Įžeminimo varžos matavimas: praktinių matavimų metodų apžvalga

Įžeminimas naudojamas įvairiuose elektros sistemų projektuose. Pati sąvoka “įžeminimas” schematiškai suprantama kaip elektros grandinės dalies prijungimas prie žemės potencialo.

Įžeminimo kontūrą sudaro laidininkas ir elektrodas, giliai įkastas į gruntą. Tradicinis veiksmas elektrotechnikos praktikoje yra įžeminimo varžos matavimas tarp ką tik paleistų ir jau eksploatuojamų tinklų. Mes papasakosime, kaip ir kokiu būdu atliekamas šis svarbus veiksmas.

Kam reikalingi matavimai?

Puikus išvardytų uždavinių sprendimas pasiekiamas idealiai nuline varža įžeminimo grandinėje:

1. Neleisti atsirasti įtampai ant technologinių mašinų korpusų.
2. Pasiekti efektyvų elektroninės įrangos atraminį potencialą.
3. Visiškai pašalinti statines sroves.

Tiesa, elektrotechninė patirtis rodo: rezultato, artimo idealiam nuliui, gauti neįmanoma.

Reikiamų matavimų atlikimo procedūra naudojant prietaisą, skirtą įžeminimo šynos varžai nustatyti. Tokios procedūros atliekamos pagal grafiką, kurį tvirtina aptarnaujančios organizacijos vadovybė.

Bet kuriuo atveju, įžemintas elektrodas turi kažkokią varžą.

Konkretų varžos dydį lemia:

• elektrodo varža sąlyčio taške su laidžia šyna;
• sąlyčio sritis tarp žemės elektrodo ir grunto;
• grunto struktūra, suteikianti skirtingą varžą.

Įžeminimo kontūro varžos matavimų praktika pažymi, kad pirmųjų dviejų veiksnių galima visiškai nepaisyti, tačiau laikantis logiškų sąlygų:

1. Įžeminimo elektrodas pagamintas iš didelio elektros laidumo metalo.
2. Elektrodo strypo korpusas kruopščiai nuvalytas ir tvirtai įstatytas į gruntą.

Lieka trečiasis veiksnys – grunto varžinis paviršius. Jis laikomas pagrindine skaičiavimo detale įžeminimo kontūro varžos matavimams.

Apskaičiuojama pagal formulę:

R = pL / A,

kur: p – grunto savitoji varža, L – sąlyginis gilinimas, A – darbinis plotas.

Norint apsaugoti namo/buto savininkus, įžeminimu turi būti aprūpinti visų tipų galingi namų elektros prietaisai:

Tikrinant varžą, kiekviena įžeminimo linija tikrinama atskirai. Varža tarp įžeminimo elemento ir kiekvienos elektros įrangos dalies, kuri nelaidžia srovės, bet kurioje gali atsirasti įtampa, turi būti mažesnė nei 0,1 Ω.

Matavimo būdų apžvalga

Yra keletas variantų matuoti įžeminimo kontūro varžą, kiekvienas iš jų gana tiksliai leidžia nustatyti ieškomąją vertę.

3 taškų nustatymo sistema

Taigi, pavyzdžiui, dažnai taikoma 3 taškų schemos metodika, pagrįsta potencialo kritimo efektu.

Vadinamosios trijų taškų sistemos grafinė schema, kuri gana dažnai taikoma, kai reikia išmatuoti įžeminimo kontūro varžos vertę.

Matavimai atliekami trimis pagrindiniais žingsniais:

1. Įtampos matavimas ant elektrodo E1 ir zondo E2.
2. Srovės stiprio matavimas ant elektrodo E1 ir zondo E3.
3. Įžeminimo elektrodo varžos apskaičiavimas (pagal formulę R = E / I).

Šiam metodui matavimų tikslumas logiškai priklauso nuo zondo E3 įrengimo vietos. Jį rekomenduojama įterpti į gruntą per atstumą – optimaliai už vadinamosios E1 ir E2 elektrodų efektyviosios varžos srities (EES) ribų.

Matavimai pagal «62%» technologiją

Jei grunto, skirto įžeminimo elektrodui įrengti, struktūra yra vienalytė, „62%“ metodika įžeminimo kontūrų varžai nustatyti žada gerą rezultatyvumą.

Schema pagal matavimo technologiją, pavadintą „62%“. Tačiau pavadinimas kilęs iš optimalaus atstumo tarp elektrodų, kai gaunamas priimtinas rezultatas.

Metodas taikomas schemoms su vienu įžeminimo elektrodu. Rodmenų tikslumą lemia galimybė išdėstyti darbinius zondus tiesioje atkarpoje, palyginti su įžeminimo elektrodu.

Kontrolinių zondų montavimo taškai

Supaprastintas dviejų taškų metodas

Šio matavimo metodo taikymas reikalauja dar vieno kokybiško įžeminimo, be to, kuris bus tiriamas. Metodika aktuali tankiai apgyvendintose teritorijose, kur dažnai nėra galimybės plačiai naudoti pagalbinių darbinių elektrodų.

Supaprastinta matavimo metodika atliekama pagal dviejų taškų schemą. Taikant šią technologiją reikia mažiau manipuliacijų su įranga ir skaičiavimais, tačiau skaičiavimų tikslumas nėra didelis.

Dviejų taškų matavimo metodas skiriasi tuo, kad vienu metu rodo rezultatą dviem nuosekliai sujungtiems įžeminimo įrenginiams. Tuo ir paaiškinami aukštos kokybės reikalavimai antrajam įžeminimui, kad nereikėtų atsižvelgti į jo varžą.

Skaičiavimams atlikti taip pat matuojama įžeminimo šynos varža. Gautas rezultatas atimamas iš bendrų matavimų rezultatų.

Šio metodo tikslumas palieka daug norėti, palyginti su dviem aukščiau paminėtais. Čia svarbų vaidmenį atlieka atstumas tarp įžeminimo elektrodo, kurio varža matuojama, ir antrojo įžeminimo. Standartiškai tokia metodika nenaudojama. Tai savotiška alternatyva, kai negalima naudoti kitų matavimo būdų.

Tikslūs matavimai pagal keturis taškus

Daugumai varžos matavimo variantų optimaliausiu būdu, be 2 ir 3 taškų, laikoma 4 taškų technologija. Tokia matavimo technologija aprūpinti prietaisai, panašūs į 4500 serijos testerį. Sprendžiant iš metodo pavadinimo, darbo aikštelėje vienoje linijoje ir vienodais atstumais išdėstomi keturi darbiniai elektrodai.

Pagal tokią schemą – keturių taškų – atliekami tiksliausi matavimai. Naudojama moderni aparatūra ir yra galimybė atlikti darbus neatjungiant įžeminimo grandinės.

Prietaiso srovės generatorius prijungiamas prie kraštinių elektrodų, dėl to tarp jų teka žinomos vertės srovė. Prie kitų prietaiso gnybtų prijungti du vidiniai darbiniai elektrodai.

Šiuose gnybtuose yra įtampos kritimo vertė. Galutinis matavimo rezultatas – įžeminimo varža (omais), kurios vertę prietaisas rodo ekrane.

Prietaisais iš 4500 serijos dažnai matuojama prisilietimo įtampa. Prietaisu, naudojant specialų modulį, žemėje sukuriama nedidelė įtampa – imituojamas kabelio pažeidimas.

Tuo pačiu metu prietaiso skalėje nurodoma srovė, tekanti įžeminimo grandine. Ekrano rodmenys imami kaip pagrindas ir dauginami iš numatomo žemės srovės dydžio. Tokiu būdu apskaičiuojama prisilietimo įtampa.

Veiksmų, skirtų elektrotechninės aparatūros ir įžeminimo linijų būklės kontrolei, atlikimas. Darbui naudojamas 4500 tipo matavimo prietaisas.

Pavyzdžiui, didžiausia numatoma srovės vertė pažeidimo vietoje yra 4000 A. Prietaiso ekrane nurodoma 0,100 vertė. Tuomet prisilietimo įtampa bus lygi 400 V (4000*0,100).

Matavimas prietaisu S.A6415 (6410, 6412, 6415)

Šio metodo unikalumas – galimybė atlikti matavimus neišjungiant įžeminimo grandinės. Taip pat čia reikėtų pabrėžti pranašumą, kai įžeminimo įrenginio bendrą varžą galima išmatuoti įtraukiant į įžeminimo grandinę visų jungčių varžinį komponentą.

Darbo principas maždaug toks:

1. Specialiu transformatoriumi grandinėje sukuriama srovė.
2. Srovė teka suformuotoje grandinėje.
3. Sinchroniniu detektoriumi registruojamas matuojamas signalas.
4. Gautas signalas konvertuojamas ADC.
5. Rezultatas rodomas LCD ekrane.

Prietaisas aprūpintas moduliu (selektyvus stiprintuvas), kurio dėka naudingas signalas efektyviai išvalomas nuo įvairių trikdžių – žemo dažnio ir aukšto dažnio triukšmų. Replėmis jų sujungtoje būsenoje suformuojama sužadinama grandinė, apimanti įžeminimo laidininką.

Matavimo prietaisu S.A6415 instrukcija

Veiksmų seka dirbant su S.A6415 serijos prietaisu aiškiai aprašyta instrukcijoje, pridėtoje prie šio unikalaus įrenginio.

Unikalus matavimo prietaisas – replės, kurių dėka gana paprastai ir lengvai pavyksta išmatuoti žemės kontūro varžą įvairiomis sąlygomis.

Pavyzdžiui, yra būtinybė atlikti kokio nors elektros modulio (transformatoriaus, elektros skaitiklio ir pan.) įžeminimo varžos matavimus.

Veiksmų seka:

1. Atidaryti prieigą prie įžeminimo šynos, nuėmus apsauginį gaubtą.
2. Replėmis suimti įžeminimo laidininką (šyną arba tiesiogiai elektrodą).
3. Pasirinkti matavimo režimą „A“ (srovės matavimas).

Didžiausia prietaiso srovės vertė yra 30 A, todėl šią vertę viršijus matavimo atlikti negalima. Reikia nuimti prietaisą ir pakartoti matavimus kitame taške.

Matavimų atlikimo procesas naudojant S.A6415 ir 3770 tipo matavimo prietaisus. Matavimų rezultatai fiksuojami lentelėje ir lyginami atliekant kitą techninį aptarnavimą.

Kai skalėje gauta srovės vertė patenka į leistiną diapazoną, galima tęsti darbą perjungiant prietaisą į varžos matavimą «?».

Ekrane rodomas rezultatas parodys bendrą varžos vertę, įskaitant:

• įžeminimo elektrodą ir šyną;
• neutralės kontaktą su įžeminimo elektrodu;
• jungčių kontaktą linijoje tarp neutralės ir įžeminimo elektrodo.

Dirbant su replėmis, reikia turėti omenyje: per dideli prietaiso rodmenys dėl įžeminimo varžos paprastai atsiranda dėl prasto įžeminimo elektrodo kontakto su gruntu.

Taip pat didelės varžos priežastis gali būti nutrūkusi srovę nešanti šyna. Didelės varžos vertės laidininkų jungčių (sujungimų) taškuose taip pat gali turėti įtakos prietaiso rodmenims.

Bendrosios rekomendacijos dėl USG matavimo

Prieš įrengiant įžeminimo grandinę, pavyzdžiui, dujiniam katilui, reikia gauti tikslią informaciją apie tai, į kokio dirvožemio sritį bus įkastas įžeminimo elektrodas. Dažnai nustatant dirvožemio “p” vertes siūloma remtis esamomis lentelėmis.

Tačiau šis variantas su lentelėmis pateikia tik orientacinius duomenis. Todėl jais pasikliauti neverta. Tikrosios dirvožemio varžos vertės gali skirtis kelis kartus.

Variantas #1: vienasluoksnis gruntas

Jei dirvožemis yra vienalytės sudėties, jo savitoji varža matuojama «bandomojo elektrodo» metodika.

Vienalyčio dirvožemio struktūra. Tokiomis sąlygomis išmatuoti ir apskaičiuoti varžą yra daug paprasčiau nei atlikti tą patį darbą ant daugiasluoksnių dirvožemių.

Metodas numato atlikti tam tikrą procedūrą dviem etapais:

1. Paimamas strypinis kontrolinis zondas, šiek tiek ilgesnis už projektinio įkasimo gylį.
2. Zondas panardinamas į žemę griežtai vertikaliai iki projektinio įkasimo gylio.
3. Virš žemės paviršiaus likęs galas naudojamas išplitimo varžai (Rr) išmatuoti.
4. Dirvožemio savitoji varža nustatoma pagal formulę p = Rr * Ψ.

Pageidautina procedūrą atlikti kelis kartus skirtinguose darbo aikštelės taškuose. Alternatyvūs matavimai padeda pasiekti tikslius dirvožemio varžos matavimo rezultatus.

Variantas #2: daugiasluoksnis gruntas

Tokiai situacijai dirvožemio savitosios varžos matavimas atliekamas laipsninio zondavimo metodu. Tai yra, kontrolinis zondas panardinamas iki darbinio gylio laipsniais, o kiekvieno laipsnio padėtyje atliekami savitosios varžos matavimai. Vidutinės dirvožemio savitosios varžos apskaičiavimas atliekamas naudojant formules kiekvienam atskiram matavimui.

Daugiasluoksnis dirvožemis. Tokiomis sąlygomis tenka apskaičiuoti kiekvieno atskiro sluoksnio varžą. Daugiasluoksnių dirvožemių skaičiavimai reikalauja daugiau darbo.

Tada, atsižvelgiant į vietovės klimato ypatumus, randamos sezoninių pokyčių reikšmės. Tokiu (gana sudėtingu) būdu gaunamos viršutinių sluoksnių USG skaičiuotinės vertės. Žemiau esantys sluoksniai laikomi nepatiriančiais sezoninių pokyčių, todėl jų skaičiavimas apsiriboja šiek tiek supaprastintu matavimu ir apskaičiavimu.

Darbų atlikimo reikalavimai

Tokio pobūdžio darbus, žinoma, atlieka kvalifikuotas personalas, atstovaujantis specializuotoms organizacijoms. Pavyzdžiui, už jėgos skydų eksploataciją gyvenamuosiuose namuose paprastai atsako komunalinės tarnybos. Bet kokius matavimus šiuose taškuose leidžiama atlikti tik kreipiantis į šias tarnybas.

Elektros grandinės priskiriamos pavojingoms sistemoms. Nepaisant to, kad buitinio sektoriaus komunikacijos yra skirtos mažesnei nei 1000V įtampai, ši įtampa yra mirtina žmogui. Būtina laikytis visų būtinų saugos priemonių dirbant su elektros įranga. Paprastam žmogui tokios priemonės dažnai tiesiog nežinomos.

Su vonios įžeminimo įrengimo ypatumais miesto bute supažindins toliau pateiktas straipsnis, kuriame pateikiamos taisyklės ir darbo atlikimo vadovas.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Matavimų atlikimas praktikoje naudojant prietaisą:

Darbų, susijusių su įžeminimo varžos tikrinimu, atlikimas yra privalomas, nepriklausomai nuo elektros schemos sudėtingumo ir objekto kategorijos, kurioje įrengiama arba yra įrengta ir eksploatuojama elektros įranga. Daugelis specializuotų organizacijų yra pasirengusios teikti tokias paslaugas.

Prašome palikti komentarus žemiau esančiame bloke. Gali būti, kad žinote paprastą ir veiksmingą būdą, kaip išmatuoti įžeminimo kontūrų varžą, kuris nėra pateiktas straipsnyje. Užduokite klausimus, pasidalinkite naudinga informacija ir nuotraukomis šia tema.