Měření odporu uzemnění: přehled metod praktických měření

Uzemnění se používá při realizaci různých projektů elektrických systémů. Samotný pojem “uzemnění“ je schematicky chápán jako připojení části elektrického obvodu k zemskému potenciálu.

Uzemňovací smyčka obsahuje vodič a elektrodu zanořenou hluboko do země. Tradiční činností v elektrotechnické praxi je měření odporu uzemnění pouze u nově spouštěných a již provozovaných sítí. Řekneme vám, jak a jakým způsobem se tato důležitá činnost provádí.

K čemu jsou měření potřebná?

Skvělého řešení následujících úkolů je dosaženo ideálním nulovým odporem v uzemňovacím obvodu:

1. Zabránit vzniku napětí na krytech technologických strojů.
2. Dosáhnout efektivního referenčního potenciálu elektrických zařízení.
3. Zcela eliminovat statické proudy.

Pravda, elektrotechnické zkušenosti ukazují: výsledku s ideální nulou nelze dosáhnout.

Postup provádění potřebných měření pomocí přístroje pro stanovení odporu uzemňovacího vodiče. Takové postupy se provádějí podle harmonogramu schváleného vedením servisní organizace.

V každém případě poskytuje uzemněná elektroda nějaký odpor.

Konkrétní velikost odporu určují:

• odpor elektrody v místě kontaktu s vodivým vodičem;
• kontaktní oblast mezi zemnící elektrodou a půdou;
• struktura půdy, která poskytuje různý odpor.

Praxe měření odporu uzemňovací smyčky uvádí, že první dva faktory lze zcela zanedbat, ale při dodržení logických podmínek:

1. Uzemňovací elektroda je vyrobena z kovu s vysokou elektrickou vodivostí.
2. Tělo tyče elektrody je pečlivě očištěno a pevně usazeno v půdě.

Zbývá třetí faktor – rezistivní povrch půdy. Ten je považován za hlavní výpočetní prvek pro měření odporu uzemňovací smyčky.

Vypočítá se pomocí vzorce:

R = pL / A,

kde: p – měrný odpor půdy, L – podmíněná hloubka, A – pracovní plocha.

Aby byli majitelé domu/bytu chráněni, musí být uzemněním vybaveny všechny druhy výkonných domácích elektrozařízení:

Při testování odporu se každé z uzemňovacích vedení kontroluje samostatně. Odpor mezi uzemňovacím prvkem a každou nevodivou částí elektrického zařízení, která by se mohla dostat pod napětí, musí být menší než 0,1 Ω.

Přehled měřicích metod

Existuje několik možností měření odporu uzemňovacího okruhu, z nichž každá umožňuje poměrně přesně určit hledanou hodnotu.

3-bodový systém stanovení

Například se často používá metoda tříbodového schématu založená na efektu poklesu potenciálu.

Grafické schéma takzvaného tříbodového systému, který se poměrně často používá, když je třeba změřit hodnotu odporu uzemňovacího okruhu.

Měření se provádí ve třech základních krocích:

1. Měření napětí na elektrodě E1 a sondě E2.
2. Měření proudu na elektrodě E1 a sondě E3.
3. Výpočet (vzorcem R = E / I) odporu uzemňovací elektrody.

Pro tuto metodu je přesnost měření logicky závislá na místě instalace sondy E3. Doporučuje se ji umístit do země v odstupu – optimálně mimo oblast tzv. ESE (efektivního odporu elektrod) E1 a E2.

Měření podle technologie «62%»

Pokud se struktura půdy pro umístění uzemňovací elektrody vyznačuje homogenním obsahem, metoda «62%» pro stanovení odporů uzemňovacích okruhů slibuje dobrou účinnost.

Schéma pro měřicí technologii s zajímavým názvem «62%». Název je však odvozen od optimální hodnoty odstupu mezi elektrodami, při které se dosahuje přijatelného výsledku.

Metoda je použitelná pro schémata s jediným uzemňovacím elektrodou. Přesnost údajů je zde dána možností umístění pracovních sond na přímém úseku vzhledem k uzemňovací elektrodě.

Body instalace kontrolních sond

Zjednodušená dvoubodová metoda

Použití této metody měření vyžaduje existenci dalšího kvalitního uzemnění kromě toho, které bude předmětem zkoumání. Metodika je relevantní pro hustě obydlené oblasti, kde často není možné široce manipulovat s pomocnými pracovními elektrodami.

Zjednodušená metodika měření se provádí podle dvoubodového schématu. Při této technologii je potřeba méně manipulací s vybavením a výpočty, ale přesnost výpočtů není vysoká.

Metoda dvoubodového měření se vyznačuje tím, že současně zobrazuje výsledek pro dvě uzemňovací zařízení zapojená sériově. Tím se také vysvětlují požadavky na vysokou kvalitu provedení druhého uzemnění, aby nebyl zohledněn jeho odpor.

Pro provedení výpočtů se také měří odpor uzemňovací přípojnice. Získaný výsledek se odečítá od výsledků celkových měření.

Přesnost této metody ponechává mnoho přání ve srovnání s dvěma výše uvedenými. Zde hraje významnou roli vzdálenost mezi uzemňovací elektrodou, jejíž odpor se měří, a druhým uzemněním. Standardně se tato metodika nepoužívá. Je to jakási alternativa, když nelze použít jiné metody měření.

Přesná měření čtyřbodovou metodou

Pro většinu variant měření odporu je za nejoptimálnější způsob, kromě 2- a 3-bodových, považována 4-bodová technologie. Tuto technologii měření mají přístroje podobné testeru řady 4500. Jak vyplývá z názvu metody, na pracovišti jsou v jedné linii a ve stejných vzdálenostech rozmístěny čtyři pracovní elektrody.

Podle tohoto schématu – čtyřbodového, se provádějí nejpřesnější měření. Používá se moderní zařízení a je možné provádět práce bez odpojení uzemňovacího obvodu.

Proudový generátor přístroje se připojuje na krajní elektrody, v důsledku čehož mezi nimi protéká proud, jehož hodnota je známa. Na dalších svorkách přístroje jsou připojeny dvě vnitřní pracovní elektrody.

Na těchto svorkách je přítomna hodnota úbytku napětí. Konečný výsledek měření – odpor uzemnění (v Ohmech), jehož hodnotu přístroj zobrazuje na displeji.

Přístroje ze série 4500 se často používají k měření dotykového napětí. Zařízení pomocí speciálního modulu generuje v zemi napětí malé veličiny – simulaci poškození kabelu.

Zároveň se na stupnici přístroje zobrazuje proud protékající uzemňovacím obvodem. Údaje na displeji se vezmou jako základ a vynásobí se předpokládanou velikostí proudu v zemi. Tímto způsobem se vypočítá dotykové napětí.

Provádění opatření ke kontrole stavu elektrotechnických zařízení a uzemňovacích vedení. Pro práci se používá měřicí přístroj typu 4500

Například maximální hodnota očekávaného proudu v místě poruchy je 4000 A. Na displeji přístroje je uvedena hodnota 0,100. Potom velikost dotykového napětí bude 400 V (4000*0,100).

Měření přístrojem C.A 6415 (6410, 6412, 6415)

Jedinečnost této metody – možnost provádět měření bez odpojení uzemňovacího obvodu. Rovněž je třeba zdůraznit výhodnou stránku, kdy je měření celkového odporu uzemňovacího zařízení přípustné metodou zahrnutí odporové složky všech spojů do uzemňovacího obvodu.

Princip práce je přibližně následující:

1. Speciálním transformátorem se v obvodu vytváří proud.
2. Proud teče ve vytvořeném obvodu.
3. Pomocí synchronního detektoru je zaznamenáván měřený signál.
4. Získaný signál je převeden A/D převodníkem.
5. Výsledek se zobrazuje na LCD displeji.

Zařízení je vybaveno modulem (selektivní zesilovač), díky kterému je užitečný signál účinně očištěn od různých rušení – nízkofrekvenčních a vysokofrekvenčních šumů. Čelistmi kleští v jejich spojeném stavu se vytváří budicí obvod, který obepíná uzemňovací vodič.

Návod k měření přístrojem C.A 6415

Sled úkonů při práci s přístrojem série S.A6415 je srozumitelně popsán v návodu přiloženém k tomuto jedinečnému zařízení.

Unikátní měřicí přístroj – kleště, díky kterému lze poměrně jednoduše a snadno změřit odpor zemního obvodu v různých podmínkách

Například je potřeba provést měření odporu uzemnění nějakého elektrického modulu (transformátoru, elektroměru apod.).

Sled úkonů:

1. Otevřete přístup k uzemňovací sběrnici sejmutím ochranného krytu.
2. Zachycujte kleštěmi vodič (sběrnici nebo přímo elektrodu) uzemnění.
3. Vyberte režim měření «A» (měření proudu).

Maximální hodnota proudu přístroje je 30 A, proto v případě překročení této hodnoty nelze měření provádět. Je třeba přístroj sejmout a opakovat pokus o měření na jiném místě.

Postup provádění měření pomocí měřicích přístrojů typu S.A6415 a 3770. Výsledky měření se zaznamenávají do tabulky a porovnávají při příští údržbě.

Když se hodnota proudu na stupnici vejde do povoleného rozsahu, lze pokračovat v práci přepnutím přístroje na měření odporu «?».

Výsledek zobrazený na displeji ukáže celkovou hodnotu odporu, včetně:

• elektrody a uzemňovací přípojnice;
• kontaktu neutrálu s uzemňovací elektrodou;
• kontaktu spojů na lince mezi neutrálem a uzemňovací elektrodou.

Při práci s kleštěmi je třeba mít na paměti: nadměrné údaje přístroje o uzemňovacím odporu jsou zpravidla způsobeny špatným kontaktem uzemňovací elektrody s půdou.

Také příčinou vysokého odporu může být přerušená proudová přípojnice. Vysoké hodnoty odporu v bodech spojení (napojení) vodičů mohou rovněž ovlivňovat údaje přístroje.

Obecná doporučení pro měření měrného odporu půdy

Než vybudujete uzemňovací obvod, například pro plynový kotel, je třeba získat přesné informace o tom, do jakých typů půd bude uzemňovací elektroda uložena. Často se pro určení hodnot “p” půdy doporučuje obracet se na existující tabulky.

Tato varianta s tabulkami však poskytuje pouze orientační údaje. Proto se na ně nelze spolehnout. Skutečné hodnoty odporu půdy se mohou mnohonásobně lišit.

Varianta #1: jednovrstvá půda

Pokud má půda homogenní složení, měří se její měrný odpor metodou «zkušební elektrody».

Struktura homogenní půdy. Za těchto podmínek je měření a výpočet odporu mnohem jednodušší než provádět stejnou práci na vícevrstvých půdách.

Metoda předpokládá provedení určitého postupu ve dvou fázích:

1. Vezme se tyčová kontrolní sonda o délce o něco větší, než je hloubka projektovaného uložení.
2. Sonda se ponoří do země přesně svisle do hloubky projektovaného uložení.
3. Zbývající konec nad povrchem země se použije k měření rozlévacího odporu (Rr).
4. Měrný odpor půdy se určí podle vzorce p = Rr * Ψ.

Je vhodné provést postup několikrát v různých bodech pracovní plochy. Alternativní měření pomáhají dosáhnout přesných výsledků měření odporu půdy.

Varianta #2: vícevrstvá půda

Pro tuto situaci se měření měrného odporu půdy provádí metodou stupňovitého sondování. To znamená, že kontrolní sonda se ponoří do pracovní hloubky po stupních a v poloze každého stupně se provádějí měření měrného odporu. Výpočet průměrného měrného odporu půdy se provádí pomocí vzorců pro každé jednotlivé měření.

Vícevrstvá půda. Za těchto podmínek je třeba vypočítat odpor každé jednotlivé vrstvy. Výpočty pro vícevrstvé půdy vyžadují více práce.

Poté se na základě klimatických zvláštností oblasti stanoví hodnoty sezónních změn. Tímto (dosti složitým) způsobem se získají výpočtové hodnoty USG svrchních vrstev. Nižší vrstvy jsou považovány za nepodléhající sezónním změnám, a proto se jejich výpočet omezuje na poněkud zjednodušené měření a výpočet.

Požadavky na provedení prací

Práce tohoto typu samozřejmě provádí kvalifikovaný personál zastupující specializované organizace. Například za provoz silových rozvaděčů v obytných domech obvykle odpovídají komunální služby. Provádět jakákoli měření v těchto místech je povoleno pouze na základě žádosti u těchto služeb.

Elektrické obvody patří mezi nebezpečné systémy. I když jsou domovní rozvody dimenzovány na napětí nižší než 1000 V, je toto napětí pro člověka smrtelné. Při manipulaci s elektrickým zařízením je nutné dodržovat všechna potřebná bezpečnostní opatření. Běžnému uživateli tato opatření často prostě nejsou známa.

Se specifiky konstrukce uzemnění pro vanu v městském bytě seznámí následující článek, který obsahuje pravidla a pokyny pro provedení práce.

Závěry a užitečné video k tématu

Provádění měření v praxi pomocí přístroje:

Provedení prací souvisejících s kontrolou odporu uzemnění je vyžadováno bez ohledu na složitost elektrického schématu a kategorii objektu, kde je elektrické zařízení instalováno nebo provozováno. Mnoho specializovaných organizací je připraveno tyto služby poskytovat.

Zanechte prosím komentáře v níže uvedeném bloku. Není vyloučeno, že znáte jednoduchý a účinný způsob měření odporu zemnicích smyček, který není v článku uveden. Ptejte se, sdílejte užitečné informace a fotografie k tématu.