Измерение сопротивления заземления: обзор методов практических измерений

Измерение сопротивления заземления: обзор методов практических измерений

Заземление используется в реализации различных проектов электрических систем. Само понятие “заземление” схематично рассматривается подключением участка электрической цепи к потенциалу земли.

Контур заземления содержит проводник и электрод, внедрённый глубоко в грунт. Традиционным действием в электротехнической практике является измерение сопротивления заземления только ещё запускаемых и уже эксплуатируемых сетей. Мы расскажем, как и каким образом производится это важное действие.

Как проверяют грунт и металлосвязи?

Оценка состояния металлосвязей начинается с визуального осмотра. Мастера бьют по контактам молоточком с изолированной ручкой. Если всё в порядке, то вы услышите небольшое дребезжание проводника. Специалисты должны убедиться в том, что сопротивление всех металлических соединений соответствует установленным стандартам. Для этого применяют мультиметр или омметр. Прибор не должен выдавать больше 0,05 Ома. Данное требование должны соблюдать застройщики многоэтажных и частных домов. Оценкой состояния грунта занимаются в конце весны или летом. В это время меньше всего осадков. Удельное сопротивление земли измерить могут работники электросети с помощью специальной аппаратуры. Если полученные результаты сильно отличаются от принятых норм, заземление выводят на другой участок грунта.

Методики и способы измерения показателей

Существует несколько способов, как проверить заземление. Существуют специальные приборы для измерения параметров сопротивления заземления. Рассмотрим основные из методов замера при помощи электрооборудования:

• токовые клещи;
• амперметр-вольтметр;
• специализированные приборы.

Возможно измерение сопротивления токовыми клещами. При их использовании нет надобности производить отключение самого устройства и применения дополнительных электродов. Процесс того как можно измерить заземление оперативный и достаточно точный. Принцип работы токовых клещей рассмотрим подробнее.

Через вторичную обмотку проходит переменный ток. Чтобы произвести расчет, нужно полученное значение ЭДС проводника разделить на численное определение тока. При измерении в домашних условиях используются клещи С.А 6412, С.А 6415, С.А 6410.

Рассмотрим, как проверить контур заземления при помощи амперметра-вольтметра. Понадобится собрать электроцепь. В ней ток будет двигаться сквозь проверяемый заземлитель и дополнительный электрод. Необходимо в цепь добавить потенциальный электрод. Предназначение его заключается в фиксации скачков напряжения. Расстояние от потенциального электрода до токового электрода и заземлителя одинаково, он находится в диапазоне безвредного потенциала и влияет на заземление. Для получения значения сопротивления нужно воспользоваться законом Ома произвести расчет по формуле R=U/I.

Для испытания и проверки параметров сопротивления в домашних условиях многофункциональный мультиметр не будет удобным. В данном случае лучше использовать следующие измерители сопротивления:

1. ИСЗ-2016;
2. МС-08;
3. Ф4103-М1;
4. М-416.

Как измерить сопротивление заземления на примере прибора М-416 рассмотрим более подробно.

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.

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.

Как проверить тестером сопротивление – методы изысканий

Есть много разных методов измерений системы заземления, которые встречаются среди пользователей. Многие из них имеют свои преимущества и ограничения. Наиболее часты следующие методы:

• с использованием внутреннего генератора и 2-мя электродами;
• используя внешнее измерительное напряжение без подключения вспомогательных измерительных электродов;
• используя внешнее напряжение и вспомогательные электроды;
• используя внутренний генератор и 2 измерительных электрода, или с помощью одних измерительных клещей;
• бесстержневой метод, в котором используются два измерительных клеща.

Если работа проводится методом с внутренним генератором и с применением двух измерительных электродов, в данном случае будет использоваться синусоидальный измерительный сигнал. Этот сигнал – идеальный вариант, в отличие от прямоугольного. Чаще используется именно синусоидальный сигнал, если измерение системы заземления имеет индуктивные компоненты как дополнение к активным сопротивлениям. Такой метод применим там, где заземление делается с помощью металлических полос, которые обходят вокруг объектов работы. Также этот подход наиболее предпочтителен тогда, когда все условия, в том числе и физические, позволяют его реализовать.

Методом, где используется внешнее измерительное напряжение без включения вспомогательных измерительных электродов, обследуют, если необходимо измерить заземления в системах ТТ. Основным преимуществом данного метода является то, что в работе не нужно использовать вспомогательные измерительные электроды. Это очень ценное условие для городов, так как мало свободного пространства на земле для того, чтобы разместить испытательные электроды. Методом, где используется не только внешнее измерительное напряжение, а также и вспомогательные электроды, активно обследуют в отдаленных населенных пунктах, в сельской местности. Для работы таким методом надо много свободного пространства.

Метод, где используется внутренний генератор и 2 измерительных электрода, или же с помощью одних измерительных клещей, работает тогда, когда не нужно разъединять электроды заземления. Часто эти электроды могут быть параллельно соединены с испытательными электродами. Бесстрежневым методом работают тогда, когда нужно проводить измерения в непростых заземляющих системах (особенно, если это множественные параллельные электроды заземления). Также этот метод используют при наличии вторичной системы с малым сопротивлением заземления. Благодаря этому методу, можно выполнять измерения без вспомогательных электродов. Важным преимуществом является то, что нет нужды разрывать шины заземлений.

Виды приборов для измерения сопротивления заземления

Производители производят большое количество различных моделей приборов для измерения сопротивления заземляющих конструкций. Все приборы можно разделить на несколько видов:

• Стрелочные модели с автономными источниками питания в виде малогабаритного генератора, который вращается вручную;
• Стрелочные с автономными источниками питания на гальванических батареях;
• Цифровые приборы с жидкокристаллическим дисплеем, питанием от батареек и бесконтактными измерительными клещами.

В каждом виде существует большое количество модификаций, которые имеют свои преимущества и недостатки при определенных условиях эксплуатации. Рассмотрим наиболее популярные модели, которые востребованы у потребителей.

Приборы для измерения сопротивления заземления безэлектродным методом

Тестер Metrel MI 2124 (Earth Clamp)

Прибор позволяет производить, как 2-х, 3-х, 4-х полюсные измерения сопротивления заземления, так и измерение сопротивления заземления, описанным выше, безэлектродным методом. Измерение проводиться с помощью пары токовых клещей, одни из которых работают в качестве генератора, вторые измеряют наведенный ток.
Измерение безэлектродным методом обеспечивает точность ± 10%.
Диаметр обхвата клещей до 55 мм.
Габаритные размеры прибора 155 х 95 х 190 мм, масса (без принадлежностей, с батареями) – 1,3 кг

Тестеры Fluke 1623, 1625

Модели Fluke 1623 и 1625 представляют собой тестеры для проверки заземления, которые могут выполнять все четыре типа измерения сопротивления заземления.
Fluke 1623 имеет следующие функциональные возможности: измерение по нажатию на одну кнопку, трех- и четырехполюсное измерение сопротивления заземления, четырехполюсное измерение сопротивления грунта, двухполюсное измерение сопротивления на переменном токе, выборочное тестирование без отсоединения заземляющего проводника (1 клещи), безэлектродное тестирование контура заземления (2 клещей), частота измерения 128 Гц.
Модель Fluke 1625 дополнительно имеет следующие функции: автоматическая регулировка частоты (AFC) (94, 105, 111, 128 Гц), переключаемое напряжение измерения 20/48 В, программируемые пределы и настройки, проверка целостности со звуковым сигналом.
При измерении безэлектродным методом тестеры имеют исходную погрешность ± 7% и опреационную ошибку ± 10%.
Диаметр обхвата клещей 50,8 мм.
Размеры приборов 133 x 187 x 250 мм, вес 1,1 кг (включая батареи).

Клещи Fluke 1630

Тестер, выполненный в виде токовых клещей имеет и обмотку возбуждения и измерительную обмотку, что делает его более удобным в эксплуатации, чем тестеры с двумя клещами.
Fluke 1630 измеряет сопротивление заземления в диапазоне от 0,025 до 1500 Ом и истинное среднеквадратическое значение тока в диапазоне от 0,02 до 35 А; прибор позволяет измерить токи утечки в диапазоне от 0,2 до 1000 мА. В приборе предусмотрены функция сигнализации HI/LO, которая обеспечивает быстрое сравнение измеренных значений с заданными верхним и нижним пределами, функция HOLD для фиксации показаний на дисплее и их записи в память и функция автоматической самокалибровки.
Погрешность измерения сопротивления заземления в диапазоне 0,025 — 0,250 Ом составляет ± 1,5 % от показания ± 0,02 Ом.
Максимальный диаметр измеряемого проводника около 35 мм.
Размер прибора 276 x 100 x 47 мм, вес 0,75 кг.

Клещи С.А6410, С.А6412, С.А6415

Измерители сопротивления заземления производства фирмы Chauvin Arnoux (Франция) – токовые клещи моделей С.А. 6410, С.А. 6412 и С.А. 6415 предназначены для оперативного контроля устройств заземления без их отключения и использования вспомогательных электродов. Все модели данных измерителей сопротивления заземления дают возможность производить точные измерения сопротивления заземления в диапазоне от 0,1 до 1200 Ом с разрешением 0,01 – 50 Ом. Точность измерений сопротивления заземления в диапазоне 0,10 – 1,00 Ом составляет ± 1,5 % ± 0,02 Ом.
Модели С.А 6415 и С.А. 6412 измеряют ток и токи утечки в диапазоне от 1 мА до 30 А rms. Модель С.А 6415 имеет возможность звуковой сигнализации по установленным пороговым значениям и оснащена памятью, в которой может храниться до 99 результатов измерений сопротивления заземления.
Диаметр окна захвата: 32 мм, ширина раскрытия захвата: 35 мм. Габаритные размеры: 235 х 100 х 55 мм, вес: 1 кг.