Měření zemního odporu: jak měřit | Blog LabElectro

Uzemnění je nejdůležitější součástí každé elektroinstalace. Na tom závisí bezpečnost elektrických zařízení a úroveň ochrany osob před úrazem elektrickým proudem. Hlavním úkolem uzemňovacího zařízení je přesměrovat nebezpečný proud do země v případě poruchy, nesprávné činnosti zařízení nebo úderu blesku. Pro efektivní provoz uzemňovací soustavy je důležité správně vypočítat a pravidelně měřit zemnící odpor.

Zvažme, co zahrnuje pojem „měření zemního odporu“, proč jsou instalovány uzemňovací systémy a jaké jsou typy. Podívejme se na hlavní metody měření zemního odporu a faktory, které ovlivňují měření.

• K čemu se používají uzemňovací systémy?
• Typy uzemnění
• Měření odporu zemní smyčky: proč a jak často se provádí
• Metody měření
• Odporové normy
• Faktory ovlivňující výsledky měření
• Požadavky na měřicí přístroje a výsledky návrhu

K čemu se používají uzemňovací systémy?

Uzemnění plní několik důležitých funkcí. Jeho hlavním úkolem je chránit osoby a zařízení před nebezpečným elektrickým proudem. Pokud v systému dojde ke zkratu nebo úniku proudu, uzemnění poskytuje bezpečnou cestu pro tok přebytečné elektřiny do země. Tím se minimalizuje riziko úrazu elektrickým proudem pro osobu a snižuje se pravděpodobnost selhání zařízení.

Uzemňovací systémy chrání zařízení před přepětím způsobeným vnějšími a vnitřními faktory. Blesk může například způsobit silné napěťové rázy, které mohou způsobit vážné poškození, když se dostanou k nechráněným zařízením. Uzemnění pomáhá bezpečně distribuovat a rozptýlit tyto rázy do země, čímž předchází poškození zařízení a požárům.

Uzemnění také slouží ke stabilizaci napětí v elektrických sítích, pomáhá udržovat správné fázové vyvážení a zajišťuje stabilnější provoz elektrických spotřebičů. V důsledku toho se snižuje úroveň rušení v síti a zvyšuje se účinnost zařízení.

Typy uzemnění

Uzemňovací systémy mohou být přirozené nebo umělé. Přírodní – využívá stávající konstrukce, které jsou trvale umístěny v zemi. Patří sem potrubí, výztuže v železobetonových výrobcích, kovové konstrukce budov a konstrukcí.

Umělé uzemnění je speciálně vytvořený systém, který se skládá ze zemnících elektrod a vodičů určených k bezpečnému odvádění proudu do země.

Podle účelu je uzemnění rozděleno do následujících typů:

• Pracovní. Navrženo pro udržení stabilního provozu elektrických zařízení. V takových systémech jsou určité živé části (jako jsou nuly transformátorů nebo jiného zařízení) připojeny k zemi, aby odváděly nežádoucí proudy.
• Ochranný. Zajišťuje elektrickou bezpečnost a ochranu osob. Zde je zemnící vodič připojen ke skříním nebo konstrukcím zařízení, aby se zabránilo riziku úrazu elektrickým proudem při zkratu nebo netěsnosti.
• Ochrana před bleskem. Chrání budovy a objekty před úderem blesku. Zahrnuje hromosvody, uzemňovací sběrnice a svody, které usměrňují bleskový proud do země.

Při navrhování zemnících systémů se bere v úvahu také charakteristika neutrálu, který může být pevně uzemněn, účinně uzemněn nebo izolován, a kategorie elektrických instalací (do nebo více než 1000 V). S přihlédnutím k těmto charakteristikám je zvolen vhodný typ uzemnění pro DC a AC systémy.

Konstrukčně mohou být uzemňovací systémy jednoduché nebo víceprvkové.

Měření odporu zemní smyčky: proč a jak často se provádí

Zemnící odpor je poměr napětí na uzemňovacím zařízení (GD) k proudu, který teče ze zemnící elektrody do země. Toto je hlavní ukazatel nabíječky, na kterém závisí její výkon.

Upozornění: termín „uzemňovací zařízení“ zahrnuje jak zemnící elektrodu, tak zemnící vodiče. To znamená, že během procesu měření je nutné určit odpor celého obvodu, který tvoří nabíječku – celé „zemnící smyčky“.

Pro kontrolu účinnosti zemnícího systému je nutné změřit odpor zemní smyčky. Účelem tohoto postupu je zajistit, aby odpor smyčky byl dostatečně nízký, aby bezpečně vedl proud k zemi.

Postup měření se provádí pomocí specializovaných měřicích přístrojů. Musí být provedeno po uvedení budovy nebo zařízení do provozu. Následně se provede zkouška uzemnění na základě článku 2.7.9. PTEEP podle plánu kontrol pro zařízení. Odpor uzemnění by měl být měřen nejméně jednou za 3 roky a u elektrických instalací se zvláštním účelem lze toto období zkrátit na šest měsíců. Uzemňovací obvod musí být kontrolován každých šest měsíců.

Metody měření

Existuje několik metod. Výběr vhodné možnosti závisí na typu zařízení, složitosti zemnícího systému a dostupném vybavení.

Třívodičová měřicí technika

Jeden z nejoblíbenějších. Odkazuje na klasické metody hodnocení kvality uzemňovacích zařízení. Provádí se pomocí ampérmetru, voltmetru a pomocných kolíků.

Podstatou třívodičové metody je připojení měřicího zařízení třemi vodiči k následujícím prvkům:

• zkoumané uzemnění (přes svorku na hlavním uzemňovacím vodiči);
• potenciální jádro;
• proudová tyč.

Před zahájením měření odporu je nabíječ odpojen od elektroinstalace. Poté je potenciální elektroda umístěna v zemi ve vzdálenosti asi 20 m od zemní elektrody a proudová elektroda ve vzdálenosti 40 m Vzdálenost mezi elektrodami se může lišit v závislosti na velikosti úhlopříčky zemnícího obvodu, ale je důležité, aby všechny prvky byly umístěny na jedné přímce.

Svorky jsou připojeny k nabíječce a oběma elektrodám, po kterých je přenášen proud. Voltmetr měří napětí mezi zemnící elektrodou a potenciální elektrodou a odpor se vypočítá pomocí Ohmova zákona.

Výhodou třívodičové metody je jednoduchost a méně vodičů ve srovnání se čtyřvodičovou metodou. Při nízkém odporu (méně než 5 ohmů) však může třívodičová metoda způsobit chybu v důsledku vlivu odporu vodiče, takže je lepší ji použít pro objekty se zemním odporem vyšším než tato hodnota.

Čtyřvodičový způsob

Přesnější. Zvláště užitečné při testování objektů s nízkým zemním odporem, protože minimalizuje chyby, které mohou vzniknout v důsledku dodatečného odporu připojovacích kabelů.

K provádění měření čtyřvodičovou metodou se používají čtyři vodiče připojené k následujícím prvkům:

• hlavní zemnící elektroda (studovaná uzemňovací elektroda);
• potenciální tyč umístěná v určité vzdálenosti od uzemňovací elektrody;
• proudová tyč instalovaná v přímce s uzemňovacím vodičem a potenciální tyčí;
• přídavná svorka připojená k zemnící elektrodě pro dodávání zkušebního proudu, který není zapojen do měření napětí.

Při zahájení měření je nabíječ odpojen od elektrické instalace. Potenciální a proudové kolíky jsou umístěny ve vzdálenosti podobné třívodičové metodě. K uzemňovacímu zařízení jsou připojeny čtyři vodiče: dva na kolíky pro přívod proudu, dva na body pro měření napětí. Proud je tedy přenášen jedním párem vodičů a druhým je měřeno napětí.

Metoda dvou kleští

Také se nazývá bezelektrodový. Vhodné pro situace, kdy použití elektrod není možné, například v hustě zastavěných oblastech nebo na místech, kde není možné zarazit kolíky do země. Používá se také tehdy, když není možné během procesu měření odpojit uzemňovací zařízení od elektrické instalace.

Metoda je založena na použití vysílacích a měřicích kleští. Vysílací kleště vybudí proud v zemnícím obvodu pomocí elektromagnetické indukce a měřicí kleště zaznamenávají hodnotu odporu na zemnící elektrodě.

Nevýhodou dvousvorkové metody je, že ji lze přímo aplikovat pouze na systémy TT a TN s buňkovým uzemněním. Ve standardních systémech TN bude třeba nainstalovat dočasný propojka mezi neutrál a zem. K tomu je při měření nutné vypnout napájení v budově, kde je instalováno uzemnění, čímž se ztrácí výhoda oproti klasické metodě.

Jiné metody měření

Existují i ​​jiné metody, ale prakticky se nepoužívají pro svou složitost, nutnost dalšího vybavení a nedostatečnou přesnost výsledků. Mezi tyto metody patří: dvouvodičové, kompenzační, můstkové.

Odporové normy

Jaký odpor by mělo mít uzemnění? V ideálním případě by měl být nulový, to znamená, že při průchodu elektrických proudů by neměl být žádný odpor. Není však možné dosáhnout ideálních hodnot, takže elektrická zařízení a zařízení jsou vyráběna s ohledem na standardizované indikátory, například 2, 4 nebo 30 ohmů a více.

Zde jsou přibližné standardy podle PTEEP:

• Pro soukromé domy připojené k jedno- nebo třífázové síti – až 30 Ohm.
• Pokud je místní uzemnění připojeno k neutrálu zdroje proudu v systému TN – až 4 Ohm.
• Pro uzemňovací systém používaný pro připojení hromosvodů – do 10 Ohm.
• Pro generátor nebo transformátor – do 2, 4 nebo 8 Ohmů při síťovém napětí 660/380, 380/220 a 220/127 V zdroje třífázového/jednofázového proudu.
• Pro rozvodnu 110 kV – až 0,5 Ohm.

Tyto normy platí pro normální půdy se specifickým odporem nejvýše 100 Ohm m.

Faktory ovlivňující výsledky měření

Půdní odpor

Tento parametr charakterizuje schopnost půdy vést elektrický proud. Jeho hodnota závisí na složení, vlhkosti, teplotě a hustotě půdy. Například mokrá jílovitá půda má nízký měrný odpor, zatímco suchá písčitá nebo kamenitá půda má vyšší měrný odpor.

Specifický elektrický odpor (SER) země má významný vliv na výsledky měření. V oblastech s vysokým odporem půdy se mohou minimální hodnoty standardního odporu uzemnění zvýšit. Například v písčitých půdách s odporem 500 Ohm m se minimální odpor uzemnění domu se systémem TN-CS zvyšuje na 150 Ohm.

Sezónní změny

Odpor uzemňovacího zařízení podléhá sezónním výkyvům: závisí na vlhkosti a teplotě půdy, které se v průběhu roku mění. V létě, kdy může půda vysychat, se zvyšuje odpor uzemnění, zejména v povrchových vrstvách. V zimě při nízkých teplotách zvyšuje odolnost i zmrzlá zem, protože zmrzlá voda ztrácí své vodivé vlastnosti.

Tyto sezónní odchylky je třeba vzít v úvahu při měření a návrhu zemnících systémů. Pro zajištění stabilního uzemnění se doporučuje instalovat elektrody v hloubce, kde jsou změny teploty a vlhkosti méně významné, tj. pod úrovní sezónního mrazu. Pravidelné měření odporu zemnícího zařízení v různých ročních obdobích pomůže takové změny identifikovat a přijmout opatření k jejich minimalizaci – například přidáním nových zemnících elektrod nebo zvětšením jejich hloubky.

Požadavky na měřicí přístroje a výsledky návrhu

K měření odporu zemnících zařízení se používají certifikovaná zařízení, která prošla povinným ověřením. To potvrzuje jejich přesnost a vhodnost pro použití v Rusku. Ověřování takových zařízení se provádí každoročně.

Podle GOST musí být výsledky měření předloženy ve formě protokolu. K protokolu se doporučuje přiložit kopie certifikátů o certifikaci laboratoře, která prováděla měření a ověřování zařízení.

Buďte si jisti vysokou úrovní bezpečnosti elektrické sítě ve vašem zařízení – svěřte měření odporu a kontrolu uzemnění profesionálům. Zkušení specialisté z LabElectro provedou efektivně a rychle všechny potřebné typy měření a testů a také poskytnou praktické rady pro zlepšení elektrické bezpečnosti vaší elektroinstalace. Zavolejte nám – probereme úkol.