Проверка заземляющей проводки

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Проверка заземляющей проводки

Правила техники безопасности требуют надежного соединения объектов, подлежащих заземлению, с контуром заземления. Поэтому периодически все контактные сварные и болтовые соединения тщательно осматривают и проверяют их механическую прочность ударами молотка. Однако такой визуальный и механический контроль, недостаточен. Правила эксплуатации требуют регулярной проверки электрических качеств сети заземления.

Такую проверку можно весьма просто выполнить при помощи измерителя заземления, причем измерения можно производить на оборудовании, находящемся в работе. При наличии разветвленных магистралей заземляющей сети такая проверка состоит обычно из двух раздельных этапов.

Первый этап - проверка сопротивления цепей, связывающих отдельные участки заземляющей магистрали с контуром заземления, точнее, с тем участком магистрали, который имеет непосредственную, лучше всего видимую связь с заземлителем. От этого участка должно производиться измерение сопротивления заземлителя.

Второй этап - измерение сопротивления участка сети между заземляемым объектом и ранее проверенными участками заземляющей магистрали. Для проведения проверки необходим измерительный щуп с двумя длинными гибкими проводами. Провода могут иметь сечение 0,75 - 2,5 мм2, а их длина должна быть такой, чтобы можно было достать до наибольшего количества объектов. Брать провода длиной более 100 - 130 м не рекомендуется, так как при большей длине провода перепутываются, производить измерения становится трудно. В качестве щупа можно использовать обыкновенный напильник, лучше трехгранный. Напильник должен иметь изолированную, например деревянную, рукоятку. Если рукоятка сырая, то ее следует дополнительно обмотать изоляционной лентой.

До начала измерений необходимо компенсировать сопротивление соединительных проводов.

Для «прозвонки» соединительных проводов иногда пользуются мегомметром. Следует иметь в виду, что использование мегомметра для проверки сети защитного заземления совершенно недопустимо по следующим причинам.

Во-первых, применяемые энергетиками мегомметры имеют номинальное напряжение 500, 1000 или 2500 В. Таким высоким напряжением можно легко пробить тонкий слой краски или другой пленки, нарушившей контакт в месте болтового соединения проводов заземляющего устройства. Сопротивление в момент пробоя, естественно, будет малым, в то время как при более низких напряжениях оно может значительно возрасти и превысить допустимое.

Во-вторых, указанными мегомметрами нельзя сколько-нибудь точно измерить сопротивление меньше 50-100Ом. А правила устройства электротехнических установок разрешают для маломощных сетей иметь общее сопротивление заземления до 10Ом, а для более мощных установок - и того меньше.

Поэтому для проверки сети заземления можно пользоваться лишь приборами, позволяющими измерять малые сопротивления при небольших напряжениях.

При испытании точек заземления сетей, где допустимо иметь сопротивление растекания 4Ом и более, можно проверку вести без измерительных приборов, с помощью лампы накаливания на 12В мощностью 20-25Вт. Для такого испытания нужен трансформатор безопасности с напряжением вторичной обмотки на 12В. Один вывод этой обмотки следует присоединить к магистрали заземления, а второй, к лампе накаливания. Свободным выводом лампы с помощью щупа следует подсоединяться к испытуемому заземленному оборудованию. При наличии связи точки заземления с магистралью должна загораться лампа.

Если накал лампы при соединении ее с испытуемым оборудованием не будет заметно отличаться от накала этой же лампы, но подключенной непосредственно к магистрали заземления, то можно считать состояния заземления удовлетворительным.

Методы измерения сопротивления заземления

Для измерения сопротивления заземления применяют приборы, использующие один из следующих методов:

- метод амперметра - вольтметра;

- компенсационный метод;

- мостовой метод.

Эти приборы должны удовлетворять следующим требованиям:

- измерять сопротивления в пределах от сотен Ом до десятых и даже сотых долей Ома;

- давать отсчет непосредственно по шкале прибора;

- иметь собственный источник питания;

- допускать измерения при наличии блуждающих переменных и постоянных токов; погрешность не должна превышать 5%.

Метод амперметра - вольтметра

Метод амперметра - вольтметра основан на использовании известного из курса электротехники соотношения R = U/I, являющегося математическим выражением закона Ома. В формуле R - сопротивление участка электрической цепи, на котором при протекании тока I происходит падение напряжения U. Чтобы определить сопротивление заземлителя, надо пропустить через него определенный ток и измерить падение напряжения на участке растекания. После этого произвести простое вычисление по формуле.

Данный способ измерения сопротивления заземления имеет следующие недостатки:

а) Необходимо пользоваться одновременно двумя измерительными приборами, а потом производить расчет.

б) Для того чтобы получить достаточно точные результаты измерений, нужен источник довольно значительного по величине тока (десятки ампер) с хорошей стабилизацией, чтобы обеспечить возможность снятия показаний двух приборов: амперметра и вольтметра.

в) Большой ток может явиться источником дополнительной погрешности, так как при большой плотности переменного тока происходит возрастание полного сопротивления стальных проводников по сравнению с сопротивлением этих же проводников постоянному току.

г) Вольтметр должен иметь достаточно большое внутреннее сопротивление.

д) Блуждающие переменные и постоянные токи в земле могут внести дополнительную и иногда существенную погрешность при измерениях.

Компенсационный метод

Широкое распространение получили различные приборы и схемы, основанные на так называемом компенсационном методе измерения заземлений.

При измерении по этому методу, помимо основной цепи тока в земле, создается еще другая цепь - на специальном калиброванном сопротивлении. При этом схема выполнена так, что по калиброванному сопротивлению протекает такой же ток, как в земле. Изменением величины калиброванного сопротивления можно добиться такого положения, что падение напряжения на этом заранее известном калиброванном сопротивлении будет таким же, как и на участке растекания тока в земле.

Мостовой метод

Мостовой метод, как говорит его название, использует для целей измерения линейный мост переменного тока. Производят три измерения: при первом в измерительное плечо моста включают цепь заземлитель - вспомогательный электрод, при втором - цепь заземлитель - зонд, а при третьем - цепь зонд - вспомогательный электрод.

Этот метод является неудобным, так как необходимо производить три измерения, и недостаточно точным. Блуждающие токи в этом случае оказывают значительное влияние, а иногда вообще делают измерения невозможными.

Из описанных методов наиболее точным является метод амперметра - вольтметра. При наличии хороших и правильно подобранных приборов и при правильно поставленных опытах метод амперметра - вольтметра является лучшим для производства ответственных измерений. Пользуясь этим методом, можно с достаточной точностью снять и картину изменения потенциала по поверхности земли вблизи заземлителя.

Измерение сопротивления заземляющих устройств

Для измерения сопротивления заземлителя необходимы два вспомогательных электрода. Один вспомогательный электрод служит для создания цепи тока, по характеру растекания которого, затем и определяется сопротивление заземлителя. Второй, потенциальный электрод, называемый обычно зондом, служит для определения потенциала в определенном месте участка растекания. электрический заземление сопротивление провод прибор

Для производства измерений, прежде всего надо правильно выбирать места расположения вспомогательных электродов. Характер изменения потенциала на поверхности земли при удалении от заземлителя связан с изменением плотности тока в земле и поэтому зависит от формы электродов, глубины их залегания и взаимного расположения в земле, от свойств грунта и его однородности. На характер растекания тока оказывают также большое влияние находящиеся в земле проводящие предметы, даже если они и не имеют непосредственной связи с электродами заземления.

Например, если вблизи заземлителя проходит кабель с металлической оболочкой (или металлическая водопроводная труба), то значительная часть тока от заземлителя пойдет в сторону этого проводника. Затем по нему, и после с него, как с протяженного заземлителя ток будет стекать в землю. Это очень важное обстоятельство необходимо учитывать при выборе места расположения вспомогательных электродов.

Токовый и потенциальный вспомогательные электроды следует по возможности располагать в стороне от таких протяженных металлических проводников.

Зачастую, заземлитель выполняется состоящим из ряда соединенных вертикальных и горизонтальных электродов, образующих контур заземления. Чем большую площадь занимает такой контур, тем дальше от него отодвигается район нулевого потенциала. Поэтому при измерении сопротивления контура заземления необходимо удалять вспомогательные электроды, и тем дальше, чем больше территория, занимаемая испытываемым контуром.

На крупных подстанциях, имеющих контуры заземления до 500 м и более в поперечнике, использование проводов линий является практически единственным способом удаления вспомогательных электродов на необходимое расстояние, исчисляемое иногда километрами. В качестве специальных вспомогательных электродов рекомендуется применять стальные стержни или трубы диаметром примерно 50 мм. Стержни большего диаметра трудно забивать в землю, а более тонкие могут при забивании погнуться. Стержни должны быть очищены от краски. Ржавчина не оказывает существенного влияния на величину сопротивления вспомогательного заземлителя, и удалять ржавчину следует лишь в месте присоединения проводов измерительной схемы.

Электроды, следует забивать на глубину не менее 0,5 м. в твердый естественный грунт. Насыпной грунт (песок, строительный мусор) может иметь значительное сопротивление, поэтому в случае его использования производство измерений будет затруднено. Сопротивление зонда не должно превышать 1000 Ом, а вспомогательного заземлителя - 250-1000 Ом.

Если в районе наиболее рационального расположения вспомогательных электродов нет грунта с малым удельным сопротивлением, то рекомендуется увлажнять то место, куда забиваются или уже забиты электроды. Можно также поливать это место раствором соли (увлажнять или подсаливать места, где находятся электроды испытываемых заземлителей, недопустимо). При необходимости можно забить несколько электродов и соединить их проводниками.

Стержни или трубы, выполняющие роль вспомогательных электродов, следует забивать прямыми ударами, стараясь при этом не расшатывать их, так как при расшатывании ухудшается соприкосновение электрода с грунтом и, следовательно, возрастает сопротивление. В качестве вспомогательных заземлителей могут быть использованы также имеющиеся уже в земле стержни, трубы, металлические конструкции или другие заземлители, в том числе и специальные контуры заземления. Эти устройства не должны иметь электрической связи с испытываемым заземлителем, а расстояние до этих вспомогательных заземлителей должно быть достаточно большим. Если в качестве вспомогательного токового заземлителя используется контур из нескольких электродов, то расстояние между этим вспомогательным контуром и зондом должно быть увеличено. При измерении сопротивления заземления опор линий электропередачи следует обязательно отсоединять грозозащитный трос, так как через него проверяемое заземление может иметь связь с другими заземлителями. Поэтому измерение даст сопротивление нескольких параллельно включенных заземлителей. По результатам таких измерений делать какие-либо выводы о сопротивлении заземления отдельных опор нельзя, так как сопротивления заземления опор обычно бывают неодинаковыми и за средним сопротивлением, может скрываться плохое сопротивление заземления одной или нескольких опор. Кроме того, здесь трудно оценить влияние сопротивления грозозащитного троса, которое в такой схеме будет оказывать заметное влияние на результат измерения. Для измерения сопротивления заземления опор линий электропередачи специально предусматривается разъемное болтовое соединение грозозащитного троса с заземлителей. У деревянных опор разъем обычно делается внизу опоры. Металлические опоры сами служат токопроводами, связывающими заземлитель с тросом грозозащиты. Здесь болтовой разъем устраивается наверху, а трос подвешивается на изоляторах.

Если на проверяемой опоре нельзя отсоединить трос, то это следует сделать на соседней опоре.

Измерение удельного сопротивления грунта

Одной из важнейших предпосылок для правильного проектирования заземляющих устройств является знание удельного сопротивления грунта в том месте, где предполагается устраивать заземление.

Для определения удельного сопротивления можно было бы взять образец грунта в виде призмы или цилиндра, измерить электрическое сопротивление между основаниями этой призмы или цилиндра, а затем подсчитать удельное сопротивление образца.

Однако извлеченный из земли образец грунта будет иметь плотность, отличающуюся от той, которой обладает реальный грунт. К моменту измерения изменится и его влажность. Кроме того, при таком измерении совершенно не будет учтено изменение свойств грунта по структуре и влажности в данной местности. Для проектирования заземляющих устройств принято производить измерения удельного сопротивления в условиях, близких к реальным, позволяющие оценить фактическое среднее удельное сопротивление.

Большинство измерителей заземления позволяют производить такие измерения с достаточной точностью одним из двух простых методов.

Первый метод - метод контрольного электрода.

В грунт забивают контрольный электрод таких же размеров (длина, диаметр), какие предполагаются у будущего заземлителя, а затем забивают еще два вспомогательных электрода. После этого обычным способом измеряется сопротивление заземления контрольного электрода, а затем рассчитывается удельное сопротивление.

Второй метод - метод четырех электродов.

Преимуществом этого метода является то, что длина погруженной в грунт части электродов может быть небольшой, порядка 1/20 расстояния между электродами. Расстояние между электродами можно выбирать сколько угодно малым, однако следует иметь виду, что измеренное удельное сопротивление соответствует среднему удельному сопротивлению грунта на глубине, равной расстоянию между электродами. Кроме того, если это расстояние мало, получается малая чувствительность прибора. Обычно расстояние между электродами принимают 2-4 м.

Размещено на Allbest.ru