В прошлой статье мы рассмотрели, как организовать заземление, как выбрать подходящую конструкцию, а также, как определить тип почвы. Однако, этого мало для правильно спроектированного заземляющего устройства. Ведь даже на первый взгляд, весьма незначительная ошибка может привести к необходимости переделывать всё заново. Либо доделывать.
Как рассчитать все параметры?
Без правильно выполненных расчётов невозможно подобрать нужное количество вертикальных электродов. Что же для этого нужно?
Для начала следует определить сопротивление почвы, на участке, где предстоит установка заземляющего устройства. Рассмотрим, к примеру, такую ситуацию. Тип грунта на участке — влажный чернозём. Имеется материал для заземлителя — сталь чёрная, профиль сечения — круглый, диаметр — 16 мм.
Требуется рассчитать сопротивление для искусственного заземлителя, который будет расположен вдоль забора, в виде полосы. Необходимые параметры возьмём из уже знакомых нам таблиц.
Однако, тут есть засада. Дело в том, что расчёт ведётся по формам, в которых применяются десятичные или натуральные логарифмы. Придётся вспоминать студенческие годы.
Хорошая новость! Есть и другие способы, без логарифмов. Самый простой из них — произвести расчёт при помощи бесплатного онлайн-калькулятора.
Заносим наши параметры.
Жмём кнопку «Рассчитать контур заземления» и получаем результат.
Как же интерпретировать полученный результат? Это достаточно для нормальной работы или нужно выбрать другие параметры?
Какое значение сопротивления является нормой?
Разумеется, что в таком важном вопросе не следует доверять авторитетному мнению «специалистов» и «диванных экспертов», а руководствоваться значениями, указанными в нормативно-технической документации.
Требуемые нам значения сопротивления можно найти в таблице 1.8.39 п. 1.8.39 Правил устройства электроустановок и в таблице 36 приложения №3 Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей.
Наш случай – пункт 3.
Из таблицы следует, что сопротивление ЗУ без подключения к ГЗШ должно быть не более 30 Ом, а с подключением – не более 4 Ом.
Делаем вывод, что полученный при расчётах результат полностью удовлетворяет требованиям нормативно-технической документации. Также следует учесть, что полученный результат — сопротивление заземляющего устройства без подключения к главной заземляющей шине. После подключения сопротивление снизится, так как к шине будет подключён нулевой проводник от линии электропередач.
Проверка на практике
Результат, полученный на практике, может отличаться от данных, полученных расчётным путём. Однако, проверить это можно только, если сделать заземляющее устройство.
Используя полученные данные, копаем траншею, заглубляем вертикальные заземлители, а затем соединяем их при помощи горизонтального электрода.
Соединять можно как при помощи сварки, так и при помощи обжимных муфт.
После соединения электродов траншею можно засыпать, оставить только крайний электрод.
Для подключения к главной заземляющей шине можно использовать медный многожильный проводник, сечение которого составляет больше 10 мм2.
Однако, подключать этот вывод к главной заземляющей шине не стоит. Ведь перед этим, сопротивление заземляющего устройства нужно проверить.
Для таких целей есть специальные приборы, пользоваться которыми должен персонал, прошедший обучение. Поэтому для единичных замеров следует обратиться в специализированную организацию.
Конечно же, следует быть готовым и к отрицательным результатам. Что делать в таком случае? Всё просто — продолжаем копать траншею и забиваем ещё вертикальные электроды, а затем соединяем их между собой. После этого повторяем замеры.
Заключение
При создании заземляющего устройства неизбежно могут возникать разные проблемы, которые нужно решать. Однако, конечный результат — обеспечение требуемых значений сопротивления. Здесь нельзя полагаться на «авось», ведь допущенные ошибки при проектировании, расчётах, создании и при проведении проверок, могут привести к большой беде.
Статьи на тему заземления и безопасности:
Также думаю, будет интересно видео:
————————————
Подписывайтесь на Дзен СамЭлектрик.ру и делитесь опытом в комментариях!
Также жду вас на блоге www.SamElectric.ru и в группе СамЭлектрик.ру в ВК!
Внимание! Автор не гарантирует, что всё написанное на этой странице – истина. За ваши действия и за вашу безопасность ответственны только вы!
Измерение сопротивления заземления
Измерение сопротивления контура заземления и заземляющих электродов
Когда электрическая изоляция токоведущих частей неожиданно выходит из строя, вступает в действие защитное заземление. Его наличие необходимо, чтобы предотвратить поражение человека электротоком при случайном прикосновении в ранее изолированным элементам электрической цепи, с нарушенной изоляцией.
В случае несрабатывания защитного отключения, оборудование остается под напряжением короткого замыкания. Исправное заземление обеспечит стекание тока через металлосвязь в контур заземления. таким образом человек, случайно коснувшийся корпуса оборудования под напряжением останется жив.
К элементам защитного заземления относятся заземление грозозащиты, заземления нейтралей трансформатора, заземляющий контур электроустановки. Все они обеспечивают высокую чувствительность и быстродействие релейной защиты.
Заземляющие устройства – это ответственные элементы электрической системы. Состоят из трех необходимых составляющих:
- Грунт – электропроводность оценивается удельным сопротивлением между плоскостями частиц грунта, измеряется в омо-сантиметрах. Показатель зависит от увлажненности и температуры грунта.
- Заземляющие электроды (заземлители). Это одинарный заземлитель или группа, составляющая контур заземления. Характеризуется сопротивлением растеканию тока (сопротивлением грунта току растекания на определенном участке его действия. Участок – это область вокруг электрода, для одиночного заземлителя область растекания тока примерно равна 20 метров. На границе участка плотность тока очень мала, там потенциал земли почти не зависит от тока, который стекает с электрода, вне участка он равен нулю (0). Сопротивление электрода зависит от глубины его залегания, формы (пластина, штырь круглого или прямоугольного сечения) количества, размеров, способа соединения контура, удельного сопротивления грунта.
- Стальные проводники на поверхности почвы или металлосвязь, обеспечивает соединение между электродами и электрооборудованием. Характеризуются механической прочностью сварки, надежного болтового соединения и значением электрического сопротивления от объекта до контура заземления.
В ПУЭ раздел 1.7.55 говорится, что заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категории должны быть общими.
Методы тестирования заземления
Существуют три способа измерить сопротивление заземления
- Компенсационный метод.
- Мостовой метод.
- Метод амперметра –вольтметра.
Первые два метода в силу своей сложности, требования дополнительного оборудования, а из-за возможных неточностей в результатах, применяются не часто.
Наиболее популярный метод амперметра-вольтметра. В его основе лежит закон Ома R = U/I где сопротивление участка цепи, на котором при протекании электрического тока создается падение напряжения.
Измерение производят следующими способами:
- Измерение сопротивления грунта (с использованием заземлителей-электродов)
- Измерение падения напряжения (с применением электродов)
- Выборочным измерением (используют один комплект клещей и электродов)
- Безэлектродным методом (клещами)
Схемы некоторых востребованных методов измерения сопротивления заземления, см. ниже в галерее:
Зачем тестировать сопротивление заземления
Измерить сопротивление заземляющего контура или отдельного заземлителя помогает:
- Определить проблему опасности от перенапряжения до ее возникновения
- Определить проблемы связанные с качеством электроэнергии, зависимое от качества заземления
- Обеспечить защиту от перенапряжений возникающих в результате импульсного грозового перенапряжения
- Измерение сопротивления заземления взводит в обязательный перечень проверок комплекса профилактических и приемо-сдаточных испытаний.
Для измерения сопротивления заземляющего контура используем прибор METREL МР-8.
В комплект входят дополнительные провода, 2 штыря. Черный провод идет на токовый (дальний) электрод. Зелёный идет на ближний электрод – потенциальный. Синий провод – измерительный. При желании можно использовать для наращивания длины.
Методы проверки сопротивления заземляющего контура:
- Измерение сопротивления грунта с помощью электродов
- Измерение падения напряжения с помощью электродов
- Выборочное измерение с помощью комплекта клещей и электродов
- Безэлектродное заземление с помощью клещей
Факторы влияющие на сопротивление заземления
Для того, чтобы изначально при проектировании заземление удовлетворяло нормам стандарт NEC предъявляет соблюдение обязательных требований.
Качества, которыми должен обладать заземлитель
Минимальная длина заземляющего электрода необходимая для лучшего контакта с почвой – 2,5 м.
Существуют четыре переменные, которые влияют на сопротивление наземной системы:
- Длина или заглубление заземляющего электрода – удвоить длину, уменьшить сопротивление грунта на 40%, что зависит от типа грунта.
- Диаметр электрода – удвоенный размер, снижает сопротивление заземления на 10% не более.
- Количество заземляющих электродов, основное количество требует использования дополнительных электродов, равных глубине заземляющих электродов.
- Конструкция системы заземления – одиночный электрод заземления на пластину заземления.
В реальных условиях земля имеет многослойное строение. Для практических расчетов достаточно представляем землю в виде двухслойной структуры.
Во многих случаях удельное сопротивление нижнего слоя ниже сопротивления верхнего слоя, поэтому целесообразно использование заглубленных (от 5 до 10 м ) и глубинных (свыше 10 м) заземлителей, что приводит к экономии средств, труда и материалов.
Формулы расчета заземляющих электродов, см. ниже в галерее:
- Формула для расчета одиночных заземлителей в однородном грунте
- Расчет простейших заземлителей
- Минимальное сечение защитных проводников
Главное условие для создания эффективного заземления
Важный фактор, который влияет на создание качественного заземления – это измерение сопротивления грунта.
Цель сопротивления грунта является количественная оценка эффективности почвы, в которую будут заглублены электроды, где будет установлена система заземления.
Измерение сопротивления грунта – наиболее необходимое условие для определения конструкции заземляющего контура.
На сопротивление грунта влияет – все: состав почвы, содержание влаги и температура земли.
Что такое сопротивление растекания контура заземления
Показатель определяется как величина препятстсвующая растеканию электрического тока в земле, поступающего в неё через заземлитель. Измеряется в Ом и должно иметь минимально низкое значение.
Представим себе два штыря-электрода, расположенные на некотором расстоянии друг от друга и соединенные последовательно.
1-й штырь размещается возле электроустановки, где произошло замыкание на «землю»
2 штырь – это электрод куда стремится, стекающий в «землю», ток.
Плотность тока вокруг забитых в землю электродов на всем пространстве различается, наибольшая плотность тока непосредственно рядом со штырями. Далее он разбегается по очень большой поверхности. его практически невозможно обнаружить.
Зона, расположенная на некотором расстоянии от заземляющего устройства, где обнаружить падение напряжения не удается, называется зоной нулевого потенциала.
Измерение и расчет сопротивления растеканию тока
Сопротивление каждого конкретного заземлителя распределено до границы зоны нулевого потенциала. Особенность в измерении сопротивления растеканию тока в том, что стекаемый в землю ток создает между точкой входа в землю и зоной нулевого потенциала определенное падение напряжения.
Отношение падения напряжения к току, который его вызывает и будет сопротивлением растеканию. Для измерения и расчета воспользуемся методом амперметра-вольтметра.
Суть метода в том, что на определенном расстоянии в грунт заглубляют два дополнительных электрода.
- Токовый электрод, а между ним и заземляющим устройством, где-то посредине забивают потенциальный электрод.
- Через токовый электрод и заземляющее устройство проходит ток, на потенциальном электроде проводят измерение падения напряжения.
- Прибор выдает значение. Весь вопрос в том на каком расстоянии надо забивать дополнительные электроды. Расположение измерительных электродов оказывает решающее значение на результат в измерении и считается главным измерением.
Минимальное расстояние между проверяемым заземлителем и токовым электродом – 5D (где D – это наибольшая диагональ контура заземления.
Между потенциальным электродом и токовым она составляет – 40 м. Однако при сложных заземлительных контурах на измерение затрачивается очень много времени, в некоторых случаях возникают погрешности, так как определить среднюю точку контура заземления часто очень трудно.
Для более точного измерения применяют схему, где заземлители длиной – 6 метров. Для них расстояние принимают не менее 3D, где d – длина вертикального заземлителя.
Погрешность измерения относительная, обеспечена небольшими расстояниями и не превышает 5%.
Метод амперметра-вольтметра в качестве оценочной проверки заземления
Метод амперметра вольтметра для измерения сопротивления заземления заключается в использовании баластного сопротивления. Хотя подобные способ больше применяется для частного сектора. В основном для метода используют трансформатор. Когда-то для подачи тока в заземляющий контур использовали сварочный трансформатор.
Нужно понимать, что при измерении малого сопротивления обыкновенным прибором применить безопасное напряжение не получиться. Так как на испытываемом заземлителе будет очень малое напряжение соизмеримое с напряжением, создаваемым на нем посторонними токами в земле.
ВАЖНО. Оградить район, где будет происходить выполнение замера. Это нужно для безопасности людей и животных, случайно попавших в зону исследований.
Питание схемы от сети недопустимо. Потому как сети в местах с ослабленной изоляцией могут дополнительно соединяться с землей, что вызывает погрешности измерения.
Для измерения сопротивления заземления частного дома берем балластное сопротивление. Можно использовать мощную лампу накаливания или ТЭН. Для того чтобы измерить очень маленькое сопротивление по нему надо пропустить большой ток. Он должен создать ощутимое падение напряжения. Амперметр и вольтметр присоединяем к объекту испытания отдельными проводами. Это важно для того, чтобы предотвратить повреждение вольтметра, если при случайном отключении проводов, он окажется под напряжением трансформатора.
Сопротивление подключается между фазным проводником дома и заземляющим устройством. Ток через сопротивление проходит через заземляющее устройство и далее на подстанцию откуда запитан дом, в ее нейтраль.
Далее надо померить напряжение на балластном сопротивлении отнять результат от значения напряжения в сети получить напряжение на заземляющем устройстве. Полученный результат поделить на ток и получить сопротивление.
Rизм = Ux – ∆U/I < Ux / I формула измерения и расчета
Руководствуясь ПУЭ гл. 1.7.26. Сопротивление заземляющего устройства – это отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю.
Все правильно! Однако ток замыкается на нейтраль, а вычисляемое напряжение будет между нейтралью и заземляющим устройством. Существует еще заземляющее устройство нейтрали. Также есть заземляющие устройства повторных заземлителей нулевого проводника. Поэтому результаты не всегда точные. В качестве заземлителя можно взять естественный заземлитель в виде трубы водяной скважины. Длина составляет 15 метров. Диметр – 100 мм.
По ГОСТ Р 50571.5.54 – 20013/МЭК 60354-5-54:2011
Исходя из формулы расчета сопротивления заземляющего электрода, например, для суглинистой почвы. 100/20=5 (R=ρ/L)
Примечание.
В случае обнаружения напряжения более высокого значения от постороннего источника, принимают меры по его устранению. Например, отключают электросварку или изменяют направление разноса электродов, то есть пропорционально увеличивают все расстояния или увеличивают силу измерительного тока, уменьшая сопротивление токового электрода для повышения напряжения на испытуемом электроде.
Важные дополнения и особенности метода измерения амперметр-вольтметр
- При использовании метода амперметр-вольтметр на заземлитель подается ток, который создает шаговый потенциал, опасный для людей и животных.
- Кроме того, этот метод не рекомендуется использовать в районах с густой застройкой. Велика вероятность что-то не учесть, какой-то контур заземления можно забыть или есть вероятность занести в другой дом потенциал, например, по трубе отопления.
- Фаза откуда вы берете напряжение не должна быть с УЗО. Иначе сеть отключится.
- Для замера используем Метрел М3102. Устанавливаем два электрода. Соединяем их в цепь. И включаем прибор. Пояснение. Для правильного замера надо отключить скважину или любую другую нагрузку.
- С подключением амперметра и вольтметра, а также балласта в виде сопротивления чайника, можно получить приближенное значение сопротивления. Почему оно не будет точным расчетному. Потому как кроме того, что в расчет берется падение напряжения заземляющего устройства дома, существует падение напряжения в сторону подстанции плюс падение напряжения самой подстанции.
Учет сезонных изменений сопротивления заземлителя
На сопротивление заземляющего электрода влияет удельное сопротивление грунта в период сезонных изменений. Наивысшее значение сопротивления заземляющего электрода составляет летом при высыхании грунта и зимой в самое холодное время в период наивысшего промерзания почвы.
Для того, чтобы получить максимально предельное сопротивление, полученный результат при измерении умножаем на сезонный коэффициент заземлителя. Коэффициенты отличаются в зависимости от влажности:
- К1 – коэффициент для измерений в период наибольшего увлажнения грунта в следствии обильного выпадения осадков.
- К2– средняя влажность грунта и нормальное количество осадков
- К3 – сухой грунт и минимальное количество осадков.
На коэффициент влияют:
- Тип и размер заземляющего электрода
- Глубина монтажа заземлителя
- Тип прокладки заземлителя поверхностный или углубленный.
Заземлитель эффективен при более высокой проводимости грунта, в котором он находится. Эффективность заземлителя при правильном выборе его расположения может быть повышена в 3—5 и более раз.
При проводимости нижнего слоя в 3—10 раз больше, чем верхнего, следует применять более длинные трубы, причем одна такая труба может быть эффективнее труб меньшей длины.
Для полосовых заземлителей решающее значение приобретает глубина заложения полосы. При соответствующей глубине заложения одна короткая полоса по своей проводимости может оказаться эквивалентной полосе, в 4 раза большей длины
Протяженность времени эксплуатации одиночных действующих эаэемляющих электродов и способы проделения работы
Металлические заземлители, размещенные в грунте непрерывно подвергаются коррозийному воздействию. В особо неблагоприятных условиях расположено рабочее заземление. Через него движутся рабочие токи постоянного направления, по которому они стекают в грунт.
К заземляющим устройствам, в которых заземляющие электроды подвергаются усиленной коррозии, по большей части относятся пункты и кабельные линии связи:
- заземления установок дистанционного питания усилительных пунктов на кабельных и воздушных линиях связи по
- системе «провод—земля»;
- заземления установок дистанционного питания постоянным током радиоузлов радиотрансляционной сети;
- заземления катодных установок на кабельных линиях связи для защиты оболочек кабелей от коррозии;
- заземления телеграфных станций, работающих. по однопроводным цепям;
- заземления телефонных станций с центральной батареей.
Таким образом заземление установок ‘подвергаются электрической коррозии. Особенно это касается заземлителей, соединеных с положительным полюсом источника тока.
Стальные трубы, сплошные стержни, независимо от формы и сечения, которые служат заземлителями, постепенно разрушаются токами, стекающими с них в грунт. Со стальных труб 1 Ампер тока уносит в год практически от 9 до 10 кг металла .
Конструкция заземляющего устройства, исходя из нормы общего сопротивления, должна быть проверена на долговечность, т. е. на срок возможной эксплуатации этого устройства. За предельный срок эксплуатации заземлителя можно принять такой срок, по истечении которого вес каждого заземлителя снизится до 0,25 первоначального веса.
Зачастую время эксплуатации может быть очень малым и незначительным – 3 – 8 лет. Опыт показывает, что целесообразно заземлить устройство так, чтобы заземление работало без замены электродов не менее 15 лет. Это может быть достигнуто с помощью забивки дополнительных электродов к тем, которые были определены из условия соблюдения нормы заземления.
Значительного увеличения срока службы заземлителей можно достигнуть, если использовать в качестве прослойки между основным грунтом и металлом электрода – коксовую мелочь. Исследования показывают, что в этом случае при втекании электрического тока с электрода в грунт процесс разрушения электрода от электролитической коррозии резко замедляется.
Иными словами, срок службы заземлителя, состоящего и электродов, в коксовой мелочи увеличивается (при диаметре коксовой прослойки У каждого электрода 0,25 м) не менее чем в 5-10 раз
Протокол измерения сопротивления заземляющего устройства
Протокол, как официальный документ фиксирует информацию о времени проведения проверки, полученный результат, приборы, которые применяли для замеров с датой их испытания, его диапазон измерения и класс точности измерительного устройства.
В заключении подводят итоги измерения. Если результат удовлетворительный, то указывается возможность дальнейшей эксплуатации сети без принятия дополнительных мер, а если нет – список необходимых действий для улучшения контура заземления.
Измеренения сопротивления заземлителей производят в комплексе с приемо-сдаточными испытаниями объекта.
Измерения выполняют при нескольких положених потенциального электрода на различном расстоянии от токового электрода, от 0,1L до 0,9L.
В протоколе указаны приборы с помощью, которых производились измерения, в нашем случае это ИС-10 измеритель сопротивления заземления.
Вопросы и ответы
Что такое поправочный коэффициент для электролитического заземления
Поправочный коэффициент (С) нужен при расчете электролитического заземления.
Производится как расчет обычного горизонтального электрода в виде трубы, имеющей длину 2,4 метра с учетом влияния электролита на окружающий грунт (коэффициент С).
Формула расчёта сопротивления заземления одиночного горизонтального электрода с добавлением поправочного коэффициента:
Коэффициент C может изменяться от 0,5 до 0,05.
Со временем он уменьшается, потому что электролит проникает в грунт на значительный объем, при это повышая свою концентрацию.
Обычно через полгода он составляет 0,125 выщелачивания солей электрода в плотном грунте и через 0,5 – 1 месяц выщелачивания солей электрода в рыхлом грунте. Процесс можно ускорить путем добавления воды в электрод вот время монтажных работ
Где брать поправочный коэффициент и для чего он нужен
Поправочный коэффициент учитывает изменение удельного сопротивления грунта в зависимости от климатического района.
Он учитывается при расчете суммарных сопротивлений
Кв=1,45 – поправочный коэффициент (для вертикальных заземлителей), учитывающий изменение удельного сопротивления грунта в зависимости от климатического района, см. табл.7.7 справочника Барыбина.
Кг=3,5 – поправочный коэффициент (для горизонтальных заземлителей), учитывающий
изменение удельного сопротивления грунта в зависимости от климатического района, см.
табл.7.7 справочника.
Можно ли сделать проверку заземления обычным мультиметром
Можно произвести замеры в нескольких точках, после этого рассчитать сопротивление току растекания. Но мультиметр – не самая точная техника. Результат будет приблизительным, а электролаборатория на основе этих показаний не может выдать стандартный акт о измерениях.
Можно ли использовать в качестве заземлителя винтовые сваи
Винтовые сваи покрыты полимерной защитой от коррозии и хотя нормативные акты не имеют точных указаний по применению винтовых свай в качестве контура заземления, ЭТЛ не рекомендует использовать их в качестве электродов заземлителей так как полимер выступает диэлектриком, то характеристики тока растекания будут ниже, чем надо.
Какое заземление надежнее глубинное или контурное?
Нормативные Акты и ГОСТ допускают применение обоих типов заземления. Выбор производится в зависимости от параметров грунта. Главное, чтобы характеристики заземления отвечали ГОСТ.
Что включают требования к заземлителю бытовых электрических розеток.
Каждая розетка должна быть заземлена отдельным проводником. Это требование ПУЭ, следуя ему, даже при обрыве одного проводника, остальные розетки будут функционировать.
Что такое сопротивление растекания контура заземления
По определению из учебника, цитируем: «Сопротивление заземления (сопротивление растеканию электрического тока) определяется как величина «противодействия» растеканию электрического тока в земле, поступающего в неё через заземлитель. Измеряется в Ом и должно иметь минимально низкое значение»
Представьте себе два штыря на расстоянии друг от друга. Один штырь – возле электроустановки, где произошло замыкание на «землю». Второй штырь расположен у ТП, куда стремится стекать ток. Наибольшая плотность тока в районе штыря, который расположен непосредственно возле электроустановки. Дальше ток разбегается по большой поверхности, но практически не выявляется. Площадь, расположенная на удалении от заземляющего устройства, где падение напряжения обнаружить не удается, называют зоной падения нулевого потенциала. До этой зоны расположены зоны растекания. Они требуют повышенного внимания при измерении. Ток, который стекает с заземляющего устройства создает между точкой входа в землю и зоной нулевого потенциала падение напряжения.
Отношение падения напряжения к току, который его вызывает, есть сопротивления растекания. Rз=Uз/iз, Ом. Мы измеряем с помощью метода амперметр/вольтметр.
Как вы измеряете сопротивление заземления
Мы измеряем переходное сопротивление заземления с помощью метода амперметр/вольтметр.
Забиваем два электрода: токовый и потенциальный, через токовый электрод и ЗУ прогоняется ток. Потенциальный электрод измеряет падение напряжение между ЗУ и точкой, где находится токовый электрод. Прибор производит необходимые вычисления и выдает результат.
Расстояния между электродами выбираем согласно инструкции к прибору, которым производим измерения.
В нашем случае устройство испытания, с которыми мы работаем – это может быть измеритель сопротивления заземления М416, либо другой имеющийся. В настоящее время мы чаще всего имеем дело с Metrel MI 3105, кстати, в комплект к Метрелу идут два провода каждый длинной по 20 м.
Нужно ли отключать измеряемые заземляющие устройства от общей цепи
Нет, мы не отключаем.
Мы руководствуемся нормами ПУЭ-7 глава 1.7. Заземление и защитные меры. Нормы сопротивления для одинокого заземлителя одни, нормы для нейтрали трансформатора другие. Постараемся объяснить почему не рекомендуется отключать, для получения объективных результатов.
Когда мы измеряем отдельно стоящее заземляющее устройство связанное, например, с заземляющим устройством повторного заземления PEN (нулевого) проводника, который в свою очередь связан с повторными заземлителями на опорах ВЛ, если они есть и с ЗУ питающей подстанции. От ЗУ нейтрали трансформатора может быть присоединено большое количество других ЗУ. При измерении, ток от прибора идет не только в измеряемое ЗУ, но и в каждое связанное с PEN-проводником устройство. В этом случае общее сопротивление получается заниженным.
Однако для того, чтобы измерить определенное ЗУ, задайте себе вопрос, а можете вы отключить заземляющее устройство без погашения подстанции 6(10)-0,4 кВ. От нейтрали трансформатора подсоединяется все то, что выходит и из РУ, и с высокой стороны.
Чтобы обезопасить себя, надо и с высокой стороны снять напряжение. Может произойти такое явление, как кз с высокой стороны, которое определит ли защита – большой вопрос. Даже если определит, то защита работает на сигнал не на отключение. Представьте себе, что напряжение с высокой стороны не снято, вы произвели измерение и отправились включать трансформатор, а в РУ образовался шаговый потенциал.
Сезонные коэффициенты, как они влияют на измерения, где их найти
Коэффициенты измерения есть в старых правилах ПТЭЭП вместе с ПТБ при эксплуатации электроустановок потребителей. 1987 года издания. Сейчас изданы методические указания по расчету сопротивления заземления. Ведь никто не будет ждать протокол до лета, если контур заземления забит зимой.
В ПТЭЭП – это «Учет сезонных изменений сопротивления заземлителей». Глава гласит: «Сопротивление зависит от величины удельного сопротивления земли в слое сезонных изменений». Для получения максимально возможного на протяжении года сопротивления заземлителя, измеренную в данный момент величину сопротивления заземлителя следует умножить на сезонный коэффициент заземлителя К.
«В зависимости от влажности земли в слое сезонных изменений принимают коэффициенты: К1– когда измерение производится при влажном грунте или моменту измерения предшествовало выпадение большого количества осадков.К2 – в случае измерения при средней влажности грунта и нормальном кол-ве осадков.К3 – при сухом грунте».
Нормативные документы
Статья измерение сопротивления заземления
Стандарты и справочная литература под редакцией опытных проектировщиковщиков в эбласти электроэнергетике, предложенные в разделе нормативных документов предназначены для обоснования правильного выбора, грамотного монтажа по надлежащим требованиям и паспортным характеристикам.
Документы и предложенные правила государственных стандартов гарантируют достоверность испытаний и измерений, определяет насколько правильно выполнен монтаж электрооборудования. Благодаря информации, которая содержится в литературе проектировщику, энергетику, испытателю электрооборудования, а также потребителю становится ясно ухудшилась ли работоспособность электрооборудования, что нужно для повышения его эффективности.
Измерение сопротивления контура заземления
Содержание
- 1 Испытания заземления
- 2 Чем измеряют заземление
- 3 Как нужно измерять сопротивление
- 4 Нормы для каждого из типов
- 5 От чего зависит сопротивление заземления
- 6 Формула расчета
- 7 Итоги и выводы
- 8 Видео по теме
При использовании электрических приборов всегда существует риск поражения электрическим током. Эта вероятность происходит из свойств упорядоченного потока заряженных частиц: он проходит через тот участок цепи, в котором сопротивление имеет минимальное значения. В разное время производители приборов и комплектующих пытались бороться с этим и обезопасить человека от вредного или даже смертельного воздействия тока. Но в конечном итоге наиболее простым и надежным остается заземление.
Заземление применяется на промышленных предприятиях и в загородных домах. Особую роль оно играет в случае, когда мощность прибора превышает критические значения. Человеку достаточно получить удар силой 0.1 ампера, чтобы гарантированно погибнуть. Также не стоит забывать, что даже исправное оборудование может служить источником опасности. Это может случиться из-за разряда молнии и по некоторым другим причинам. Следовательно, к вопросу установки заземления стоит подходить ответственно и учитывать все нюансы.
Испытания заземления
Существует множество споров по поводу монтажа заземления и норм растекания тока по нему. Но в одном специалисты сходятся абсолютно единогласно — проверять качество установленного контура должен проверять специалист. Эта процедура позволит быть уверенным с правильном монтаже заземления в доме и позволит обезопасить себя и близких от опасного воздействия электрического тока. Испытания проводятся как на предприятиях, где часто работают генераторы и двигатели высокой мощности, так и в частных домах — измерение сопротивления заземления делается одним и тем же способом.
Существует две основных разновидности испытаний: приемо-сдаточные и эксплуатационные. Первые проводятся в случаях, когда установка (или участок сети) уже полностью смонтированы и готовы к непосредственному использованию. Перед тем, как измерить сопротивление заземления, определяют, готов ли контур к поглощению токов в случае необходимости и соответствуют ли его параметры заявленным требованиям. Помимо всего прочего, необходимо регулярно контролировать, чтобы установленное заземление не теряло своих свойств с течением времени. Для этого проводятся эксплуатационные испытания — специалист проверяет готовый участок сети, который уже используется. Для осуществления такой процедуры нужно освободить сеть от потребителей, так что весь процесс требует небольшой подготовки.
Чем измеряют заземление
Для измерения этой величины применяется омметр — прибор, который изменяет сопротивление. При этом устройств для определения сопротивления заземления должны иметь определенные характеристики. Самая главная: очень низкая проводимость на входе. Диапазон измерений у таких приборов крайне небольшой: обычно он составляет от 1 до 1000 Ом. Точность измерения в аналоговых приборах не превышает 0.5–1 Ом, а в цифровых — до 0.1 Ома.
Несмотря на повальное распространение китайских и европейских приборов, самым популярным остается М416, разработанный еще в СССР. Устройство имеет четыре диапазона измерения: от 0 до 10 Ом, от 0.5 до 50, от 2 до 200 и от 100 до 1000. Работает прибор от трех «пальчиковых» батареек. Несмотря на это, мобильным его назвать трудно — размеры корпуса не слишком комфортны.
Более продвинутой версией является Ф4103 — промышленный омметр с большим входным сопротивлением. Он еще менее транспортабельный, но имеет большее количество диапазонов измерения. Большой плюс такого прибора: работа с огромным диапазоном сигналов (от постоянного и пульсирующего тока — до переменного с частотой 300 Гц). Также порадует пользователя и диапазон рабочих температур: от –25 до 55 градусов по Цельсию.
Как нужно измерять сопротивление
Существует два документа, которые регламентируют нормы сопротивления заземления в контуре и другие показатели. Первый — ПУЭ (Правила устройства электроустановок), на которые опираются при проведении приемо-сдаточного контроля. Эксплуатационные замеры же должны соответствовать Правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП).
В обеих сводах правил существует разделение контуров на несколько типов — их нужно учесть до того, как измерить сопротивление заземления. Они отличаются в зависимости от напряжения, которое используется в сети и разновидности цепи. Всего имеется три типа контуров:
- Для подстанций и пунктов распределения, в которых напряжение не превышает 1000 вольт (вне зависимости от того, используется в сети переменный ток или постоянный).
- Для воздушных ЛЭП (линий электропередач), которые передают ток напряжением менее 1000 вольт.
- Для электроустановок с таким же максимально допустимым напряжением, использующимся в промышленных или бытовых целях.
Нормы для каждого из типов
Для того, чтобы понять, какие нормативные и эксплуатационные показатели должны быть для каждого из типов:
- Для электрических установок. Проводить измерения сопротивления заземления нужно в непосредственной близости к подстанции. В зависимости от нагрузки, этот показатель может составлять 60, 30 или 15 Ом. Также стоит учитывать естественные заземлители — для них эти величины должны равняться 8, 4 или 2 Ома соответственно. Все три величины зависят от напряжения в сети. 60 и 8 Ом допускаются для однофазной сети в 200 вольт. 30 и 4 Ом — для трехфазной с напряжением 380 вольт. Минимальные значения (15 и 2 Ома) — для 660 вольт. В ходе эксплуатации сопротивление заземляющего контура также не должно падать ниже показателей, описанных в абзаце выше.
- Для пункта распределения или подстанции. Для установок с напряжением выше 100 киловольт (100 тысяч вольт) проводимость заземления при сдаче сети и при ее эксплуатации также остается неизменной и составляет 0.5 Ома. При этом обязательными требованиями при проверке являются глухой тип заземления и подключенная к нейтральному контуру. Также существуют нормы и для менее мощных установок, в которых напряжение лежит в пределах между 3 и 35 киловольт. В таком случае нужно 250 делить на расчетный ток замыкания в землю — результирующее значение будет необходимым сопротивлением в Омах. Показатель, согласно ПТЭЭП, не должен превышать 10 Ом в любом случае.
- Для воздушных линий электропередач. Рассчитывается в зависимости от проводимости грунта, на котором стоят опоры ЛЭП:
- для грунта с удельным сопротивлением менее 100 Ом на метр — 10 Ом;
- с удельным сопротивлением 100…500 Ом на метр — 15 Ом;
- с удельным сопротивлением 500…1000 Ом на метр — 20 Ом;
- с удельным сопротивлением 1000…5000 Ом на метр — 30 Ом.
Для ЛЭП с напряжением тока менее 1000 вольт — до 30 Ом (для опор с защитой от попадания молнии). В ином случае сопротивление должно быть 60, 30 или 15 Ом для сетей с напряжением до 660, 380 или 220 вольт соответственно.
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:
- 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.
- 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.
- 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.
Формула расчета
Формула расчета сопротивления заземления одиночного вертикального заземлителя:
где:
ρ — сопротивление грунта на единицу длины (Ом×м)
L — протяженность заземлителя (в метрах)
d — ширина заземлителя (в метрах)
T — расстояние от поверхности земли до середины заземлителя (в метрах)
Для электролитического заземления:
Формула расчета сопротивления заземления одиночного горизонтального электрода с добавлением поправочного коэффициента:
где:
ρ — сопротивление грунта на единицу длины (Ом×м);
L — протяженность заземлителя (в метрах);
d — ширина заземлителя (в метрах);
T — расстояние от поверхности земли до середины заземлителя (в метрах);
С — относительное содержание электролита в окружающем грунте.
Коэффициент C варьируется от 0.5 до 0.05. Со временем он уменьшается, так как электролит проникает в грунт на больший объем, при это повышая свою концентрацию. Как правило, он составляет 0.125 через 6 месяцев выщелачивания солей электрода в плотном грунте и через 0.5–1 месяц выщелачивания солей электрода в рыхлом грунте. Процесс можно ускорить путем добавления воды в электрод при монтаже.
Расчетное удельное электрическое сопротивление грунта (Ом×м) — параметр, определяющий собой уровень «электропроводности» земли как проводника, то есть как хорошо будет растекаться в такой среде электрический ток от заземлителя.
Это измеряемая величина, зависящая от состава грунта, размеров и плотности прилегания друг к другу его частиц, влажности и температуры, концентрации в нем растворимых химических веществ (солей, кислотных и щелочных остатков).
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.
Видео по теме
Расчет заземляющих устройств сводится главным образом к расчету собственно заземлителя, так как заземляющие проводники в большинстве случаев принимаются по условиям механической прочности и устойчивости к коррозии. Исключение составляют лишь установки с выносным заземляющим устройством. В этих случаях рассчитывают последовательно сопротивление соединительной линии и сопротивление заземлителя, чтобы суммарное сопротивление не превышало расчетного.
Расчет сопротивления заземлителя проводится в следующем порядке:
1. Устанавливается необходимое по ПУЭ допустимое сопротивление заземляющего устройства 
. Если заземляющее устройство является общим для нескольких электроустановок, то расчетным сопротивлением заземляющего устройства является наименьшее из требуемых.
2. Определяется необходимое сопротивление искусственного заземлителя с учетом использования естественного заземлителя, включенного параллельно, из выражений
или
где 
— расчетное сопротивление заземляющего устройства по п. 1; 
— сопротивление искусственного заземлителя; 
— сопротивление естественного заземлителя.
3. Определяется расчетное удельное сопротивление грунта с учетом повышающих коэффициентов, учитывающих высыхание грунта летом и промерзание его зимой.
При отсутствии точных данных о грунте можно воспользоваться табл. 12-1, где приведены средние данные по сопротивлениям грунтов, рекомендуемые для предварительных расчетов.
| Таблица 12-1 Удельное сопротивление грунтов | |||
|---|---|---|---|
| Наименование грунта | Удельное сопротивление  |
Наименование грунта | Удельное сопротивление |
| Глина (слой 7—10 м, далее скала, гравий) Глина каменистая (слой 1—3 м, далее гравий) Земля садовая Известняк Лесс Мергель Песок Песок крупнозернистый с валунами Скала |
70 100 50 2000 250 2000 500 1000 4000 |
Суглинок Супесок Торф Чернозем Вода: грунтовая морская прудовая речная |
100 300 20 30 50 |
Примечание: Удельные сопротивления грунтов определены при влажности 10-20% к массе и на глубине 1,5 м.
Повышающие коэффициенты k для различных климатических зон приведены в табл. 12-2 для горизонтальных и вертикальных электродов.
4. Определяется сопротивление растеканию одного вертикального электрода 
по формулам из табл. 12-3. Эти формулы даны для стержневых электродов из круглой стали или труб. При применении углов для вертикальных электродов в качестве диаметра подставляется эквивалентный диаметр уголка
где b — ширина сторон уголка.
| Таблица 12-2 Значения коэффициента k для различных климатических зон | ||||
|---|---|---|---|---|
| Данные, характерезующие климатические зоны и тип применяемых электродов |
Климатические зоны | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| 1. Климатические признаки зон: Средняя многолетняя температура (январь), °С Средняя многолетняя высшая температура (июль), °С Среднее количество осадков, см Продолжительность замерзания вод, дни 2. Коэффициент k а) при применении стержневых электродов длиной 2—3 м и глубине заложения их вершин 0,5—0,8 м б) при применении протяженных электродов и глубине заложения их вершин 0,8 м |
От -20 до -15 Oт +16 до +18 40 190—170 1,8-2,0 4,5-7,0 |
От -14 до -10 От +18 до +22 50 150 1,5-1,8 3,5-4,5 |
От -10 до 0 От +22 до +24 50 100 1,4-1,6 2,0—2,5 |
От 0 до +5 От +24 до +26 30-50 0 1,2-1,4 1,5-2,0 |
5. Определяется примерное число вертикальных заземлителей n при предварительно принятом коэффициенте использования 
:
где 
— необходимое сопротивление искусственного заземлителя.
Коэффициенты использования вертикальных заземлителей даны в табл. 12-4 в случае расположения их в ряд и в табл. 12-5 в случае размещения их по контуру без учета влияния горизонтальных электродов связи.
6. Определяется сопротивление растеканию горизонтальных электродов 
по формулам из табл. 12-3. Коэффициенты использования горизонтальных электродов 
для предварительно принятого числа вертикальных электродов принимаются по табл. 12-6 при расположении их в ряд и по табл. 12-7 при расположении их по контуру.
| Таблица 12-4 Коэффициенты использования вертикальных электродов | ||
|---|---|---|
| Отношение расстояния между вертикальными электродами к их длине |
Число вертикальных электродов в ряду |  |
| 1 | 2 3 5 10 15 20 |
0,84—0,87 0,76—0,80 0,67—0,72 0,56—0,62 0,51—0,56 0,47—0,50 |
| 2 | 2 3 5 10 15 20 |
0,90—0,92 0,85—038 0,79—0,83 0,72—0,77 0,66—0,73 0,65—0,70 |
| 3 | 2 3 5 10 15 20 |
0,93—0,95 0,90—0,92 0,85—0,88 0,79—0,83 0,71—0,80 0,74—0,79 |
| Таблица 12-5 Коэффициенты использования вертикальных электродов | ||
|---|---|---|
| Отношение расстояния между вертикальными электродами к их длине  |
Число вертикальных электродов в ряду | |
| 1 | 4 6 10 20 10 60 100 |
0,66—0,72 0,58—0,65 0,52—0,58 0,44—0,50 0,38—0,44 0,36—0,42 0,33—0,39 |
| 2 | 4 6 10 20 10 60 100 |
0,76—0,80 071—0,75 0,66—0,71 0,61—0,66 0,55—0,61 0,52—0,58 0,49—0,55 |
| 3 | 4 6 10 20 10 60 100 |
0,84—0,86 0,78—0,82 0,74—0,78 0,68—0,73 0,64—0,69 0,62—0,67 0,59—0,65 |
| Таблица 12-6 Коэффициенты использования горизонтальных электродов | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Отношение расстояния между вертикальными электродами к их длине  |
Коэффициент использования  при числе вертикальных электродов в ряду n |
|||||||
| 4 | 5 | 8 | 10 | 20 | 30 | 50 | 65 | |
| 1 2 3 |
0,77 0,89 0,92 |
0,74 0,86 0,90 |
0,67 0,79 0,85 |
0,62 0,75 0,82 |
0,42 0,56 0,68 |
0,31 0,16 0,58 |
0,21 0,36 0,49 |
0,20 0,34 0,47 |
| Таблица 12-7 Коэффициенты использования горизонтальных электродов | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Отношение расстояния между вертикальными электродами к их длине  |
Коэффициент использования при числе вертикальных электродов в контуре n |
||||||||
| 4 | 6 | 8 | 10 | 20 | 30 | 50 | 70 | 100 | |
| 1 2 3 |
0,45 0,55 0,70 |
0,40 0,48 0,64 |
0,36 0,48 0,60 |
0,34 0,40 0,56 |
0,27 0,32 0,45 |
0,24 0,30 0,41 |
0,21 0,28 0,37 |
0,20 0,26 0,35 |
0,10 0,24 0,33 |
7. Уточняется необходимое сопротивление вертикальных электродов с учетом проводимости горизонтальных соединительных электродов из выражений
или
где 
— сопротивление растеканию горизонтальных электродов, определенное в п. 6.
8. Уточняется число вертикальных электродов с учетом коэффициентов использования по табл. 12-4 или 12-5:
Окончательно принимается число вертикальных электродов из условий размещения.
9. Для установок выше 1000 В с большими токами замыкания на землю проверяется термическая стойкость соединительных проводников по формуле (12-5).
Пример 12-1. Требуется рассчитать заземление подстанции 110/10 кВ со следующими данными: наибольший ток через заземление при замыканиях на землю на стороне 100 кВ 3,2 кА; наибольший ток через заземление при замыканиях на землю на стороне 10 кВ 42 А; грунт в месте сооружения подстанции — суглинок; климатическая зона 2; дополнительно в качестве заземления используется система тросы — опоры с сопротивлением заземления 1,2 Ом.
Решение
1. Для стороны 110 кВ требуется сопротивление заземления 0,5 Ом. Для стороны 10 кВ по формуле (12-6)
где расчетное напряжение на заземляющем устройстве принято равным 125 В, так как заземляющее устройство используется также для установок подстанции до 1000 В. Таким образом, в качестве расчетного принимается сопротивление 
.
2. Сопротивление искусственного заземлителя рассчитывается с учетом использования системы тросы — опоры;
3. Рекомендуемое для предварительных расчетов удельное сопротивление грунта в месте сооружения заземлителя — суглинке по приведенным выше данным составляет 100 Ом⋅м. Повышающие коэффициенты для климатической зоны 2 по табл. 12 2 принимаются равными 4,5 для горизонтальных протяженных электродов при глубине заложения 0,8 м и 1,8 для вертикальных стержневых электродов длиной 2—3 м при глубине заложения их вершины 0,5—0,8 м.
Расчетные удельные сопротивления:
для горизонтальных электродов
для вертикальных электродов
4. Определяется сопротивление растеканию одного вертикального электрода — уголка № 50 длиной 2,5 м при погружении ниже уровня земли на 0,7 м по формуле из табл. 12-3:
где 
5. Определяется примерное число вертикальных заземлителей при предварительно принятом коэффициенте использования 
:
6. Определяется сопротивление растеканию горизонтальных электродов — полос 40 X 4 мм2, приваренных к верхним концам уголков. Коэффициент использования соединительной полосы в контуре при числе уголков порядка 100 и отношении 
по табл. 12-7 равен: 
.
Сопротивление растеканию полосы по формуле из табл. 12-3
7. Уточненное сопротивление вертикальных электродов
8. Уточненное число вертикальных электродов определяется при коэффициенте использования 
, принятом из табл. 12-5 при n=100 и 
:
Окончательно принимается 117 уголков.
Дополнительно к контуру на территории подстанции устраивается сетка из продольных полос, расположенных на расстоянии 0,8—1 м от оборудования, с поперечными связями через каждые 6 м. Дополнительно для выравнивания потенциалов у входов и въездов, а также по краям контура прокладываются углубленные полосы. Эти неучтенные горизонтальные электроды уменьшают общее сопротивление заземления; проводимость их идет в запас.
9. Проверяется термическая стойкость полосы 40 X 4 мм2. Минимальное сечение полосы из условий термической стойкости при к. з. на землю по формуле (12-5) при приведенном времени прохождения тока к. з. 
Таким образом, полоса 40 X 4 мм2 условию термической стойкости удовлетворяет.
По результатам примера 12-1 можно видеть, что при достаточно большом количестве вертикальных электродов горизонтальные электроды, соединяющие верхние концы вертикальных, весьма слабо влияют на результирующее расчетное сопротивление контура заземления. При этом также обнаруживается дефект существующей методики расчета для случаев, когда требуется достаточно малое сопротивление контура. В выполненном примерном расчете этот дефект выявился в том, что учет дополнительной проводимости контура от горизонтальной соединительной полосы привел не к уменьшению потребного количества вертикальных электродов, а наоборот, к его увеличению примерно на 5%. На основании этого можно рекомендовать в подобных случаях рассчитывать необходимое количество вертикальных электродов без учета дополнительной проводимости соединительных и других горизонтальных полос, полагая, что их проводимость будет идти в запас надежности.
Пример 12-2. Требуется рассчитать заземление подстанции с двумя трансформаторами 6/0,4 кВ мощностью 400 кВ⋅А со следующими данными: наибольший ток через заземление при замыкании на землю со стороны 6 кВ 18 А; грунт в месте сооружения — глина; климатическая зона 3; дополнительно в качестве заземления используется водопровод с сопротивлением растеканию 9 Ом.
Решение
Предполагается сооружение заземлителя с внешней стороны здания, к которому примыкает подстанция, с расположением вертикальных электродов в один ряд на длине 20 м; материал — круглая сталь диаметром 20 мм, метод погружения — ввертыванием; верхние концы вертикальных стержней, погруженные на глубину 0,7 м, приварены к горизонтальному электроду из той же стали.
1. Для стороны 6 кВ требуется сопротивление заземления, определяемое формулой (12-6):
где расчетное напряжение на заземляющем устройстве принято равным 125 В, так как заземляющее устройство выполняется общим для сторон 6 и 0,4 кВ. Далее согласно ПУЭ сопротивление заземлителя не должно превышать 4 Ом.
Расчетным, таким образом, является сопротивление заземления 
.
2. Сопротивление искусственного заземлителя рассчитывается с учетом использовании водопровода в качестве параллельной ветви заземления:
3. Рекомендуемое для расчетов сопротивление грунта в месте сооружения заземлителя — глины по табл. 12-1 составляет 70 ОмЧм. Повышающие коэффициенты для климатической зоны 3 но табл. 12-2 принимаются равными 2,2 для горизонтальных электродов при глубине заложения 0,8 м и 1,5 для вертикальных электродов длиной 2—-3 м при глубине заложения их вершины 0,5—0,8 м.
Расчетные удельные сопротивления грунта:
для горизонтальных электродов
для вертикальных электродов
4. Определяется сопротивление растеканию одного стержня диаметром 20 мм и длиной 2 м при погружении ниже уровня земли на 0,7 м по формуле из табл. 12-3:
5. Определяется примерное число вертикальных заземлителей при предварительно принятом коэффициенте использования 
:
6. Определяется сопротивление растеканию горизонтального электрода из круглой стали диаметром 20 мм, приваренного к верхним концам вертикальных стержней. Коэффициент использовании горизонтального электрода в ряду из стержней при числе их примерно равном 5 и отношении расстояния между стержнями к длине стержня 
в соответствии с табл. 12-6 принимается равным 0,86.
Сопротивление растеканию горизонтального электрода по формуле из табл. 12-3
7. Уточненное сопротивление растеканию вертикальных электродов
8. Уточненное число вертикальных электродов определяется при коэффициенте использования 
, принятом из табл. 12-4 при n=4 и 
:
Окончательно принимаются 4 вертикальных стержня; при этом сопротивление растеканию несколько меньше расчетного.
✅ Дата: 24.12.2021 | 📒 Категория: Заземление | 🕵
Как измерить сопротивление заземления в домашних условиях
Правила ПУЭ говорят о том, что нужно время от времени проводить измерение сопротивления. Связано это с тем, что заземлители ржавеют, сопротивление увеличивается, что может стать причиной поражения электрическим током.
Но даже если вы сами собрали заземления, так сказать для себя и своими руками, вам всё равно придётся проверять заземление на работоспособность. В идеале, чем меньше сопротивление заземления будет, тем лучше.
Как работает заземление и зачем оно нужно
Принцип работы заземления заключается в том, чтобы ток, который ушёл «налево», прошёл не через тело человека, а ушёл в землю, через заземление. Однако чтобы именно так и произошло, сопротивление заземления должно быть меньше сопротивления человеческого тела. Только в таком случае заземление будет работать правильно.
Для этого конструкция заземления должна быть такой, чтобы заземление имело наименьшее сопротивление. С этой целью заземлители делают определенной длины, их разносят на определенное расстояние и т. д.
Кроме того, количество заземлителей должно быть определенным, как и их сечение, а также, материалы изготовления. В общем, если заземление сделано по всем правилам и нормам, то, скорее всего оно, будет работать как надо.
Каким по сопротивлению должно быть заземление
Однако перед тем как вводить контур заземления в работу необходимо проверить его на сопротивление. Для сети 220 Вольт нормой заземления является 8 Ом. Для трехфазной сети 380 Вольт нормой является сопротивление заземления 4 Ом, а для сети 660 Вольт — не более 2 Ом.
Как проверить сопротивление заземления в домашних условиях
Для проверки заземления в домашних условиях рекомендуется использовать токовые клещи или же специальные приборы для замера сопротивления.
Также можно использовать аналоговые приборы, типа Ф4103-М1, МС-08, ИСЗ-2016 или же М-416.
Проверка заземления мультиметром
Если вы недавно купили квартиру или дом, и не знаете, есть ли в розетках заземление, то проверить его наличие можно и самостоятельным путем, используя для этих целей цифровой мультиметр.
Сначала нужно отключить автоматы на вводе и снять с розетки декоративную накладку. Само собой разумеется, что розетка должна быть со штырями по бокам. Если металлических штырей нет, то, скорее всего, никакого заземления в доме нет.
При наличии же третьего провода в розетке и боковых клемм заземления, можно приступать к проверке. Для этого на мультиметре устанавливается режим измерения напряжения, после чего щупами проверяется напряжение между фазой и заземлением.
Если в квартире есть рабочее заземление, то на мультиметре можно будет увидеть напряжение в 220 Вольт или где-то около этого. Если какое-либо напряжение отсутствует, то это значит одно – заземления нет.
При отсутствии цифрового или аналогового мультиметра проверку заземления можно осуществить посредством:
- Контрольной лампы;
- Электрического чайника или другого, не слишком мощного прибора.
Смысл данного измерения сопротивления заключается в том, чтобы контрольная лампа загорелась, то есть, между фазой и заземлением было бы напряжение. Если оно слишком маленькое, то сопротивление заземления большое, и заземление придётся переделывать.
