Протокол замера сопротивления заземления: Акт/ протокол заземления |

Измерение сопротивления растеканию тока заземлителя осуществляется по различным методикам с использованием современных электроизмерительных приборов.

Перед началом замеров специалисты делают визуальный осмотр заземляющего устройства, проверяют его целостность, оценивают надежность и прочность всех соединений.

Как правило, измерение растекания тока заземлителя проводится путем создания специальной электрической цепи. По заземляющему устройству пускается ток, после чего снимаются замеры падающего напряжения, а затем вычисляется сопротивление.

Исследования осуществляют при максимальном удельном сопротивлении грунта. При этом важно, чтобы проверки проводились как в летнее, так и зимнее время года.

Все данные вписываются в протокол сопротивления заземления, где помимо снятых значений указывается схема расположения заземляющих электродов.

Специалисты нашей электролаборатории проведут качественные измерения растекания тока заземлителя наиболее точными, современными и эффективными методами.

Методы испытания сопротивления заземления (Часть-2)

• Мы не можем использовать мегомметр или мультиметр для измерения удельного сопротивления земли.

Тестер изоляции (мегомметр):

• Измерители сопротивления изоляции предназначены для измерения сопротивления на противоположном конце путем подачи высокого напряжения постоянного тока.
• Тестеры изоляции используют высокие испытательные напряжения в диапазоне киловольт.Область между электродом и землей заряжена высоким постоянным напряжением, и нам не нужны заземления, измеряемые в МОмах.
Тестеры заземления
• используют низкое напряжение для проверки безопасности оператора при низком напряжении.

Мультиметр:

• Однако мультиметр или проверка целостности цепи может использовать очень низкое напряжение между установленным электродом и опорным заземлением, которое предполагается пренебрежимо малым.
• Низкое напряжение постоянного тока может давать показания сопротивления между землей и заземляющим электродом, но это не точное измерение.
Измерение с помощью мультиметра
• может быть ненадежным, поскольку на показания могут влиять переходные процессы в почве, электрический шум, который создается токами заземления в электросети, пытающимися вернуться к трансформатору, а также из других источников.

• Путем заливки воды вблизи измерительного щупа в некоторой степени уменьшите контактное сопротивление между щупом и землей.
• Если между зондом и землей имеется достаточный контакт, то проливание воды рядом с испытательным зондом никогда не приведет к уменьшению сопротивления заземления системы.
• Сопротивление заземления — это сопротивление заземляющего электрода, которое измеряется, а не измерительного щупа. Измерительный щуп — это инструмент для измерения сопротивления заземления.
• Если испытательная установка имеет достаточное расстояние, датчики будут находиться достаточно далеко за пределами электрического поля испытательной земли, так что их полив не повлияет на результат испытания.

Существует шесть основных методов измерения сопротивления заземления

1. Метод четырех точек (метод Веннера)
2. Метод трех выводов (Метод падения потенциала / 68. 1% Метод))
3. Двухточечный метод (метод мертвой земли)
4. Метод испытания на зажим
5. Метод уклона
6. Метод звезда-треугольник

• Этот метод наиболее часто используется для измерения удельного сопротивления грунта,

Необходимое оборудование:

• Тестер заземления (4 контакта)
• 4 шт. Электродов (иглы)
• 4 Кв. Изолированных проводов
• Молот
• Измерительный кран

Подключения:

• Во-первых, изолируйте заземляющий электрод при измерении, отсоединив его от остальной системы.
• Комплект тестера заземления имеет четыре клеммы, две токовые клеммы с маркировкой C1 и C2 и две клеммы для измерения потенциала с маркировкой P1 и P2.
• P1 = зеленый провод, C1 = черный провод, P2 = желтый провод, C2 = красный провод
• В этом методе четыре малогабаритных электрода вбиваются в почву на одинаковой глубине и на одинаковом расстоянии друг от друга по прямой.
• Расстояние между заземляющими электродами должно быть как минимум в , в 20 раз больше, чем , чем глубина электрода в земле.
• Например, если глубина каждого заземляющего электрода составляет 1 фут, то расстояние между электродами больше 20 футов.
• Измеряемый заземляющий электрод подключается к клемме C1 тестера заземления.
• Подайте еще одну потенциальную клемму заземления (P1) на глубину от 6 до 12 дюймов с некоторого расстояния на C1 заземляющий электрод и подключите к клемме P1 тестера заземления с помощью изолированного провода.
• Подайте еще одну потенциальную клемму заземления (P2) на глубину от 6 до 12 дюймов с некоторого расстояния на P1 заземляющий электрод и подключите к клемме P2 тестера заземления с помощью изолированного провода.
• Включите другой токовый электрод (C2) на глубине от 6 до 12 дюймов с некоторого расстояния на P2 заземляющий электрод и подключите к клемме C2 тестера заземления с помощью изолированного провода.
• Подключите тестер заземления, как показано на рисунке.

Процедура тестирования:

• Нажмите START и считайте значение сопротивления. Это фактическое значение сопротивления заземления тестируемого электрода.
• Запишите показания в полевой лист в соответствующем месте. Если показания нестабильны или отображается индикация ошибки, дважды проверьте соединения. Для некоторых измерителей настройки RANGE и TEST CURRENT могут быть изменены до тех пор, пока не будет достигнута комбинация, обеспечивающая стабильные показания без индикации ошибок.
• Тестер заземления в основном имеет генератор постоянного тока, который подает ток в землю между двумя токовыми клеммами C1 (E) и C2 (H).
• Датчики потенциала P1 и P2 определяют напряжение ΔV (функция сопротивления) из-за тока, подаваемого в землю через токовые клеммы C1 и C2.
• Испытательный комплект измеряет как ток, так и напряжение, вычисляет внутреннее сопротивление и затем отображает сопротивление. R = V / I
• Если этот заземляющий электрод включен параллельно или последовательно с другими заземляющими стержнями, значение сопротивления является общим значением всех сопротивлений.
• Измерения сопротивления заземления часто искажаются из-за наличия токов заземления и их гармоник. Чтобы предотвратить это, рекомендуется использовать систему автоматической регулировки частоты (AFC). Это автоматически выбирает частоту тестирования с наименьшим количеством шумов, что позволяет получить четкие показания.
• Повторите вышеуказанные шаги, увеличив расстояние между каждым электродом на равном расстоянии, и измерьте значение сопротивления заземления.
• Усреднить все показания
• Эффективным способом уменьшения сопротивления электрода относительно земли является обливание его водой. Добавление влаги для чтения несущественно; это только обеспечит лучшее электрическое соединение и не повлияет на общие результаты. Также может помочь более длинный зонд или несколько зондов (на небольшом расстоянии).

Заявка:

• Рекомендуется для средних или больших электродных систем.
• Используется для многократных глубинных испытаний

Преимущество:

• Это наиболее точный метод.
• Это быстрый и простой способ.
• Чрезвычайно надежный, соответствует IEEE 81;

Недостаток:

• Необходимо отключить питание оборудования или отсоединить заземляющий электрод.
• Одним из основных недостатков этого метода является то, что для измерения требуется большое расстояние.
• Это расстояние может составлять до 2000 футов и более для систем заземления большой площади или с очень низким сопротивлением.
• Время и трудоемкость

• Метод падения потенциала или трехконтактный метод является наиболее распространенным способом измерения сопротивления системы заземляющих электродов, но он требует специальных процедур при измерении больших электродных систем.
• Существует три основных метода проверки падения потенциала.
• Полное падение потенциала: Ряд тестов проводится в разных местах зонда потенциала «P», и строится кривая сопротивления.
• Упрощенное падение потенциала: Три измерения выполняются на определенном расстоянии от потенциального зонда «P», и математические вычисления используются для определения сопротивления.
• 8% Правило : Одно измерение выполняется с помощью потенциального щупа «P» на расстоянии 61,8% (62%) расстояния между тестируемым электродом и «C».

Необходимое оборудование:

• Тестер заземления (4 контакта или 3 контакта)
• 4 шт. Электродов (иглы)
• 4 Кв. Изолированных проводов
• Молот
• Измерительный кран

Подключения:

• Во-первых, изолируйте заземляющий электрод при измерении, отсоединив его от остальной системы.
• Для малых систем:
• Для 4-контактной клеммы короткого замыкания (C1) и потенциального (P1) тестера заземления вместе с короткой перемычкой на тестере заземления и подключите ее к проверяемому заземляющему электроду.
• Для трехконтактного тестера заземления Подключите токовую клемму (C1) к измеряемому электроду заземления.
• Вставьте другой токовый электрод (C2) в землю на 100–200 футов на глубине от 6 до 12 дюймов от центра электрода и подключите к клемме C2 тестера заземления.
• Вставьте еще одну потенциальную клемму (P2) на глубину от 6 до 12 дюймов в землю на полпути между токовым электродом (C1) и токовым электродом (C2) и подключите к тестеру заземления на P2
• Для большой системы
• Поместите токовый электрод (C2) на расстоянии 400–600 футов от измерительного электрода тока заземления (C1)
• Поместите потенциальный электрод (P1) на 8% расстояния от электрода тока земли (C1)
• Измерьте сопротивление
• Переместите токовый электрод (C2) дальше на 50–100 футов от его текущего положения.
• Поместите потенциальный электрод (P2) на 61,8% расстояния от электрода тока заземления (C1).
• Длина шипа в земле не должна превышать 1/20 расстояния между двумя шипами.

Процедура тестирования:

• Нажмите START и считайте значение сопротивления. Это фактическое значение тестируемого заземляющего электрода.
• Переместите потенциальный электрод на 10 футов дальше от электрода и выполните второе измерение.
• Переместите потенциальный зонд на 10 футов ближе к электроду и выполните третье измерение.
• Если три измерения согласуются друг с другом в пределах нескольких процентов от их среднего значения, то среднее из трех измерений может использоваться в качестве сопротивления электрода.
• Если три измерения отличаются более чем на несколько процентов от их среднего значения, то требуются дополнительные процедуры измерения.
• Местоположение центра электрода известно редко. В этом случае выполняется по меньшей мере три набора измерений, каждый с токовым датчиком на разном расстоянии от электрода, предпочтительно в разных направлениях.
• Когда места нет и это не позволяет проводить измерения в разных направлениях, подходящие измерения можно провести, переместив токовый датчик по линии от электрода или ближе к нему.
• Например, измерение может быть выполнено с датчиком тока, расположенным на 200, 300 и 400 футов вдоль линии от электрода.
• Каждый набор измерений включает размещение токового датчика, а затем перемещение потенциального датчика с шагом 10 футов к или от электрода.
• Начальная точка не является критической, но должна находиться на расстоянии 20-30 футов от точки подключения электрода, в этом случае потенциальный зонд перемещается с шагом 10 футов в сторону токового зонда или от 20 до 30 футов от токового зонда, и в этом случае потенциальный зонд перемещается с шагом 10 футов назад к электроду.
• Расстояние между последовательными местоположениями потенциальных датчиков не имеет особого значения и не обязательно должно составлять 10 футов, если измерения проводятся с равными интервалами вдоль линии между соединением электрода и токовым датчиком.
• Больший интервал означает более быстрые измерения с меньшим количеством точек данных. меньший интервал означает большее количество точек данных при более медленных измерениях.
• После выполнения всех измерений данные наносятся на график с указанием расстояния от электрода по горизонтальной шкале и измеренного сопротивления по вертикальной шкале.

• Измерения падения потенциала основаны на расстоянии датчиков тока и потенциала от центра тестируемого электрода.
• Для наивысшей степени точности необходимо, чтобы датчик находился вне зоны воздействия проверяемого заземляющего электрода и вспомогательного заземления.
• Если мы поместим токовый электрод (C2) слишком близко к заземляющему электроду (C1), то сфера влияния, эффективные области сопротивления будут перекрываться и сделать сделанные измерения недействительными.
• Для точных результатов и обеспечения того, чтобы ставки на землю находились вне сферы влияния.
• Переместите внутренний электрод для измерения посадки (P1) на 1 метр в любом направлении и выполните новое измерение.Если есть значительное изменение показаний (30%), нам необходимо увеличить расстояние между тестируемым стержнем заземления, внутренним стержнем (зондом) и внешним стержнем (вспомогательным заземлением), пока измеренные значения не останутся достаточно постоянными при изменении положения. внутренний кол (зонд).
• Лучшее расстояние для токового щупа должно быть как минимум в 10-20 раз больше наибольшего размера электрода.
• Поскольку результаты измерений часто искажаются подземными кусками металла, подземными водоносными горизонтами и т. Д., Поэтому повторные измерения выполняются путем изменения оси земляного выступа на 90 градусов, путем изменения глубины и расстояния несколько раз, эти результаты могут быть подходящей системой сопротивления грунта. .
• Таблица представляет собой руководство для правильной настройки датчика (внутренний стержень) и вспомогательного заземления (внешний стержень).

Заявка:

• Рекомендуется при высокой электрической нагрузке.
• Подходит для системы малых и средних электродов (1 или 2 стержня / пластины). .
• Подходит для однородной почвы

Преимущество:

• Трехточечный метод — самый надежный метод испытаний;
• Этот тест является наиболее подходящим для больших систем заземления.
• Трехконтактный — это быстрее и проще, с одним выводом меньше расстояния между струнами для токового пробника

Недостаток:

• Отдельные заземляющие электроды должны быть отключены от измеряемой системы.
• Это чрезвычайно трудоемко и трудоемко.
• Бывают ситуации, когда отключение невозможно.
• Необходимо знать местонахождение центрального датчика
• Требует много времени и трудозатрат Неэффективен, если электрический центр неизвестен.
• Если выполняется меньше измерений, то они менее точны, чем полное падение потенциала

• Доказано, что фактическое сопротивление электрода измеряется при размещении потенциального зонда 61.8% расстояния между центром электрода и токовым датчиком. Например, если датчик тока расположен на расстоянии 400 футов от центра электрода, то сопротивление можно измерить с помощью датчика потенциала, расположенного на расстоянии 61,8% x 400 = 247 футов от центра электрода.
• Точка измерения 61,8% предполагает, что датчики тока и потенциала расположены по прямой линии, а почва однородна (такой же тип почвы, окружающий область электрода, и на глубине, равной 10-кратному наибольшему размеру электрода).
• Точка измерения 61,8% по-прежнему обеспечивает подходящую точность для большинства измерений.

• Предположим, расстояние выброса тока от заземляющего электрода D = 60 футов, тогда расстояние потенциального выброса будет 62% от D = 0,62D, т.е. 0,62 x 60 футов = 37 футов.

Заявка:

• Подходит для системы малых и средних электродов.
• Подходит для однородной почвы

Преимущество:

• Самый простой способ выполнения.
• Требуемый минимальный расчет;
• Наименьшее количество перемещений тестового зонда.

Недостаток:

• Почва должна быть однородной.
• Менее точный
• Восприимчиво к неоднородным почвам

Нравится:

Нравится Загрузка …

О Джигнеш Пармар (B.E, Mtech, MIE, FIE, CEng)
Джигнеш Пармар завершил M.Tech (Управление энергосистемой), B.E (Электрика). Он является членом Института инженеров (MIE) и CEng, Индия. Номер участника: M-1473586. Он имеет более чем 16-летний опыт работы в сфере передачи, распределения, обнаружения кражи электрической энергии, технического обслуживания и электротехнических проектов (планирование-проектирование-технический обзор-координация-выполнение). В настоящее время он является сотрудником одной из ведущих бизнес-групп в качестве заместителя менеджера в Ахмедабаде, Индия. Он опубликовал ряд технических статей в журналах «Электрическое зеркало», «Электрическая Индия», «Освещение Индии», «Умная энергия», «Промышленный Электрикс» (австралийские энергетические публикации). Он является внештатным программистом Advance Excel и разрабатывает полезные базовые электрические программы Excel в соответствии с кодами IS, NEC, IEC, IEEE. Он технический блоггер и знает английский, хинди, гуджарати, французский языки. Он хочет поделиться своим опытом и знаниями и помочь техническим энтузиастам найти подходящие решения и обновить свои знания по различным инженерным темам.

Электрическое испытательное оборудование | электростанция для подключения к розетке

Доктор Ахмед Эль-Рашид — Управление продуктами

Эффективное заземление важно для безопасной работы любой электрической системы, и единственный способ гарантировать, что заземляющие устройства работают и остаются таковыми, — это тщательно и регулярно проверять их.

Подавляющее большинство систем распределения электроэнергии спроектировано таким образом, что в случае нарушения изоляции или аналогичного повреждения возникающий ток повреждения отводится на землю. Это предотвращает рост открытых проводящих частей до опасного потенциала, в то же время позволяя току короткого замыкания течь достаточно долго и на достаточно высоком уровне, чтобы защитные устройства сработали и изолировали замыкание. Из этого описания ясно, что надежное и эффективное заземление необходимо для безопасной работы систем, и что если система заземления выйдет из строя или станет неэффективной, в лучшем случае безопасность будет поставлена ​​под угрозу, а в худшем — может возникнуть значительный риск. жизнь и собственность.

Основная функция каждой системы заземления заключается в обеспечении надежного соединения с низким сопротивлением с основной частью земли с использованием одного или нескольких заземляющих электродов, которые обычно имеют форму стержней или матов. Все системы заземления предназначены для достижения этой цели с учетом требований приложения, таких как уровень предполагаемого тока замыкания на землю, с которым они могут работать. Тем не менее, эффективность земных систем зависит от множества трудноуправляемых переменных, таких как тип почвы и содержание влаги, что всегда важно проверять характеристики новых систем путем тщательных испытаний во время ввода в эксплуатацию.

И требования к испытаниям не заканчиваются испытаниями при вводе в эксплуатацию, так как многие факторы могут со временем ухудшить характеристики систем заземления. Например, может измениться влажность почвы. В хорошем проекте должны быть учтены сезонные колебания, но другие события, такие как изменение уровня местного грунтовых вод, труднее учитывать. Электроды и соединения с ними также могут быть затронуты коррозией, и нет ничего удивительного в том, что системы заземления получают физические повреждения, случайно, как это могло произойти во время работ в соседнем здании, или преднамеренно в виде кражи и вандализма.

Все это указывает на то, что нельзя быть уверенным в том, что система заземления, даже если ее первоначальные характеристики были полностью удовлетворительными, со временем сохранит удовлетворительные характеристики. Опять же, единственный способ быть уверенным — это проверить его, и, учитывая жизненно важную роль безопасности систем заземления, регулярные рутинные испытания следует рассматривать как существенные, а не как необязательные.

Настоятельно рекомендуется проводить испытания в форме комплексного структурированного обследования заземления, состоящего из семи основных этапов.Первый из них — это тщательный визуальный осмотр заземляющей установки. При этом следует искать любые признаки повреждения, сломанные, порезанные или отсоединившиеся иным образом заземляющие проводники, а также признаки коррозии не только самих электродов, но и соединений между электродами и заземляющими проводниками. Перед тем, как приступить к последующим этапам тестирования, необходимо устранить все неисправности, но всегда следует помнить, что отсоединившийся заземляющий провод может быть под напряжением, и очень важно проверить это перед тем, как прикасаться к нему или обращаться с ним.

Второй этап — измерение токов утечки в заземляющих проводах. В идеале, в этих проводниках не должно быть тока, но фильтры и аналогичные устройства, используемые в современном электронном оборудовании, часто создают небольшой ток утечки даже при правильной работе. Однако большее беспокойство вызывает электрическое оборудование, в котором возникает неисправность, которая позволяет ему продолжать работать без проблем, но, тем не менее, приводит к протеканию тока на землю. Такое оборудование может продолжать использоваться в течение длительного времени, при этом оператор не знает о проблеме, но совершенно очевидно, что необходимо обнаружить такой ток утечки перед проведением дальнейших испытаний системы заземления, и наиболее удобный способ сделать это обычно — использовать токоизмерительные клещи, способные измерять токи в миллиамперном диапазоне.Если в заземляющем проводе обнаруживается значительный ток, необходимо отследить источник и устранить проблему, прежде чем продолжить тестирование.

Заключительное подготовительное испытание — электрическая проверка целостности заземляющих проводов для подтверждения оценки целостности, выполненной во время визуального осмотра системы. Целью этого испытания является обнаружение и обнаружение соединений с высоким сопротивлением, которые являются типичным результатом коррозии в открытых системах проводников. Важно иметь в виду, что в этом контексте «высокое сопротивление» означает что-нибудь от сотни микроом или около того и выше.Значения сопротивления этого порядка нельзя измерить с помощью обычного мультиметра, поэтому для этого теста необходимо использовать омметр с низким сопротивлением (также известный как микроомметр).

После завершения визуального осмотра системы заземления, подтверждения отсутствия утечки и проверки целостности проводов, необходимо — для полного освидетельствования заземления — отсоединить заземляющие электроды. Ни при каких обстоятельствах нельзя нарушать заземляющие соединения до тех пор, пока последствия для безопасности не будут полностью оценены и не будут предприняты соответствующие шаги для минимизации рисков.Обычно это включает обесточивание и блокировку оборудования, которое должно быть отключено от земли, но также важно учитывать потенциальные опасности наведенных напряжений, которые могут присутствовать в незаземленном оборудовании, даже когда оно не находится под напряжением.

Кроме того, стоит отметить, что существуют методы измерения сопротивления заземления без отключения заземляющих электродов. К ним относятся, например, ART (метод прикрепленного стержня) и бесстоечное тестирование с помощью зажимных тестеров.Эти методы полезны, но все они имеют ограничения и повсеместно признано, что тестирование методом падения потенциала, которое обязательно включает отключение проверяемого электрода или электродов, дает наиболее точные и надежные результаты. Поэтому для окончательных исследований сопротивления заземления следует использовать метод проверки падения потенциала.

Рисунок 1

Это испытание проводится с помощью набора для проверки сопротивления заземления, который состоит по существу из двух цепей, как показано на Рисунке 1 выше.Первая цепь включает в себя источник напряжения и амперметр и выводится на токовые клеммы прибора. Вторая цепь включает только вольтметр и выводится на клеммы напряжения прибора. Один из токовых зажимов и один из зажимов напряжения подключены к тестируемому электроду. Другой токовый вывод подключается к временному заземляющему штырю, который вставляется в землю на значительном расстоянии от электрода (всплеск тока), а другой терминал напряжения подключается к другому временному заземляющему шипу (всплеск напряжения).

Пик напряжения вставляется в почву на различных расстояниях по прямой линии между испытуемым электродом и пиком тока, и на каждом расстоянии регистрируется показание напряжения. Поскольку ток также известен, можно использовать закон Ома для вычисления значения сопротивления для каждого места скачка напряжения. Если сопротивления нанесены в зависимости от расстояния, кривая должна показать почти ровную область (см. Рисунок 2 ниже). Значение сопротивления в этой области — это сопротивление заземляющего электрода.

Рисунок 2

Процедура обязательно более сложная для систем с несколькими электродами или с заземляющими сетками, но полезную информацию, охватывающую эти ситуации, и более подробное объяснение испытаний заземления можно найти в публикации «Getting Down to Earth», которая доступна в качестве бесплатного скачать с сайта Megger.

В рамках комплексного исследования заземления также важно провести испытания для определения потенциалов прикосновения и ступенчатого потенциала, при этом потенциал прикосновения представляет собой разность потенциалов, которую может испытать человек, стоя на поверхности земли и коснувшись заземленного проводящего объекта во время неисправность производила электрический ток на землю.Шаговый потенциал — это разность потенциалов, которую может испытать человек между ногами относительно земли, в которой существует ток короткого замыкания.

Потенциал прикосновения определяется путем первого измерения сопротивления заземления рассматриваемого объекта с использованием методов, аналогичных тем, которые используются для измерения сопротивления заземляющего электрода. Когда это сопротивление известно, наряду с максимальным ожидаемым током короткого замыкания, можно использовать закон Ома для расчета наихудшего потенциала прикосновения с разумным запасом точности.Потенциал шага оценивается аналогичным образом, но при измерении сопротивления заземления скачки напряжения врезаются в землю на расстоянии около 1 метра друг от друга, так как это приблизительная длина шага среднего человека.

Изложенные до сих пор процедуры предоставляют бесценные данные о состоянии и характеристиках системы заземления, но часто также полезно знать о свойствах почвы, в которой расположена система заземления. Часть этой информации получается путем осмотра и исследования почвы для определения ее типа, но также важно проводить измерения удельного сопротивления земли.Обратите внимание, что эти измерения относятся только к собственному удельному сопротивлению почвы, тогда как измерения сопротивления заземления, обсуждавшиеся ранее, относятся к сопротивлению конкретного заземляющего электрода (или электродов).

Проверка удельного сопротивления заземления обычно может выполняться с использованием того же прибора, что и для проверки сопротивления заземления, с одной оговоркой: прибор должен быть четырехконтактным, с подключениями по напряжению и току, выведенными на отдельные клеммы. Три клеммных прибора не подходят для измерения удельного сопротивления земли.

Удельное сопротивление Земли обычно измеряется методом Веннера, который включает использование четырех временных стержней земли. Однако не требуется перемещать штыри в рамках процедуры испытания — их расположение и расстояние определяются глубиной, на которой требуется определить удельное сопротивление земли.

Заземление является фундаментальным требованием для безопасности электроустановок, но слишком часто эффективности систем заземления уделяется мало внимания, особенно после проверки первоначальных характеристик.Это опасно и ненужно. Как мы видели, характеристики земных систем можно надежно оценить с помощью принятого структурированного, поэтапного подхода, и, хотя можно утверждать, что задействованные процедуры отнимают много времени и, в определенной степени, разрушительны, безусловно, это маленькая цена, которую нужно заплатить за защиту человеческой жизни?

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

Процедура стабильных электрических измерений на образце горной породы при высоком контактном сопротивлении как необходимое условие для электрической томографии | Земля, планеты и космос

В этом разделе оценивается стабильность и достоверность предлагаемой процедуры измерения.

Мы оценили стабильность процедуры с точки зрения стабильности сопротивлений, измеренных между токовыми электродами, R , _{, измеренного} , разности потенциалов, измеренной между потенциальными электродами, \ ({V} _ {{\ mathrm {P }} _ {1}} \) — \ ({V} _ {{\ mathrm {P}} _ {2}} \), а измеренный ток — I .Для оценки стабильности мы установили шесть уровней относительной влажности и постоянной температуры. На каждом уровне мы проверяли стабильность с помощью шести последовательностей повторных измерений.

Кроме того, мы проверили характеристики адгезии, наблюдая за контактной поверхностью, потому что сильная адгезия между электродами и образцом важна в нашей экспериментальной установке.

Оценка стабильности

Конфигурация электродов

На рисунке 4 показана цилиндрическая поверхность гранитного образца и расположение электродов с измерительными приборами.Мы наблюдали контактную поверхность с помощью микроскопической рентгеновской компьютерной томографии (КТ), чтобы подтвердить состояние контакта электродов. Результаты КТ на рис. 5 показывают, что электроды были хорошо прикреплены, несмотря на шероховатость поверхности, что демонстрирует сильное сцепление, достигаемое предлагаемым способом.

Схема измерения. z и θ — координаты, определенные на фиг. 2a. Пунктирный квадрат — измеритель сопротивления, R _IN — входное сопротивление, R _В — сопротивление изоляции между отрицательной клеммой и землей шасси, HI обозначает положительные клеммы, LO обозначает отрицательные клеммы, C ₁ и C ₂ — токовые электроды, а P ₁ и P ₂ — потенциальные электроды.Электрометр (модель 6514, Кейтли, Кливленд, Огайо, США) в режиме измерения сопротивления подает известный постоянный постоянный ток, измеряет напряжение, вызванное подаваемым током, и измеряет сопротивление. Амперметр (модель 3458A, Keysight; Санта-Роза, Калифорния, США) был установлен для контроля величины подаваемого тока. Электрометры (модель 6514, Кейтли, Кливленд, Огайо, США) с R _IN = 200 ТОм действовали как измеритель сопротивления, а вольтметр

Микроструктуры контактной поверхности, наблюдаемые с помощью микрофокусной рентгеновской компьютерной томографии (КТ). a Пример фотографии, на которой показан электрод ² диаметром 100 мм. КТ-изображения плоскостей b x – z и c x – y ; размер пикселя составляет приблизительно 4 мкм, а масштабная линейка на каждом изображении — 500 мкм. Черный цвет на КТ-изображениях представляет области прохождения рентгеновских лучей; белые области непрозрачны для рентгеновских лучей. Здесь черный цвет представляет в основном воздух, темно-серый — в основном гранит, а светло-серый — электропроводный эпоксидный клей и провода

Сбор данных с настройкой влажности и температуры

R _{измерения} , I и \ ({V } _ {{\ mathrm {P}} _ {1}} \) — \ ({V} _ {{\ mathrm {P}} _ {2}} \), измерялись в течение 600 с в каждом измерении, что повторялось несколько раз.Отбор проб производился каждые 1 с. Чтобы устранить заряд между токовым электродом и гранитной поверхностью, все выводы закорачивали после каждых 600 с измерения. Время разряда для каждого повторного измерения было установлено на 2 часа во время измерения сопротивления в диапазоне ГОм. При измерениях сопротивления в диапазоне МОм использовалось более длительное время разряда, равное 6 часам, из-за большего количества подаваемого тока (таблица 2).

Шесть последовательностей повторных измерений собрали данные для R _{, измеренного} , I и \ ({V} _ {{\ mathrm {P}} _ {1}} \) — \ ({V} _ {{\ mathrm {P}} _ {2}} \).Одна последовательность рассматривается как группа данных повторяющихся измерений, выполненных при фиксированной влажности и температуре. Шесть последовательностей учитывали относительную влажность при шести заданных значениях (40%, 50%, 60%, 70%, 80% и 90%) и постоянной температуре (30 ° C).

Процедура отделения образца и контактного сопротивления от измеренного сопротивления

R _{, измеренное} , полученное двухконтактным измерением, включает сопротивление образца между токовыми электродами, R _{образец} и контактное сопротивление между электродами , R _{контакт} .Мы разделяем R _{измеренный} на R _{образец} и R _{контакт} с помощью следующей процедуры.

Сначала мы определяем удельное сопротивление образца ρ _{образец} , используя I и \ ({V} _ {{\ mathrm {P}} _ {1}} \) — \ ({V} _ {{\ mathrm {P}} _ {2}} \). Мы предполагаем, что образец однородный и изотропный. Когда ток I подается через токовый электрод, разность потенциалов \ ({V} _ {\ mathrm {P}} _ {1}} \) — \ ({V} _ {{\ mathrm {P }} _ {2}} \) выражается как

$$ V _ {{{\ text {P}} _ {1}}} — V _ {{{\ text {P}} _ {2}}} = \ rho _ {{{\ text {sample}}}} K \ left ({{\ text {P}} _ {1}, {\ text {P}} _ {2}} \ right) I, $$

(1)

, где K является функцией положений пары потенциальных электродов.В общем, функция K определяется либо путем решения краевой задачи для распределения потенциала, либо экспериментально для данной формы проводящей среды и данных положений токовых электродов. Эта работа определяет K с использованием числового расчетного кода, разработанного Suzuki et al. (2017), которая представляет собой модифицированную версию классической процедуры, предложенной Дей и Моррисон (1979) для цилиндрических координат.

Здесь неизвестный образец ρ _{определен как соответствующий измеренному I , \ ({V} _ {{\ mathrm {P}} _ {1}} \) — \ ({V} _ {{\ mathrm {P}} _ {2}} \) и определенное значение K .Как только ρ образец найден, разность потенциалов между токовыми электродами \ ({V} _ {{\ mathrm {C}} _ ​​{1}} — {V} _ {{\ mathrm {C}} _ ​​{ 2}} \) вычисляется:}

$$ V _ {{{\ text {C}} _ ​​{1}}} — V _ {{{\ text {C}} _ ​​{2}}} = \ rho _ {{ {\ text {sample}}}} K \ left ({{\ text {C}} _ ​​{1}, {\ text {C}} _ ​​{2}} \ right) I, $$

(2)

, что означает, что сопротивление между электродами тока, R _{образец} , задается как

$$ R _ {{{\ text {sample}}}} = \ frac {{V _ {{{\ text { C}} _ ​​{1}}} {-} V _ {{{\ text {C}} _ ​​{2}}}}} {I} = \ rho _ {{{\ text {sample}}}} K \ left ({{\ text {C}} _ ​​{1}, {\ text {C}} _ ​​{2}} \ right).$

(3)

Затем можно определить контактное сопротивление R _{контакт} . Сопротивление R _{, измеренное} , полученное посредством двухполюсных измерений, не то же самое, что R _{образец} , а сумма R _{контакта} и R _{образца} . Обратите внимание, что сопротивление контакта R _{контакта} не влияет ни на вычисленное \ ({V} _ {{\ mathrm {C}} _ ​​{1}} \) — \ ({V} _ {{\ mathrm {C}) } _ {2}} \) ни I ; таким образом, R _{контакт} не влияет на R _{образец} в уравнении.3. Предполагая, что контактные сопротивления R _{контакта} на обоих токовых электродах одинаковы, R _{контакт} определяется как

$$ R _ {{{\ text {измерено}}}} = R _ {{ {\ text {sample}}}} + 2R _ {{{\ text {contact}}}}. $$

(4)

Эта процедура отделения сопротивления образца и контакта от измеренного сопротивления показана на рис. 6. Обратите внимание на то, что показанное расположение электродов принято в данном исследовании, и наша процедура позволяет отделить сопротивление образца и контакта от измеренного сопротивления в любом расположении электродов.

Оценка сопротивления между токовыми электродами. Координаты z и θ определены на фиг. 2a. C ₁ и C ₂ — токовые электроды, а P ₁ и P ₂ — потенциальные электроды. \ ({V} _ {{\ mathrm {C}} _ ​​{1}}, \) \ ({V} _ {{\ mathrm {C}} _ ​​{2}} \), \ ({V} _ {{\ mathrm {P}} _ {1}} \) и \ ({V} _ {{\ mathrm {P}} _ {2}} \) представляют собой электрический потенциал в C ₁ , C ₂ , P ₁ и P ₂ . R _{измеренные} , R _{образец} и R _{контакт} — это, соответственно, измеренное сопротивление между токовыми электродами, сопротивление образца между токовыми электродами и контактное сопротивление на токовых электродах. I — измеренный ток. На левой диаграмме изображена область измерения (т. Е. Боковая поверхность образца), а на правой диаграмме представлена ​​числовая модель области измерения с расчетными сетками.Выполняя численные расчеты при различных значениях удельного сопротивления образцов, был проведен поиск распределения потенциала, которое в основном объясняет наблюдаемые \ ({V} _ {{\ mathrm {P}} _ {1}} \) — \ ({V} _ {{\ mathrm { P}} _ {2}} \). В расчетах предполагалось, что образец имеет однородную структуру удельного сопротивления. \ ({V} _ {{\ mathrm {C}} _ ​​{1}} \) — \ ({V} _ {{\ mathrm {C}} _ ​​{2}} \) извлекается из определенного распределения потенциала , и использовали для получения образца R _{путем деления его на I}

Проверка и обработка данных временного ряда

Стабильность измеренного сопротивления, тока и разности потенциалов оценивалась с использованием временного ряда данных. типа изображенного на рис.7 для относительной влажности 40% и 30 ° C. Данные временного ряда показывают переходные явления. Ток, зарегистрированный в течение примерно 1 мин после начала измерения, был больше, чем указано измерителем сопротивления (0,9 нА; Таблица 2). Этот большой ток означал, что для стабилизации измеренного сопротивления и разности потенциалов потребовалось несколько десятков секунд.