Прибор для замера сопротивления контура заземления

Дальнейшим развитием классического метода измерения является так называемый метод компенсации. Он позволяет подавить помехи, вызванные блуждающими токами, используя чисто аналоговые методы. Недостатками этого метода являются сложность настройки прибора и повышенные требования к квалификации оператора, поэтому он не приобрел большой популярности.

Методы измерения заземления и сопротивления

Заземление является неотъемлемой частью электробезопасности. Заземление, как и установка системы молниезащиты, является одним из обязательных мероприятий при проведении строительных, ремонтных и других работ на различных строительных площадках.

Заземление – это соединение электроустановки или оборудования с землей. Его основная функция – защита жизни и здоровья человека от поражения электрическим током. Системы заземления также используются для повышения электрической и пожарной безопасности зданий, сооружений и объектов.

Меры по заземлению принимаются для:

• Снизить разность потенциалов до безопасных значений;
• Автоматическое отключение, когда фаза достигает заземленной поверхности;
• Разрядить ток утечки при наличии напряжения в цепи.

Это делает работу сети и электрооборудования более безопасной.

Основным документом, описывающим защитные меры, считаются Правила устройства электроустановок. Раздел 1.7 этих правил содержит положения и общие требования к заземлению.

Какие существуют типы заземления?

Существует два типа заземления: естественное заземление и искусственное заземление. Первый тип относится к конструкциям, которые постоянно находятся в земле: трубопроводы, арматура в железобетоне, металлические конструкции и т.д. Второй тип – это система, специально созданная из заземляющих проводников и проводов.

Существуют следующие типы заземления:

• Рабочее;
• Защитное;
• Молниезащита.

К рабочему типу относятся системы, которые были намеренно соединены с землей. Это означает, что во время установки трансформаторов, генераторов и других установок проводящие части или определенные точки соединяются с землей. Это делается для рассеивания нежелательных токов и обеспечения нормальной работы оборудования.

Методы измерения сопротивления

Для достижения уровня защиты в соответствии с действующими нормами необходимо провести следующие измерения сопротивление заземления. Действующие нормативные документы, такие как ГОСТ Р 50571.16-2007, содержат руководящие указания по проведению измерений.

В настоящее время существует несколько различных методов измерения:

• Трехпроводной;
• четырехпроводной;
• Двухпроводной.

Первые два типа схожи по принципу измерения: используются вспомогательные контакты, амперметр и вольтметр. Кроме того, оба типа измерений могут выполняться с помощью одного и того же измерительного прибора.

Метод двойного зажима или двух зажимов особенно популярен при проведении измерений в густонаселенных районах, где существует ограничение по площади. Этот метод не требует вбивания штырей в землю.

Трехпроводной метод

Мы будем обозначать клеммы для измерения напряжения как P1 и P2, а клеммы для измерения тока как T1 и T2. В реальных измерительных приборах эти клеммы могут иметь другую маркировку.

Принципиальная схема трехпроводного измерения

При трехпроводном методе клеммы P1 и T1 соединены мостом и подключены одним проводом к данному заземлителю. Клемма P2 соединена проводом с потенциальным выводом, а клемма T2 соединена с токовым выводом.

Преимуществом трехпроводного метода является уменьшенное количество проводов. Недостатком этого метода является сильное влияние сопротивления заземляющего провода на результаты измерений. Поэтому для измерения сопротивления заземления, превышающего 5 Ом, обычно используется трехпроводной метод.

Четырехпроводный метод

Когда к точности измерений предъявляются повышенные требования, используется четырехпроводной метод. В этом методе тестируемый заземлитель подключается отдельными проводами от клемм P1 и T1, которые подключаются непосредственно только к клеммам заземлителя.

Диаграмма четырехпроводного метода

Ток течет по проводу, подключенному к T1. Возникающая разность напряжений на концах провода вносит погрешность измерения, характерную для трехпроводного метода. При четырехпроводном методе точка измерения напряжения (на клеммах заземления) подключается к счетчику отдельным проводом. По этому проводу течет ничтожно малый ток (не более нескольких миллиампер), поэтому его сопротивление практически не влияет на погрешность измерения.

Четырехпроводной метод

При более высоких требованиях к точности измерений можно использовать четырехпроводной метод. В этом методе тестируемый заземлитель подключается через отдельные провода от клемм P1 и T1, которые подключаются непосредственно к клеммам заземления.

Схема четырехпроводного метода

Ток течет по проводу, подключенному к T1. Возникающая разность напряжений на концах провода вносит погрешности в измерения, характерные для трехпроводного метода. Однако при четырехпроводном методе точка измерения напряжения (на клеммах заземления) подключается к счетчику отдельным проводом. По этому проводу протекает ничтожно малый ток (не более нескольких миллиампер), поэтому его сопротивление практически ничтожно.

Повышение точности измерений

Классический метод измерения сопротивления заземления чувствителен к неодинаковым свойствам почвы в разных местах. Поэтому для повышения точности измерения рекомендуется несколько раз изменить расположение потенциального штыря с шагом примерно 10% от его номинального расстояния от заземлителя. Отклонение измеренных значений не должно быть более 5%. Если оно больше, то расстояние между испытываемым заземлителем и штырями следует увеличить в 1,5 раза или изменить направление линии, вдоль которой расположены штыри.

До сих пор в литературе для классического метода измерения сопротивления рекомендуются приборы советской разработки. Однако они уже не актуальны, так как электрооборудование в наших домах с тех пор значительно обогатилось. Появились новые устройства (например, базовые станции мобильных телефонов), которые предъявляют особые требования к заземлению. Поэтому стоит обратиться к ведущим мировым брендам. Но и здесь не все так просто – цены часто "кусаются", а между отечественными и зарубежными стандартами могут быть различия.

Оптимальным вариантом представляется измерительное оборудование, произведенное в Китае, на основе новейших технологий, но по спецификации и под местным брендом российской компании. Например, ZHG-4300 (аббревиатура расшифровывается как "Железный Гарри"). Этот прибор может измерять сопротивление заземления от 0,05 Ом до 20,9 кОм. Измерение возможно двух-, трех- и четырехпроводным методом. Напряжение на клеммах не превышает 10 В, что позволяет проводить измерения с высоким уровнем электробезопасности. Прибор не только соответствует российским стандартам, но и внесен в Государственный реестр средств измерений. При этом цена в 3 раза ниже аналогов известных зарубежных брендов.

Требования к приборам, документации и персоналу лаборатории

Поскольку от эффективности заземления зависит здоровье и даже жизнь людей, оборудование, упомянутое в данной статье, должно быть сертифицировано для применения на территории Российской Федерации и пройти поверку. Срок поверки измерителя сопротивления заземления обычно составляет 1 год, в некоторых случаях до 2 лет. Общие требования к квалификации персонала, работающего с измерителем сопротивления заземления GS, обычно указаны в технической документации на оборудование.

Если измерения проводятся в рамках планового технического обслуживания электроустановки, то документация должна быть подготовлена в соответствии с разделом 1.8 Немецкого электрического кодекса.

Для того чтобы лаборатория, в которой используется прибор, работала в рамках Единой системы соответствия, ее организационная структура и квалификация персонала должны соответствовать требованиям SDAE-04-2010. Лаборатория должна быть аттестована в соответствии с правилами, приведенными в СДАЭ-01-2010 и ПОТЭ, иметь регистрационное удостоверение электролаборатории.

При выполнении измерений аккредитованной лабораторией протокол измерений должен быть оформлен в соответствии с ГОСТ Р 58973-2020. Данный ГОСТ содержит общие правила оформления документации. Конкретный пример формы протокола измерения сопротивления GS имеет название EL-8a (скачать форму). Этот бланк соответствует требованиям ГОСТ Р 58973-2020, но не был введен каким-либо федеральным нормативным актом. Просто в какой-то момент был создан стандартный набор форм протоколов испытаний в формате *.doc. Это удобно, но, тем не менее, нет законодательного требования использовать именно эту форму.

Рекомендуется, чтобы к протоколу испытаний прилагалась копия лабораторного заключения и копия свидетельства о поверке калибра. Эти документы сразу дадут представление о компетентности и профессионализме персонала и компании, проводившей измерения.

Сколько Ом следует измерять и как часто?

Некоторые стандарты для сопротивления заземления приведены в таблице ниже:

PTEEP рекомендует проводить полную проверку заземления с проникновением в грунт один раз в 12 лет. Заземление столбов воздушных линий ниже 1000 В должно проверяться чаще, один раз в 6 лет. Кроме того, заземляющие устройства должны проверяться после ремонта столбов.

Стандарт РД 153-34.0-20.525-00 требует полной проверки заземляющих устройств на объектах электроэнергетики с периодичностью один раз в 12 лет. Однако после короткого замыкания или аварийной ситуации на объекте необходимо проверить подстанцию в зоне повреждения и прилегающие части подстанции. Кроме того, и это особенно важно в свете продолжающейся цифровизации электроэнергетического сектора, рекомендуется осматривать подстанцию после любой реконструкции, особенно если на ней установлено электронное и микропроцессорное оборудование. Поэтому с внедрением современных технологий в энергетическом секторе оборудование для измерения сопротивления заземления будет пользоваться все большим спросом.