеннюю сырую погоду, например, полученные результаты будут в значительной степени искажены. Это объясняется тем, что пропитанный влагой грунт существенно увеличивает показатель проводимости почвы. Для того чтобы избежать всех этих сложностей и получить значение близкое к реальной величине – проще всего воспользоваться услугами профессионалов. Для этого необходимо обратиться в специальную электротехническую лабораторию, имеющую лицензию на проведение соответствующих работ.
Специалисты по прибытию на место выявят все факторы и организуют испытания защитного оборудования в соответствие с требованиями действующих нормативов. По завершении всего испытательного цикла ими же будет оформлен протокол измерения сопротивления заземления образец которого представлен ниже.
Протокол проверки сопротивлений заземлителей
Итоги
Подводя итог всему описанному в предыдущих главах, необходимо отметить следующие основные моменты:
Систематические проверки заземляющих контуров позволяют убедиться в их полной работоспособности.
При решении проблемы касающейся того, каким прибором следует снимать показания – предпочтение отдается специальным многофункциональным устройствам, обеспечивающим высокую точность измерений.
В процессе их проведения важно придерживаться общепринятых методик определения точных значений измеряемых величин.
С полной формулой определения суммарного сопротивления всей заземляющей конструкции можно ознакомиться в соответствующих разделах ПУЭ.
В дополнение к статье предлагаем для просмотра видео материалы, в которых показывают как измеряется сопротивление заземления с помощью различных многофункциональных приборов.
В заключительной части обзора отметим, что для более подробного ознакомления со всеми рассмотренными вопросами следует обратиться к многочисленным источникам, широко представленным в сети. Там же можно найти большое количество тематических подборок и видео обзоров, позволяющих узнать о том, как проверить и точно измерить сопротивление заземляющих конструкций самого различного типа и класса.
Измерение сопротивления заземления мегаомметром и мультиметром
«Диагностика» контура делается довольно часто. Измерение величины заземления проводится как при его обустройстве (последний, заключительный этап работы), так и в плане контроля состояния уже имеющегося.
Например, для проверки целостности стержня, оценки возможности использования контура без его реконструкции при значительном увеличении нагрузки на домашнюю электросеть, и в ряде других случаев. И уж тем более определение номинала сопротивления важно, если в цепи эл/питания нет защитных устройств (АВ, УЗО или дифференциального автомата).
Примечание
Для измерения R заземления мультиметр не очень подходит. Почему, поясняется ниже. В интернете встречаются рекомендации, что лучше пользоваться приборами аналоговыми М-416, Ф4103 (М1), ИСЗ-2016, МС-08 или цифровыми серии MRU (модели 105, 120 или 200). А в чем разница, непонятно. Схемы их подключения аналогичны.
Дело в том, что все перечисленные приборы для проведения официальных измерений не подходят. Для этого необходима специальная тестирующая аппаратура. Для «домашнего» же контроля состояния заземления можно использовать любой из образцов, который есть под рукой. Хотя результат будет лишь приблизительным, и это следует учитывать.
Измерение мультиметром
Этот универсальный прибор, если все делать по стандартной, официально утвержденной методике, для таких целей, как отмечено, не подходит. Мультиметр на практике используется лишь для примерной оценки состояния заземления, выявления явных обрывов, то есть отсутствия надежного контакта соответствующего проводника с грунтом. Как это правильно делать описано здесь.
Почему данный тип измерительного прибора применяется лишь в редких случаях?
Большая погрешность измерений не дает истинного представления о реальном значении сопротивления.
Стандартная (рекомендуемая) методика не может быть применена, так как согласно ей прибор должен подключаться к 4-м точкам, к тому же разнесенным территориально. С мультиметром это сделать невозможно.
Официального заключения по результатам измерений таким прибором (задокументированного) не выдаст ни один специалист. Причина вполне объяснима – в нормативных актах использование мультиметра при проверке заземления не предусмотрено.
Тем не менее, есть ситуации, когда без мультиметра не обойтись. Например, на территории с довольно плотной застройкой. Это не позволяет производить измерения на больших расстояниях от здания. А согласно методике, оно должно быть в пределах 30±10 м. Подробнее, как измерить сопротивление с помощью мультиметра можно из видео:
Как подготовить мультиметр
Задача любого измерения – добиться максимальной точности показаний. Что необходимо проделать:
подобрать «хороший» мультиметр (у друзей, соседей и так далее). Какой лучше выбрать для различных целей описывали вот в этой статье. Подразумевается достаточно новый, а не выпущенный десятилетия тому назад, неповрежденный, с максимально возможным классом точности для этого типа приборов;
заменить элемент питания. Старая батарейка, частично разряженная, только увеличит погрешность измерения;
произвести калибровку (если она предусмотрена для конкретной модели).
Как подготовить рабочее место
Даже если вспомогательный электрод изначально при организации заземления и был установлен, то его еще нужно найти. Тем более, если дом построен много лет назад, и территория вокруг него уже несколько раз подвергалась перепланировке, обустройству и так далее. Следовательно, его «дубликат» необходимо поставить самостоятельно.
Для измерения сопротивления подойдет любой металлический штырь (то же арматурный пруток) сечением порядка 5 мм, который вгоняется в землю минимум на 1,5 м на расстоянии 7,5±2,5 от основного. Его найти намного проще, тем более что место расположения должно быть помечено (знаком, символом на стене дома). Хотя несложно определить и визуально – к нему часто тянется по-над поверхностью металлическая проволока (шестерка или восьмерка).
Где измерять сопротивление
Между основным штырем заземления и вновь установленным (дополнительным). Схема показана на рисунке.
Результат замеров позволяет понять, насколько отвечает стержень заземления тем требованиям, которые к нему предъявляются. По сути, измеряется суммарное сопротивление его и грунта. Дело в том, что большая его часть заглублена. В процессе длительной эксплуатации металл подвергается коррозии.
Кроме того, агрессивные хим/соединения вступают с ним в прямой контакт, что вызывает появление на поверхности этого электрода окисной пленки. Как результат – снижение способности стержня отводить в землю эл/ток (наведенный, возникший вследствие пробоя изоляции или в ином аварийном случае). Следовательно, такое заземление уже не способно обеспечить безопасность пользователя (обслуживающего персонала).
Предварительно определяется сопротивление дополнительного стержня. Его значение при оценке результата не учитывается.
Величина R заземления должна быть < 0,05 Ом.
При таком способе измерения погрешность в пределах 15%.
Диагностику контура необходимо проводить при благоприятных погодных условиях.
Измерение мегаомметром
Принцип измерений тот же самый. Отличия лишь в некоторых моментах.
Для получения максимально точных показаний прибор необходимо установить в строго горизонтальной плоскости. Перекос ни по одной из осей не допускается.
Подготовка мегаомметра (измеритель сопротивления заземления) сводится к его проверке на пригодность к измерениям. Сделать это достаточно просто (пример – модель М416).
Переключатель – в «Контроль».
Нажимается кнопка и производится вращение рукоятки. Стрелка должна встать на отметке 5 (±0,3). Если показание иное, прибор отбраковывается.
Как правильно подключать к клеммам измеритель сопротивления заземления провода в зависимости от схемы измерения, показано на его корпусе.
Следует напомнить, что перед началом измерений необходимо произвести визуальный осмотр контура заземления на целостность всех соединений, швов и так далее. И только если дефекты не выявлены, можно приступать к работе с прибором.
Методик измерения сопротивления заземления довольно много. Они предполагают использование различных приборов, схем, и оптимальное решение принимается для конкретного контура индивидуально. Но для самостоятельной диагностики его состояния в домашних условиях достаточно и двух описанных выше.
Если же есть сомнения в правильности определения результатов, большой погрешности и так далее, следует обратиться к профессионалам. К заземлению, учитывая, что оно – составная часть схемы эн/снабжения, пренебрежительно относиться не стоит.
Успехов вам в измерениях!
Как измерить заземление?

Несмотря на то, что цепь заземления не находится под постоянным напряжением, и поэтому даже прокладывается открыто в промышленных условиях, ее корректная работа в нужный момент сможет уберечь, не только от травмы, но и возможно от смерти.
Принцип действия заземления прост – электрический ток всегда следует по наименьшему сопротивлению, а так как человеческое тело является хорошим проводником, то сопротивление заземления должно быть значительно меньше.
Как измерить сопротивление заземления
В работы по проверке заземления входят:
· визуальный осмотр целостности сварных и болтовых соединений;
· проверка сопротивления заземляющего контура;
· проверка удельного сопротивления грунта
Для измерения используются специальные приборы, как современные цифровые, так и советского образца – мегомметры, также применяемые и для определения сопротивления изоляции.
Уровень сопротивления заземления должен соответствовать требованиям ПУЭ, в зависимости от типа оборудования, например, для молниеотвода, оно не должно превышать 10 Ом.
Вначале производят замер сопротивления от заземленного объекта до ближайшего заземлителя и если расстояние небольшое, то просто подсоединяют измерительные провода в этих двух точках и контролируют показания прибора.
Если же расстояние значительное, то замеряют сопротивление на участке от объекта до общей заземляющей шины, а поскольку сама шина сохраняет свои свойства всегда одинаковыми, то остается сделать замер между самой шиной и ближайшим заземлителем, убедившись в соблюдении нормативов.
В последнюю очередь выполняется измерение удельного сопротивления грунта, с помощью погруженных в него измерительных электродов и пропускании тока между ними и электродами заземляющего контура. Таким образом узнают, способен ли грунт вобрать в себя электрический ток, для точности показаний, замеры проводятся в сухую погоду или в сильный мороз, когда грунт промерзает.
Как измерить сопротивление контура заземления
Заземление может использоваться, как в промышленных целях, так и в быту и естественно, требования предъявляемые к конструкции могут разниться в зависимости от его предназначения. В основном они касаются величины сопротивления, которая не должна превышать граничного предела.
Что же касается своего личного жилья, то здесь необходимо руководствоваться нормами ПУЭ для жилого дома (не более 30 Ом) и принципом, чем оно ниже, тем лучше.
Сопротивление самого провода минимально, при условии, что вы используете медный одножильный или многожильный кабель, основные потери могут происходить на механических контактах, когда в квартире провода сводятся в распределительную коробку, соединяясь в единую магистраль, выходящую к электрощиту.
Именно поэтому следует вначале обратить внимание на все механические контакты, и только после этого проводить электрические замеры.
В домашних условиях достаточно бытового тестера с пределом измерений до 1000 Ом и медного кабеля такой длины, чтобы стало возможным подключить щупы прибора одновременно к клемме заземления или зануления на электрическом щите и к заземляющей клемме прибора или розетки.
Как измерить сопротивление заземления тестером
Несмотря на то, что замер сопротивления заземления производится на линии не находящейся под напряжением, здесь также потребуется точность и осторожность.
Во-первых – исходя из характера объекта, необходимо узнать, какая величина сопротивления допускается в данной цепи, если например, это бытовое заземление в квартире, то допуск составляет не более 30 Ом. Для промышленных условий, например, заземление станка в цеху, эти условия будут уже другими.
Во-вторых, проверка заземления осуществляется только при выключенном устройстве, в противном случае, ток измерительного прибора может попасть на само устройство, как и тот, кто измеряет сопротивление, оказаться под действием внезапно появившегося на заземляющей линии потенциала.
Для измерения могут использоваться цифровые или аналоговые приборы, но если в быту можно применять и обычный тестер, то на производстве, когда результаты замеров ложатся в основу каких-то расчетов, обязательно чтобы прибор числился в государственном реестре измерительной техники и был поверенным.
Смотрите также:

Как сделать заземление в квартире? http://euroelectrica.ru/kak-sdelat-zazemlenie-v-kvartire/.

Интересное по теме: Как заземлить дачу?

Советы в статье «Как работает заземление» здесь.
Дома, замер сопротивления заземления, а чаще зануления, осуществляют между точкой соединения нулевых проводов с корпусом электрощита и поочередно всеми розетками или теми местами, где есть вывод заземляющей линии.
Регулятор устанавливается в положение необходимого предела сопротивления, а поверхности контактируемые со щупами должны быть очищены от грязи и ржавчины, после чего выполняется сам замер.

Страница не найдена | MIT
Перейти к содержанию ↓
Образование
Исследовательская работа
Инновации
Прием + помощь
Студенческая жизнь
Новости
Выпускников
О MIT
Подробнее ↓
Прием + помощь
Студенческая жизнь
Новости
Выпускников
О MIT
Меню ↓ Поиск Меню Ой, похоже, мы не смогли найти то, что вы искали!
Попробуйте поискать что-нибудь еще! Что вы ищете? Увидеть больше результатов
Предложения или отзывы?
Общие сведения о контурах заземления — Рекомендации по применению
Контуры заземления могут быть настоящей помехой в системах сбора данных HVAC, поскольку их трудно обнаружить.В большинстве случаев они не причиняют вреда, но могут вызвать непредсказуемые проблемы спустя годы после установки!
Что такое контур заземления?
Контур заземления образуется, когда существует более одного токопроводящего пути между клеммами «заземления» на двух или более единицах оборудования. Проводящая петля образует большую рамочную антенну, которая легко улавливает токи помех. Чем больше петля, тем больше помех; если вы используете стальной каркас здания в качестве основания, то петля может быть такой же большой, как и все здание.Сопротивление заземляющих проводов превращает токи помех в колебания напряжения в системе заземления. Земля больше не стабильна; поэтому сигналы, которые вы пытаетесь измерить, относящиеся к этой земле, также нестабильны и неточны.
Наземные символы
Наземная мифология
Универсальная концепция, которой преподают в технических школах и инженерных колледжах, заключается в том, что «земля» всегда имеет нулевое напряжение, может бесконечно поглощать электрический ток и мгновенно безвредно рассеивать ток.Однако идеальная почва — это лабораторная абстракция, которой не существует в реальном мире.
Настоящее заземление — это проводник, поэтому между всеми точками заземления существует определенное сопротивление электрическому току. Это сопротивление может изменяться в зависимости от влажности, температуры, подключенного оборудования и многих других переменных. Сопротивление всегда может позволить электрическому напряжению существовать на нем. Большие токи, проходящие через землю, вызовут падение напряжения в проводниках заземления, и потребуется время, чтобы рассеяться.
Департамент сельскохозяйственной инженерии Университета штата Мичиган измерил сопротивление заземления на подъездах к электросети и обнаружил, что на территории здания может колебаться до 2 В. Фактически, Национальный электротехнический кодекс (NEC) допускает изменение заземления на 2,5% от напряжения параллельной цепи или на 3 вольта RMS для цепи 120 В переменного тока (дополнительную информацию об исследовании штата Мичиган и NEC см. В разделе «Ссылки» ниже. код).
Понимание того, что идеального заземления не существует в реальном мире, является первым шагом к устранению помех контура заземления, когда они возникают.Если вы помните, что каждое заземление в здании имеет разный и произвольный «нулевой» потенциал, то вы можете спроектировать надлежащие системы заземления.
Если основания такие ущербные, зачем вообще заземление?
Заземление необходимо по двум причинам: безопасность и безопасность.
Статья 250 NEC устанавливает, что изолированные вторичные обмотки понижающих распределительных трансформаторов должны быть заземлены на входе в здание. Земля представляет собой медный стержень, вбитый как минимум на 8 футов в землю.NEC требует, чтобы стальной каркас, водопроводные трубы и другие крупные металлические предметы были соединены с землей у входа в здание. Если изоляция провода выходит из строя или провод непреднамеренно отсоединяется и соприкасается с металлическим предметом, большие токи короткого замыкания протекают от распределительного трансформатора к земле. Эти чрезмерные токи размыкают предохранители и автоматические выключатели, предотвращая нахождение оборудования под более высоким потенциалом, чем у ближайшей раковины или строительной конструкции. Если заземление в распределительном щитке по какой-либо причине отключается, то заземление на входе электропитания здания на трансформаторе обеспечивает протекание чрезмерного тока короткого замыкания, размыкая предохранители и автоматические выключатели.Защита здания от огня и находящихся в нем людей от поражения электрическим током является основной функцией системы заземления распределения электроэнергии.
Вторая проблема безопасности заключается в том, чтобы поддерживать оборудование в пределах его нормального рабочего диапазона напряжения. Большинство современных прямых цифровых контроллеров (DDC) будут работать правильно без заземления где-либо. Единственная загвоздка в том, что незаземленное оборудование может накапливать большие статические заряды из-за утечки изоляции. Первый человек, который подходит и касается оборудования, получает очень неприятный шок.Если статический заряд становится достаточно высоким, он разряжается до ближайшего проводника с более низким потенциалом. Мгновенные токи разряда могут достигать нескольких тысяч ампер и разрушать электронные компоненты системы. Заземление системы позволяет зарядам рассеиваться без повреждений.
Помехи сигналам от контуров заземления
Контуры заземления позволяют электрическим и магнитным помехам создавать источники напряжения шума. Эти источники напряжения добавляют к измеряемому сигналу и неотличимы от правильного сигнала.Контроллер, не зная, что он считывает неправильное значение, выполняет неправильное управляющее действие. Это может создать неудобные условия для пассажиров. Он также может приводить в движение механическое оборудование, вызывая преждевременный износ оборудования.
Помехи сигналам от магнитной индукции
Основными источниками этих шумовых проблем являются магнитная индукция и дисбаланс грунта.
Любая петля из проводящего материала образует однооборотный трансформатор, если присутствует магнитное поле, и магнитные поля возможны везде, где используется напряжение переменного тока.Магнитные поля создаются переменным напряжением, текущим по проводу, двигателями или люминесцентными лампами. В цепях очень низкого уровня оборванные провода, движущиеся в магнитном поле земли, могут даже вызвать проблемы. Магнитное поле заставляет ток течь в петле из проводящего материала, а сопротивление петли создает напряжение из этого тока.
Чем сильнее магнитное поле или чем выше частота магнитного поля, тем сильнее протекает ток. Закон Ома гласит, что ток, умноженный на сопротивление, равен напряжению.Таким образом, чем больше ток, тем больше источник шума напряжения.
На левом рисунке ниже показан контур заземления под действием магнитного поля. Магнитное поле заставляет электрический ток течь в контуре заземления. Сопротивление контура преобразует ток в источник напряжения между входом заземления контроллера и клеммой заземления датчика, как показано на правом рисунке ниже.
Контур заземления в магнитном поле (вверху слева) и напряжение датчика и напряжение контура заземления (вверху справа)
Помехи сигналам из-за дисбаланса грунта
Электрические нагрузки могут варьироваться в зависимости от здания, вызывая различные токи в системе заземления.Если в системе заземления протекает большой ток и датчик помещен в цепь с заземлением, которая также имеет контур заземления, то к сигналу добавляется разница напряжений между двумя точками заземления.
На рисунке внизу слева показан источник тока повреждения, подающий ток в систему заземления. Если, как в исследовании штата Мичиган, напряжение в системе заземления составляет два вольта, то к сигналу датчика добавляется напряжение повреждения в два вольта, как показано на рисунке ниже справа.
Дисбаланс заземления (слева), напряжение датчика и напряжение контура заземления
Закрытие
Контуры заземления могут сделать лучшую систему управления неэффективной. Если вы считаете, что контуры заземления могут вызывать проблемы с вашей системой HVAC / R, позвоните своему представителю BAPI или загрузите примечание по применению BAPI: Избегайте контуров заземления с нашего веб-сайта по адресу www.bapihvac.com
Список литературы
ANSI / NFPA 70, Национальный электротехнический кодекс 2002 — Национальная ассоциация противопожарной защиты
Стратегии строительства для минимизации паразитного напряжения на молочных фермах, Университет штата Мичиган
Генри Отт, Методы снижения шума в электронных системах, 2-е издание, Wiley and Sons, Нью-Йорк, Нью-Йорк , 1988
Michigan State Univ.Исследование и код NEC
Департамент сельскохозяйственной инженерии Университета штата Мичиган измерил сопротивление заземления на входах в электрические сети и обнаружил:
«Если заземляющий стержень сервисной панели вбить на 8 футов во влажную землю, которая не является настоящим песком, сопротивление между заземляющим стержнем и землей может быть всего 20 Ом. Предположим, что когда в здании используется питание, одна десятая ампера нейтрального тока течет на землю через заземляющий стержень. Основной электрический закон, называемый законом Ома, гласит, что ток, умноженный на сопротивление, равен напряжению.Умножение тока заземляющего стержня (0,1 ампера) на сопротивление заземляющего стержня (20 Ом) дает 2 вольта. Если один щуп вольтметра касается заземляющего стержня, а другой щуп вольтметра вдавливается в землю настолько далеко от заземляющего стержня, насколько дотянут провода, измеритель будет показывать примерно 2 вольта ».
Код NEC
Национальный электротехнический кодекс (NEC) также не помогает решить эту проблему. Статья 250 NEC требует, чтобы параллельные цепи заземлялись до ближайшего местного заземления здания, где бы в здании ни находились панели ответвительных цепей.Цифры в статье 250 показывают заземление на строительную сталь. Как указано в статье штата Мичиган, «территория» здания может варьироваться в зависимости от их измерений на величину до 2 вольт. Статья 647.4 (D) NEC (статья 647 называется «Чувствительное электронное оборудование») позволяет заземлению изменяться на 2,5% от напряжения параллельной цепи или на 3 вольта RMS для цепи 120 В переменного тока.
Версия для печати pdf этой заметки по применению
Избегание контуров заземления при измерениях электронных устройств
В замкнутой цепи должен быть предусмотрен обратный путь для тока, протекающего обратно к источнику питания; этот возврат часто называют электрическим заземлением.В идеале эти заземляющие соединения не должны иметь сопротивления или паразитной емкости, и можно предположить, что все опорные заземления имеют один и тот же потенциал. Однако все провода имеют небольшое сопротивление, а также паразитную емкость.
Оценка лабораторных измерений с использованием нескольких приборов (и нескольких источников питания) усугубляет эту проблему. Когда два или более устройства подключаются к общей земле разными путями, возникает контур заземления; разность напряжений генерирует ток в виде наведенного шума.Этот шум контура заземления может появляться или исчезать без очевидной причины, что может сделать диагностику шума чрезвычайно сложной задачей.
При поиске неисправностей в цепи лучше избегать одновременного изменения нескольких переменных. Следующие советы помогут вам применить более методичный подход.
3 совета по предотвращению замыкания на землю
1. Создайте единую точку заземления.
Создав единую точку заземления, обычно на месте измерения, вы, в первую очередь, можете избежать потенциальных контуров заземления.Хотя это не всегда может быть практично реализовать, учитывая физическое расположение электрических компонентов, это хороший руководящий принцип, который поможет вам избежать большинства проблем.
2. Внимательно следите за непредусмотренными путями заземления.
Мне известна ситуация, когда был создан контур заземления, потому что корпус ИУ находился в криогенном сосуде Дьюара, который покоился на бетонном полу, на котором покоился металлический стол, поддерживающий прибор с заземленным корпусом.Это не «цепь», как в учебнике, но она функционировала как единое целое. Реальная проблема диагностики неприятных контуров заземления часто заключается в вашей способности творчески мыслить, чтобы найти контур.
3. Сохраняйте заземление.
Сопротивляясь желанию отключить все заземляющие соединения, вы можете избежать увеличения шума из-за эффекта антенны.Заземление корпуса на приборах также обеспечивает безопасное заземление в случае внутренней неисправности, предотвращая попадание в корпус опасного напряжения. При изменении схемы заземления в системе всегда соблюдайте меры безопасности.
Загрузите нашу бесплатную статью, чтобы узнать о других ошибках, которых следует избегать при измерении электронных устройств:
Что такое ошибка контура заземления при измерении напряжения
Практические руководства
Резюме
Контуры заземления представляют проблемы при измерении сигналов низкого уровня, таких как измерения термопар.В этой статье объясняется, что вам нужно о них знать.
Описание
Истинный потенциал земли существует только на бумаге или в симуляциях. В реальном мире нет такого понятия, как истинное заземление, которое при испытаниях и измерениях приводит к ошибкам контура заземления. Контуры заземления создают проблемы при измерении сигналов низкого уровня, таких как измерения термопар. При измерении напряжений в цепях, в которых цифровой мультиметр и тестируемое устройство привязаны к общему заземлению, образуется контур заземления.Как показано на рисунке, любая разница напряжений между двумя опорными точками заземления (Vground) вызывает прохождение тока через измерительный провод гетеродина. Это вызывает ошибку напряжения (VL), которая приводит к неточностям измерения цифрового мультиметра.
При рассмотрении контуров заземления только с точки зрения постоянного тока, пока Ri имеет большое значение (имеется в виду воздух между двумя потенциалами), ошибка будет довольно незначительной при измерении мВ и выше. Цифровые мультиметры Keysight Truevolt, такие как 34460/61/65 / 70A, имеют Ri 10 Гом при влажности 80%.Влажность 80% является высокой нормой для лабораторных условий, поэтому в большинстве случаев фактическое значение Ri намного превышает 10 Гом. Ошибка, вызванная контурами заземления постоянного тока, может быть дополнительно уменьшена, если путь заземления сигналов низкого уровня будет как можно короче.
Более крупным источником шума и ошибок от контуров заземления является компонент переменного тока. Сопротивление цифрового мультиметра относительно земли ниже при использовании переменного тока из-за емкостной составляющей Ci, параллельной Ri. Емкостная составляющая возникает из-за обмоток трансформатора внутри цифрового мультиметра.Ссылаясь на расчет Z в нижней части рисунка, по мере увеличения частоты изоляция цифрового мультиметра по оси Z по отношению к земле начинает уменьшаться. Теперь в большинстве низкочастотных настроек шум контура заземления исходит от линии электропередачи, поэтому он составляет 60 или 50 Гц. Влияние шума контура заземления линии питания переменного тока можно уменьшить, установив время интегрирования измерения цифрового мультиметра на 1 или более циклов линии питания (для 60 Гц это 16,67 мс). Если ваша среда тестирования состоит из высокочастотных сигналов, высокоскоростных цифровых сигналов или компонентов с шумом, таких как реле или двигатель, лучше всего проводить любые чувствительные измерения напряжения на отдельном потенциале земли, если это возможно.
Контуры заземления в системах вибрационных испытаний
Вернуться к: Системный шум и контуры заземления
Как обсуждалось в предыдущем уроке, электронное заземление может быть ссылкой на 0 вольт. Это опорное напряжение 0 В используется в качестве основы для других напряжений, генерируемых в системе тестирования. Это основная точка отсчета, и ее необходимо поддерживать в надлежащем состоянии.
Общие сведения о контурах заземления
Контур заземления возникает, когда несколько компонентов, у которых есть заземление к цепи электропитания здания, подключены друг к другу с помощью кабеля с заземляющим контактом 0 В.Это соединение создает несколько путей к заземлению через несколько компонентов системы.
Опорное напряжение 0 В, на которое воздействуют контуры заземления, больше не равно 0 В, поскольку теперь присутствует дополнительное напряжение. Это изменение может вызвать ошибки в измерениях, которые использует система тестирования.
Системы управления
Системы контроля вибрации имеют полное заземление через набор соединительных кабелей, идущих от:
Контроллер выхода на усилитель
Усилитель к шейкеру
Шейкер к контрольному датчику
Датчик контроля на входе контроллера
В дополнение к этому полному контуру одноточечных опорных заземлений, контроллер, усилитель и шейкер имеют заземляющие опоры для заземления.
Множественные ссылки на землю и соединенные кабели имеют чрезвычайно высокий потенциал для создания контуров заземления, особенно когда различные компоненты требуют разных типов питания (120 В — однофазное, 480 В — 3 фазы и т. Д.). См. Рисунок 1.3 ниже.
Рисунок 1.3. Соединения и потенциальные контуры заземления в системе контроля вибрации. Обратите внимание, что заземления всех трех устройств подключены через цепь электропитания.
Сопротивление и напряжение
Электричество ищет баланс; Таким образом, два провода цепи должны содержать равное количество напряжения или тока.Любой дисбаланс передается на землю.
В зависимости от сопротивления несбалансированных проводов генерируются разные напряжения. Согласно закону Ома, напряжение равно току, умноженному на сопротивление (V = I * R). По мере увеличения сопротивления общее напряжение увеличивается, даже если ток остается прежним.
Провода и цепи с высоким сопротивлением приведут к тому, что сигнал более высокого напряжения будет передаваться по заземленной стороне кабелей. В некоторых случаях эта разница напряжений может вызвать фактическое движение вибростенда; в других случаях разница может быть измерена только контроллером вибрации.
Обнаружение шума контура заземления
Есть два признака того, что ваша система контроля вибрации испытывает шум контура заземления:
Встряхивающая головка движется, когда система включена, но тест не выполняется.
На графиках показаны скачки амплитуды при тактовой частоте источника питания (60 Гц в Северной Америке, 50 Гц в Европе).
Если вы подозреваете, что шум влияет на вашу систему контроля вибрации, следующие уроки проведут вас через шаги по устранению неполадок.
Снижение шума и изоляция
ГЛАВА 10: Снижение шума и изоляция
Обратите внимание: в онлайн-отрывках цифры были опущены.
КОНТРОЛЬ ШУМА
Контроль шума в измерительных системах жизненно важен, потому что он может стать серьезной проблемой даже для лучших приборов и оборудования для сбора данных. Большинство лабораторий и промышленных предприятий содержат многочисленные источники электрического шума, в том числе линии электропередач переменного тока, тяжелую технику, радио- и телестанции, а также различное электронное оборудование.Радиостанции генерируют высокочастотный шум, а компьютеры и другое электронное оборудование генерируют шум во всех частотных диапазонах. Создание полностью бесшумной среды только для проведения тестов и измерений редко бывает практическим решением. К счастью, простые устройства и методы, такие как использование надлежащих методов заземления, экранированных и скрученных проводов, методов усреднения сигналов, фильтров и дифференциальных усилителей входного напряжения, могут контролировать шум в большинстве измерений. Некоторые методы предотвращают попадание шума в систему, а другие удаляют посторонний шум из сигнала.
КОНФЛИКТ ЗАЗЕМЛЕНИЯ
В нетехническом словаре термин «земля» определяется как место, соприкасающееся с землей, общий возврат в электрической цепи и произвольная точка с нулевым потенциалом напряжения. Заземление или соединение некоторой части электрической цепи с землей обеспечивает безопасность персонала и обычно улучшает работу цепи. К сожалению, безопасная среда и надежная система заземления часто не создаются одновременно. Это требует планирования, основанного на систематическом понимании того, как электричество ведет себя в различных типах цепей.Например, высокая избыточность — одна из ключевых особенностей, которая делает большинство электрических распределительных систем по всему миру безопасными и работающими должным образом.
Заземление в целях безопасности
Изолированные вторичные обмотки понижающих распределительных трансформаторов обычно заземляются рядом с трансформатором и внутри первой коммутационной панели на проводном пути к возможной нагрузке (см. Рисунок 10.01). Земля — это точка внутри панели, соединенная с ближайшим заземляющим стержнем. Как правило, к одной и той же точке подключается большая или значимая конструкция (каркас здания) или металлическая система (водопровод).Это сводит к минимуму разницу в напряжении, которая может возникнуть между водопроводной трубой и устройством, например, с трехжильным заземленным шнуром. Электрическое повреждение, такое как контакт незаземленного проводника с металлическим предметом, предназначено для размыкания предохранителя или размыкания прерывателя, а не для того, чтобы оставить электрически запитанный прибор под более высоким потенциалом, чем близлежащая водопроводная труба или кран для раковины. Если заземление на панели отключается по какой-либо причине, резервное заземление рядом с трансформатором обеспечит путь для токов короткого замыкания для размыкания предохранителей или размыкания выключателей.Предотвращение поражения электрическим током и электрических пожаров является наивысшим приоритетом для цепей заземления, но резервирование, встроенное во многие системы электрического заземления, иногда ограничивает определенные виды соединений для ввода в системы сбора данных.
Заземление для надежных контрольно-измерительных приборов
Несколько внутренних общих шин в приборе управления данными расположены так, чтобы регулировать токи и объединять все пути в одной общей точке. Такой подход гарантирует, что ток, протекающий по любому пути, не вызовет падение напряжения в обратном пути для другой цепи и не проявится как (ошибочный) входной сигнал (см. Рисунок 10.02). Обычно эта общая точка подключается через низкое сопротивление к заземлению на шнуре питания переменного тока прибора. Это соединение предотвращает плавание внутренней системы при потенциале переменного тока между землей и входным потенциалом источника переменного тока.
КОНТУРЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ
Измерительные приборы с заземленным заземлением, как описано выше, обычно создают контур заземления. Контур заземления может стать серьезной проблемой, даже если напряжение заземления в измеряемой точке равно напряжению заземления, поступающему в прибор через сетевой шнур.Напряжение, возникающее между двумя заземлениями, может быть переменным или постоянным напряжением любого значения и частоты, и по мере увеличения напряжения и частоты влияние контура заземления становится более проблематичным.
Опасные и разрушающие контуры заземления
Переходный ток может генерировать значительное напряжение на заземленных проводниках. Например, во время электрического повреждения, когда находящийся под напряжением провод касается защитного заземления, часть напряжения питания может оказаться на защитном заземлении до того, как предохранитель или автоматический выключатель, питающий повреждение, сработает и снимет напряжение.Это происходит за несколько миллисекунд и обычно не представляет угрозы для безопасности. Но проблема может быть гораздо более серьезной, если молния ударяет в конструкцию защитного заземления и через систему заземления проходят тысячи ампер. Потенциальные различия даже на доли Ом могут легко превысить 1000 В переменного тока и повредить оборудование и поставить под угрозу жизнь.
Признаки контуров заземления
Иногда ошибку измерения ошибочно связывают с проблемой контура заземления, особенно если заземление не задействовано строго.Это явление относится к двум типам ситуаций; общий поток тока в цепи, который создает непреднамеренные напряжения, и непреднамеренные цепи, которые мешают правильной работе предполагаемых цепей.
Как создаются контуры заземления
Проблема контура заземления может быть проиллюстрирована на следующем примере. Встроенный датчик с внутренним формированием сигнала состоит из трех проводов; положительный провод источника питания, провод вывода сигнала и отрицательный провод, который служит как обратным током, так и общим сигналом (см. рисунок 10.03). Внутренняя схема датчика потребляет около 30 мА, а выходной сигнал находится в диапазоне от 0 до 5 В постоянного тока.
Датчик стимулируется, и цифровой вольтметр считывает правильный выходной сигнал 2,50 В постоянного тока на испытательном стенде. Но когда три провода удлиняются на 500 футов с помощью провода 20 AWG (10,4 Вт / 1000 футов при 20 ° C), общий подводящий провод, по которому проходит ток источника питания 30 мА, падает примерно на 150 мВ. Это падение напряжения на сопротивлении выводов увеличивает выходное напряжение датчика и подает 2,65 В постоянного тока на цифровой вольтметр.Погрешность составляет около 6,6% и, что еще хуже, она сильно варьируется в зависимости от температуры провода. Конкретное приложение определяет, можно ли допустить ошибку.
Когда ток, потребляемый цепью датчика, не является значением установившегося состояния, то есть он состоит из уровня окружающей среды в сочетании с динамической составляющей, вносимая ошибка будет изменяться во времени. Это может быть относительно высокая частота, которая действует как шум в измеряемом выходе, или она может быть идеально синхронизирована с обнаруживаемым физическим явлением.Затем он влияет на величину изменяющегося во времени выходного сигнала. Оба типа ошибок часто возникают в системах сбора данных.
Как устранить контуры заземления
Надежный метод поиска и устранения неисправностей анализирует текущий поток и прогнозирует его результаты. Провода от предполагаемой точки измерения должны пропускать только ток, связанный с требованиями смещения аналогового входного канала (см. Рисунок 10.04). Эти токи обычно измеряются в микроамперах. При более низких уровнях напряжения их можно существенно изменить, если они будут вынуждены использовать вместе очень длинные провода, несущие только мА.Подробная электрическая схема и принципиальная электрическая схема могут дать представление и понимание, чтобы помочь предотвратить этот тип проблемы до того, как будут установлены сотни футов проводов.
Часто несколько проводов, проложенных между двумя точками, не могут использоваться совместно. Когда общий провод используется совместно, ток в одном канале влияет на показания напряжения в другом канале. В предыдущем числовом примере четвертый провод, подключенный к нижнему концу дифференциального измерительного канала, обеспечивает выходное напряжение, которое можно точно измерить с высокой степенью уверенности.Этот подход наиболее эффективен, когда система поддерживает три провода, и они используют общий источник питания. Дифференциальные входные соединения, используемые с общим аналоговым сигналом, который относится к клемме возврата источника питания, устраняют влияние контуров заземления, присущих этой схеме с несколькими датчиками.
ПЕРЕСЕЧЕНИЕ В СИСТЕМАХ СБОРА ДАННЫХ
Другой тип ошибки контура заземления — это перекрестные помехи между каналами. Это можно определить как взаимодействие между показаниями двух или более каналов, которое может быть статическим или динамическим.Когда используется несколько каналов и существуют контуры заземления, упрощенные ошибки, описанные ранее, скорее всего, будут усугубляться вкладом от других каналов. Перекрестные помехи могут быть очевидными, а могут и не быть.
Статические перекрестные помехи
Рассмотрим группу статических каналов со стабильными напряжениями, которые при индивидуальном измерении дают точные показания. Однако, когда каждый канал подключен к входу системы сбора данных и показания меняются, это изменение указывает на то, что перекрестные помехи генерируются установившимся контуром заземления.Аналогичным образом, когда показание канала изменяется при подключении другого канала, возникают перекрестные помехи, и проблема заключается в контуре заземления.
Динамические перекрестные помехи
Динамические перекрестные помехи — это название ситуации, когда известный динамический сигнал на конкретном канале появляется в физически несвязанном канале. Установившиеся токи, потребляемые преобразователями, описанными в предыдущем примере, идеализированы для простоты. Эти токи обычно меняются в зависимости от измеряемых физических величин вместе с ошибками.
Последовательное считывание сигналов самых разных величин вызывает последовательные перекрестные помехи в мультиплексированных системах сбора данных. Емкостная или индуктивная связь между каналами создает перекрестные помехи в системах с неправильно или небрежно одетыми проводами. Однако, как правило, они не относятся к контурам заземления и встречаются реже.
ЭКРАНИРОВАННАЯ ПРОВОДКА
Преимущества
Металлические экраны, размещенные вокруг оборудования и измерительных проводов, эффективно предотвращают проникновение и выход шума из системы.Например, ослабленные или оголенные провода становятся антеннами для приема радиочастотного сигнала и могут образовывать петли, излучающие шум.
Чтобы подчеркнуть необходимость контроля шума, на рисунке 10.05 показано несимметричное измерение напряжения на закороченном канале. К системе сбора данных было подключено около 6 футов провода, не скрученного и не экранированного. На рисунке 10.06 показан шум в несимметричном закороченном канале с использованием экранированного кабеля с очевидным улучшением.
Лучшие схемы подключения КИП состоят из тщательно сгруппированных линий, скрученных попарно, иногда покрытых вторым экраном и проложенных через специальный кабелепровод или кабелепровод.Экранированная витая пара довольно часто используется в канале для подключения сигнала от источника к входной клемме. Экраны минимизируют емкостную связь, а скрученные провода минимизируют индуктивную связь.
Близость к другим проводам, особенно к силовым проводам с высоким напряжением и током, может привести к возникновению шума в проводниках сигналов низкого уровня. Емкостная связь может существовать между любыми двумя металлическими частями в непосредственной близости, включая два проводника в полностью отдельных цепях. Аналогичным образом, трансформаторная муфта с воздушным сердечником может возникать между двумя замкнутыми контурами проводки в полностью отдельных цепях.
Правильная установка и использование экранов
Обычно экран заканчивается только на одном конце, если он не доходит до экрана в другом участке той же разводки каналов. Экран может заканчиваться либо на конце преобразователя, либо на конце входного канала, но не на обоих концах. Когда датчик или преобразователь находится в экранированном металлическом корпусе, который также подключен к заземлению, экран может быть подключен на конце датчика и оставаться открытым на клеммах входного канала. Когда датчик хорошо изолирован, экран может плавать и подключаться к общей аналоговой клемме входных клемм системы сбора данных.Иногда многожильные кабели, состоящие из пучка проводов и общего экрана, приемлемы для группы сигналов высокого уровня, постоянного или низкочастотного сигнала, но не рекомендуются для общего случая сбора данных. Компрометация хорошо спланированной системы электропроводки с использованием некачественного провода, общих проводников или экранов и параллельных нескрученных проводов приведет к неоптимальным результатам.
ИЗОЛЯЦИЯ И ПЛАВАЮЩИЕ СИСТЕМЫ СБОРА ДАННЫХ
Изоляция
Изоляция определяется как отделение одного сигнала от другого для предотвращения непреднамеренного взаимодействия между ними.Все системы сбора мультиплексированных данных содержат определенную степень межканальной изоляции; релейные системы имеют гальваническую развязку, а твердотельные — нет. Гальваническая развязка — это отсутствие какого-либо пути постоянного тока. Большинство методов изоляции устраняют все пути постоянного тока мощностью менее 100 МВт. Три основных преимущества гальванической развязки — это защита цепи, снижение шума и подавление высокого синфазного напряжения, особенно тех, которые создаются контурами заземления.
Компьютерное оборудование для сбора данных делает возможным множество многоканальных измерений, ранее недоступных для многих приложений с экономической точки зрения.Это было достигнуто за счет принятия пользователем двух основных компромиссов: мультиплексирования и неизолированных входов. Мультиплексирование является успешным, когда частота дискретизации достаточно высока, а полное сопротивление источника достаточно низкое. Отсутствие изоляции накладывает совершенно другие ограничения на типы входных сигналов, которые могут быть подключены.
Защита цепи
Изоляция отделяет источник сигнала от измерительной схемы, которая может быть повреждена сигналом.Напряжение выше примерно 10 В может исказить данные или повредить компоненты, используемые в системе. Поэтому входные сигналы высокого напряжения или сигналы, содержащие выбросы высокого напряжения, должны быть изолированы. Защита также работает в противоположном направлении, чтобы защитить чувствительный формирователь сигнала от сбоя устройства в другом месте системы.
Компьютерное оборудование для сбора данных чаще всего подключается к главному компьютеру, который заземлен. Аналоговые входы сменных плат и наиболее экономичных внешних систем не изолированы электрически от земли или друг от друга.Многие приложения совместимы с этой ситуацией, но некоторые приложения сталкиваются с проблемой высокого синфазного напряжения.
Отклонение высокого синфазного напряжения
Синфазное входное напряжение определяется как напряжение, приложенное между общей клеммой и двумя входными клеммами при условии, что два входных напряжения идентичны. Другими словами, две входные клеммы могут быть соединены вместе, и синфазное напряжение подается между закороченными входами и общей клеммой, как показано на рисунке 10.07. При практических испытаниях и измерениях синфазное напряжение может превышать номинальное значение на входе инструментального усилителя, которое обычно составляет менее 10 В. Для безопасных и точных измерений синфазное напряжение выше 10 В должно быть изолировано. от инструментального усилителя, пропуская измеренный сигнал. В обычных типах развязывающих усилителей для передачи сигнала используются магнитные, оптические или емкостные средства.
Магнитная изоляция
В специальных инструментальных усилителях используются трансформаторы, которые с помощью магнитного поля соединяют аналоговые сигналы переменного тока от входной части к выходной части, эффективно поддерживая высокие синфазные напряжения.Трансформаторная связь также позволяет им подавать изолированное питание на входной каскад без использования отдельного преобразователя постоянного / постоянного тока. Конкретный инструментальный усилитель содержит входной операционный усилитель с CMRR около 130 дБ при коэффициенте усиления 100 и изоляцией синфазного напряжения 2000 В. Подобные инструментальные усилители доступны для питания изолированных мостов, компенсации холодного спая, линеаризации и других специальных требований к формированию сигналов (см. Рисунок 10.08).
Оптическая развязка
Оптическая изоляция в настоящее время является наиболее часто используемым методом соединения цифровых сигналов.Измеренный сигнал входного напряжения преобразуется в ток, который активирует светоизлучающий диод в оптическом соединителе. Светочувствительный транзистор, расположенный рядом с диодом, но на противоположной стороне барьера напряжения, преобразует световой сигнал обратно в ток, с которым может справиться инструментальный усилитель. Барьер напряжения обычно обеспечивает изоляцию на несколько тысяч вольт между входом и выходом.
Оптические устройства также обычно используются для изоляции выхода АЦП, который обычно представляет собой последовательную цепочку импульсов данных, проходящих через один оптический соединитель (см. Рисунок 10.09). Последовательная строка часто преобразуется из нескольких параллельных сигналов (например, от 8 до 24 выходных портов), чтобы минимизировать количество оптических устройств, необходимых в системе. Цепи преобразования из параллельного в последовательный дешевле, чем от 8 до 24 оптических устройств (по одному на каждый бит вывода параллельного АЦП). В этих случаях источник питания для АЦП и связанных входных цепей также изолирован, обычно с помощью трансформатора.
Емкостная развязка
Конденсатор — это пассивное устройство, которое передает переменное напряжение с одного каскада на другой, блокируя компонент постоянного тока.По этому определению это простой, но недорогой изолятор. Измеряемый сигнал, который необходимо изолировать, модулируется и передается через конденсатор на приемную сторону. На приемной стороне сигнал переменного тока демодулируется для восстановления исходного сигнала. Этот метод часто применяется к недорогим изолирующим усилителям, в которых разделительный конденсатор состоит из общего слоя между двумя изолированными секциями подложки ИС. Изоляция сигнала с использованием этих специализированных ИС рассчитана на напряжение 1500 В. Основными преимуществами этого подхода являются простота, низкая стоимость и полоса пропускания до 50 кГц.На рисунке 10.10 показан преобразователь постоянного / постоянного тока, часто используемый в качестве модулятора / демодулятора в развязывающем усилителе.
На рисунке 10.11 показан типичный многоканальный программируемый развязывающий усилитель в системе сбора данных, в которой используются все три типа изоляции: трансформаторы, оптические устройства и конденсаторы. Преобразователь постоянного / постоянного тока на основе трансформатора подает питание на изолированную сторону. Устройство с емкостной связью изолирует аналоговый сигнал, в то время как два оптических соединителя передают цифровые управляющие сигналы на плавающую схему.
Основные ошибки приложения
Опасности при измерениях могут легко возникнуть, если неизолированный аналоговый вход системы сбора данных ошибочно подключен к устройству, работающему при высоком синфазном напряжении по отношению к заземлению. Ошибка, которая часто предшествует этой проблеме, заключается в определении диапазона напряжения полезного сигнала с помощью портативного цифрового или аналогового мультиметра и пренебрежении отношением сигнала к заземлению.Если он соединен пунктирными линиями, как показано на рисунке 10.12, моторный привод может быть поврежден сразу после подачи питания. Это связано с тем, что схема управления во многих приводах двигателей переменного и постоянного тока обязательно связана с высоким напряжением по отношению к заземлению. Когда ток двигателя измеряется с помощью шунта или резистора низкого сопротивления, общая шина управления обычно находится под высоким синфазным потенциалом по отношению к заземлению.
В некоторых приводах используются бесконтактные датчики тока, трансформаторы и оптические соединители для гальванической развязки схемы управления.Однако, если специально не известно, что привод имеет изолированный аналоговый интерфейс, предполагайте, что это не так.
Изолирующие трансформаторы
Не все устройства с питанием от сети переменного тока содержат внутренние изолирующие трансформаторы, которые понижают напряжение до более низких рабочих уровней, необходимых для электронных схем, и одновременно защищают пользователей от внешних замыканий на землю. Общая шина источника питания в бестрансформаторных устройствах часто подключается к одной стороне сетевого шнура переменного тока. Если система не защищена от переворота разъема сетевого шнура в розетке, общая линия устройства (и, следовательно, корпус) может быть повышена до уровня напряжения, который выше, чем общий вывод других устройств поблизости или других подключенных инструментов. к системе сбора данных.Замыкание на землю, возникающее в результате такого расположения, приводит к замыканию линии питания и может представлять опасность для операторов и разрушать оборудование.
Изолирующий трансформатор позволяет пользователю безопасно подключать входной канал системы сбора данных, заземленный через главный компьютер, к низковольтному сигналу в устройстве с питанием от переменного тока. Предпочтительный изолирующий трансформатор для такого использования имеет заземленный электростатический экран между первичной и вторичной обмотками для минимизации емкостной связи и потенциалов относительно земли.Этот подход работает только тогда, когда нейтраль переменного тока в электрической системе заземлена на землю. Изолирующие трансформаторы не могут прервать путь для защитного заземления, проходящего через заземляющий контакт стандартного 3-проводного шнура.
Портативный компьютер, работающий от внутренней батареи и не подключенный к другим периферийным устройствам, заземленным (например, к принтерам), может быть плавающим хостом, надежно подключенным к системе сбора данных. Но лучший общий подход — изолировать источник входного сигнала.
Изолирующий трансформатор обычно не обеспечивает всю изоляцию, предназначенную для системы сбора данных, потому что общий цифровой выход в большинстве компьютеров обеспечивает путь с низким импедансом к земле как часть схемы защиты от электростатического разряда (ESD). Но некоторые устройства сбора данных, которые связываются с главным компьютером через последовательные каналы передачи данных, такие как RS232 и RS485, используют изоляторы связи, специально разработанные для этого протокола. Для сравнения, большинство интерфейсов Ethernet изолированы трансформатором и имеют сети защиты от электростатических разрядов с обеих сторон изоляционного барьера, привязанного к шасси, а также заземление через главный компьютер.
Аналоговые изоляторы
Идеальным решением для измерения высоких синфазных сигналов является аналоговый изолятор. Изолятор надежно измеряет аналоговые входные сигналы низкого уровня, содержащие до 1500 В синфазного сигнала, через магнитные, оптические или емкостные устройства. Усилители обеспечивают как межканальную изоляцию, так и межканальную изоляцию. Напротив, большинство твердотельных мультиплексоров не имеют межканальной развязки за пределами стандартного диапазона сигнала ± 10 В.
Наиболее распространенные аналоговые изоляторы представляют собой съемные модули.Эти 3-портовые устройства требуют источника питания постоянного тока и обеспечивают рабочее напряжение для схем преобразования сигнала и модуляции на входной стороне. Они также обеспечивают напряжение для схем демодуляции и восстановления сигнала на выходной стороне. Большинство устройств также обеспечивают встроенную фильтрацию нижних частот и масштабирование до выходных уровней от 0 до 5 В. Широкий спектр доступных опций в этих модулях может упростить многие сложные требования к измерениям и по-прежнему предоставлять данные для всей выбранной системы сбора данных, поскольку все производители сбора данных имеют продукты, которые поддерживают эти модули.
Изолирующие модули относительно дороги и вряд ли будут использоваться в недорогих системах сбора данных. Недорогие системы обычно не содержат аналоговых изоляторов, но для многих приложений требуются изоляторы хотя бы в нескольких каналах. С точки зрения системы, лучшее место для адресации канала с высоким синфазным сигналом — это источник для безопасности и целостности сигнала.
Беспроводные методы
Не все системы сбора данных могут подключаться к датчикам на испытуемом образце с помощью проводов.Им требуется форма радиосвязи, называемая телеметрией. Радиопередатчики и датчики расположены на тестируемом устройстве, а приемники — в системе сбора данных. Например, вращающийся элемент большого двигателя или генератора можно контролировать дистанционно и безопасно. Система может контролировать температуру, вибрацию, прогиб и скорость в об / мин без использования контактных колец, которые использовались в прошлом.
Относительно новый протокол, называемый Bluetooth, все чаще используется для дистанционного измерения и управления.Это беспроводная система малого радиуса действия, которая позволяет устройствам распознавать, подключаться и передавать данные между собой. Устройства оснащены специальными микросхемами Bluetooth и обеспечивают передачу на небольшом расстоянии, обычно до 10 м. Они могут передавать данные со скоростью 720 кбит / с в диапазоне частот от 2,40 до 2,48 ГГц. Другая система — это беспроводная система на базе 802.11 Ethernet. Он часто обеспечивает физическую и электрическую изоляцию в заводских цехах, а также для высоковольтных линий электропередач и испытательных площадок для сноса. Он работает в том же частотном диапазоне, что и Bluetooth, и может обрабатывать более высокие скорости передачи данных от 1 до 11 Мбит / с.
СНИЖЕНИЕ ШУМА
Усреднение сигнала
Некоторые методы шумоподавления предотвращают проникновение шума в систему изначально, а другие удаляют посторонние шумы из сигнала. Другой метод усредняет несколько отсчетов сигнала с помощью программного обеспечения. В зависимости от природы шума и конкретного метода усреднения, шум можно уменьшить на квадратный корень из числа усредненных отсчетов (RMS). Но для получения приемлемого измерения может потребоваться большое количество образцов.На рисунке 10.13 показано напряжение на закороченном канале при усреднении только 16 выборок данных.
Хотя усреднение является эффективным методом, у него есть несколько недостатков. Шум, присутствующий в последовательности измерений, уменьшается как квадратный корень из числа измерений. Следовательно, в приведенном выше примере для уменьшения среднеквадратичного шума до одного счета путем усреднения потребуется 3500 выборок. Таким образом, усреднение подходит только для низкоскоростных приложений и устраняет только случайный шум.Это не обязательно устраняет многие другие типы раздражающего шума системы, такие как периодический шум от импульсных источников питания.
Аналоговая фильтрация
Фильтр — это элемент аналоговой схемы, который выборочно ослабляет конкретную полосу частот входящего сигнала. Цепи фильтров могут быть пассивными или активными. В зависимости от того, является ли фильтр низкочастотным или высокочастотным, он определяет частоты, которые ослабляются выше или ниже частоты среза. Например, когда частота сигнала увеличивается за пределами точки отсечки однополюсного фильтра нижних частот, его затухание увеличивается медленно.Затухание многополюсного фильтра также медленно увеличивается. Многополюсные фильтры обеспечивают большее затухание за пределами частоты среза, но они могут вносить фазовые сдвиги, которые могут повлиять на некоторые приложения. Частота, при которой сигнал падает на 3 дБ, определяется уравнением, показанным на рисунке 10.14.
Сравнение пассивных фильтров и активных
Пассивный фильтр — это схема или устройство, полностью состоящее из неусилительных компонентов, обычно катушек индуктивности и конденсаторов, которые пропускают одну полосу частот, подавляя другие.Активный фильтр, с другой стороны, представляет собой схему или устройство, состоящее из усилительных компонентов, таких как операционные усилители, и подходящих элементов настройки, обычно резисторов и конденсаторов, которые пропускают одну полосу частот, подавляя другие. На рисунке 10.15 сравнивается амплитуда однополюсного фильтра нижних частот с трехполюсным фильтром. Оба типа настроены на частоту среза 1 кГц. Трехполюсный фильтр имеет гораздо большее затухание для частот, превышающих порог среза. Улучшение качества сигнала, обеспечиваемое фильтрацией нижних частот, показано на рисунке 10.16, в котором сигнал, содержащий широкополосный шум, проходит через трехполюсный фильтр с частотой среза 1 кГц. Отклонение от среднего сигнала отображается в вольтах. Максимальное отклонение составляет 6 отсчетов, а среднеквадратичный шум — 2,1 отсчета.
Трехполюсный фильтр, показанный в примере, имеет активный вход с изменяемыми конфигурациями. Активный трехполюсный фильтр может быть фильтром Баттерворта, Бесселя или Чебышева с угловыми частотами до 50 Гц. Свойства фильтра зависят от номиналов резисторов и конденсаторов, которые пользователь может изменить.В фильтрах также используются переключаемые конденсаторы. Этот тип требует тактового сигнала для установки частоты среза. Основное преимущество этого фильтра — простота программирования частоты среза.
Измерение дифференциального напряжения
Дифференциальные входные усилители чаще всего используются в системах сбора данных, поскольку они обеспечивают высокий коэффициент усиления для алгебраической разницы между двумя входными сигналами или напряжениями, но низкий коэффициент усиления для напряжений, общих для обоих входов. Измерение дифференциального напряжения — еще один способ снижения шума в аналоговых входных сигналах.Этот метод эффективен, потому что часто большая часть шума на входном проводе высокого напряжения приблизительно соответствует шуму на проводе низкого уровня. Это называется синфазным шумом. Измерение разницы напряжений между двумя выводами устраняет этот синфазный шум.
Улучшение, полученное при измерении дифференциального напряжения, показано на рисунке 10.17. На нем показан тот же сигнал, что и на рисунке 10.05, но с использованием дифференциального входа, а не несимметричного входа.
Загрузите бесплатную копию в формате PDF.
Контуры заземления — обзор
1.10 Контуры заземления и излучаемые помехи
Ранее было сказано, что контуры заземления могут вносить значительный вклад в излучаемые электромагнитные помехи. Это важно, потому что такой излучаемый шум может влиять на другие чувствительные схемы аналогового или цифрового характера. Рассмотрим, например, сценарий, изображенный на рисунке 1.33.
Рисунок 1.33. Иллюстрация контуров заземления между разъемами карты.
На этом рисунке два разъема (разъем 1 и разъем 2) используются для реализации двух конфигураций платы драйвера / приемника.В разъеме 1 обратный ток от драйвера 1 может возвращаться через ближайший контакт заземления; некоторые из них, особенно на высоких частотах, могут вернуться через гораздо более удаленный заземленный контакт, ближайший к драйверу n. Площадь контура 1 (0) (драйвер 1 и контакт заземления 0), сформированная обратным током драйвера 1 через его ближайший заземляющий контакт, намного меньше, чем площадь контура 1 ( n ) (драйвер 1 и контакт заземления n ), вызванный некоторым обратным током, использующим контакт n разъема 1 в качестве его возврата.Также возможны другие сценарии использования обратным током других заземляющих контактов в разъеме 1. Поскольку область петли 1 ( n )>> область петли 1 (0), излучаемое излучение от разъема 1 может значительно увеличиться, особенно на высоких частотах, где значительная часть обратного тока может выбрать контакт n в качестве возврата. дорожка. Величина электрического поля от тока контура прямо пропорциональна не только самому току, но и площади контура, через которую проходит этот ток.
На рисунке мы также наблюдаем другой сценарий, очень распространенный на высоких частотах: емкостная связь между заземляющим контактом n в разъеме 1 и металлическим корпусом разъема ( C _C3, C _C4). Дальнейшая связь приведет к емкостному соединению обоих разъемов 1 и 2. Часть тока заземления от разъема 1 будет течь в разъем 2 и его заземляющие штыри через емкостную связь. Общая площадь петли теперь становится суммой площадей петли, площадь петли 1 ( n ) + площадь петли 2 ( n ), что может создать еще большую проблему излучаемых выбросов.Количество излучаемых излучений, создаваемых областями контуров сигнальных / обратных токов, равно
(1,74) EV / м = 263 × 10−16F2HzAm2IampsRm,
, где F (Гц) — интересующая частота, A (м ²) — это площадь контура, образованная управляющим сигналом и обратным током, I (амперы) — величина тока, а R (м) — расстояние в метрах, на котором должно быть вычислено электрическое поле.
Предположим, например, сценарий на Рисунке 1.33, полное излучаемое электрическое поле можно приблизительно рассчитать для наихудшего сценария как
(1,75) | EtotalV / m | = | E10 | + | E1n | + | E2n |,
, где E _{1 ( 0)}, E _{1 ( n )} и E _{2 ( n )} — это электрические поля, создаваемые областями контура заземления через контакт 0, контакт n разъема 1 и пин n разъема 2:
(1.76) E10V / m≅263 × 10−16f2Hzlooparea10Ig1ampsRm
(1.77) E1нВ / м≅263 × 10−16f2Hzlooparea1nIg2ampsRm
(1.78) E2nV / m≅263 × 10−16f2Hzlooparea2nIg4ampsRm.
При вычислении I _gl, I _{g 2}, I _g3 и I _{g 4}, мы знаем, что
(1,79) I1 = Ig1 + Ig2 = Ig1 + Ig3 + Ig4,
и максимальное значение I ₁ можно приблизительно рассчитать, используя выражение
(1,80) I1 = 5VZ0ohms.
Ток в I _gl равен
(1.81) Ig1 = 5.0VZ0ohmsLg10Lg1n,
, где L _{g1 (0)} и L _{g1 ( n )} — это индуктивность контура заземления через контакт (0) в разъеме 1 (область контура 1 (0)) и L _{g1 ( n )} — индуктивность контура заземления через контакт n в разъеме 1 (площадь контура l ( n )) соответственно. Таким же образом
(1,82) Ig2 = Ig3 + Ig4 = 5,0VZ0ohmsLg1nLg0n.
Обозначения L _{g1 ( n )} и L _{g0 ( n )} получаются из индуктивности вывода, задаваемой как
(1.83) LpinnH = 10,16d⁢ln⁡Lr + L⁢ln⁡dr,
, где d — расстояние между сигналом и землей в дюймах. Член d будет либо d ₁, либо d ₂, как показано на рисунке 1.33 для L _{g0 ( n )} и L _{g1 ( n )} расчеты соответственно. L — длина штифта в дюймах, а r — радиус штифта. Таким же образом, как только мы вычислили I _g2, мы можем вычислить I _g3 и I _g4 следующим образом:
(1.84) Ig3 = Ig2Lg3Lg4Ig4 = Ig2Lg4Lg3,
где L _g3, L _g4 можно рассчитать по уравнению (1.84) с использованием d ₃ , d _{4 9, показанного на рисунке .}
Один из самых тривиальных выводов предыдущего анализа состоит в том, что добавление большего количества контактов заземления к разъему приблизит заземление к каждому сигналу и снизит индуктивность всего обратного пути. Другие вещи, которые можно сделать, — это переместить разъемы ввода-вывода как можно ближе друг к другу, никогда не направлять сигналы заземления от одного и того же источника на отдельные разъемы и обеспечивать более медленное время нарастания для драйверов.
Проблема паразитной емкости не только влияет на обратный путь тока земли, но ее совокупное воздействие от многих разъемов может искажать передаваемые сигналы. Поэтому очень желательны проводники с минимальной паразитной емкостью. Влияние паразитной емкости на разъемы показано на рисунке 1.34.
Рисунок 1.34. Влияние паразитной емкости на разъемы.
По мере передачи сигнала общая паразитная емкость земли на каждом ответвлении шины будет обеспечивать некоторые паразитные искажения.Эта кумулятивная емкость, представленная на рисунке 1.34, может быть результатом (1) межконтактной емкости разъема на печатной плате, (2) емкости трассировки от разъема к локальным драйверам и приемникам или ( 3) входная емкость местного приемника плюс выходная емкость драйверов.
Емкость трассы определяется по формуле
(1,85) CpF / дюйм = tdZ0,
, где t _d — это распространение трассы в пс / дюйм, а Z ₀ — полное сопротивление трассы в Ом.Один из примеров правильного расположения выводов сигнала и заземления в разъеме показан на рисунке 1.35.
Рисунок 1.35. Правильное расположение выводов сигнала и заземления (темные) в разъеме.

Как замерить сопротивление заземления мультиметром

Что такое заземление?

В чём суть работы заземления?

Проверка заземления розеток

Проведение замеров

Некоторые основные параметры и правила

Измерение сопротивления заземления: методики и периодичность

Обзор методик

Метод амперметра-вольтметра

Использование специальных приборов

Работа токовыми клещами

Безэлектродный способ

Периодичность измерений

Контур заземления: устройство, нормы пуэ, как проверить и измерить сопротивление мультиметром

Проверка наличия и правильности подключения защитного заземления

Как устроено заземление, и зачем проверять его параметры

Проверка параметров защитного заземления

Типовая схема включения прибора

Мегаомметр лучше использовать для оценки иных факторов безопасности

Видео по теме

Как замерить сопротивление заземления мультиметром

Что такое заземление?

В чём суть работы заземления?

Проверка заземления розеток

Проведение замеров

Некоторые основные параметры и правила

Измерение металлосвязи: методика, нормы, периодичность проверки

Чем вызван рост переходного сопротивления?

Нормы и правила

Периодичность

Приборы для измерения

Фиксация результатов в протоколе измерения

Как измерить сопротивление контура заземления – обзор методик

Метод амперметра-вольтметра

Использование специальных приборов

Работа токовыми клещами

Безэлектродный способ

Периодичность измерений

Как проверить контур заземления

Для чего измеряется сопротивление

Как измерить сопротивление контура заземления

Замер сопротивление изоляции

Какая периодичность проверки контура заземления?

Как замерить сопротивление контура заземления

Как замерить сопротивление заземления мультиметром

Что такое заземление?

В чём суть работы заземления?

Проверка заземления розеток

Проведение замеров

Некоторые основные параметры и правила

4 Важные методы проверки сопротивления заземления

2-точечный метод (мертвого заземления)

Метод трех точек (падения потенциала)

4-точечный метод

Метод крепления

Список литературы

Комментарии

Как измерить сопротивление с помощью мультиметра »Электроника

Основы измерения сопротивления

Как измерить сопротивление аналоговым мультиметром

Как измерить сопротивление цифровым мультиметром, DMM

Общие меры предосторожности при измерении сопротивления

Омметр Использование | Основные концепции и испытательное оборудование

Наземные и другие контрольные точки

Сопротивление заземления: методы измерения и периодичность

Изменение параметров заземлителей с течением времени

Методы измерения параметров заземляющих устройств

Применение мультиметра

Метод амперметра-вольтметра

Использование специализированных приборов

Измерение токовыми клещами

Измерения переходного сопротивления

Как измерять переходное сопротивление

Как часто замеряется

Сопротивление повторного заземления

Какая периодичность измерений

Плановые проверки

Внеочередные

Пусковые или вводные

Условия проведения испытаний