Измерение сопротивления заземления

Измерение мультиметром

Этот универсальный прибор, если все делать по стандартной, официально утвержденной методике, для таких целей, как отмечено, не подходит. Мультиметр на практике используется лишь для примерной оценки состояния заземления, выявления явных обрывов, то есть отсутствия надежного контакта соответствующего проводника с грунтом. Как это правильно делать описано здесь .

Почему данный тип измерительного прибора применяется лишь в редких случаях?

• Большая погрешность измерений не дает истинного представления о реальном значении сопротивления.
• Стандартная (рекомендуемая) методика не может быть применена, так как согласно ей прибор должен подключаться к 4-м точкам, к тому же разнесенным территориально. С мультиметром это сделать невозможно.
• Официального заключения по результатам измерений таким прибором (задокументированного) не выдаст ни один специалист. Причина вполне объяснима – в нормативных актах использование мультиметра при проверке заземления не предусмотрено.

Тем не менее, есть ситуации, когда без мультиметра не обойтись. Например, на территории с довольно плотной застройкой. Это не позволяет производить измерения на больших расстояниях от здания. А согласно методике, оно должно быть в пределах 30±10 м. Подробнее, как измерить сопротивление с помощью мультиметра можно из видео:

Как подготовить мультиметр

Задача любого измерения – добиться максимальной точности показаний. Что необходимо проделать:

• подобрать «хороший» мультиметр (у друзей, соседей и так далее). Какой лучше выбрать для различных целей описывали вот в этой статье. Подразумевается достаточно новый, а не выпущенный десятилетия тому назад, неповрежденный, с максимально возможным классом точности для этого типа приборов;
• заменить элемент питания. Старая батарейка, частично разряженная, только увеличит погрешность измерения;
• произвести калибровку (если она предусмотрена для конкретной модели).

Как подготовить рабочее место

Даже если вспомогательный электрод изначально при организации заземления и был установлен, то его еще нужно найти. Тем более, если дом построен много лет назад, и территория вокруг него уже несколько раз подвергалась перепланировке, обустройству и так далее. Следовательно, его «дубликат» необходимо поставить самостоятельно.

Для измерения сопротивления подойдет любой металлический штырь (то же арматурный пруток) сечением порядка 5 мм, который вгоняется в землю минимум на 1,5 м на расстоянии 7,5±2,5 от основного. Его найти намного проще, тем более что место расположения должно быть помечено (знаком, символом на стене дома). Хотя несложно определить и визуально – к нему часто тянется по-над поверхностью металлическая проволока (шестерка или восьмерка).

Где измерять сопротивление

Между основным штырем заземления и вновь установленным (дополнительным). Схема показана на рисунке.

Результат замеров позволяет понять, насколько отвечает стержень заземления тем требованиям, которые к нему предъявляются. По сути, измеряется суммарное сопротивление его и грунта. Дело в том, что большая его часть заглублена. В процессе длительной эксплуатации металл подвергается коррозии.

Кроме того, агрессивные хим/соединения вступают с ним в прямой контакт, что вызывает появление на поверхности этого электрода окисной пленки. Как результат – снижение способности стержня отводить в землю эл/ток (наведенный, возникший вследствие пробоя изоляции или в ином аварийном случае). Следовательно, такое заземление уже не способно обеспечить безопасность пользователя (обслуживающего персонала).

• Предварительно определяется сопротивление дополнительного стержня. Его значение при оценке результата не учитывается.
• Величина R заземления должна быть
• При таком способе измерения погрешность в пределах 15%.
• Диагностику контура необходимо проводить при благоприятных погодных условиях.

Обзор методик

Метод амперметра-вольтметра

Для проведения измерительных работ необходимо искусственно собрать электрическую цепь, в которой ток течет через испытуемый заземлитель и токовый электрод (его еще называют вспомогательным). Также в этой схеме задействуется потенциальный электрод, назначение которого – замер падения напряжения во время протекания электрического тока по заземлителю. Потенциальный электрод нужно расположить одинаково далеко от токового электрода и испытуемого заземлителя, в зоне с нулевым потенциалом.

Чтобы измерить сопротивление методом амперметра-вольтметра необходимо воспользоваться законом Ома. Итак, по формуле R=U/I находим сопротивление контура заземления. Такой метод хорошо подходит для измерений в частном доме. Чтобы получить нужный измерительный ток можно воспользоваться сварочным трансформатором. Также подойдут и другие виды трансформаторов, вторичная обмотка которых электрически не связана с первичной.

Использование специальных приборов

Сразу отметим, что даже для измерений в домашних условиях многофункциональный мультиметр не сильно подойдет. Чтобы измерить сопротивление контура заземления своими руками используются аналоговые приборы:

Рассмотрим, как измерить сопротивление прибором М-416. Сначала нужно убедиться, что у прибора есть питание. Проверим наличие батареек. Если их нет, нужно взять 3 элемента питания напряжением 1,5 В. В итоге получим 4,5 В. Готовый к использованию прибор нужно поставить на ровную горизонтальную поверхность. Далее калибруем прибор. Ставим его в положение «контроль» и, удерживая красную кнопку, выставляем стрелку на значении «ноль». Для измерения будем пользоваться трехзажимной схемой. Вспомогательный электрод и стержень зонда забиваем не менее чем на полметра в грунт. Подсоединяем к ним провода прибора по схеме.

Переключатель на приборе устанавливается в одно из положений «Х1». Зажимаем кнопку и крутим ручку, пока стрелка на циферблате не сравняется с отметкой «ноль». Полученный результат необходимо умножить на ранее выбранный множитель. Это и будет искомое значение.

На видео наглядно демонстрируется, как измерить сопротивления заземления прибором:

Также могут быть использованы более современные цифровые приборы, которые намного упрощают работы по замерам, более точны и сохраняют последние результаты измерений. Например, это приборы серии MRU – MRU200, MRU120, MRU105 и др.

Работа токовыми клещами

Сопротивление контура заземления можно измерять также токовыми клещами. Их преимущество в том, что нет необходимости отключать заземляющее устройство и применять вспомогательные электроды. Таким образом, они позволяют достаточно оперативно вести контроль за заземлением. Рассмотрим принцип работы токовых клещей. Через заземляющий проводник (который в данном случае является вторичной обмоткой) протекает переменный ток под воздействием первичной обмотки трансформатора, которая находится в измерительной головке клещей. Для расчета величины сопротивления необходимо разделить значение ЭДС вторичной обмотки на величину тока, измеренную клещами.

В домашних условиях можно использовать токовые клещи С.А 6412, С.А 6415 и С.А 6410. Более подробно узнать о том, как пользоваться токоизмерительными клещами. вы можете в нашей статье!

От чего зависит сопротивление заземления

Как уже говорилось выше, у тока есть одна важная особенность — он течет по тому участку цепи, который меньше всего этому сопротивляется. Сама величина сопротивления зависит от множества факторов:

1. Материала. Ряд материалов имеет особую (атомарную) структуру, которая подразумевает наличие большого числа свободных электронов. Если такие материалы попадают в действие любого магнитного поля или покдлючаются к источнику питания, то легко проводят электрический ток. В своем большинстве это утверждение относится к металлам. Другие материалы не имеют свободных электронов и их сопротивление току крайне высоко. Если напряжение (сила, «толкающая» электроны) ниже допустимого значения, то проводимость будет равняться нулю или крайне малым значениям. При превышении показателя произойдет пробой и образовавшийся нагар будет иметь свойства проводника. Логично, что материалом для заземления могут быть именно только представители первой группы материалов — именно она обеспечивает минимальное сопротивление.
2. Его температуры. Темпатура определяет, насколько быстро электроны передвигаются внутри материала. Следовательно, чем ниже она у проводника, тем лучше он проводит заряд. Обратная зависимость тоже носит характер прямой пропорции — после ее повышения его сопротивление будет падать. Расчет сопротивления заземления должен производиться с учетом этого параметра.
3. Наличия примесей. Основная часть проводников делается из меди. Старые провода изготавливаливались из алюминия, но такие решения имеют сразу несколько недостатков. К сожалению, кабеля и провода из этого материала быстрее перегреваются и плавятся, да и сопротивление промышленно добываемого алюминия ниже, чем таковое у меди. Химически чистый же металл является лучшим проводником, превосходя по проводимости даже серебро. Дело в примесях: они имеют гораздо более высокие показатели сопротивления. Этот же момент стоит учитывать при расчете заземления.

Понятное дело, что в идеале сопротивление должно быть минимальным — для этого нужно использовать медный контур большого сечения. Но дело в том, что медь быстро окисляется, да и стоимость такого решения будет крайне высокой. Следовательно, были разработаны нормы для минимального порога заземления. Этот показатель не нужно превышать для того, чтобы в нужный момент под нагрузкой контур выполнил возложенную на него функцию и отвел заряд в землю.

Проверка параметров защитного заземления

Кроме очевидных составляющих системы защитной «земли»: таких, как контактная колодка, провода, идущие к электроустановкам, соединение с контуром в грунте, важную роль в обеспечении защиты играет собственно земля. Соответственно надо убедиться в следующем:

1. Между всеми элементами контура (штыри, соединительные шины, проводник в помещение до клеммной колодки) есть надежное электрическое соединение с минимальным сопротивлением.
2. Попавшее на контур напряжение (в случае аварии), растекается по физической земле с максимальным током. Это возможно лишь при хорошем контакте между металлом и грунтом.
3. Физические условия местности (грунта) могут обеспечить надежный контакт даже при плохих (с точки зрения электротока) условиях. А именно, пересыхание грунта, растрескивание земли в местах установки заземлителей.

Разумеется, никто не проводит измерения параметров на каждом элементе заземляющей системы. Это потребуется лишь в случае несоответствия нормам, для поиска так называемого «слабого звена».

По какому принципу проводится проверка защитного контура заземления?

Необходимо создать полный аналог заведомо работающего контура, и сравнить показатели с тестируемым объектом. Для этого существуют комплексы проверки рабочего заземления.

Вы можете купить подобный набор, но вряд ли он себя окупит в обозримом будущем. Даже с учетом того, периодичность проверки заземляющих устройств составляет один раз в году (и для жилых, и для промышленных объектов), проще получать разовый доступ к оборудованию.

Порядок действий

Методика измерений требует измерить сопротивление растеканию и выполнить замер сопротивления контура.

Измерение сопротивления растеканию проводится там, где заземление сделано, то есть, где заземляющий электрод закопан в землю.

 
Схема измерения сопротивления контура заземления

По данной схеме замерить сопротивление заземления или проверить сопротивление заземления также можно мультиметром. Это почти как замерить сопротивление резистора, только тестер должен брать ток из одного проводника, а напряжение на других двух точках. Но обычно используют специально для этого предназначенный прибор.

Высокочувствительный омметр для измерения сопротивления заземлений

Прибор имеет собственный источник постоянного тока, в нем должны быть три гальванических элемента на 1,5 В. Вместе это 4,5 В, этого достаточно, чтобы измерить сопротивление в самом низком диапазоне — от 0,1 до 1 Ом. Мегомметр для таких измерений не подходит. Измерение сопротивления заземляющих устройств делают, наоборот, прибором высокочувствительным и предназначенным для измерения малых значений сопротивления.

В комплект для измерения сопротивления заземления входят несколько электродов, вбиваемых в землю на глубину не менее 0,5 м, и соединительные провода:

Электроды и снаряжение

Прежде чем подключить прибор и проводить измерения, необходимо его проверить и откалибровать. Нужно убедиться в нормальной работе батареек питания, потом поставить его горизонтально и включить

Схема проведения измерений

прибор М416 должен быть:

• снабжен питанием;
• проверен;
• откалиброван

Калибровка заключается в нажатии на красную кнопку и корректировке положения нуля у стрелки калибровочным винтом. Все. Теперь можно проводить измерение.

Для чего необходимо измерять заземление

Принцип работы защитных контуров заземления основан на главном качестве электрического потока электронов — проходить по проводникам с наименьшей силой противодействия. Сопротивление тела человека в среднем равно 1 кОм. В соответствии с правилами обустройства электроустановок номинальная величина резистентности заземления не может превышать этого показателя. По нормам допустимо 4 Ом.

Главная цель защитной периферии — отвести накопленные потенциалы от организма человека и не допустить поражения. На корпусе неисправного оборудования, например, в результате пробоя изоляции, скапливаются отрицательные электроны, которым готовы пройти через любой материал. При касании рукой кожуха они устремляются в землю через его тело. Если величина тока невелика, то человек сможет отделаться лишь неприятным ощущением и током, но при высоких токах более 100 мА напряжение может вызывать необратимые изменения в организме.

Зачем нужно проверять заземление

Обратите внимание! Заземление способно свести риск поражения до минимальных пределов. Ток пойдет по материалам с сопротивлением меньше человеческого

По этой причине необходимо регулярно проверять защитный контур на соответствие установленным нормам. Такая простая превентивная мера помогает избежать травм и летального исхода. В случае когда прибор для измерения номиналов сопротивления заземления показывает превышение расчетных значений, необходимо вмешательство специалистов, которые способны починить и привести в порядок защитный контур.

Почему заземляющее устройство становится неисправным?

При находящемся в работоспособном состоянии контуре ток по РЕ-проводнику переходит на токопроводящие электроды, находящиеся в контакте с почвой, а по ним постепенно переходит на потенциал земли. Весь поток делится на несколько составных частей.

При продолжительном пребывании в агрессивной среде грунта металлические поверхности тоководов окисляются, на них образуется окисная пленка. По мере развития коррозионных процессов прохождение тока ухудшается, электрическое сопротивление конструкции повышается. Возникающая на металлических элементах ржавчина, как правило, носит общий характер, хотя, местами можно увидеть ярко выраженные следы глубокой коррозии. Этот факт объясняется тем, что находящиеся в почве постоянно химически активные растворы щелочей, солей и кислот распределены неравномерно.

Частицы разрушенного коррозией металла отходят от тела проводника, ухудшая либо вовсе прекращая местный электрический контакт. Таких точек со временем возникает все больше, на фоне постепенно увеличивающегося сопротивления контура заземляющее устройство постепенно снижает проводимость и неспособно отвести в почву опасный потенциал. Своевременное выполнение замеров сопротивления заземления позволяет определить момент наступления критического состояния контура.

Методика проверки

Перед проверкой исправности заземления следует определить нулевой и фазный провода при помощи индикаторной отвертки. После контакта с одной клеммой лампочка в отвертке загорается — это фаза, если не горит — ноль. Наличие заземления даже при трехжильном проводе нужно проверить простыми методами: при помощи мультиметра или контрольки.

Проверка с помощью мультиметра

• включить в распределительном щите электропитание в помещении (доме);
• замерить напряжение в розетке, установив один щуп на фазу, а второй — на ноль;
• переставить щуп контактного датчика из нуля на заземляющий проводник (РЕ);
• проверить показатели тестера, если они практически не изменились, значит, система заземления в порядке, если показатели на нуле — система не работает.

Проверка контрольной лампочкой

Чтобы соорудить прибор, называемый «контролькой», нужно взять лампочку с патроном и подсоединить к нему два медных провода. При этом контакты такого тестера должны быть изолированы между всеми элементами. Проверка контрольной лампочкой проводится таким же способом, как и при помощи мультиметра: один щуп подсоединяют к нулю, второй — к фазе. Потом переставляется щуп от нуля на заземляющее подключение.

Если проводка не имеет цветового распознавания, можно определить фазу и ноль таким образом: один концевик приложить к клемме заземления, а второй поочередно к одному и второму подключению. Фаза расположена там, где загорится источник света. Если же лампочка не будет гореть, значит, схема РЕ не функционирует. В случае, когда лампа не горит при соединении фазы и нуля, нужно проверить контакты прибора, а также, не перегорела ли лампа и есть ли питание в распределительном щите. Иногда причиной отсутствия загорания лампы является то, что произошел обрыв на нулевом или фазном контуре.

Когда исследования приборами не показывают абсолютную гарантию подключения, необходимо вскрыть розетку и проверить проводники. Чтобы это сделать правильно, нужно придерживаться инструкции:

1. Проверьте напряжение, включив в розетку одних из приборов (настольная лампа, утюг и др.). При этом нельзя касаться заземляющего контакта.
2. Отключить питание в распределительном щитке, вытащить вилку из розетки.
3. Снять крышку розетки и проверить затяжку проводов, а также посмотреть, к чему подключен заземляющий контакт. Если к одной из розеточных клемм — это зануление. Подключение к отдельному проводу говорит о том, что используется заземление. Отсутствие подсоединения — фактор отсутствия заземления.
4. Установить крышку на место, закрепить и включить автомат на щитке.

При работе с электросетью нельзя забывать о правилах безопасности. Обязательно проверяйте исправность всех приборов. Не прикасайтесь влажными руками к проводнику и не стойте на влажном полу. Нельзя делать контур РЕ между заземляющим контактом и нулевой клеммой, это может привести к пожару после обрыва нулевого проводника. Наилучший вариант — вызвать профессионального электрика.

Следует обязательно проверить схему РЕ, если: вы слышите шум во время воспроизведения музыки или ощущаете легкие удары током при использовании бытовых приборов, таких как чайник, водонагреватель, стиральная или посудомоечная машина. Такие факторы являются признаком того, что система РЕ не функционирует вообще или работает плохо.

220.guru

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

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.

Итоги и выводы

Заземление — важный элемент электрической цепи, который обеспечивает защиту от коротких замыканий, поражения током или попадания молнии в один из ее участков. Ключевым показателем здесь является сопротивление: чем оно меньше, чем больше тока «уведет» контур и тем ниже будет вероятность серьезного удара или повреждения оборудования. Сопротивление заземления регламентируется двумя документами: ПУЭ и ПТЭЭП. Первый используется для приема только что сданного участка сети, второй — для контроля уже эксплуатируемого участка.

Нельзя пренебрегать нормами контроля, которые призваны проверить качество заземления и работу контура в условиях полной нагрузки. Процедуры производятся как непосредственно после создания цепи, так и в процессе ее использования. Частота проверок зависит от нагрузки на сети и целей, для которых используется контур. Нормы сопроивления при этом вовсе не отличаются. Различают три типа норм: для линий электропередач, трансформаторов и электрических установок. С повышением рабочего напряжения по экспоненте возрастает максимальная величина сопротивления. Также учитывается и ряд специфических показателей (например, удельная проводимость грунта). Исходя из нее можно получить максимальное регламентированное сопротивление.

Основными способами для увеличения эффективности работы заземлителя является использование разных конфигураций проводника. Ключевая задача заключается в том, чтобы предельно повысить площадь прямого контакта контура с землей. Для этого используется один или несколько проводников. В последнем случае их могут соединять как последовательно, так и параллельно.

Также для замера сопротивления контура заземления важно знать и поправочные коэффициенты — например, при вычислении минимально допустимого сопротивления заземления учитывается также удельное содержание материала в грунте и сопротивление повторного заземления. Для получения этого показателя нужно использовать специальное оборудование