Измерение сопротивления заземления - метод падения потенциала с помощью гибких клещей и адаптера Sonel

Версия для печати

Измерение сопротивления заземления - метод падения потенциала с помощью клещей

Измерение сопротивления заземления - трудоемкий процесс. Выполнение измерений требует от специалистов ответственного подхода. Так как результаты зависят от структуры заземления, рельефа и других объективных факторов, необходимо приложить физические и умственные усилия для получения верного измерения. При измерении сопротивления заземления не должен быть упущен ни один элемент измерительной процедуры. Использование упрощенных методов измерений приводит к ошибкам и утрате метрологической ценности измерений.

В этой ситуации, полезным становится устройство, которое упростит или ускорит проведение измерений. Если измеряемая система заземления состоит из большого количества элементов, то для измерения сопротивления отдельного элемента понадобится отключение его от общей системы. Метод падения потенциала с использованием токоизмерительных клещей устраняет этот недостаток. В этом случае время, необходимое для измерения, сокращается. Но важно учесть два фактора, которые определяют возможность измерения с использованием клещей: вид заземляемой электрической цепи и конструкцию заземления. Рассмотрим основные правила измерения методом падения потенциала.

Правила измерения сопротивления заземления методом падения потенциала

Изображение иллюстрирует измерение с помощью метода падения потенциалов

Рис. 1 Принцип метода падения потенциала

Для измерения сопротивления заземления «E», необходимо заставить ток протекать через него. Для этого дополнительный испытательный зонд H должен быть помещен в землю на определенном расстоянии от проверяемого заземления. Таким образом создается электрическая цепь нашего устройства. Ток, наводимый измерителем, создает электрические потенциалы и течение переменного тока от заземления к вспомогательному тестовому зонду H. Это течение происходит по контуру Н через землю и испытываемому заземлению. Падение напряжения произойдет из-за некоторого сопротивления испытываемого заземления. Достаточно построить электрическую цепь и измерить величину падения напряжения, чтобы определить сопротивление заземления. Для этого используется второй вспомогательный тестовый зонд S. Он помещается в землю между испытуемым заземлением Е и токовым зондом Н. Данный метод тестирования проиллюстрирован на рисунке 1.Эта схема выглядит простой. Однако нужно помнить о важных условиях:

  • Исследуемое заземление должно быть достаточно далеко, чтобы потенциал, окружающий его, не перекрывал потенциал вспомогательного зонда H.
  • Вспомогательный зонд S должен быть помещен в область с нулевым потенциалом. На этом этапе это первое условие, связанное с точностью и временем проведения измерений. Но один тест не гарантирует правильности полученных результатов. Для проверки точности измерения требуется, по меньшей мере, еще два теста. Эти тесты следует проводить, поместив испытательный зонд напряжения S на несколько метров ближе к тестируемому заземлению Е, а затем передвинуть его ближе к зонду вспомогательного тока H. Измерение считается правильным только в том случае, когда три полученных результата одинаковы или очень близки.

Этот метод популярен и используется на практике, но принципы и условия его использования часто забываются. В случае одиночного заземления практических проблем при применении этого метода нет. Примером одиночного заземляющего электрода может служить опора линии среднего напряжения как показано на рисунке 2.

Изображение иллюстрирует опору линии среднего напряэения

Рис. 2 Опора линии среднего напряжения

Это типичное одиночное заземление, поскольку заземления линии опор не связаны друг с другом. Использование метода, отличного от описанного выше, может привести к ошибкам измерения. Использование клещей в таких случаях запрещено. Рассмотрим случаи применения метода падения потенциала с использованием клещей.

Применение метода падения потенциала с использованием клещей

Для измерения сопротивления единичного заземлителя, который является частью многокомпонентной системы заземления, необходимо отключить измеряемую часть заземления от всей системы. С помощью клещей возможно определить, какой ток протекает через элемент заземления и насколько велико падение напряжения без разъединения испытуемого соединения. Это будет тот же вариант измерения сопротивления заземления методом падения потенциала, что показан на рисунке 1. Единственное различие заключается в том, что мы измеряем ток, который протекает через один заземлитель, с помощью клещей.

Изображение иллюстрирует как измерять сопротивление заземления клещами

Рис. 3 Принцип измерения сопротивления заземления с использованием клещей

Молниеотвод здания показан на рисунке 3, где четыре отдельных заземлителя соединяются друг с другом на крыше. Ток, который производит прибор, протекает по всей цепи, но клещи измеряют значение в отдельном элементе системы заземления. Это очень удобный метод, но он не может использоваться для всех случаев. Причина этого - форма клещей. Клещи имеют определенные размеры, толщину и угол подключения. Из-за этого не удается подключить их в необходимом месте. Часто строительные компании покрывают систему заземления пенополистиролом и устанавливают небольшие смотровые зазоры на испытательных стыках. Из-за этого подключение громоздких клещей невозможно. Главные два ограничения при подключении клещей: размер испытательного зазора и электрическая цепь заземления.

Изображение иллюстрирует как измерять клещами заземление низковольтной опоры

Рис. 4 Заземление низковольтной опоры

Низковольтная линия показана на рисунке 4. Заземления отдельных опор произведены кабелем PEN. Если посмотреть на рисунок 3, то можно предположить, что достаточно наложить клещи на испытательное заземление и провести измерение. К сожалению, это невозможно сделать. Заземляющий проводник опоры соединен с ее фундаментом. Сам бетон содержит влагу. Содержание воды в бетоне в сочетании с присутствием минеральных солей создает электролит, проводящий электрический ток. Когда прибором запускается течение тока, ток появится во всей линии. Клещи должны измерять значение тока, протекающего через заземление опоры. Но присутствует также ток, который течет через арматуру опоры и бетон, из которого сделан фундамент опоры. Последний - незначительный, но его учитывать тоже необходимо. Прибор измеряет величину падения напряжения для суммы токов, протекающих через арматуру, бетон и измеренное заземление. Но в то же время прибор будет измерять сопротивление по току только для той части, что измерена с помощью клещей. Но реальная сумма токов, вызывающих измеренное падение напряжения, больше, чем ток, протекающий через клещи. В результате полученное значение сопротивления заземления будет выше, чем реальные значения. Это не критическая ситуация, так как защита человека от поражения электрическим током все равно будет выполнять свои функции. Однако результаты измерений приводят к ненужной модернизации основания опоры, которая повлечет за собой дополнительные расходы. Разумеется, заземление возможно разобрать и модернизировать, но такие работы запрещены в действующих линиях электропередач правилами безопасности. Выключение линии - дорогостоящий и хлопотный процесс.

Также большие проблемы связаны с высоковольтными линиями. Потому как опоры - это большие проводящие элементы. На них нельзя использовать такие клещи. Кроме размера высоковольтных опор, сама конструкция и реализация заземления не позволяет проводить эти измерения с помощью клещей. Все эти факторы делают невозможным анализ результатов измерения, которые сделаны только на соединительном проводнике.

Измерение сопротивления заземления с помощью новых гибких клещей и адаптера от Sonel!

Компания Sonel разработала гибкие клещи и внедрила их для измерения сопротивления заземления низковольтных опор, сдвоенных бетонных столбов, на многостоечных решетчатых опорах и в других сложных ситуациях. Они значительно тоньше и имеют длину до 5 метров. Клещи, которые использовались до сих пор, не имели такой диаметр. Новые клещи работают иначе, чем предыдущие варианты, что позволило изменить конструкцию входных измерительных цепей. Гибкие клещи подключаются к измерителям Sonel MRU-120, Sonel MRU-200, Sonel MRU-200-GPS с помощью промежуточного модуля - Sonel ERP-1 адаптер.

На изображении адаптер Sonel ERP-1 и гибкие клещи

Рис. 5 Гибкие клещи (катушка Роговского) и адаптер Sonel ERP-1

Для тестирования цепи используются гибкие клещи типа F, специальные более чувствительные клещи типа FS и индивидуальные высокочувствительные типа FSX, используемые в чрезвычайно сложных условиях. Sonel ERP-1 продается с клещами FS длиной 4 метра как стандартное предложение. Адаптер имеет выбор типа клещей при нажатии кнопки «FLEX», который сигнализируется светодиодом. Для выбора количества катушек, из которых состоит измеряемая цепь, нажмите на кнопку «TURNS».

Рассмотрим примеры использования клещей и адаптера в различных ситуациях:

  • Измерение заземления низковольтной опоры

Иллюстрация правильного измерения заземления низковольтной опоры

Рис. 6 Правильное измерение заземления низковольтной опоры без отсоединения испытательного стыка с помощью ERP-1

Как показано на рисунке, клещи, окружающие всю опору и заземление, позволяют измерять весь ток, протекающий по цепи на землю. Результат измерения в этом случае будет правильным. Трудности, возникающие в ситуации без использования гибких клещей и адаптера, исключаются. Это напрямую связано с электрическими свойствами контура.

  • Измерение сопротивления заземления для сдвоенных бетонных столбов

Иллюстрация измерения для сдвоенных бетонных столбов

Рис. 7 Измерение для сдвоенных бетонных столбов

В строительстве часто используются многостоечные опоры на бетонном фундаменте и двойные бетонные столбы, как показано на рисунке 7. Раньше было трудно измерить сопротивление заземления для такой конструкции, но с использованием гибких клещей и адаптера Sonel ERP-1 это стало возможным.
Используя клещи, можно одновременно окружить два проводящих элемента конструкции. При этом необязательно знать, связаны ли два заземления под землей. Клещи измеряют общее значение тока, протекающего через заземление.

  • Измерение сопротивления заземления на многостоечных решетчатых опорах

Испытание на многостоечных решетчатых опорах - сложный процесс. Решение, предлагаемое Sonel, позволяет использовать метод падения потенциала без необходимости отсоединения высоковольтной линии. Такие сложные заземления стало возможно диагностировать, с помощью измерителя Sonel MRU-200 и адаптера Sonel ERP-1, как показано на рисунке 8. Раньше это было невозможно, когда использовались одиночные клещи на активной линии электропередачи. Правила измерения относятся к методу падения потенциала, но процедура измерения отличается.

Иллюстрация измерения для сдвоенных бетонных столбов

Рис. 7 Измерение для сдвоенных бетонных столбов

Во время тестирования клещи охватывают всю стойку опоры. Для достижения точного результата необходимо сделать более одного витка. Затем выбирается процедура тестирования, устанавливается модуль Sonel ERP-1 на устройстве. После выбирается количество стоек опоры (1,2,3 или 4). Измерение начинается после полного подключения и настройки прибора. Важно помнить, что когда меняется положение клещей, следует также изменить положение соединительного контакта, который вызывает течение тока E. Прибор выполнит серию испытаний, после чего покажет на дисплее сопротивление заземления для всей опоры.
Автоматическая процедура расчета сопротивления заземления для решетчатой опоры доступна только на MRU-200. Следует отметить, что прибор проверяет направление тока для отдельного теста. Поэтому клещи подключаются в одном и том же направлении, когда проводится испытание. Измеритель распознает повреждение, такое как физическое разрушение или полная коррозия соединительного элемента с соединительным кольцом опоры. Эта функция реализована только в измерителе MRU-200 и не встречается в других моделях, доступных на рынке.

Оригинал статьи

Адаптер ERP-1 в стандартной комплектации поставляется с чувствительными клещами FS длиной 4 метра, но может быть укомплектован и другими моделями по заказу клиента. Адаптер с клещами подключается к приборам Sonel MRU-120, Sonel MRU-200, Sonel MRU-200-GPS и поставляется только в комплекте с измерителем. Получить информацию и приобрести комплект можно в отделе продаж официального дилера Sonel в Беларуси – ООО «Приборторг».

04.05.2017