Требования к сопротивлению заземления: 4 ома, 10 или 30 ом? Правильное сопротивление заземления частного дома. | Электромозг — Мир Антенн

Содержание

4 ома, 10 или 30 ом? Правильное сопротивление заземления частного дома. | Электромозг

Внимание! При отсутствии специального образования и должного опыта работа с электричеством может быть опасна!

Коснусь сегодня этой животрепещущей темы — каково должно быть сопротивление растеканию электрического тока у заземления дачного домика, и в каком месте вообще его надо делать?

По поводу величины сопротивления мнения сильно расходятся, поскольку в ПУЭ именно о заземлителе возле дома не сказано чётко. Поэтому в этой статье я постараюсь дать исчерпывающую аргументированную конкретику по этому вопросу.

Для нетерпеливых скажу сразу — заземлению подлежит шина заземления в домашнем щитке. Сопротивление заземления по нормативам должно быть не более 30 Ом. Ниже будет обоснование со ссылками на пункты нормативов.

Если же перестраховываться, то лучше сделать 10 Ом или меньше, чтобы при повреждённом на вводе в дом PEN существеннее снизить возникшее напряжение на корпусах оборудования, и чтобы при коротком замыкании во внутренней сети смог отключиться автомат на 16А.

Что именно и как заземлять?

Если очень кратко и упрощённо, то существуют две актуальных для нас системы заземления — TT и TN. Система заземления TT — это отдельный заземлитель у дома (уголок или система сваренных уголков, вбитых в землю), который соединяется напрямую с шиной заземления (PE) в щитке. Далее от шины отходят только проводники заземления кабелей внутренней разводки.

Электроды для заземления

Система заземления TN — это то же самое, только помимо заземления шины PE на уголок, она напрямую заземляется на нулевой провод с магистрали ЛЭП, идущий от подстанции, заземлённый как у самого трансформатора, так и на некоторых опорах ЛЭП.

Какая из систем лучше? Какую применять?

Технический циркуляр № 32/2012, в пунктах 3 и 4 разъясняет требование ПУЭ п.1.7.59 «Питание электроустановок напряжением до 1 кВ от источника с глухозаземленной нейтралью и с заземлением открытых проводящих частей при помощи заземлителя, не присоединенного к нейтрали (система ТТ), допускается только в тех случаях, когда условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены. »

Согласно разъяснению циркуляра, если магистраль протянута отдельными воздушными неизолированными проводами, она считается небезопасной для реализации системы TN (высока вероятность отдельного обрыва нулевого проводника, что ведёт к появлению опасного напряжения на проводе заземления), и в этом случае следует временно заземляться по системе TT до реконструкции магистрали. В случае же с магистралью, протянутой проводом СИП, необходимо использовать только систему TN. С этим можно спорить, можно не спорить, но давайте всё же основываться на некотором консолидированном мнении, уже воплощённом в хоть какие-то документы.

Итак, поскольку в большинстве посёлков воздушные линии уже реконструированы и проведены СИПом, нас будет интересовать только система TN.

Итак, мы выяснили, что заземление дачного домика должно представлять собой следующую конструкцию. Магистральный нулевой проводник (т.н. совмещённый нулевой рабочий и нулевой защитный проводник, PEN), заземлённый на трансформаторе и повторно на некоторых столбах воздушной линии, заходит в домашний щиток на шину заземления PE. Эта шина заземляется на заземление у дома (фактически ещё одно т.н. повторное заземление PEN-проводника). В том же щитке располагается шина ноля (N). Шины PE и N соединены перемычкой (т.н. разделение PEN на PE и N). Всё. Вот вам в щитке и ноль, и заземление.

Когда заземлять шину повторно не обязательно?

Согласно ПУЭ п.1.7.61, рекомендуется повторное заземление шины в любом случае, но обязательный характер такое повторное заземление носит лишь в случае воздушного ввода («Повторное заземление электроустановок напряжением до 1 кВ, получающих питание по воздушным линиям, должно выполняться в соответствии с 1.7.102-1.7.103.»).

Если от столба проложен кабель, то достаточно повторных заземлений на столбах воздушной линии. Считается, что вероятность обрыва PEN в кабеле меньше, чем вероятность обрыва PEN в воздушной линии СИП. Неоднозначное, на мой взгляд, мнение (а как же потенциальные проблемы с контактом PEN в месте ответвления?), но оно закреплено в ПУЭ.

Заготовки для повторного заземления PEN в щитах учёта на столбах. Заземление уличного щита учёта не отменяет необходимость заземления PEN на вводе в дом.

Так что там про сопротивление?

ПУЭ

Про сопротивление повторного заземления воздушного ввода в дом читаем в п. 1.7.102-1.7.103:

«1.7.102. На концах ВЛ или ответвлений от них длиной более 200 м, а также на вводах ВЛ к электроустановкам, в которых в качестве защитной меры при косвенном прикосновении применено автоматическое отключение питания, должны быть выполнены повторные заземления PEN-проводника…»

«1.7.103. Общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN-проводника каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При этом сопротивление растеканию заземлителя каждого из повторных заземлений должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях.»

То есть, исходя из этих пунктов, наиболее часто встречающаяся трёхфазная магистральная воздушная линия с линейным напряжением 380 вольт должна иметь повторное заземление, как минимум, на своём конце. Все повторные заземления такой воздушной линии должны иметь общее сопротивление не более 10 Ом. То есть, если повторное заземление только одно, то его сопротивление должно быть не более 10 Ом. Если два — каждое не более 20 Ом (в сумме 10). Если три — каждое не более 30 ом (в сумме тоже 10). А вот дальше действует ограничение, что сопротивление каждого повторного заземления этой линии не должно быть больше 30 Ом. То есть, их может быть сколь угодно много, но сопротивление каждого из них выше 30 Ом возрастать уже не должно.

Итак, мы видим, что в п. 1.7.103 речь идёт о ВЛ в целом, а не о магистрали ВЛ. Для сомневающихся приведу терминологию ПУЭ:

«2.4.2. Воздушная линия (ВЛ) электропередачи напряжением до 1 кВ — устройство для передачи и распределения электроэнергии по изолированным или неизолированным проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленным линейной арматурой к опорам, изоляторам или кронштейнам, к стенам зданий и к инженерным сооружениям.»

«2.4.3. Магистраль ВЛ — участок линии от питающей трансформаторной подстанции до концевой опоры.
К магистрали ВЛ могут быть присоединены линейные ответвления или ответвления к вводу.
Линейное ответвление от ВЛ — участок линии, присоединенной к магистрали ВЛ, имеющий более двух пролетов.
Ответвление от ВЛ к вводу — участок от опоры магистрали или линейного ответвления до зажима (изолятора ввода).»

То есть, повторные заземления всей линии вместе с заземлениями вводов к домам должны в сумме давать не более 10 Ом, а каждое повторное зазеление, в том числе и у вводов в дома, должно иметь сопротивление не более 30 Ом.

Технический циркуляр

Ещё один аргумент для всё ещё сомневающихся. Уже упоминавшийся мною выше технический циркуляр № 31/2012, в пункте 2 даёт чёткое разъяснение по поводу сопротивления повторного заземления на вводе в дом:

«При питании от ВЛИ сопротивление повторного заземления у потребителя выбирается из условия обеспечения надёжного срабатывания УЗО при повреждении изоляции (однофазное замыкание на землю) при отключенном PEN проводнике ответвления от ВЛИ. Сопротивление рассчитывается по току надёжного срабатывания УЗО, равному 5 IΔn, но должно быть не более 30 Ом. При удельном сопротивлении грунта более 300 Ом·м допускается увеличение сопротивления до 150 Ом.»

То есть, если у вас на вводе стоит УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током 300 мА, то при повреждении изоляции (однофазном замыкании на землю) заземление должно дать ток утечки 5*IΔn = 5*300 = 1,5 А. Это возможно при сопротивлении около 230 В / 1,5 А = 150 Ом. Это больше, чем прописанное ограничение не более 30 Ом. То есть, даже в случае УЗО с таким большим номинальным отключающим дифференциальным током сопротивление в 30 Ом всё ещё остаётся актуальным и уменьшаться не собирается.

Разработчики ПУЭ

Приложение журнала «Новости электротехники» №2(26) от 2004 (Виктор Шатров, сотрудник Госэнергонадзора Минэнерго России, г. Москва; Людмила Казанцева, ведущий специалист ОАО «НИИПроектэлектромонтаж», г. Москва):

При электроснабжении электроустановок зданий и сооружений от ВЛ сопротивление повторного заземлителя на опорах принимается по соображениям выноса напряжения по РЕN-проводнику при его обрыве, нормируется 1.7.103 и составляет 30 Ом.

ПТЭЭП

Ну, и напоследок, цифра в 30 Ом подтверждается ПТЭЭП (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей) Приложение 3. 1. Таблица 36. «Наибольшие допустимые значения сопротивлений заземляющих устройств электроустановок», в которой тоже значится цифра 30 Ом.

Процесс вбивания электрода заземлителя для повторного заземления PEN в щите учёта на столбе. Заземление уличного щита учёта не отменяет необходимость заземления PEN на вводе в дом.

Откуда же вылезло 4 Ома?

Часто люди читают п.1.7.97, а там есть ссылка на п.1.7.101, где прописаны 4 Ома. Но п.1.7.97 написан для заземляющих устройств электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью, которые используются одновременно для заземления электроустановок напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью.

Сам же пункт 1.7.101 нормирует сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора или выводы источника однофазного тока.

Почему лучше перестраховаться, и вместо 30 Ом сделать всё же 10?

1. Не стоит полагаться на независящие от вас повторные заземления магистрали ВЛ и повторные заземления на вводах у соседей. Их может банально не быть вовсе.

2. Если PEN будет повреждён на вводе в ваш дом, вы останитесь наедине только со своим заземлением.

Всё это приведёт к тому, что если сопротивление вашего заземления будет 30 Ом, то ток короткого замыкания на землю будет приблизительно 230 В / 30 Ом = 7,5 А, а этого недостаточно, чтобы отключить даже 10-амперный автомат освещения. И будет у вас счётчик накручивать…

Кроме того, на корпусах заземлённых приборов появится ещё более опасный потенциал, чем он был бы при 10 Омах.

Ещё один нюанс. При вводе в дом газоснабжения, газовики требуют для газового котла заземления 10 Ом, потому что перестраховываются, не надеясь на часто отсутствующие повторные заземления магистральной ВЛ.

Повторное заземление можно не делать?

Интересный ответ дан в журнале «Новости электротехники» №5(29) от 2004 (Виктор Шатров, сотрудник Госэнергонадзора Минэнерго России,
г. Москва; Людмила Казанцева, ведущий специалист ОАО «НИИПроектэлектромонтаж», г. Москва):

Воздушные линии электропередачи используются во многих случаях для электроснабжения небольших потребителей (повсеместно: сельская местность, дачные участки, поселки), наибольшая мощность каждого из которых редко превышает 10 кВт. В этом случае достаточным является наличие заземлителя повторного заземления ВЛ, если расстояние до него не превышает 100 м. Выполнение повторного заземления непосредственно на вводе в здание не обязательно.

И его ответ на вопрос: «Куда должен подключаться заземляющий проводник повторного заземления индивидуальных домов» (если таковое всё таки имеется)?

Для деревянных зданий при отсутствии металлических коммуникаций, входящих в здание, допускается не выполнять главную заземляющую шину, а нулевой защитный проводник присоединять на изоляторе ввода. При наличии металлических коммуникаций, входящих в здание из любых материалов, необходимо предусматривать главную заземляющую шину и к ней присоединять нулевой защитный (РЕN) проводник питающей линии (ответвления), заземляющий проводник повторного заземления и входящие в здание коммуникации. Размещать главную заземляющую шину в таких случаях следует вблизи вводного устройства таким образом, чтобы она не подвергалась опасности механических повреждений.

Оставлю без комментариев…

Заключение

Итак, если вам проблематично сделать заземление ощутимо менее 30 Ом, то сделайте хотя бы не более 30 Ом, и вы впишитесь в нормативы. Однако, если есть возможность, доведите сопротивление хотя бы до 10 Ом.

Рассчитать конструкцию заземления и количество электродов заземлителя, подогнав её под нужное сопротивление, можно с помощью моих программ для Windows и для Android.

Версия для Windows выглядит так:

Калькулятор расчёта сопротивления (для Windows)

Версия для Android выглядит так:

Калькулятор расчёта сопротивления (для Android)

Скажу сразу, что для региона московской области и влажных суглинков, для заземления сопротивлением 30 Ом требуется всего один уголок с полкой 50 мм длиной 3 метра, верх которого заглублён на 0,5 метра, а для заземления сопротивлением 10 Ом в тех же условиях требуется 4 уголка с полкой 50 мм длиной 2,5 метра, установленных в линию с интервалом 2,5 метра, верх которых заглублён на 0,5 метра.

На этом всё. Я постарался раскрыть тему максимально исчерпывающе. Ставьте лайки, если статья понравилась, и пишите комментарии не только с критикой. Мне нужна также и ваша поддержка.

Делитесь также этой статьёй в социальных сетях (соответствующие кнопочки рядом со статьёй есть в наличии) и, конечно, подписывайтесь на мой канал! Жду ваших отзывов! Удачи!

Требования к заземляющим устройствам ВЛ 0,38-20 кВ

данный раздел подготовлен согласно типового проекта СЕРИЯ 3.407-150

Типовые конструкции настоящей серии разработаны с учётом требований Правил устройства электроустановок (ПУЭ) шестого издания как по конструктивному исполнению, так и в части учёта нормируемых сопротивлений растеканию заземлителей для грунтов с эквивалентным удельным сопротивлением до 100 .
В серию включены конструкции заземлителей, предназначенных для заземления опор, а также опор с установленным на них оборудованием на ВЛ 0,38, 6, 10, 20 кВ в соответствии с требованиями главы 1.7 и других глав ПУЭ.
Предусмотрены следующие конструкции заземлителей: вертикальные, горизонтальные (лучевые), вертикальные в сочетании с горизонтальными, замкнутые горизонтальные (контурные), контурные в сочетании с вертикальными и горизонтальными (лучевыми).
Конструктивное выполнение заземляющих и нулевых защитных проводников, проложенных на опорах ВЛ, принимаются в соответствии с действующими типовыми проектами и проектами повторного применения опор BЛ.

Конструкции данной серии должны применяться проектировщиками, монтажниками и эксплуатационниками при сооружений и реконструкции ВЛ 0,38, 6, 10 и 20 кВ.
В настоящей серии не рассматриваются заземлители в районах северной строительно — климатической зоны (подрайоны IА , IБ, IГ и IД по СИиП 2.01.01-82) и в районах распространения скальных грунтов.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО РАСЧЕТУ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ
Исходными данными при проектировании заземляющих устройств ВЛ являются параметры электрической структуры земли и требования по величинам сопротивления заземления.
Удельные сопротивления грунтов r и толщина слоёв грунта с различными значениями r могут быть получены непосредственно при измерениях по трассе проектируемой ВЛ или по данным замеров удельных сопротивлений аналогичных грунтов в районе трассы ВЛ, на площадках подстанций и т.д.
При отсутствии данных прямых измерений удельного сопротивления грунта проектировщикам следует пользоваться полученными от изыскателей геологическим разрезом грунта по трассе и обобщёнными значениями удельных сопротивлений различных грунтов, приведёнными в таблице.

Обобщенные значения удельных сопротивлений грунтов

В настоящее время разработаны достаточно надёжные инженерные методы определения электрической структуру земли, расчета сопротивлений заземлителей в однородной и двухслойной земле , а также способы приведения реальных многослойных электрических структур земли к расчётным двухслойным эквивалентным моделям. Разработанные методы позволяют определять целесообразные конструкции искусственных заземлителей для данной электрической структуры грунта обеспечивающие нормированную величину сопротивления заземлителей.

ВЫБОР СЕЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАЗЕМЛИТЕЛЯ
На основании исследований проведённых СИБНИИЭ установлено, что сопротивление растеканию практически не зависит от размеров и конфигурации поперечного сечения заземлителя. В то же время элементы заземлителя, имеющие круглое сечение, значительно долговечнее эквивалентных по сечению плоских проводников, ибо при одинаковой скорости коррозии остающееся сечение последних снижается значительно быстрее. В связи с этим для заземлителей ВЛ целесообразно применять только круглую сталь.

КОНСТРУКТИВНОЕ ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МОНТАЖУ
Заземлители ВЛ предусмотрены из круглой стали: горизонтальные диаметром 10 мм, вертикальные — 12мм, что вполне достаточно на расчетный срок службы в условиях слабой и средней коррозии.
В случае усиленной коррозии должны быть приняты меры, повышающие долговечность заземлителей.
В качестве вертикальных заземлителей могут быть использованы также угловая сталь и стальные трубы. При этом их размеры должны соответствовать требованиям ПУЭ.
Учитывая, что предельная глубина погружения вертикальных заземлитёлей (электродов) при существующих в настоящее время механизмах в достаточно мягким грунтах 20 м, в настоящей серии они предусмотрены длиной 3, 5, 10, 15 и 20м.
В грунтах с малыми удельными сопротивлениями (при до 10 ОмЧм) предусматривается использование только нижнего заземляющего выпуска — стержневого электрода длиной порядка 2 м, поставляемого комплектно с железобетонной стойкой.
При монтаже заземлителей следует соблюдать требования строительных норм и правил и ГОСТ 12.1.030-81.
Для разработки траншей при прокладке горизонтальных заземлителей возможно применение экскаватора типа ЭТЦ -161 на базе трактора беларусь МТЗ-50. Они могут укладываться так же с помощью монтажного плуга. При этот следует учитывать необходимость рытья котлованов размером 80х80х60 см в местах погружения вертикальных заземлитёлей и последующего их присоединения с помощью сварки к горизонтальному заземлителю.
Вертикальные заземлители погружаются методом вибрирования или засверливания, а также, забивкой или закладкой в готовые скважины.
Погружение вертикальных электродов производится с тем расчетом, чтобы верх их был на 20 см выше дна траншей.
Затем прокладываются горизонтальные заземлители. Производится отгиб концов вертикальных заземлителей в местах примыкания их к горизонтальному заземлителю по направлению оси траншеи.
Соединение заземлителей между содой следует выполнять сваркой в нахлёстку. При этом длина нахлёстки должна быть равна шести диаметрам заземлителя. Сварку следует выполнять по всему периметру нахлёстки. Узлы соединения заземлителей приведены в разделах ЭС37 и ЭС38.
Для защиты от коррозии сборные стыки следует покрывать битумным лаком.
Засыпка траншей производится бульдозером на базе трактора Беларусь МТЗ-50.
В разделе ЭС42 приведены объёмы земляных работ в случае рытья траншей при механизированной и ручной копке.
При выполнении проекта ВЛ в частности заземлителей необходимо учитывать возможности мехколонны, которая будет строить данную линию с точки зрения оснащения еe механизмами.
После устройства заземлителей производятся контрольные замеры их сопротивления. В случае, если сопротивление превышает нормируемое значение, добавляются вертикальные заземлители для получения требуемой величины сопротивления.

ПРИСОЕДИНЕНИЕ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ К ОПОРАМ
Присоединение заземлителей к специальным заземляющим выпускам (деталям) железобетонных стоек опор и заземляющим спускам деревянных опор может быть кок сварным, так и болтовым. Контактные соединения должны соответствовать классу 2 по ГОСТ 10434-82.
В месте присоединения заземлителей к заземляющим спускам на деревянных опорах ВЛ 0,38 кВ предусматриваются дополнительные отрезки из круглой стали диаметром 10 мм, а заземляющие спуски на деревянных опорах ВЛ 6, 10 и 20 кВ выполняемые из круглой стали диаметром не менее 10 мм, присоединяются непосредственно к заземлителю.
Наличие болтового соединения заземляющего спуска с заземлителем обеспечивает возможность осуществления контроля заземляющих устройств опор ВЛ без подъема на опору и отключения линии.
При наличии приборов для контроля заземлителей соединение заземляющего спуска с заземлителем может выполняться неразъёмным.
Контроль и измерения заземлителей должны проводиться в соответствии с «Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей».

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ
В связи с тем, что инженерные методы расчёта заземлителей разработаны для двухслойной структуры грунта, расчётная многослойная электрическая структура грунта приводится к эквивалентной двухслойной структуре. Метод приведения зависит от характера изменения удельных сопротивлений слоев расчётной структуры по глубине и глубины заложения заземлителя.
В однородном грунте и в грунте с убывающим по глубине удельным сопротивлением (порядка в 3 и более раза) наиболее целесообразными являются вертикальные заземлители.
Если нижележащие слои грунта имеют значительно более высокие значения удельных сопротивлений, чем верхние, или когда погружение вертикальных заземлителей затруднено или невозможно из-за плотности грунтов, в качестве искусственных заземлителей рекомендуется применять горизонтальные (лучевые) заземлители.
Если вертикальные заземлители не обеспечивают нормированных значений сопротивления, то дополнительно к вертикальным прокладываются горизонтальные, т. е. применяются комбинированные заземлители.
По эквивалентной двухслойной структуре и предварительно выбранной конструкции заземлителя определяется .
Для найденного и для нормированного сопротивления заземляющего устройства по ПУЭ подбирается соответствующий тип заземлителя данной серии.
Ниже приведена таблица подбора чертежей заземлителей.
Расчёты заземлителей выполнены на ЭВМ по программе, разработанной Западно — Сибирским отделением института «Сельэнергопроект».

Внимание: согласно ПУЭ 7-е изд. заземляющие проводники для повторных заземлений PEN-проводника должны иметь размеры не менее приведенных в табл. 1.7.4.

Таблица 1.7.4. Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле

Таблица подбора чертежей заземлителей

Измерение сопротивления заземляющих устройств

1. Назначение и область применения

1.1 Настоящий документ методика «Измерение сопротивления заземляющих устройств» устанавливает методику выполнения проверки элементов заземляющего устройства и измерения сопротивления заземляющего устройства на соответствие проекту и требованиям НД.

1.2 Настоящий документ разработан для применения персоналом электролаборатории в Краснодаре и Краснодарском крае ООО «Энерго Альянс» при проведении приемо-сдаточных, периодических и ремонтных испытаний.

2. Термины и определения

В данной методике используются следующие термины и определения, принятые согласно ПУЭ изд. 7 и комплекса стандартов ГОСТ Р 50571.16 — 2007:

2.1 Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.

2.2 Защитное заземление — заземление, выполняемое в целях электробезопасности.

2.3 Рабочее (функциональное) заземление — заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности).

2.4 Защитное зануление в электроустановках напряжением до 1 кВ — преднамеренное соединение открытых проводящих частей с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.

2.5 Заземлитель — проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду.

2.6 Искусственный заземлитель — заземлитель, специально выполняемый для целей заземления.

2.7 Естественный заземлитель — сторонняя проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду, используемая для целей заземления.

2.8 Заземляющий проводник — проводник, соединяющий заземляемую часть (точку) с заземлителем.

2.9 Заземляющее устройство — совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

2.10 Зона нулевого потенциала (относительная земля) — часть земли, находящаяся вне зоны влияния какого-либо заземлителя, электрический потенциал которой принимается равным нулю.

2.11 Зона растекания (локальная земля) — зона земли между заземлителем и зоной нулевого потенциала.

Термин земля, используемый в главе, следует понимать как земля в зоне растекания.

2.12 Замыкание на землю — случайный электрический контакт между токоведущими частями, находящимися под напряжением, и землей.

3.13 Напряжение на заземляющем устройстве — напряжение, возникающее при стекании тока с заземлителя в землю между точкой ввода тока в заземлитель и зоной нулевого потенциала.

2.14 Напряжение прикосновения — напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к ним человека или животного.

Ожидаемое напряжение прикосновения — напряжение между одновременно доступными прикосновению проводящими частями, когда человек или животное их не касается.

2.15 Напряжение шага — напряжение между двумя точками на поверхности земли, на расстоянии 1 м одна от другой, которое принимается равным длине шага человека.

2.16 Сопротивление заземляющего устройства — отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю.

2.17 Эквивалентное удельное сопротивление земли с неоднородной структурой — удельное электрическое сопротивление земли с однородной структурой, в которой сопротивление заземляющего устройства имеет то же значение, что и в земле с неоднородной структурой.

Термин удельное сопротивление, используемый в главе для земли с неоднородной структурой, следует понимать как эквивалентное удельное сопротивление.

2.18 Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.

2.19 Защитное заземление — заземление, выполняемое в целях электробезопасности.

2.20 Рабочее (функциональное) заземление — заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности).3.1 Заземление — преднамеренное электрическое соединение этой части с заземляющим устройством.

2.21 Главная заземляющая шина — шина, являющаяся частью заземляющего устройства электроустановки до 1 кВ и предназначенная для присоединения нескольких проводников с целью заземления и уравнивания потенциалов.

3. Характеристика измеряемой величины, нормативные значения измеряемой величины

Объектом измерения являются заземляющие устройства

Измеряемой величиной являются геометрические размеры заземлителей, сопротивление заземляющего устройства.

3.1 Требования к заземляющему устройству.

3.1.1 Заземляющие устройства могут быть объединенными или раздельными для защитных или функциональных целей в зависимости от требований, предъявляемых электроустановкой.

3.1.2 Заземляющие устройства должны быть выбраны и смонтированы таким образом, чтобы:

— значение сопротивления растеканию заземляющего устройства соответствовало требованиям обеспечения защиты и работы установки в течение периода эксплуатации;

— протекание тока замыкания на землю и токов утечки не создавало опасности, в частности, в отношении нагрева, термической и динамической стойкости электроустановки;

— были обеспечены необходимая прочность или дополнительная механическая защита в зависимости от заданных внешних факторов по ГОСТ 30331.2/ГОСТ Р 50571.2.

3.1.3 Должны быть приняты меры по предотвращению повреждения металлических частей из-за электролиза.

3.2 Заземлители.

3.2.1 В качестве заземлителей могут быть использованы находящиеся в соприкосновении с землей:

— металлические стержни или трубы;

— металлические полосы или проволока;

— металлические плиты, пластины или листы;

— фундаментные заземлители;

— стальная арматура железобетона;

— стальные трубы водопровода в земле при выполнении условий 3.2.5;

— другие подземные сооружения, отвечающие требованиям 3.2.6.

Примечание. Эффективность заземлителя зависит от конкретных грунтовых условий, и поэтому в зависимости от этих условий и требуемого значения сопротивления растеканию должны быть выбраны количество и конструкция заземлителей. Значение сопротивления растеканию заземлителя может быть рассчитано или измерено.

3.2.2 Тип заземлителей и глубина их заложения должны быть такими, чтобы высыхание и промерзание грунта не вызывали превышения значения сопротивления растеканию заземлителя свыше требуемого значения.

3.2.3 Материал и конструкция заземлителей должны быть устойчивыми к коррозии.

3.2.4 При проектировании заземляющих устройств следует учитывать возможное увеличение их сопротивления растеканию, обусловленное коррозией.

3.2.5 Металлические трубы водопровода могут использоваться в качестве естественных заземляющих устройств при условии получения разрешения от водоснабжающей организации, а также при условии, что приняты надлежащие меры по извещению эксплуатационного персонала электроустановки о намечаемых изменениях в водопроводной системе.

Примечание. Желательно, чтобы надежность заземляющих устройств не зависела от других систем.

3.2.6 Металлические трубы других систем, не относящихся к упомянутой в 3.2.5 (например, с горючими жидкостями или газами, систем центрального отопления и т. п.), не должны использоваться в качестве заземлителей для защитного заземления.

Примечание. Это требование не исключает их включения в систему уравнивания потенциалов в соответствии с ГОСТ 30331.3/ГОСТ Р 50571.3.

3.2.7 Свинцовые и другие металлические оболочки кабелей, не подверженные разрушению коррозией, могут использоваться в качестве заземлителей при наличии разрешения владельца кабеля и при условии, что будут приняты надлежащие меры по извещению эксплуатационного персонала электроустановки о всяких изменениях, касающихся кабелей, которые могут повлиять на его пригодность к использованию в качестве заземлителя.

Заземлители и заземляющие проводники в электроустановках в соответствии с ПУЭ п. 1.7.101 табл. 1.7.4. должны иметь размеры не менее приведенных в таблице 1.

Таблица 1. Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле.

Материал

Профиль сечения

Диаметр, мм

Площадь поперечного сечения, мм²

Толщина стенки, мм

Сталь черная

Сталь оцинкованная

Медь

Круглый:

-для вертикальных заземлителей

-для горизонтальных заземлителей

Прямоугольный

Угловой

Трубный

Круглый:

-для вертикальных заземлителей

-для горизонтальных заземлителей

Прямоугольный

Угловой

Трубный

Круглый

Прямоугольный

Трубный

Канат многопроволочный

—

1,8*

—

100

—

3,5

—

* Диаметр каждой проволоки.

Сечение горизонтальных заземлителей для электроустановок напряжением выше 1кВ выбирается по термической стойкости (исходя из допустимой температуры нагрева 400 С).

Не следует располагать (использовать) заземлители в местах, где земля подсушивается под воздействием тепла трубопроводов и т.п.

Траншеи для горизонтальных заземлителей должны заполняться однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора.

В случае опасности коррозии заземлителей должно выполняться одно из следующих мероприятий:

— Увеличение сечения и заземлителей с учетом расчетного срока их службы,

— Применение оцинкованных заземлителей,

— Применение электрической защиты.

В качестве искусственных заземлителей допускается применение заземлителей из электропроводящего бетона.

4. Условия испытаний (измерений)

4.1 При выполнении измерений и испытаний, согласно руководству пользователя прибором ИС-20, специалисты нашей электролаборатории в Краснодаре соблюдают следующие условия:

температура окружающего воздуха — 25⁰С до +60⁰С,

относительная влажность (95 ±3%) при температуре 35⁰С,

измерение сопротивления заземляющих устройств рекомендуется проводить в периоды наименьшей проводимости грунта, в засушливое летнее время при наибольшем высыхании грунта или в периоды промерзания грунта зимой,

при производстве измерений в другом состоянии грунта, при обработке результатов измерений следует вводить поправочный коэффициент, учитывающий его состояние. Значение поправочного коэффициента к1, к2, к3 приведено в приложении 1, при измерениях зимой (в периоды промерзания грунта) поправочный коэффициент не применяют.

4.2 Измерения проводят в светлое время суток. Производить измерения на заземляющих устройствах во время грозы, дождя, мокрого тумана и снега, а также в темное время суток запрещается.

4.2 Прибор располагается в горизонтальном положении.

5. Метод испытаний (измерений)

5.1 Измерение сопротивления заземляющего устройства который основан на компенсационном методе с применением вспомогательных заземлителей и потенциального электрода (зонда) при помощи прибора ИС-20.

5.2 Измерение геометрических размеров выполняют методом прямых измерений.

5.3 Степень разрушения элементов заземлителей оценивают при контрольном вскрытии контура визуально.

6. Производство измерений

6.1 Измерение сопротивления заземления по четырехпроводному методу. Данный метод исключает из результата измерений сопротивление измерительных кабелей и переходные сопротивления в местах их подключения, что является важным в случае, когда измеряемое сопротивление имеет малую величину.

6.1.1 Кнопкой «Режим» выбрать четырехпроводный метод измерения.

6.1.2 Отсоединить заземляющее устройство от системы заземления. Определить максимальную диагональ (d) заземляющего устройства (ЗУ).

Соединить ЗУ при помощи измерительных кабелей с гнездами Т1 и П1. Потенциальный штырь П2 установить в грунт на расстоянии 1,5 d, но не менее 20м от измеряемого ЗУ (см. рисунок 1)

Рисунок 1. — Схема подключения и вид индикатора при измерении

сопротивления заземления четырёхпроводным методом

Т1,Т2 — токовые зажимы;

П1,П2 — потенциальные зажимы;

ЗУ — измеряемое заземляющее устройство;

d — наибольшая диагональ заземляющего устройства.

При наличии напряжения помехи, прибор измерит ее амплитудное значение в вольтах и результат отобразит на экране. В этом случае необходимо найти оптимальное направление расположения измерительных штырей, при котором величина напряжения помехи будет минимальной. Это позволит получить наиболее достоверные результаты последующих измерений.

Токовый штырь Т2 установить в грунт на расстоянии более 3d, но не менее 40 м от ЗУ.

Подключить соединительный кабель к разъему Т2 прибора. Произвести серию измерений сопротивления заземления при последовательной установке потенциального штыря П2 в грунт на расстоянии 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 и 90% от расстояния до токового штыря Т2.

ЗУ, токовый и потенциальный измерительные штыри обычно выстраивают в одну линию.

Далее строится график зависимости сопротивления от расстояния между ЗУ и потенциальным штырем П2. Если кривая монотонно возрастает и имеет в средней части достаточно горизонтальный участок (при расстояниях 40 и 60% разница значений сопротивления меньше 10%), то за истинное принимается значение сопротивления при расстоянии 50%.

В противном случае все расстояния до штырей необходимо увеличить в 1,5-2 раза или изменить направление установки штырей для уменьшения влияния надземных или подземных коммуникаций.

6.2 Измерение сопротивления заземления по трёхпроводному методу (3П)

Кнопкой «Режим» выбрать трёхпроводный метод измерения.

Подключить измерительный кабель 1,5 м к гнезду П1.

Рисунок 2 — Схема подключения и вид индикатора при измерении

сопротивления заземления трёхпроводным методом

Измерение проводить аналогично четырехпроводному методу, но при этом измеренное значение сопротивление ЗУ будет включать в себя сопротивление измерительного кабеля,

подключенного к гнезду П1.

7. Контроль точности результатов испытаний (измерений)

7.1 Контроль точности результатов измерений обеспечивается раз в два года поверкой средств измерений в органах Госстандарта РФ и проверкой соответствия размеров вспомогательных технических средств перед выполнением измерений. Выполнение измерений прибором с просроченным сроком поверки не допускается.

8. Требования к квалификации персонала

8.1 К выполнению измерений и испытаний допускают лиц, прошедших специальное обучение и аттестацию с присвоением группы по электробезопасности не ниже III при работе в электроустановках до 1000 В, имеющих запись о допуске к испытаниям и измерениям в электроустановках до 1000 В.

8.2 Измерение сопротивления заземляющего устройства должен проводить только квалифицированный персонал в составе бригады, в количестве не менее 2 человек.

9. Требования к обеспечению безопасности при выполнении испытаний (измерений) и экологической безопасности

9.1 При проведении измерений персонал должен соблюдать требования ПОТЭЭ, инструкций по производственной санитарии, требования инструкций по технике безопасности.

9.2 Забивать электроды в землю необходимо исправным молотком (ударная часть без сколов и трещин, рукоять без повреждений) только в рукавицах.

9.3 При сборке измерительных схем следует соблюдать последовательность соединения проводов токовой и потенциальной цепи. Сначала необходимо присоединить провод к вспомогательному электроду и лишь затем к прибору.

9.4 Испытания не наносят вреда окружающей среде.

10. Оформление результатов измерений

По результатам измерений электролабораторией в Краснодаре ООО «Энерго Альянс» составляется протокол.

Приложение 1

Поправочные коэффициенты к значению измеренного

сопротивления заземлителя для полосы РФ

Тип заземлителя	Размеры Заземлителя, м	t = 0,7 – 0,8 м			t = 0,5 м
Тип заземлителя	Размеры Заземлителя, м	К1	К2	К3	К1	К2	К3
Горизонтальная Полоса	L = 5	4,3	3,6	2,9	8,0	6,2	4,4
Горизонтальная Полоса	L = 20	3,6	3,0	2,5	6,5	5,2	3,8
Заземляющая сетка или контур	S = 400 м²	2,6	2,3	2,0	4,6	3,8	3,2
	S = 900 м²	2,2	2,0	1,8	3,6	3,0	2,7
	S = 3600 м²	1,8	1,7	1,6	3,0	2,6	2,3
Заземляющая сетка или контур с вертикальными электродами длиной 5 м	S = 900 м² n > 10 шт.	1,6	1,5	1,4	2,1	1,9	1,8
	S = 3600 м² n > 15 шт.	1,5	1,4	1,3	2,0	1,9	1,7
Одиночный вертикальный заземлитель	L = 2,5 м	2,00	1,75	1,50	3,80	3,00	2,30
	L = 3,5 м	1,60	1,40	1,30	2,10	1,90	1,60
	L = 5,0 м	1,30	1,23	1,15	1,60	1,45	1,30

где t – глубина заложения в землю горизонтальной части заземлителя или верхней части вертикальных заземлителей;

L – длина горизонтальной полосы или вертикального заземлителя;

S – площадь заземляющей сетки или контура;

n – количество вертикальных электродов.

Указания к применению коэффициентов:

К1 – применяется при измерениях на влажном грунте или когда к моменту измерения предшествовало выпадение большого количества осадков;

К2 – применяется на грунте средней влажности или когда к моменту измерения предшествовало выпадение небольшого количества осадков;

К3 – применяется на сухом грунте или когда к моменту измерения предшествовало выпадение незначительного количества осадков.

Сопротивление заземляющего устройства | Заметки электрика

Здравствуйте, дорогие посетители сайта заметки электрика.

Сегодня мы узнаем какое сопротивление заземляющего устройства удовлетворяет требованиям нормативных документов.

Итак, в прошлой статье мы рассмотрели как правильно выполнить монтаж контура заземления. Но для каждого контура заземления имеется свое требование к сопротивлению.

Сопротивление заземляющего устройства, еще его называют сопротивление растекания электрического тока — это величина, которая прямо пропорциональна напряжению на заземляющем устройстве, и обратно пропорциональна току растекания в «землю».

Единица измерения — Ом.

И чем меньше это значение, тем лучше. В идеальном случае — сопротивление заземляющего устройства должно быть равно нулю. Но реально добиться такого сопротивления просто невозможно.

И как всегда, по нормам сопротивления заземлений, обратимся к нормативному документу ПУЭ 7 издания, к главе 1.7.

ПУЭ. Раздел 1. Глава 1.7.

Для каждой электроустановки и ее уровня напряжения, в ПУЭ четко определены сопротивления заземления.

В данной статье мы рассмотрим нормативы сопротивлений только тех электроустановок, которые нам интересны, т.е. бытового напряжения 380 (В) и 220 (В).

Вышеперечисленные нормы сопротивления заземляющих устройств относятся к грунтам, идеально подходящим для монтажа контура заземления (глина, суглинок, торф).

P.S. А на десерт, интересное видео…

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Сопротивление заземления молниезщиты — нормативы, периодичность замеров

Принцип действия громоотвода — перехват молнии и перенаправление разряда в землю для нейтрализации. Но эффективность всей системы зависит от величины сопротивления заземления молниезащиты, то есть от способности грунта поглощать электрический ток. Параметр измеряется в Ом, должен стремиться к нулю, однако, структура почв не позволяет достичь идеального значения.

Нормы для сопротивления заземления молниезащиты

В Инструкции по устройству молниезащиты РД 34.21.122-87 регламентированы максимальные значения противодействия растеканию тока для различных категорий зданий и сооружений, с учетом удельного сопротивления грунта:

I и II категория — 10 Ом;
III категория — 20 Ом;
Если электропроводность превышает 500 Ом*м — 40 Ом;
Наружные установки — 50 Ом.

Сопротивление падает в 2-5 раз при увеличении силы тока молнии.

Качество заземления молниезащиты

Ключевой параметр — сопротивление заземления — зависит от конфигурации заземлителя и удельного сопротивления почвы. Для вычисления значения существует специальная формула. Но для готовых заземлителей задача значительно упрощается: производитель предоставляет заранее подсчитанный коэффициент, который достаточно умножить на удельное сопротивление грунта, чтобы получить искомое значение.

Удельное сопротивление для различных грунтов

Значение прежде всего зависит от влажности и состава почвы, плотности прилегания пластов, наличия кислот, солей и щелочей. Вычисляется путем проведения геологических изысканий. Это комплекс сложных мероприятий, поэтому при расчетах принято использовать справочные величины:

Песчаный грунт, увлажненный поземными водами — 10-60 Ом*м;
Песок сухой — 1500-4200 Ом*м;
Бетон — 40-1000 Ом*м;
Чернозем — 60 Ом*м;
Глина — 20-60 Ом*м;
Илистая почва — 30 Ом*м;
Садовая земля — 40 Ом*м;
Супесь — 150 Ом*м;
Суглинок полутвердый — 100 Ом*м;
Солончак — 20 Ом*м.

На практике сопротивление молниезащиты всегда будет ниже расчетного значения: при погружении электрода в землю значительно снижается удельное сопротивление из-за уплотнения и увлажнения почвы грунтовыми водами.

Требования к заземлителю

Согласно РД 34.21.122-87 для заземления необходимо не менее трех электродов вертикального типа. Расстояние между ними — как минимум в два раза больше, чем глубина погружения. Кроме того, СО 153-34.21.122-2003 требует, чтобы расстояние от стен здания до электродов было не менее 1 метра.

Уменьшение сопротивления заземления

Поскольку удельное сопротивление почвы — величина относительно постоянная, для увеличения электропроводности необходимо изменять конфигурацию заземлителя: увеличивать площадь соприкосновения электродов с грунтом. Можно удлинить проводник или создать контур заземления: несколько отдельно стоящих электродов соединяются в единую сеть. В расчет берется сумма площадей.

Современные заземлители — эффективны и просты в установке. Электроды заглубляются до 30 метров. Благодаря этому удается значительно уменьшить общую площадь, компактно разместить заземлитель молниезащиты в условиях ограниченного пространства. Для монтажа не нужны специальные инструменты, штыри стыкуются между собой муфтой с резьбовым соединением. Медное покрытие электродов обеспечивает защиту от коррозии, увеличивая срок службы до 100 лет!

Измерение сопротивления заземления и периодичность проверок

Производятся с помощью специальных приборов (измерительных комплексов) по заданной схеме измерений в нескольким точках смонтированного контура молниезащиты. Данные показаний заносятся в специальную форму — протокол проверки сопротивлений заземлителей и заземляющих устройств.

Замеры производят всегда по окончании монтажа системы молниезащиты и заземления, а также после выполнения ремонтных работ как на устройствах молниезащиты, так и на самих защищаемых объектах и вблизи них. Полученные данные заносят в акты (протоколы проверок), паспорта заземляющих устройств и журналы учета.

Примеры протоколов и паспортов можно посмотреть по этой ссылке.

Кроме внеочередных мероприятий существует регламент проведения измерения значений сопротивления, которые осуществляют для разных категорий зданий и сооружений с следующей периодичностью: для категории I II — 1 раз в год перед сезоном гроз, для III категории — не реже 1 раза в 3 года, для взрывоопасных объектов и производств — не реже 1 раза в год.

Важно использовать при этом приборы, поверенные должным образом, а также правильно выбрать точки измерений. Вот почему необходимо обращаться при этом в специализированные организации, которые имеют в своем распоряжении квалифицированный персонал и необходимые приборы, а также могут гарантировать вам качество работ на определенное время.

Компания «МЗК-Электро» предлагает квалифицированный монтаж заземления. Опытные специалисты проведут необходимые расчеты, подберут оптимальное по стоимости и эффективности решение для конкретного объекта. В работе используем сертифицированное оборудование от ведущих производителей. Доверьте проектирование громоотвода профессионалам — вы гарантированно получите надежную молниезащиту!

Измерители сопротивления заземления

От состояния общего контура заземления здания, сооружения или других объектов с действующими электроустановками зависит не только безопасность обслуживающего персонала и проживающих людей в жилых помещениях. Исправное состояние отдельных элементов системы заземления: общего контура, соединительных шин, проводов заземляющих корпуса электрооборудования и других составляющих, обеспечивает стабильную безаварийную работу электроустановок.

Металлические элементы контура заземления, особенно находящиеся под грунтом, подвергаются коррозии, конструкция постепенно разрушается и перестает выполнять свои функции по защите, оборудования и обслуживающего персонала. Поэтому требуется периодический контроль состояния системы заземления. Методика проверки последовательно описана в требованиях ПУЭ (Правила устройства электроустановок) Одним из важнейших параметров системы является сопротивление контура, для его измерения существует отработанная методика и специальные измерительные приборы. Читайте также статью ⇒ Заземление и зануление: назначение, отличие, особенности

Принцип действия заземления

Металлические корпуса оборудования на производственных предприятиях и бытовые приборы в жилых помещениях, по требованиям ПУЭ и других нормативных актов, руководящих документов подлежат заземлению. Эта мера обеспечивает безопасность потребителей электроэнергии, пользователей бытовыми приборами и обслуживающий персонал электрооборудования.

Работает это следующим образом, при возникновении замыкания токопроводящей части фазного провода с элементами корпуса происходит выравнивание потенциалов всех замкнутых элементов. Напряжение между корпусом, фазой и заземляющим контуром становится одинаковым. Следовательно, нет разницы потенциалов между землей и полом в помещении. При прикосновении к корпусу оборудования ток не будет переткать с корпуса через человеческое тело в пол или другое оборудование, таким образом, исключается поражение электрическим током.

Основные требования к сопротивлению контура заземления на различных объектах

Одним из важнейших параметров системы заземления является сопротивление контура, контрольные измерения которого производится не реже чем один раз в год, после окончания монтажных работ. В сетях на промышленных объектах, где нейтрали понижающих трансформаторов, генераторов заземляются на общий контур заземления, в однофазных сетях жилого фонда с любыми источниками питания контуры заземления в любое время года с любым составом грунта должны иметь установленную ПУЭ величину сопротивление.

Напряжение в сети электропитания	220- 127	380-220	660-380
Сопротивление с естественными заземлителями (Ом)	60	30	15
Сопротивление контура с повторными заземлителями (Ом)	8	4	2

Для электрических сетей с линейным напряжением 220 – 380В, это сопротивление в пределах 2-8 Ом, для однофазных сетей жилых домов, офисов, административных зданий допускается до 30 Ом. Точные значения для объектов различного назначения определены в ПУЭ и – (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей) ПУЭ в пункте 1.8.39, представлена таблица 1.8.38 и в ПТЭЭМ таблица №36 приложение №3.

Зависимость сопротивления заземления от материалов и грунта

Удельное сопротивление системы заземления в большой степени зависит от состава грунта, наиболее удачными с точки зрения проводимости считаются:

Глина – 80 Ом/м;
Чернозем – 80 Ом/м;
Суглинок – 100 Ом/м.

Песчаные почвы в плане сопротивления не стабильны, влажность сильно расширяет интервал возможных величин 10 – 4000 Ом. Каменистые породы считаются наихудшим вариантом для закладки контура заземления, щебень имеет сопротивление в пределах от 3-5 тысяч Ом/м, цельные гранитные породы до 20000Ом/м.

Состав грунта	Ом/м
Известняк поверхностный	5 050
Гранит	2 000
Базальт	2 000
Песчаник	1 000
Гравий с однородными элементами	800
Влажный песок	800
Гравий с глиной	300
Чернозёмные грунты	200

Смеси глины песком	150
Глина средней твердости	60
Сланцы с глиной	55
Суглинок пластичный	30
Эластичная глина	20
Водоносные слои под грунтом	5

В чистом виде грунт редко встречается, в большинстве случаев это смешанные виды, поэтому для разных вариантов сделаны расчеты и сведены в справочную таблицу.

Необходимые условия для измерения сопротивления заземления

Независимо от того, какие приборы используются в процессе измерения сопротивления, работающий персонал обязан соблюдать меры безопасности. Используются диэлектрические боты, перчатки и инструменты с изолированными ручками. При сборке элементов схемы измерения провода подключаются, в первую очередь к заземленному вспомогательному электроду, потом к измерительному прибору.

Замеры сопротивления проводятся в период их наибольшего значения это летний и зимний сезоны. При грозе, дожде и большой влажности измерения проводить запрещено. На точность измерений влияет расположение измерительных дополнительных заземлителей к элементам конструкции контура и расстояния между ними. Дополнительные электроды должны располагаться не ближе 10м от вертикальных заземлителей контура, металлических труб водопровода, канализации и других коммуникаций. Забиваются электроды в улежавшийся плотный грунт на глубину более 0,5м. В качестве электродов могут быть использованы естественные заземлители не связанные с контуром, на котором производится измерение.

Совет№1 для точности рекомендуется проводить 2-3 измерения, меняя место расположения измерительных штырей, разница в этих измерениях не должна составлять 5%.

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.

Прибор для измерения сопротивления М-416

Эта модель стрелочного прибора одна из самых старых, которая зарекомендовала себя, простотой в использовании, высокой надежностью и достаточной точностью измерений. Конструкция прибора выполнена по методике исполнения стрелочного омметра с несколькими пределами измерений.

Прибор позволяет измерить не только активное сопротивление конструкции контура, но и сопротивление грунта, в котором он установлен.

Технические характеристики

Пределы измерения Ом	Величины сопротивлений дополнительных измерительных штырей Ом
Пределы измерения Ом	R₁	R₂	R₃
0,10 – 10,0	0,10 – 10,0	500,0	500,0
0,50 — 50,0	0,50 – 50,0	1000,0	1000,0
2,0 – 200,0	2,0 – 200,0	2500,0	2500,0
10,0 -1000,0	10,0 – 1000,0	5000,0	5000,0

Погрешность при измерении рассчитывается с учетом пределов измерения и сопротивлений измерительных штырей, по формуле:

5 + (N/Rx-1) – плюс минус от измеренного значения;
N – наибольшее значение выбранного предела измерений;
Rx – измеренное сопротивление контура;
Питается прибор от батарей 4,5 В;
Общее напряжение на зажимах прибора в разомкнутом состоянии измерительной цепи 13В;
Комплекта батарей хватает на 1000 замеров;
Весит прибор около 3кг, габариты 24,5x14x17см.

Измеритель сопротивления заземления ИС-10

Это современный цифровой прибор на микропроцессоре с жидкокристаллическим дисплеем, куда в цифровом виде выводятся результаты измерений.

Встроенное запоминающее устройство способно фиксировать 40 измеряемых параметров. Корпус выполнен с обрезиненной оболочкой со степенью защиты IP42. Устройство имеет возможность проводить измерения по двух проводной, трех и четырехпроводной схеме.

Бесконтактные клещи позволяют, производить замеры не разрывая цепи на отдельных участках.

Измеритель сопротивления заземления СА 6412

Модель позволяет производить измерения сопротивления заземления бесконтактными клещами, не отключая электроустановку. Общий предел измерения 0.1 – 1200 Ом, по току от 1 мА – 30А. Корпус прибора имеет высокую прочность благодаря композитному материалу «Lexan®», составные элементы клещей выполнены двойным слоем стенок. Внутренний диаметр клещей позволяет обхватывать заземляющие проводники Ø-32мм.

Основные особенности конструкции:

Не требуется вспомогательных электродов и соединительных проводов;
При коротком замыкании, когда сопротивление меньше 0.1 Ом срабатывает индикатор;
Имеются индикаторы помех в измеряемой цепи и при открытии клещей во время замеров;
Индикатор заряда батарей своевременно укажет на низкий уровень зарядки;
Прибор обладает функцией самотестирования и удержания измеренных показаний;
Опция установки пороговых значений обеспечивает удобные условия измерений при темноте.

Технические Параметры	Величин Значений
Частота генератора, на которой измеряется сопротивление	2,400 кГц
Частота измеряемого тока	от 45 до 800 Гц
Ток перегрузки	100 А — постоянно 200 А — < 5 секунд 50 / 60 Гц
Диэлектрическая прочность	2500 В
Батарея питания	9 В (типа «Крона») или Ni/Cd аккумуляторы
Ресурс батареи	До 1500 измерений, приблизительно 8 часов непрерывной работы
Интервал рабочих температур	от -11° до + 54° С
Ø захвата бесконтактных клещей	32 мм
Ширина открытого захвата	35 мм
Степень защиты корпуса	IP 30

Читайте также статью: → «Чем отличается заземление от зануления?».

Измеритель сопротивления заземления–1820 ER

Одна из моделей цифровых приборов с жк дисплеем, пределы измерения 0.01 – 2000Ом, с функцией удержания показаний, питается от батарей.

Особенности технических характеристик

Тестовый ток в режиме измерения сопротивления составляет 2мА, что позволяет производить работы без отключения электроустановки от источника питания.
В составе комплектации предусматривается наличие штатных проводов для сборки схемы и измерительных штырей, что значительно повышает точность измерений;
Прибор позволяет измерять пошаговое напряжение.
1820 ER пользуется у потребителей хорошим спросом по причине простоты в использовании, малых габаритах и весе примерно 1кг, относительно не большая цена, доступная для частных лиц и организаций 14500Р.

Измеритель сопротивления заземления SEW 2705 ER

Большим спросом пользуется у профессиональных электриков, и имеет малые габариты и удобен в применении, напоминает обычный мультиметр со стрелочной шкалой.

Основные особенности и технические характеристики

По двухпроводной схеме измеряет сопротивление заземления до 1000Ом;
Более точные измерения делаются по трехпроводной схеме;
Шаговое напряжение измеряется до 30В;
Тестовый ток в пределах 2мА, что позволяет производить измерения, на работающей электроустановке, без отключения электропитания;
Шкала стрелочная разработчики сознательно отказались от цифрового варианта с целью повышения точности в данном интервале измерений.
Индикатор уровня зарядки батарей питания.

Пример различных схем для измерения:

А – измерение пошагового напряжения;

В – Точные измерения в трехпроводном режиме;

С – Грубые измерения в двухпроводном режиме.

Существует много методик и схем для измерения сопротивления заземления:

Двухпроводная схема;
Трехпроводная;
Четырехпроводная;
Метод пробного электрода;
Компенсационный способ и другие.

Все эти методы имеют свои преимущества и недостатки в конкретных случаях с соответствующими приборами, эта тема требует детального рассмотрения в отдельной статье.

Совет №2 Измерения рекомендуется делать по той схеме, которые указаны в инструкции по эксплуатации на прибор, эта методика однозначно проверена и протестирована, поэтому измерения будут точнее. На корпусах и крышках некоторых приборов указаны схемы подключения.
Измерения всеми этими приборами осуществляется по классическому принципу, цифровой процессор высчитывает сопротивление по закону Ома R = U\I.

Не учитываются требования к расстоянию между измерительными штырями и контуром заземления, обычно это 10 м;
Измеряя сопротивление контура, забывают измерить сопротивление линии с заземленной нейтралью. Это очень важно, особенно когда присутствуют элементы с повышенной коррозией;
Для точности и надежности. Проведите 2-3 измерения с разными местами установки измерительных штырей, особенно сделайте измерения, где большая вероятность разрушения элементов контура от коррозии.

Читайте также статью: → «Методики проверки заземления в розетке, подробное описание способов».

Часто задаваемые вопросы

1. Вы пишите, что надо делать несколько замеров меняя место положения штырей, а какое измерение принимать за правильное?

Да, разница между ними не должна превышать 5%, можно принять среднеарифметическую величину, но для надежности у электриков принято за истинное значения принимать самую малую величину сопротивления.

2. А почему нельзя провести измерения обычным мультиместром?

Для себя можно, но эти измерения будут с очень большими погрешностями и ни одна контролирующая организация их учитывать не будет. Сопротивление заземления должна проводить Электролаборатория один раз в год с составлением протокола.

Оцените качество статьи:

Заземление шахтного электрооборудования. Технические требования и методы контроля

ГОСТ 28298-89

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ЗАЗЕМЛЕНИЕ ШАХТНОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Технические требования и методы контроля

Mine equipment earthing. Check methods and specification

Москва

Стандартинформ

2006

Содержание

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ЗАЗЕМЛЕНИЕ ШАХТНОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Технические требования и методы контроля

Mine equipment earthing. Check methods and specification

ГОСТ
28298-89

Дата введения 01.07.90

Настоящий стандарт распространяется на защитное заземление шахтного электрооборудования переменного и постоянного тока, за исключением подземной тяги, применяемое в подземных выработках шахт всех категорий.

1.1.1. Защитное заземление должно обеспечивать защиту людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям электрооборудования или устройствам, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции.

1.1.2. Заземлению подлежат металлические части электроустановок, нормально не находящиеся под напряжением, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции, а также трубопроводы, сигнальные тросы и другие протяженные металлокоммуникации, расположенные в выработках, в которых имеются электроустановки.

С защитной заземляющей системой допускается не соединять нетоковедущие части оборудования, у которого применены защитное разделение, защитная изоляция или безопасное сверхнизкое напряжение.

1.1.3. Запрещается в шахтах применять сети с глухозаземленной нейтралью, за исключением трансформаторов, предназначенных для питания преобразовательных устройств контактных сетей электровозной откатки. Подсоединение других потребителей и устройств к таким трансформаторам и питаемым от них сетям запрещается.

1.1.4. Соединение с землей посредством компенсационных защитных или измерительных устройств или соединение с землей прибором для измерения сопротивления электрической изоляции заземлением сети не считается.

1.1.5. В искробезопасных цепях заземление должно выполняться согласно требованиям ГОСТ 22782.5.

1.1.6. Термины и пояснения к ним приведены в приложении 1.

1.2.1. В подземных выработках шахт должна устраиваться общая сеть заземления, к которой должны присоединяться все объекты, подлежащие заземлению.

Сопротивление заземляющего устройства, используемого для электроустановок различных напряжений, должно удовлетворять требованиям к заземлению электроустановок, для которых необходимо наименьшее сопротивление заземляющего устройства.

1.2.2. Для искробезопасной аппаратуры телефонной связи и ее кабельных муфт на участке сети с кабелями без брони допускается местное заземление без присоединения к общей сети заземления. Сопротивление этого самостоятельного заземления должно быть принято таким, чтобы произведение активного сопротивления заземления и протекающего в нем тока замыкания не превышало допустимой величины безопасного напряжения прикосновения.

1.2.3. Главная цепь заземления и заземляющий контур должны выполняться из голого стального проводника сечением не менее 100 мм². Проводники необходимо размещать так, чтобы предупредить их механическое повреждение или коррозию (особенно в местах их присоединения) и чтобы можно было осуществлять их контроль.

1.2.4. Главная цепь заземления должна иметь не менее двух главных искусственных заземлителей, расположенных в различных местах.

1.2.5. При расчетах сопротивление заземления должно приниматься таким, чтобы напряжение прикосновения на корпусах электроустановок при замыкании на землю не превышало допустимого значения по ГОСТ 12.1.038, но не более 2 Ом.

1.3.1. Материалы, размеры и конструкции элементов заземляющих устройств электрооборудования до и выше 1,2 кВ должны быть устойчивы к механическим, химическим и термическим воздействиям при двухфазных замыканиях на землю с учетом времени срабатывания защиты и обеспечивать сохранение нормируемых параметров в течение всего срока службы устройств. Применение алюминия для выполнения заземляющих проводников запрещается.

1.3.2. Для главных заземлителей должны применяться стальные полосы площадью не менее 0,75 м², толщиной не менее 5 мм и длиной не менее 2,5 м.

1.3.3. Для местных заземлителей, располагаемых в водосточных канавах выработок, должны применяться стальные полосы площадью не менее 0,6 м², толщиной не менее 3 мм, длиной не менее 2,5 м.

1.3.4. При устройстве местных заземлителей в шпуре должны применяться трубы диаметром не менее 30 мм и длиной не менее 1,5 м. Стенки труб должны иметь на разной высоте не менее 20 отверстий диаметром 5 мм. Свободное пространство шпура должно засыпаться гигроскопичным материалом и периодически увлажняться по мере подсыхания.

1.3.5. Для устройства местных заземлителей электрооборудования номинальным напряжением выше 127 В переменного и ПО В постоянного тока допускается использовать не менее трех рам металлокрепи, соединенных между собой металлическим проводником (тросом, полосой и т. п.) из стали или меди сечением не менее соответственно 50 и 25 мм² и имеющих связь с другими рамами крепи посредством распорных элементов.

1.3.6. Для устройства местных заземлителей электроустановок номинальным напряжением до 127 В переменного и до ПО В постоянного тока протяженных металлокоммуникаций, а также металлических элементов объектов, на которых может накапливаться статическое электричество, допускается использовать одну раму металлокрепи.

1.3.7. Для дополнительного заземления устройств защитного отключения допускается использовать в качестве заземлителя одну раму металлокрепи, не используемую в качестве защитного заземления, или отдельный искусственный заземлитель.

1.3.8. В качестве естественных местных заземлителей допускается также использовать металлические желоба самотечного гидротранспорта угля.

1.3.9. Каждый подлежащий заземлению объект должен присоединяться к сборным заземляющим шинам или заземлителю при помощи отдельного ответвления из стали или меди сечением не менее 50 и 25 мм² соответственно. Для устройств связи допускается присоединение аппаратуры к заземлителям стальным или медным проводом сечением не менее 12 и 6 мм² соответственно.

1.3.10. Сборные заземляющие проводники для группы заземляемых объектов изготовляют из стали сечением не менее 50 мм² или из меди сечением не менее 25 мм².

1.3.11. Сечение сборных заземляющих проводников стационарного оборудования околоствольных электромашинных камер и центральной подземной подстанции с напряжением свыше 1,2 кВ должно соответствовать сечению главной цепи заземления по п. 1.2.3. Для заземления передвижного электрооборудования напряжением до и выше 1,2 кВ должны использоваться заземляющие жилы питающих кабелей.

1.3.12. В контрольных кабелях при использовании кабеля с пластмассовой оболочкой и стальной броней последнюю разрешается использовать в качестве заземляющего проводника. Для повышения проводимости заземляющей цепи необходимо использовать одну или несколько жил кабеля общим сечением не менее 1 мм².

1.3.13. Все электрические машины и аппараты, муфты и другая кабельная арматура с присоединенными бронированными кабелями должны быть снабжены перемычками, посредством которых осуществляется непрерывная цепь металлических оболочек и стальной брони отдельных отрезков бронированных кабелей.

1.4.1. Для передвижных машин и забойных конвейеров должен предусматриваться непрерывный автоматический контроль заземления путем использования заземляющей жилы.

1.4.2. Не допускается использовать корпусы электрооборудования в качестве заземляющих проводников.

2.1. Защитная заземляющая система должна контролироваться в сроки:

не реже одного раза в 3 месяца — вся заземляющая сеть шахты путем наружного осмотра и измерения сопротивления;

не реже одного раза в 6 месяцев — главные заземлители путем осмотра и ремонта.

2.2. Сопротивление общей сети заземления измеряют у каждого заземлителя.

2.3. Сопротивление защитного заземления измеряют приборами, допущенными для применения в шахтах. Методы измерения приведены в приложении 2.

2.4. При обнаружении повреждения защитного заземления или несоответствия его настоящему стандарту эксплуатация защищаемого им электрооборудования запрещается.

Термин	Пояснение
Заземлитель	По ГОСТ 12.1.030
Общая сеть заземления	Совокупность главных и местных заземлителей и соединяющих их заземляющих проводников, предназначенных для защиты заземлением
Главная цепь заземления	Магистральный проводник, соединяющийся с главным заземлителем
Защитное заземление	По ГОСТ 12.1.030
Сопротивление заземляющего устройства	Отношения напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю
Защитное разделение	По ГОСТ 12.1.030

1. Измерение сопротивления защитного заземления с помощью измерительного прибора с собственным источником проводится в следующей последовательности:

перед измерением проводят осмотр неизолированного заземляющего проводника и контроль механической прочности соединений;

для присоединения измерительного прибора к вспомогательному измерительному зонду применяют изолированный медный проводник длиной не более 100 м и сечением не менее 2,5 мм²;

минимальное расстояние между вспомогательными зондами определяется особенностями прибора и не зависит от того, помещены ли зонды в одном направлении от места измерения или в противоположных направлениях.

2. При измерении сопротивления защитного заземления можно в качестве зондов применять рамы шахтной металлической крепи горных выработок. На выбранных рамах крепи нельзя помещать устройства, которые могли бы действовать в качестве проводника между рамами (например, цепи, трубопровод и т.д.). Перед измерением необходимо проверять сопротивление заземления рам, которое не должно превышать 80 Ом. При измерении этого сопротивления можно в качестве зонда пользоваться второй рамой и заземляющим проводником. В качестве зонда нельзя применять рельсы, вентиляционные трубы, трубопроводы и т.д.

1. ВНЕСЕН Министерством угольной промышленности СССР

2. Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 23.10.89 № 3150 СТ СЭВ 6451-88 «Заземление шахтного электрооборудования. Технические требования и методы контроля» введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта СССР с 01.07.90

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. Ограничение срока действия снято по протоколу № 4-93 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)

6. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Декабрь 2005 г.

MSHA — Технические отчеты — БЕЗОПАСНОЕ ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Представлено в Обществе горно-металлургической промышленности
. симпозиум по геологоразведке и геологоразведке (МСП)

Феникс, Аризона

27 февраля 1992 г.

Роберт Л. Кашио

Министерство труда США
Управление по охране труда и технике безопасности шахт
Питтсбургский центр техники безопасности и здравоохранения
П.О. Box 18233, Cochrans Mill Road
Питтсбург, Пенсильвания 15236
412 / 892-6954

РЕФЕРАТ

Горнодобывающая промышленность использует большое количество электроэнергии. Их оборудование подвержено экстремальным условия окружающей среды и механические удары. Значительное количество несчастных случаев с электричеством являются результат неправильного заземления электрооборудования.

Федеральные правила требуют, чтобы сопротивление защитного заземления измерялось один раз в год или позже. модификации для металлургической и неметаллической промышленности. Правила угольной шахты требуют подключения к заземляющая среда с низким сопротивлением. Измерение сопротивления заземления можно считать доказательством соблюдение этих правил. Большинство имеющихся в продаже инструментов, используемых для измерения сопротивление заземляющего слоя требует, чтобы заземляющий провод был отключен, а энергосистема отключен по соображениям безопасности.Метод «падения потенциала» требует дополнительных заземляющих стержней и примерно два часа на выполнение теста. Хотя изначально предполагалось, что новый инструмент немедленно измерить сопротивление грунтового основания, не изолируя грунтовый слой, полевые испытания Показанный метод не является точным.

В некоторых случаях желательно непрерывное измерение сопротивления заземления. Монитор был разработан и в настоящее время проходит оценку на нескольких рудниках. Об этих установках и пойдет речь.

ВВЕДЕНИЕ

Фундаменты обеспечивают безопасное заземление электрооборудования шахты. Чем ниже сопротивление земляная грядка, тем лучше она обеспечивает защиту. Земляные грядки могут иметь низкое сопротивление при после первой установки, коррозия заземляющих стержней, обрывы соединительных проводов и изменения уровня грунтовых вод могут все они увеличивают сопротивление защитного заземления. Поэтому важно, чтобы сопротивление грунтовка должна измеряться не только при первой установке, но и периодически, чтобы убедиться, что она остается низкой в цене.

Надежная система заземления оборудования, соединяющая все металлические каркасы электрооборудования. вместе должны поддерживаться на безопасном опорном потенциале. Поскольку заземление считается нулевым потенциал, подключение к земле является логичным выбором. Заземляющий электрод должен обеспечивать соединение с землей с наименьшим возможным импедансом и поддерживать это опорное значение на низком уровне. ценить. Цель состоит в том, чтобы в случае замыкания на землю через путь заземления, чтобы позволить защитному оборудованию сработать и изолировать цепь.

Однако в реальном мире система заземления действительно имеет сопротивление. Все грунтовые грядки, даже самые большие, имеют измеримое сопротивление. «Сопротивление заземления» определяется как сопротивление земли к прохождению электрического тока. По сравнению с металлическими проводниками почва не хороший проводник электричества. Обычно приемлемыми считаются сопротивления в диапазоне от двух до пяти Ом. для промышленных подстанций, зданий и крупных коммерческих объектов.

Национальный электротехнический кодекс требует, чтобы «искусственные» электроды имели сопротивление заземления, а не если сопротивление превышает 25 Ом, а сопротивление не ниже 25 Ом, два или более электродов должны использоваться параллельно подключенные. Расстояние между ними не должно быть меньше шести футов.

«Значение 25 Ом, указанное в Национальном электротехническом кодексе, относится к максимальному сопротивлению для одиночный электрод. Нет никаких оснований полагать, что 25 Ом сами по себе являются удовлетворительным уровнем для заземления. система.»[2]

Стандарт 142 Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике, Рекомендуемая практика для Заземление промышленных и коммерческих энергосистем гласит: «Самое сложное заземление. система, которая может быть спроектирована, может оказаться неадекватной, если только подключение системы к земля адекватна и имеет низкое сопротивление. Следовательно, заземление является одним из самые важные части всей системы заземления.Это также самая сложная часть для проектирования. и получить … Для небольших подстанций и промышленных предприятий в целом сопротивление менее 5 Ом. следует получить, если это практически осуществимо »[2].

Однако с практической точки зрения на заземляющий электрод, независимо от его сопротивления, нельзя полагаться на устранение замыкания на землю. Если оборудование эффективно заземлено, как указано в Национальном электротехническом кодексе под 250-51, должен быть предусмотрен путь с низким импедансом (не через заземляющий электрод), чтобы облегчить работу устройств максимального тока в цепи.В то время как самое низкое практическое сопротивление заземляющего электрода желательно и лучше ограничивает потенциал Если корпус оборудования находится над землей, более важно обеспечить путь с низким сопротивлением для быстрого устранения неисправности и обеспечения безопасности. Чтобы получить наименьшее практическое сопротивление, цепь заземления оборудования должна быть подключена к заземленному проводу внутри вспомогательного оборудования.

Для максимальной безопасности следует использовать одну систему заземляющих электродов со всем, что подключено к эта система заземления.Если в систему входит несколько заземляющих электродов, они должны быть соединены. вместе, чтобы сформировать общий заземляющий электрод.

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Следует подчеркнуть, что сопротивление грунтового основания, как показано на Рисунке 1, не может быть точно измерен, если он не изолирован от других параллельных путей заземления. Следовательно показания измерителя на испытательном приборе не будут точно отображать сопротивление заземляющего слоя.Так же «эффективный грунт» будет включать рудник, мельницу и опорную линию, а также подстанцию для быть проверенным. Вспомогательные токовые и потенциальные электроды должны находиться на расстоянии нескольких миль, чтобы точное измерение на таком большом грунте.

Поскольку на сопротивление заземляющего электрода влияет множество переменных факторов, нецелесообразно ожидать точное или повторяемое измерение в разное время года. Такие факторы, как влажность, почва температура и растворенные соли могут значительно изменяться от лета к зиме.Когда влажность содержание сухой почвы увеличивается на 15%, удельное сопротивление может снизиться в 50 000 раз. [3] Когда вода в почве замерзает, удельное сопротивление земли увеличивается, поскольку лед не является хорошим проводником. Тип и размер зерна каждой почвы также влияет на значение сопротивления. [4]

Согласно исследованиям, проведенным Министерством внутренних дел США, Горным управлением [5], большинство надежный и точный метод определения сопротивления заземляющего электрода был назван методом «падения потенциала».

Рисунок 1. Подстанция с заземляющим основанием подстанции и тремя параллельными путями заземления

Этот метод включает пропускание тока в измеряемый электрод и измерение напряжения. между тестируемым заземляющим электродом и тестовым потенциальным электродом. Электрод испытательного тока вбивается в землю, чтобы пропускать ток в проверяемый электрод. Возможности измеряется относительно тестируемого заземляющего электрода, который предположительно находится под нулевым потенциалом.

Затем строится график зависимости сопротивления, измеренного прибором, от потенциала. расстояния между электродами (X). Потенциальный электрод перемещают примерно по прямой линии от тестируемого электрода с достаточным количеством шагов, чтобы построить плавную кривую. Значение в омах, на котором это построено. кривая, кажется, сглаживается, принимается за значение сопротивления тестируемого заземляющего слоя. Этот значение обычно составляет около 62% расстояния от тестируемого электрода до токового щупа.

Токовый зонд должен располагаться достаточно далеко от проверяемого электрода, чтобы он находился вне «сферы». воздействия »заземляющего электрода. Обычно достаточно расстояния, в пять раз превышающего длину стержня.

Существуют специальные инструменты, предназначенные для упрощения и упрощения измерения сопротивления заземления. простой. Большинство этих инструментов регулируют потенциометр до тех пор, пока в цепи не пропадет ток. потенциальный электрод в балансе и сопротивление потенциального электрода и соединительной проводки не влияет на значение измерения.

График, полученный при построении зависимости сопротивления от расстояния, должен образовывать S-образную кривую с относительно плоская часть в центре. Сопротивление грунтового слоя — это значение, при котором плоская часть кривой будет пересекаться со значениями сопротивления.

Хотя инструменты, специально разработанные для измерения сопротивления грунтового слоя, не четко указать, что питание должно быть отключено, Управление по охране труда и технике безопасности рекомендует эту практику из-за потенциальных опасностей.

ОЦЕНКА СПЕЦИАЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Корпорация AEMC Corporation ¹ разработала инструмент, который, как они заявляют, может использоваться без изолирования заземляющий провод или отключение питания. Тестер клещей заземления модели 3700 зажимает заземляющий провод и отображает значение сопротивления. Сопротивление контура 5 Ом равно используется для проверки калибровки инструментов перед каждым использованием.

Этот инструмент работает по следующему принципу. Ток через трансформатор подается на специальный трансформатор. усилитель мощности от генератора постоянного напряжения 4,5 кГц. Этот ток обнаруживается детектором CT. Только частота сигнала 4,5 кГц усиливается и используется для отображения. Фильтр-усилитель подали в суд на отключение тока земли на коммерческих частотах и при высокочастотных помехах. Напряжение обнаруживается катушками, намотанными вокруг инжекционного трансформатора тока, а затем усиливается и выпрямляется для сравнения компаратор уровней.

Если зажим не закрыт должным образом, младшая значащая цифра ЖК-дисплея мигает. Производитель меры предосторожности, чтобы не использовать прибор на токоведущих проводниках или заземляющих проводах с более чем 2 амперы переменного тока, протекающие в проводнике.

На рисунке 2 показан пример того, как предлагается использовать модель 3700. Показания с высоким сопротивлением указывает:

Инструкции по эксплуатации модели 3700 требуют, чтобы измерения проводились на проводе с только один путь возврата к нейтрали.Это может быть проблемой, особенно если есть несколько параллельных пути к системе нейтральны.

Рисунок 2. Место измерения измерителя сопротивления заземления

Чтобы определить, дает ли прибор точные показания, было проведено несколько горных работ. установки были оценены. В каждом случае метод «падения потенциала» сравнивался с показаниями получены с использованием модели 3700. Поскольку полученные показания существенно различались, AEMC Представителя инструментальной компании попросили объяснить эти различия.

В письме от AEMC Corporation в MSHA поясняется, что показания, полученные с помощью модель 3700 на самом деле представляет собой последовательное измерение сопротивления тестируемого грунтового основания и общего системный импеданс комбинированный.

В случае двух глубоко забитых заземляющих стержней, как показано на рисунке 3, попытка использовать модель 3700 будет мешать ограниченное количество стержней и сталкивающихся сфер влияния земли проводники.

Рисунок 3. Защитное основание шахты

Таким образом, кажется, что применение этого прибора ограничено большим многократным заземлением. системы, которые отделены от системы заземлением в большом соотношении. Корпорация AEMC заключает, что «тестирование на снижение потенциала для конфигураций майнинга — единственный способ добиться точные результаты испытаний ». [12]

Таким образом, можно сделать вывод, что это устройство не даст точных результатов, чтобы соответствовать требованиям требование Управления по охране труда и технике безопасности шахт по поддержанию грунтового основания с низким сопротивлением.( См. Письмо )

Еще один новый разработанный прибор — это монитор непрерывного грунта. Модель GBM-100, разработанный American Mine Research, был разработан для обеспечения непрерывного цифрового считывание сопротивления грунтового основания. В этом устройстве используется метод падения потенциала для непрерывного контролировать сопротивление заземляющего основания относительно земли.

В соответствии с этим методом два вспомогательных электрода вбиваются в землю по прямой линии. от поля земли, которое необходимо измерить, как показано на Рисунке 4.Вспомогательный токовый электрод размещен достаточно далеко, чтобы гарантировать, что он не находится в сфере влияния наземных полей. Это обычно от 5 до 10 раз превышающего максимальное расстояние по площади поля. Источник постоянного тока используется для обеспечения тока между заземляющим полем и вспомогательным токовым электродом. Используя метод измерения падения потенциала, определяется значение сопротивления и датчик потенциала стационарно установлен на расстоянии, соответствующем этому значению сопротивления.

Рис. 4. Работа монитора непрерывного грунтового слоя

При правильной установке монитор земляного полотна будет точно отображать сопротивление земли. система на землю.

Уровень отключения может быть запрограммирован в устройстве, чтобы предупреждать оператора, когда земля выходит из строя. толерантность. Также доступен аналоговый выход сопротивления поля заземления, позволяющий оператору составить график сопротивления за определенный период времени.

Непрерывный мониторинг сайта, объединенного в одну точку нескольких разных площадок. может создать проблемы для этой установки. Если несколько оснований не могут быть разделены, земля Монитор кровати не будет точно отображать сопротивление тестируемого основания.

Можно добавить блокирующую индуктивность, как показано на рисунке 5, если заземление электросети подключено к предохранителю. грунтовая грядка. Катушка индуктивности насыщается при напряжениях выше 30 вольт и будет действовать как полное короткое замыкание и обеспечьте заземление в случае тока короткого замыкания.Во время нормальной работы с индуктором установлен, ток от GBM Model 100 будет циркулировать только от вспомогательного датчика к защитное заземление. Такой блокирующий индуктор следует устанавливать после консультации с инженером. отдел американской горной исследовательской компании. Этот блок был успешно установлен на нескольких горнодобывающие установки.

Рис. 5. Расположение монитора грунтового основания и блокирующего индуктора ВЫВОДЫ

Поскольку в горнодобывающей промышленности накладной измеритель сопротивления грунтового основания AEMC модели 3700 будет быть очень ограниченным, заключает производитель и Управление по безопасности и охране здоровья в шахтах. что устройство будет бесполезным для выполнения требования поддержания низкого уровня земляное сопротивление сопротивления.

Монитор сплошного грунтового основания доказал свою эффективность в нескольких горнодобывающих предприятиях. когда рекомендуется внимательно следить за возможными изменениями основания защитного заземления. ( См. Письмо )

ССЫЛКИ

[1] Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике. Руководство IEEE по безопасности на подстанции переменного тока Заземление , Стандарт ANSI / IEEE 80-1986, Нью-Йорк, 1986.

[2] Там же.Рекомендуемая практика IEEE для заземления промышленных и коммерческих источников питания Systems , IEEE No. 142-1982, Нью-Йорк.

[3] Tagg, G.F., Earth Resistances , Pitman Publishing Corporation, Нью-Йорк, 1964.

[4] Кинг, Р.Л., Х.В. Хилл-младший, Р.Р. Бафана и В.Л. Кули. Руководство по постройке Грунтовые пласты с приводными штангами , Горное бюро IC 8767, 1978.

[5] Митчел, Дж.Б., Х.В. Хилл-младший и У. Cooley, Фундамент из композитного материала для сложных участков Площади . Труды 5-й конференции WVU по шахтной электротехнике, 1980 г., Бюро горных работ ОФР 82-81.

[6] Хелфрих, Уильям Дж., MSHA Требования к электрическому заземлению металлических и неметаллических материалов . IEEE Техническая конференция цементной промышленности, май 1981 г., Ланкастер, Пенсильвания.

[7] Бюро горнодобывающей промышленности, Проектирование и оценка заземляющих пластов , Информационный циркуляр. 9049, Семинар по передаче технологии горнодобывающего управления, 1985.

[8] Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике. Руководство IEEE по измерению удельного сопротивления земли, Сопротивление заземления и потенциалы земной поверхности наземной системы , IEEE Std. 81-1983, г. Нью-Йорк, 1983 год.

[9] Конференция Национальной ассоциации электрических испытаний, 1987 г., Испытания сопротивления заземления в . Горнодобывающая промышленность , Роберт Л. Кашио и Уильям Дж. Хелфрич.

[10] Инструкция, модель 3700, AEMC Corporation.

[11] Инструкция по эксплуатации, модель GBM-100, American Mine Research Company.

[12] Письмо Дэна Висвелла, менеджера, Джерри Коллиеру, Администрация по безопасности и охране здоровья на шахтах Корпорация AEMC, 10 августа 1991 г.

Сноска :
1. Название производителя используется только в целях идентификации и не означает
. одобрение Управления по безопасности и охране здоровья в шахтах.

Узнайте, что такое испытание на землю, почему и как оно проводится.

Испытания на электробезопасность необходимы для обеспечения безопасных рабочих стандартов для любого продукта, использующего электричество. Различные правительства и агентства разработали строгие требования к электротехнической продукции, которая продается по всему миру. Для проверки безопасности продукции проводится несколько тестов. Одним из них является испытание земли.

Потенциально наиболее опасными приборами являются приборы класса I (заземленные приборы), например, микроволновые печи / настольные шлифовальные машины и т.п., но также к этой категории относятся удлинители.Приборы класса I предназначены для заземления через заземляющий провод. Это может быть или не быть подходящим путем для электрического тока с низким сопротивлением для защиты персонала и оборудования. Если этот проводник повредится где-нибудь, последствия могут быть очень серьезными.

Зачем нужны испытания заземления?

Измерение сопротивления заземления для системы заземляющих электродов следует проводить при первой установке электрода, а затем через определенные промежутки времени.Это гарантирует, что сопротивление заземления не увеличивается со временем. Международная ассоциация электротехнических испытаний предписывает проводить испытания заземляющих электродов каждые три года для системы в хорошем состоянии со средними требованиями к безотказной работе.

Плохое заземление не только увеличивает риск отказа оборудования; это тоже опасно. Помещения должны иметь надлежащим образом заземленные электрические системы, чтобы в случае удара молнии или перенапряжения в сети ток нашел безопасный путь к земле.Хотя система заземления при первоначальной установке имела низкие значения сопротивления заземления, сопротивление системы заземления может увеличиваться, если стержни заземления разъедаются коррозионными почвами с высоким содержанием влаги, высоким содержанием соли и высокими температурами.

Если наш техник обнаружит увеличение сопротивления более чем на 20 процентов, мы исследуем источник проблемы и внесем исправления в систему заземления, чтобы снизить сопротивление.

Факторы, которые могут изменить минимальное сопротивление заземления

Завод или другое электрическое предприятие может увеличиваться в размерах.Кроме того, новые заводы продолжают строиться все больше и больше. Такие изменения создают разные потребности в заземляющем электроде. То, что раньше было достаточно низким сопротивлением заземления, может стать устаревшим «стандартом».
По мере того, как к предприятиям добавляется более современное чувствительное оборудование с компьютерным управлением, проблема электрических шумов усугубляется. Шум, который не повлияет на более грубое, старое оборудование, может вызывать ежедневные проблемы с новым оборудованием.
По мере того, как под землей прокладывается все больше неметаллических труб и трубопроводов, такие установки становятся все менее надежными в качестве эффективных заземляющих соединений с низким сопротивлением.
Во многих местах уровень грунтовых вод постепенно падает. Примерно через год системы заземляющих электродов, которые раньше были эффективными, могут оказаться в сухом заземлении с высоким сопротивлением.

Эти факторы подчеркивают важность непрерывной периодической программы испытаний на сопротивление заземлению. Недостаточно проверить сопротивление заземления только во время установки.

Факторы, влияющие на требования к хорошей системе заземления

Ограничение определенными значениями напряжения на земле всей электрической системы.Это можно сделать с помощью подходящей системы заземления, поддерживая в некоторой точке цепи потенциал земли. Такая система заземления дает следующие преимущества:
- Ограничивает напряжение, которому подвергается изоляция системы от земли, тем самым более точно фиксируя номинальные характеристики изоляции.
- Ограничивает напряжение между системой и землей или между системой и корпусом до значений, безопасных для персонала.
- Обеспечивает относительно стабильную систему с минимальным переходным перенапряжением.
- Позволяет быстро изолировать любой отказ системы от заземления.
Надлежащее заземление металлических корпусов и опорных конструкций, которые являются частью электрической системы и с которыми может контактировать персонал. Также должны быть включены портативные устройства с электрическим приводом. Учтите, что только небольшое количество электрического тока — всего лишь 01 А в течение одной секунды — может быть фатальным! Даже меньшее количество может привести к потере мышечного контроля. Эти слабые токи могут возникать в вашем теле при напряжении до 100 В, если ваша кожа влажная.
Защита от статического электричества от трения.Наряду с этим существует опасность поражения электрическим током, возгорания и взрыва. Движущиеся объекты, которые могут быть изоляторами, например бумага, текстиль, конвейерные ленты или приводные ремни и прорезиненные ткани, могут создавать удивительно высокие заряды, если они не заземлены должным образом.
Защита от прямых ударов молнии. Для возвышенных конструкций, таких как трубы, здания и резервуары для воды, могут потребоваться громоотводы, подключенные к системе заземления.
Защита от наведенного напряжения молнии.Это особенно важно, если задействованы воздушные распределительные сети и цепи связи. В стратегических точках по всему предприятию могут потребоваться молниеотводы.
Обеспечение надежных оснований для схем управления электрическими процессами и связи. В связи с более широким использованием промышленных контрольно-измерительных приборов, компьютеров и коммуникационного оборудования необходимо учитывать доступность заземляющих соединений с низким сопротивлением на многих предприятиях — в офисных и производственных помещениях.

Сопротивление земли может изменяться в зависимости от климата и температуры. Такие изменения могут быть значительными. Заземляющий электрод, который был хорошим (с низким сопротивлением) при установке, может не оставаться таким; чтобы быть уверенным, вы должны периодически его проверять. Мы не можем сказать вам, каким должно быть максимальное сопротивление заземления. Для конкретных систем в определенных местах часто устанавливаются спецификации. Некоторые требуют максимум 5 Ом; другие допускают не более 3 Ом. В некоторых случаях требуется небольшое сопротивление, составляющее небольшую долю ома.

Природа земного электрода

Природа заземляющего электрода Сопротивление току через заземляющий электрод на самом деле состоит из трех компонентов:

Сопротивление самого электрода и соединений к нему.
Контактное сопротивление между электродом и прилегающей к нему почвой.
Сопротивление окружающей земли.

Сопротивление электродов: Для заземления обычно используются стержни, трубы, массивы металла, конструкции и другие устройства.Обычно они имеют достаточный размер или поперечное сечение, поэтому их сопротивление составляет незначительную часть от общего сопротивления.

Сопротивление контакта электрод-земля: Это намного меньше, чем вы думаете. Если на электроде нет краски или смазки, а земля плотно прилегает к земле, контактное сопротивление незначительно. Ржавчина на железном электроде оказывает незначительное влияние или не оказывает никакого влияния, но если железная труба проржавела насквозь, то часть ниже разрыва не действует как часть заземляющего электрода

Сопротивление окружающей земли: Электрод, вбитый в землю с одинаковым удельным сопротивлением, излучает ток во всех направлениях.Представьте, что электрод окружен оболочками из земли одинаковой толщины. Заземляющая оболочка, ближайшая к электроду, естественно, имеет наименьшую площадь поверхности и поэтому обеспечивает наибольшее сопротивление

Принципы, используемые при испытании сопротивления заземления

Сопротивление заземления любой системы электродов теоретически можно рассчитать по формулам, основанным на общей формуле сопротивления:

R = ρ LA

Где ρ — удельное сопротивление земли в Ом-см, L — длина токопроводящей дорожки, а A — площадь поперечного сечения дорожки.Все такие формулы можно немного упростить, если основывать их на предположении, что удельное сопротивление земли одинаково во всем рассматриваемом объеме грунта.

Существует пять основных методов испытаний, как указано ниже

Проверка удельного сопротивления грунта:
Четырехполюсный равноправный метод Веннера [19] был рассмотрен при измерении удельного сопротивления грунта. Правильный дизайн системы заземления зависит от детального знания местного удельного сопротивления заземления.Это измеряется как функция глубины в ряде мест вокруг участка с использованием расширяющейся четырехэлектродной решетки Веннера (BS EN 50522). Эта процедура известна как испытание на удельное сопротивление грунта или сопротивление заземления. Правильное измерение особенно важно в зонах заземления с высоким удельным сопротивлением, где электрические токи не могут рассеиваться. В этих условиях получение заземления может быть проблематичным, и для успешной установки системы заземления требуется гораздо большая информация об удельном сопротивлении грунта.

Метод падения потенциала:
С помощью четырехконтактного тестера клеммы P1 и C1 на приборе соединяются с тестируемым заземляющим электродом. С помощью трехконтактного прибора подключите X к заземляющему электроду. Хотя для измерения удельного сопротивления необходимы четыре клеммы, использование трех из четырех клемм в значительной степени необязательно для проверки сопротивления установленного электрода. Использование трех клемм более удобно, поскольку для этого требуется подключение одного вывода.Компромисс заключается в том, что сопротивление этого общего провода учитывается при измерении. Обычно этот эффект можно свести к минимуму, если провод должен быть коротким, чтобы удовлетворить простые требования к испытаниям. Введенное таким образом небольшое дополнительное сопротивление незначительно. Однако при выполнении более сложных испытаний или при соблюдении строгих требований, может быть лучше использовать все четыре вывода с помощью провода от вывода P1 к испытательному электроду (подключив его внутри провода от C1). Это настоящая четырехпроводная тестовая конфигурация, которая исключает все сопротивления проводов при измерении.

Дополнительная точность может оказаться значительной при соблюдении требований к очень низкому сопротивлению или при использовании методов испытаний, которые требуют дополнительной цифры измерения для соответствия математическим требованиям. Решение не является обязательным и зависит от целей тестирования оператора и используемого метода. Ведомый эталонный стержень C следует размещать как можно дальше от заземляющего электрода; это расстояние может быть ограничено длиной доступного удлинительного провода или географическим положением окружающей среды.Выводы должны быть разделены и «изогнуты», а не проходить близко и параллельно друг другу, чтобы исключить взаимную индуктивность. Затем опорный стержень P вбивается в несколько точек примерно по прямой линии между заземляющим электродом и C. Показания сопротивления регистрируются для каждой из точек.

Метод мертвой земли:
При использовании четырехконтактного прибора клеммы P1 и C1 подключаются к проверяемому заземляющему электроду; Клеммы P2 и C2 подключаются к цельнометаллической водопроводной системе.С помощью трехконтактного прибора подключите X к заземляющему электроду, P и C к системе трубопроводов. Если система водоснабжения обширная (покрывает большую площадь), ее сопротивление должно составлять лишь доли Ом. Затем вы можете принять показания прибора как сопротивление проверяемого электрода. Метод мертвой земли — это самый простой способ провести испытание на сопротивление заземления. С помощью этого метода измеряется сопротивление двух последовательно соединенных электродов — ведомого стержня и водяной системы. Но есть три важных ограничения:

Водопроводная система должна быть достаточно большой, чтобы иметь незначительное сопротивление.
Водопроводная система должна быть полностью металлической, без изоляционных муфт или фланцев.
Проверяемый заземляющий электрод должен располагаться достаточно далеко от системы водопровода, чтобы находиться вне сферы его воздействия. В некоторых местах заземляющий электрод может быть расположен настолько близко к системе водопровода, что вы не сможете разделить их на расстояние, необходимое для измерения двухконтактным методом.

В этих условиях, если выполняются условия 1 и 2, указанные выше, вы можете подключиться к системе водопровода и получить подходящий заземляющий электрод.Однако в качестве меры предосторожности против любых возможных изменений сопротивления водопроводной системы в будущем следует также установить заземляющий электрод.

Метод зажима:
Испытание на падение потенциала и его модификации — единственный метод наземных испытаний, соответствующий стандарту IEEE 81. Он чрезвычайно надежен, высокоточен и может использоваться для испытания наземных систем любого размера. Кроме того, оператор имеет полный контроль над испытательной установкой и может проверить или подтвердить свои результаты путем тестирования при различном расстоянии между датчиками.К сожалению, метод падения потенциала также имеет недостатки:

Это чрезвычайно трудоемко и трудоемко.
Отдельные заземляющие электроды должны быть отключены от измеряемой системы.

Метод наземных испытаний, хотя он не соответствует стандарту IEEE 81, действительно дает оператору возможность проводить эффективные измерения в правильных условиях. Методика фиксации основана на законе Ома (R = V / I). На всю цепь подается известное напряжение, и измеряется результирующий ток.Затем можно рассчитать сопротивление цепи. Тестер заземления подает сигнал и измеряет ток без прямого электрического подключения. Зажим включает в себя передающую катушку, которая прикладывает напряжение, и приемную катушку, которая измеряет ток.

Выборочное тестирование:
Выборочное тестирование очень похоже на тестирование падения потенциала, обеспечивая те же измерения, но гораздо более безопасным и простым способом. Это связано с тем, что при выборочном тестировании интересующий заземляющий электрод не нужно отсоединять от места его подключения к объекту! Техник не должен подвергать опасности себя, отключая заземление, или подвергать опасности другой персонал или электрическое оборудование внутри незаземленной конструкции.

Как улучшить сопротивление земли

Если вы обнаружите, что сопротивление заземляющего электрода недостаточно низкое, есть несколько способов его улучшить:

Удлините заземляющий электрод в земле.
Используйте несколько стержней.
Обработайте почву.

Эффект стержня Размер:
Как вы могли догадаться, погружение более длинного стержня глубже в землю существенно снижает его сопротивление. Как правило, удвоение длины стержня снижает сопротивление примерно на 40 процентов.

Использование нескольких стержней:
Два хорошо расположенных стержня, вбитых в землю, обеспечивают параллельные пути. По сути, они представляют собой два параллельно включенных сопротивления. Правило для двух параллельных сопротивлений не применяется точно; то есть результирующее сопротивление не составляет половину сопротивлений отдельных стержней (при условии, что они имеют одинаковый размер и глубину).

Обработка почвы:
Химическая обработка почвы — хороший способ улучшить сопротивление заземляющего электрода, когда вы не можете вбивать более глубокие заземляющие стержни, например, из-за твердой подстилающей породы.Рекомендации по выбору наиболее эффективных химикатов для всех ситуаций выходят за рамки данного руководства. Вы должны учитывать возможное коррозионное воздействие на электрод, а также нормы EPA и местные экологические нормы. Сульфат магния, сульфат меди и обычная каменная соль являются подходящими некоррозионными материалами. Сульфат магния наименее агрессивен, но каменная соль дешевле и справляется со своей задачей, если наносить ее в траншею, вырытую вокруг электрода. Следует отметить, что растворимые сульфаты разрушают бетон, поэтому их следует хранить вдали от фундамента здания.Другой популярный подход — засыпка вокруг электрода специальным проводящим бетоном. Некоторые из этих продуктов, например бентонит, доступны на рынке.

Влияние температуры на удельное сопротивление земли

Собрано немного информации о влиянии температуры. Два факта приводят к логическому выводу, что повышение температуры снижает удельное сопротивление:

Вода, присутствующая в почве, в основном определяет удельное сопротивление
Повышение температуры заметно снижает удельное сопротивление воды.
Удельное сопротивление продолжает расти, когда температура опускается ниже нуля.

Тестеры заземления — незаменимые инструменты для поиска и устранения неисправностей, помогающие поддерживать время безотказной работы. Рекомендуется проверять все заземления и заземляющие соединения не реже одного раза в год в рамках вашего обычного плана профилактического обслуживания. Если во время этих периодических проверок будет измерено увеличение сопротивления более чем на 20%, техник должен исследовать источник проблемы и внести коррекцию, чтобы снизить сопротивление, заменив или добавив заземляющие стержни в систему заземления.

Сопротивление заземления — обзор

18.6.6 Электропитание и распределительное устройство

Основные характеристики, характеризующие систему электропитания, включают следующее:

•: Номинальное напряжение и соответствующие уровни изоляции
•: Ток короткого замыкания
•: Номинальный нормальный ток единиц оборудования
•: Система заземления

Национальные стандарты любой страны обычно рационализируются, чтобы включать один или два только уровни напряжения, тока, уровни неисправности и т. д.

Автоматический выключатель (или предохранитель в ограниченном диапазоне напряжений) — это единственная форма распределительного устройства, способная безопасно отключать все виды токов короткого замыкания, возникающих в энергосистеме.

Замыкания на землю в системах среднего напряжения могут создавать опасные уровни напряжения в установках низкого напряжения. Потребители низкого напряжения (и обслуживающий персонал подстанции) могут быть защищены от этой опасности следующим образом:

•: Ограничение величины токов замыкания на землю среднего напряжения
•: Уменьшение сопротивления заземления подстанции до минимально возможного значения
•: Создание эквипотенциальных условий на подстанции и в установке потребителя

Централизованное удаленное управление на основе систем SCADA (диспетчерский контроль и сбор данных) и последних достижений в области информационных технологий становится все более и более популярным. распространено в странах, в которых сложность взаимосвязанных систем оправдывает расходы.

Защита от поражения электрическим током и перенапряжения тесно связана с достижением эффективного (с низким сопротивлением) заземления и эффективного применения принципов эквипотенциальной среды. После предварительного анализа требований к мощности установки проводится исследование кабельной разводки и ее электрической защиты, начиная с источника установки, через промежуточные ступени и кончая конечными цепями.

Кабельная разводка и ее защита на каждом уровне должны удовлетворять нескольким условиям одновременно, чтобы обеспечить безопасную и надежную установку, например.g., он должен:

•: Обеспечивать постоянный ток полной нагрузки и нормальные кратковременные сверхтоки
•: Не вызывать падения напряжения, которые могут привести к ухудшению рабочих характеристик определенных нагрузок, например , чрезмерно длительный период разгона при запуске двигателя и т. д.

Кроме того, защитные устройства (автоматические выключатели или предохранители) должны:

•: Защищать кабели и шины от всех уровней перегрузки по току, вплоть до включая токи короткого замыкания
•: Обеспечьте защиту людей от опасностей косвенного контакта, где длина цепей может ограничивать величину токов короткого замыкания, тем самым задерживая автоматическое отключение.

Роль распределительного устройства — электрическая защита, безопасная изоляция от токоведущих частей, а также местное или дистанционное переключение.

Электрическая защита обеспечивает (1) защиту элементов схемы от термических и механических нагрузок токов короткого замыкания, (2) защиту людей в случае нарушения изоляции и (3) защиту питаемых приборов и аппаратов (например, двигатели и т. д.).

Состояние изоляции, четко обозначенное утвержденным индикатором «отказоустойчивости», или видимое разделение контактов считаются соответствующими национальным стандартам многих стран.Функции управления распределительным устройством позволяют обслуживающему персоналу системы изменять загруженную систему в любой момент в соответствии с требованиями и включают в себя следующее: функциональный контроль (плановое переключение и т. Д.), Аварийное переключение и операции по техническому обслуживанию энергосистемы.

Выбор линейки автоматических выключателей определяется следующим: электрические характеристики установки, окружающая среда, нагрузки и необходимость дистанционного управления, а также предполагаемый тип телекоммуникационной системы.Для установки низковольтного выключателя требуется отключающая способность при коротком замыкании, превышающая или равная расчетному предполагаемому току короткого замыкания в точке его установки.

Система заземления в соответствии со стандартами IEC, BS-EN и IEEE

Шаг 2

Удельное сопротивление почвы
Измерения удельного сопротивления для хорошей системы заземления в соответствии со стандартом IEEE 80-2000
(…) Ряд методов измерения подробно описан в стандарте IEEE 81-1983.Четырехконтактный метод Веннера, как показано на рисунке ниже, является наиболее часто используемым методом. Вкратце, четыре зонда вбиваются в землю по прямой на равных расстояниях a друг от друга на глубину b. Затем измеряется напряжение между двумя внутренними (потенциальными) электродами и делится на ток между двумя внешними (токовыми) электродами, чтобы получить значение сопротивления R.

четырехконтактный метод Веннера
затем для b «a:

где

ρa — кажущееся удельное сопротивление грунта в Ом · м
R — измеренное сопротивление (R = U / l) в Ом
a — расстояние между соседними электродами в м
b — глубина электродов в м

Удельное сопротивление для типов грунта согласно IEC 60364-5-54: 2011

Шаг 3
Хорошие проводники и стержни для системы заземления в соответствии с IEC / BS EN 62561-2: 2012

Материал, конфигурация и площадь поперечного сечения заземляющих электродов

a) Производственный допуск — 3%
c) Медь должна быть неразрывно связана со сталью.Покрытие можно измерить с помощью электронного прибора для измерения толщины покрытия
h) В некоторых странах площадь поперечного сечения может быть уменьшена до 125 мм²

Шаг 4

Хорошее сечение заземляющих проводов согласно IEEE Std 80-2000

11.2.2 Сталь с медным покрытием
(…) Сталь с медным покрытием обычно используется для подземных стержней и иногда для заземляющих сетей, особенно если кража является проблемой. Таким образом, использование меди или, в меньшей степени, плакированной медью стали гарантирует, что целостность подземной сети будет поддерживаться в течение многих лет при условии, что проводники имеют соответствующий размер и не повреждены, а почвенные условия не вызывают коррозии. используемый материал.

Расчет сечения заземляющих проводов по стандартам IEEE 80-2000

A — сечение заземляющего проводника в мм²
I — действующий ток в кА
TCAP — тепловая мощность на единицу объема в Дж / (см³ ° C)
tc — продолжительность тока в с
αr — термический коэффициент удельного сопротивления, 1 / ° C
ρr — удельное сопротивление заземляющего проводника, мОм-см
Ko — 1 / α o или (1 / α r) — Tr, ° C
Tm — максимально допустимая температура, ° C
Ta — температура окружающей среды, ° C

Образцы поперечного сечения проводов в медной оболочке с различным действующим значением тока в кА (I) и длительностью тока в с (тс)

Шаг 5

В пунктах от 4A до 4D приведены инструкции по проектированию систем заземления для конкретных строительных объектов и сооружений в соответствии со стандартами для этих объектов.

СИСТЕМА ЗАЗЕМЛЕНИЯ БАШНЯ ТРАНСМИССИИ (ВН И СН)
BS EN 50522: 2010

Сопротивление заземляющего кольца башни:

D = L / π — диаметр кольца в м
L — длина кольцевой ленты в м
d — половина ширины ленты в м
ρE — удельное сопротивление грунта в Ом · м

Сопротивление заземляющего стержня глубиной h:

L — длина заземляющего стержня в м
d — диаметр заземляющего стержня в м
ρE — удельное сопротивление грунта в Ом · м

Сопротивление системы заземления:

Поскольку ленты и вертикальные стержни системы внешних стержней соединены со сталью, погруженной в бетон опорного основания антенной мачты, они должны быть изготовлены из драгоценных металлов, таких как сталь с медным покрытием, нержавеющая сталь или сплошная медь.В представленной установке использовались стальные материалы на медной связке. Это позволило снизить затраты на заземление на 45% по сравнению с нержавеющей сталью или сплошной медью.

ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (ВН и СН)
IEEE Std 80-2000

14.3 Уравнения Шварца
(…) Шварц разработал следующую систему уравнений для определения полного сопротивления системы заземления в однородной почве, состоящей из горизонтальных (сетка) и вертикальных (стержни) электродов.Уравнения Шварца расширили принятые уравнения для прямого горизонтального провода, чтобы представить сопротивление заземления, R1, сетки, состоящей из пересекающихся проводников, и сферы, встроенной в землю, чтобы представить заземляющие стержни, R2. Он также ввел уравнение для взаимного сопротивления заземления Rm между сеткой и основанием стержня.
Шварц использовал следующее уравнение, введенное Сунде и Рюденбергом, чтобы объединить сопротивление сети, стержней и взаимное сопротивление заземления для расчета общего сопротивления системы Rg.

R1 — сопротивление заземления проводов сети, Ом
R2 — сопротивление заземления всех заземляющих стержней, Ом
Rm — взаимное сопротивление заземления между группой проводников сетки, R1, и группой заземляющих стержней, R2, Ом

Сопротивление заземления сети

ρE — удельное сопротивление грунта в Ом · м
Lc — общая длина всех подключенных проводников сети в м
α ‘- для проводников, проложенных на глубине h в м
2α — диаметр проводника в м
S — площадь, покрытая проводниками в м2
k1, k2 — это коэффициенты [см. Рисунки 1 и 2]

Lr — длина каждого стержня в м
2b — диаметр стержня в м
nR — количество стержней, помещенных в область S

A — длина сетки, B — ширина сетки,
A / B — отношение длины к ширине, h — глубина сетки заземления

СИСТЕМА ЗАЗЕМЛЕНИЯ БАШН ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ ЛИНИИ ННН
HD 60364-5-54

СИСТЕМА ЗАЗЕМЛЕНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЛИНИЙ СТРОИТЕЛЬСТВО ОБЪЕКТОВ ВЕТРОВОЙ ТУРБИНЫ
(IEC) BS EN 62305-3

E.5.4.2 Типы устройств заземляющих электродов
E.5.4.2.1 Расположение типа A
(…) Этот тип устройства включает горизонтальные или вертикальные электроды, подключенные к каждому токоотводу.
Если имеется кольцевой проводник, соединяющий токоотводы, находящийся в контакте с почвой, устройство заземляющего электрода по-прежнему классифицируется как тип А, если кольцевой проводник находится в контакте с почвой менее чем на 80% своей длины.

E.5.2.2 Расположение типа B
(…) Этот тип конструкции включает либо кольцевой заземляющий электрод, расположенный вне конструкции, контактирующий с почвой не менее 80% ее общей длины, либо заземляющий электрод фундамента. .

Для обнаженных пород рекомендуется заземление только типа B.

Поскольку ленты и вертикальные стержни системы внешних стержней соединены со сталью, погруженной в бетон опорного основания антенной мачты, они должны быть изготовлены из драгоценных металлов, таких как сталь с медным покрытием, нержавеющая сталь или сплошная медь. В представленной установке использовались стальные материалы на медной связке. Это позволило снизить затраты на заземление на 45% по сравнению с нержавеющей сталью или сплошной медью.

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 обслуживании, вызванных плохим заземлением.

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

2-точечный метод (мертвого заземления)

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

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 так точен, как трехточечный метод, и его следует использовать только в крайнем случае, он наиболее эффективен для быстрой проверки соединений и проводов между точками соединения. .

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

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

Метод трех точек (падение 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, импеданса земли и потенциалов земной поверхности системы заземления.

С помощью тестера с четырьмя выводами клеммы P1 и C1 на приборе соединяются перемычками и подключаются к тестируемому заземляющему электроду, в то время как эталонный стержень C2 вбивается в землю прямо как можно дальше от проверяемого 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 кривую 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 для определения сопротивления используются математические вычисления.
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 чаще всего 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, как показано на рисунке выше, является наиболее часто используемым методом для измерения удельного сопротивления почвы. Фото: Викимедиа

Метод зажима

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

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

Измерения выполняются путем «зажатия» тестера вокруг проверяемого заземляющего электрода, аналогично тому, как вы измеряете ток с помощью мультиметровых токовых клещей.

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 более компактными и практичными.

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 на «веру».

Список литературы

Burlington Electrical Testing

NFPA 70E 2021

ОПАСНОСТЬ ВСПЫШКИ ДУГОВОГО РАЗРЯДА

Соответствует ли ваш объект требованиям NFPA 2021? Ваш персонал «квалифицирован» или «неквалифицирован» для работы с электрическим оборудованием?

Burlington Electrical Testing проводит на объекте определение опасности дугового разряда Повышение осведомленности, обеспечивающее понимание федеральных законов. (OSHA), потенциальные опасности, а также принятые меры безопасности при персонал должен подвергаться опасности поражения электрическим током.

Сюда входит определение вспышки дуги и ее воздействия на человека. корпус, соответствующий маркировке Arc Flash, а также выбор и использование Средства индивидуальной защиты (СИЗ).

Класс осведомленности об опасности дуговых вспышек должен быть частью вашего общего программа электробезопасности; следовательно, вашим сотрудникам потребуется рабочий знание электрического оборудования на своем объекте, а также инструменты, испытательное оборудование и имеющиеся СИЗ.

Однодневное занятие проводит инструктор, сертифицированный NFPA, и NJACT / NECA для инструктирования работ, связанных с электробезопасностью. Практики, основанные на NFPA70E 2018. Учебный план соответствует прилагаемым Текстовые модули по методам работы с электробезопасностью, в которых основное внимание будет уделено:

1. Культура электробезопасности
2.Осведомленность об опасности поражения электрическим током
3. Концепции OSHA и NFPA 70E
4. Программа электробезопасности
5. Контроль за опасной энергией
6. Анализ опасности дугового разряда
7. Средства индивидуальной защиты
8. Существующее электрическое оборудование

Для планирования и расценок звоните:
(215) 826-9400

4 ома, 10 или 30 ом? Правильное сопротивление заземления частного дома. | Электромозг

Что именно и как заземлять?

Когда заземлять шину повторно не обязательно?

Так что там про сопротивление?

ПУЭ

Технический циркуляр

Разработчики ПУЭ

ПТЭЭП

Откуда же вылезло 4 Ома?

Почему лучше перестраховаться, и вместо 30 Ом сделать всё же 10?

Повторное заземление можно не делать?

Заключение

Требования к заземляющим устройствам ВЛ 0,38-20 кВ

Измерение сопротивления заземляющих устройств

10. Оформление результатов измерений

Поправочные коэффициенты к значению измеренного

Сопротивление заземляющего устройства | Заметки электрика

Сопротивление заземления молниезщиты — нормативы, периодичность замеров

Нормы для сопротивления заземления молниезащиты

Качество заземления молниезащиты

Удельное сопротивление для различных грунтов

Требования к заземлителю

Уменьшение сопротивления заземления

Измерение сопротивления заземления и периодичность проверок

Измерители сопротивления заземления

Принцип действия заземления

Основные требования к сопротивлению контура заземления на различных объектах

Зависимость сопротивления заземления от материалов и грунта

Необходимые условия для измерения сопротивления заземления

Виды приборов для измерения сопротивления заземления

Прибор для измерения сопротивления М-416

Измеритель сопротивления заземления ИС-10

Измеритель сопротивления заземления СА 6412

Измеритель сопротивления заземления–1820 ER

Измеритель сопротивления заземления SEW 2705 ER

Часто задаваемые вопросы

Заземление шахтного электрооборудования. Технические требования и методы контроля

Стандартинформ

MSHA — Технические отчеты — БЕЗОПАСНОЕ ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Рекомендуемые правила заземления — Национальный институт молниезащиты

Узнайте, что такое испытание на землю, почему и как оно проводится.

Зачем нужны испытания заземления?

Факторы, которые могут изменить минимальное сопротивление заземления

Факторы, влияющие на требования к хорошей системе заземления

Природа земного электрода

Принципы, используемые при испытании сопротивления заземления

Как улучшить сопротивление земли

Влияние температуры на удельное сопротивление земли

Сопротивление заземления — обзор

18.6.6 Электропитание и распределительное устройство

Система заземления в соответствии со стандартами IEC, BS-EN и IEEE

4 Важные методы проверки сопротивления заземления

2-точечный метод (мертвого заземления)

Метод трех точек (падение потенциала)

4-точечный метод

Метод зажима

Список литературы

Комментарии

Burlington Electrical Testing

NFPA 70E 2021

Читайте также

Глухозаземленная и изолированная нейтраль отличия: Режимы работы нейтрали в электроустановках и электрических сетях

Что такое дребезг контактов: Дребезг контактов, и как с ним бороться

Релейная защита трансформатора: Релейная защита силовых трансформаторов

Добавить комментарий Отменить ответ