Наряду с традиционными методами измерения сопротивления заземления, такими как как 2-х, 3-х, 4-х полюсные, есть еще один. Этот новый уникальный метод исключает необходимость отключения параллельных систем заземления и поиска удобных точек для установки дополнительных электродов заземления.

Это позволяет существенно сэкономить время и дает возможность пользователям, а именно, подрядчикам, обслуживающему персоналу промышленных установок и электромонтерам коммунальных служб, выполнять измерения в местах, где невозможно применение других методов, например, внутри зданий или на опорах линий электропередач.

Принцип действия

Любое заземляющее устройство в электрической системе, имеющее множество точек соединения с землёй, может быть схематически представлено в виде электрической цепи, состоящей из ряда простых контуров (рисунки выше). Когда испытательное напряжение Е посредством специального трансформатора прикладывается к заземляющему стержню (проводник с сопротивлением Rx), то по цепи начинает протекать результирующий ток I. Результирующий ток I улавливается приёмной катушкой. Внутренний фильтр прибора отсекает все токи, кроме результирующего тока I, величина которого равна

I = Е/Rконтура

Зная величину Е (задаётся генератором) и I (измеряется) можно вычислить R контура (эта величина и отображается на экране прибора). Фактически, сопротивление контура R контура складывается из следующих величин:
Rx - искомое значение;
Rземли (величина, значение которой обычно гораздо меньше 1 Ома);
R1 // R2…// Rn (пренебрежимо малое значение: случай параллельного соединения ряда низкоомных цепей (заземлителей));
R соединительной шины (величина, значение которой, обычно гораздо меньше 1 Ома).
Таким образом,

Rконтура = Rx + Rземли + (R1 // R2…// Rn) + Rсоединительной шины),

и, приблизительно:

Rконтура = Rx.

Примеры измерений на местности

ИЗМЕРЕНИЕ ЗАЗЕМЛЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА, СМОНТИРОВАННОГО НА СТОЛБЕ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Снимите защитную крышку с провода заземления и обеспечьте достаточно свободного места для захвата проводника клещами тока. Клещи должны свободно охватывать проводник заземления. Клещами можно захватить и непосредственно штырь заземления.

Примечание: клещи должны находиться на электрическом пути от нейтрали системы или проводника заземления к штырю или штырям (в зависимости от исполнения)

Заметьте, что на рисунке 24 заземление обеспечивается торцом столба и заземленным штырем. Необходимо подключить клещи выше точки соединения проводников от торца столба и от штыря, чтобы измерить общее сопротивление заземления обоих заземлителей.

Примечание: большое значение сопротивления может быть вызвано:

1. плохим заземлением штыря;
2. отключенным проводником заземления;
3. большим сопротивлением контактов или мест сращивания проводника; осмотрите клещи, соединение на конце штыря, нет ли заглублённых трещин на стыках.

ИЗМЕРЕНИЕ ЗАЗЕМЛЕНИЯ НА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ КОРОБКЕ ИЛИ НА СЧЕТЧИКЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Следуйте в основном методике показанной на предыдущих рисунках. Заметьте на рис. 25, что заземление может быть исполнено в виде группы штырей или, как показано на рис. 26, в качестве заземления может быть использована выходящая из земли водопроводная труба. Можно использовать одновременно оба вида заземления. В этом случае следует выбирать точку измерения на нейтрали так, чтобы измерить общее сопротивление заземления системы.

ИЗМЕРЕНИЕ ЗАЗЕМЛЕНИЯ НА ТРАНСФОРМАТОРЕ, УСТАНОВЛЕННОМ НА ПЛОЩАДКЕ

• Замечание. Никогда не открывайте ограждение трансформатора. Это - имущество коммунальной службы. Данное измерение может выполнять только специалист.
• Соблюдайте все необходимые меры безопасности.
• Присутствует опасное напряжение.

Определите и посчитайте все штыри заземления (обычно имеется единственный штырь). Если штыри заземления находятся внутри ограждения, обратитесь к рис. 27, а если за пределами ограждения – к рис.28. Если имеется единственный штырь заземления и он находится внутри ограждения, то для измерения следует подключиться к проводнику сразу после контакта проводника со штырем. Часто, от зажима на штыре возвращается к нейтрали или внутрь ограждения несколько проводников.

Во многих случаях, наилучшее измерение можно получить при помощи клещей, подключенных непосредственно к заземленному штырю. При этом измеряется исключительно сопротивление устройства заземления. Подключайте клещи только в той точке, где имеется единственный путь для тока, текущего в нейтраль.

Обычно, если вы получили очень низкое значение сопротивления, то это означает, что вы подключились к петле и вам следует переместить точку измерения ближе к штырю. На рис. 28 штырь заземления вне заграждения. Чтобы получить правильный результат, выберите точку подключения клещей, как показано на рисунке. Если внутри ограждения имеется несколько штырей в разных углах, надо определить, как они подключены, чтобы правильно выбрать точку измерения.

ПЕРЕДАЮЩИЕ СТОЙКИ

Соблюдайте все необходимые меры безопасности. Присутствует опасное напряжение.

Найдите проводник заземления около фундамента стойки. Заметьте, что существует много конфигураций. Будьте осторожны при определении проводников заземления. На рис. 29 показана одна стойка на бетонном фундаменте с внешним проводником заземления. Точка подключения клещей должна находиться выше места электрического соединения частей системы заземления, которая может быть выполнена в виде группы штырей, пластин, витков или элементов фундамента.

Приборы для измерения сопротивления заземления безэлектродным методом

Тестер Metrel MI 2124 (Earth Clamp)

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

Тестеры Fluke 1623, 1625

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

Клещи Fluke 1630

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

Клещи С.А6410, С.А6412, С.А6415

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