Сопротивление заземления заземляющего электрода
Когда система заземления была спроектирована и установлена, обычно необходимо измерить и подтвердить сопротивление заземления между электродом и «истинной землей».
Наиболее распространенные методы измерения сопротивления заземляющего электрода
Наиболее распространенным методом измерения сопротивления заземления заземляющего электрода является трехточечная измерительная техника, показанная на рисунке 1.
Этот метод получен из 4-точечного метода, который используется для измерений удельного сопротивления грунта.
3-точечный метод, называемый методом «падения потенциала», содержит измеряемый электрод Земли и два других электрически независимых испытательных электрода, обычно обозначаемых P (потенциал) и C (ток). Эти испытательные электроды могут иметь меньшее «качество» (более высокое сопротивление заземления), но должны быть электрически независимы от измеряемого электрода.
Рисунок 1 - Трехточечный метод измерения сопротивления Земли
Переменный ток (I) пропускается через внешний электрод С, а напряжение измеряется с помощью внутреннего электрода Р в некоторой промежуточной точке между ними.
Сопротивление Земли просто вычисляется с использованием закона Ома: Rg = V / I.
Были разработаны и другие более сложные методы, такие как метод наклона или метод четырехполюсников, для преодоления конкретных проблем, связанных с этой более простой процедурой, главным образом для измерения сопротивления больших систем заземления или в местах, где пространство для размещения испытательных электродов ограничено.
Независимо от используемого метода измерения, следует помнить, что измерение сопротивления земли является таким же искусством, как и наука, и на измерения сопротивления могут влиять многие параметры, некоторые из которых могут быть трудно поддаются количественной оценке. Таким образом, лучше всего взять несколько отдельных показаний и усреднить их, а не полагаться на результаты одного измерения.
При проведении измерения цель состоит в том, чтобы позиционировать вспомогательный испытательный электрод C достаточно далеко от испытываемого заземляющего электрода, чтобы вспомогательный испытательный электрод P находился вне эффективных зон сопротивления как системы заземления, так и другого испытательного электрода (см. Фигура 2).
Рисунок 2 - Области сопротивления и изменение измеренного сопротивления с позицией электрода напряжения
- Если текущий измерительный электрод, С, слишком близко, области сопротивления будут перекрываться, и будет крутое изменение измеренного сопротивления по мере того, как электрод испытания напряжения будет перемещен.
- Если текущий измерительный электрод правильно расположен, будет находиться «плоская» (или почти такая же) область сопротивления где-то между ней и земной системой, а изменения положения электрода проверки напряжения должны приводить к незначительным изменениям в показатель сопротивления.
Прибор подключается к тестируемой системе заземления через короткую длину испытательного кабеля, и производится измерение.
На точность измерения может влиять близость других предметов, находящихся в погребенных металлах, к вспомогательным тестовым электродам. Такие объекты, как заборы и строительные конструкции, подземные металлические трубы или даже другие системы заземления, могут мешать измерению и вводить ошибки.
Часто трудно судить, просто из визуального осмотра участка, подходящее место для испытаний, и поэтому всегда желательно выполнить более одного измерения для обеспечения точности теста.
Падение потенциала метода
Это один из наиболее распространенных методов измерения сопротивления земли и лучше всего подходит для небольших систем, которые не охватывают широкую область. Это легко осуществить и требует минимального расчета, чтобы получить результат.
Измерение сопротивления заземления при падении потенциала метода (фото-кредит: eblogbd.com)
Этот метод, как правило, не подходит для крупных заземляющих установок, поскольку разделение кола, необходимое для обеспечения точного измерения, может быть чрезмерным, что требует использования очень длинных измерительных проводов (см. Таблицу 1).
Обычно внешний испытательный электрод или текущий контрольный пакет приводятся в землю на расстоянии от 30 до 50 метров от системы заземления (хотя это расстояние будет зависеть от размера тестируемой системы - см. Таблицу 1) и внутренней электрод или испытательный пакет напряжения, затем приводятся в землю в середине между заземляющим электродом и текущим контрольным пакетом и в прямой линии между ними.
Таблица 1 - Изменение разделения электродов тока и напряжения с максимальными размерами земной системы, в метрах
|
Максимальный размер система заземления |
Расстояние от «электрического центра» системы заземления для проверки напряжения |
Минимальное расстояние от «электрический центр» земной системы к текущей тестовой ставке |
| 1 | 15 | 30 |
| 2 | 20 | 40 |
| 5 | 30 | 60 |
| 10 | 43 | 85 |
| 20 | 60 | 120 |
| 50 | 100 | 200 |
| 100 | 140 | 280 |
Метод Fall of Potential включает проверку, чтобы убедиться, что испытательные электроды действительно расположены достаточно далеко, чтобы получить правильное показание. Желательно, чтобы эта проверка выполнялась, так как это действительно единственный способ обеспечить правильный результат.
Чтобы выполнить проверку фигуры сопротивления, необходимо выполнить два дополнительных измерения:
- Первый с электродом проверки напряжения (P) переместил 10% от исходного отделяемого электрода от земли от его исходного положения и
- Второй с ним перемещался на 10% ближе, чем его исходное положение, как показано на рисунке 3.
Рисунок 3 - Проверка достоверности измерения сопротивления
Если эти два дополнительных измерения согласуются с первоначальным измерением с требуемым уровнем точности, то тестовые ставки были правильно установлены, а показатель сопротивления постоянному току можно получить, усредняя три результата.
Однако, если есть существенные разногласия среди любого из этих результатов, то, скорее всего, ставки были неправильно установлены либо слишком близко к тестируемой земной системе, либо слишком близко друг к другу, либо слишком близко к другим структурам, которые мешая результатам.
Ставки должны быть перемещены с большим расстоянием или в другом направлении, а три измерения повторяются. Этот процесс следует повторять до тех пор, пока не будет достигнут удовлетворительный результат.
Метод 62%
Метод Fall of Potential может быть адаптирован для использования с системами заземления среднего размера. Эта адаптация часто упоминается как 62% -ный метод, поскольку она включает в себя позиционирование внутреннего тестового пакета при 62% разделения заземляющего электрода на внешний (напомним, что в методе падения потенциального потенциала этот показатель составлял 50%).
Все остальные требования, предъявляемые к расположению тестового пакета, - они находятся в прямой линии и расположены вдали от других структур - остаются в силе.
При использовании этого метода также целесообразно повторять измерения с внутренней пробной ставкой, сдвинутой на ± 10% от расстояния разделения тестового стального заземляющего электрода, как и раньше.
Основным недостатком этого метода является то, что теория, на которой она основана, основана на предположении, что лежащая в основе почва является однородной, что на практике редко бывает. Таким образом, следует проявлять осторожность при его использовании, и всегда следует проводить исследование удельного сопротивления грунта.
Альтернативно, следует использовать один из других методов.
Другие методы испытаний
Существует множество других методов измерения сопротивления заземления. Многие из этих методов были разработаны в попытке облегчить необходимость чрезмерного разделения электродов при измерении больших систем заземления или необходимости знать электрический центр системы.
Три таких метода кратко описаны ниже. Конкретные подробности здесь не приводятся, но вместо этого читатель ссылается на соответствующую техническую документацию, где эти системы описаны подробно.
- Метод склона
- Метод звезда-дельта
- Метод с четырьмя потенциалами (метод Веннера)
(a) Метод наклона
Этот метод подходит для использования с крупными системами заземления, такими как заземления подстанции питания. Он включает в себя проведение нескольких измерений сопротивления в различных системах заземления для разделения электродов напряжения и последующего построения кривой изменения сопротивления между землей и током.
Используя этот метод, можно рассчитать теоретическое оптимальное расположение электрода напряжения и, следовательно, от кривой сопротивления вычислить истинное сопротивление.
Дополнительные усилия по измерению и вычислению обычно приводят к тому, что эта система используется только с очень большими или сложными системами заземления.
Потенциальные места зондирования для использования метода наклона (цифра: Whitham D. Reeve)
Полную информацию об этом методе см. В документе 62975, написанном доктором Г. Ф. Таггом, взятом из материалов тома 117 IEE, № 11, ноябрь 1970 года.
NETA WORLD TechTips 'Slope Method' by Jeff Jowett AVO International:
Скачать документ
(б) Метод «звезда-дельта»
Этот метод хорошо подходит для использования с большими системами в застроенных районах или на скалистой местности, где может быть трудно найти подходящие места для испытательных электродов, особенно на больших расстояниях по прямой.
Используются три испытательных электрода, установленные в углах равностороннего треугольника с земной системой посередине, и проводятся измерения общего сопротивления между соседними электродами, а также между каждым электродом и системой заземления.
Используя эти результаты, выполняется ряд расчетов, и можно получить результат для сопротивления земной системы. Этот метод, разработанный У. Хаймерсом, подробно описан в «Электрическом обзоре», январь 1975 г.
NETA WORLD TechTips «Испытание земли в сложных условиях» Джеффри Р. Джоуэта (Megger):
Скачать документ
(c) Метод четырех потенциалов (метод Веннера)
Этот метод помогает преодолеть некоторые проблемы, связанные с требованием знать электрический центр испытываемых систем заземления.
Этот метод аналогичен в соответствии со стандартным методом падения потенциала, за исключением того, что ряд измерений проводится с электродом напряжения в разных положениях, и для расчета теоретического сопротивления системы используется набор уравнений.
Основной отход с помощью метода «Четыре потенциала» заключается в том, что, как и при методе падения потенциала, он может потребовать чрезмерных расстояний для разделения электродов, если измеряемая система заземления велика.
NETA WORLD Тестирование наземного сопротивления TechTips: четыре метода потенциала Джеффри Р. Джоуэта (Megger):
Скачать документ
Ссылка // Методы заземления с помощью технологий молнии и всплесков