“Методичка” по измерению сопротивления заземляющего устройства

Изменение параметров заземлителей с течением времени

Потребность в том, чтобы периодически проверять сопротивление заземления, вызвана изменениями его реального значения с течением времени и в зависимости от климатических условий.

Последнее обстоятельство связано с их зависимостью от множества факторов, основными из которых являются:

• Ухудшение контакта в зонах сопряжения металлических элементов из-за повышенной влажности.
• Изменение состояния грунта в месте его обустройства в засушливые и знойные дни.
• Старение (износ) металлоконструкций и подводящих проводников, которые согласно ГОСТ должны иметь определенную толщину.

Проверять сопротивления заземления можно любым допустимым нормативами способом с привлечением подходящих для этих целей измерительных приборов. Рассмотрим самые известные из этих методик более подробно.

Методы измерения параметров заземляющих устройств

Известно несколько способов, воспользовавшись которыми удается проверить наличие и померить сопротивление заземлителя с достаточно высокой точностью. Рассмотрим каждый из этих подходов более подробно.

Применение мультиметра

Вопрос о том, как измерить сопротивление заземления мультиметром, не совсем корректен. Сделать это удается лишь при наличии профессионального измерительного оборудования.

Процедура замера сопротивления заземления мультиметром обычно сводится к простейшей проверке подключения заземляющего контакта розетки к защитному контуру. Как это можно проверить посредством тестера и утюга, например, уже было рассмотрено в соответствующей статье. Таким образом, при рассмотрении вопроса измерения заземлений мультиметром под данной процедурой понимают проверку его наличия. Кроме того, этот прибор может пригодиться для выявления скрытых обрывов в цепях или пропадании контактов.

Метод амперметра-вольтметра

При применении этого метода проверки сопротивления заземления потребуется собрать цепочку, одной из составляющих которой станет проверяемое заземляющее устройство. В нее дополнительно включается специальный токовый электрод, называемый «вспомогательным».

Помимо этого в указанной схеме предусматривается еще один – потенциальный электрод (зонд), предназначенный для снятия показаний падения напряжения. Его необходимо установить примерно на равном удалении, как от токового электрода, так и от заземленной точки. Вследствие такого расположения он находится в зоне с практически нулевым потенциалом (фото ниже).

Метод амперметра-вольтметра для измерения сопротивления заземления

Согласно данной схеме замеры сопротивлений заземлений сводятся к снятию показаний напряжения и тока и к последующему вычислению искомой величины по закону Ома R=U/I . Подобный способ испытаний оптимально подходит для загородных и частных домов. Для получения требуемого тока в измерительной цепи можно воспользоваться любым подходящим по мощности трансформаторным устройством. Как вариант, подойдут некоторые модели сварочных агрегатов.

Использование специализированных приборов

Как уже отмечалось, измерять сопротивление заземления простым тестером не представляется возможным (показать реально, сколько Ом составляет сопротивление заземлителя, он не способен). Это относится и к рассмотренной выше схеме с зондом и токовым электродом. Для работы с ними должны использоваться специальные аналоговые приборы следующих типов:

• Ф4103-М1
• ИСЗ-2016
• М-416 (измеритель многофункциональный)
• ИС-10 (микропроцессорный измеритель)
• ИС-20/1 (более усовершенствованный прибор)
• MRU-101 (профессиональный прибор

Для примера можно проследить, как измеряется сопротивление заземления посредством прибора М-416. При работе с ним необходимо действовать по следующему плану:

1. Сначала следует убедиться в том, что в отсеке прибора имеются элементы питания (3 штуки по 1,5 Вольта, в сумме дающие питающее напряжение 4,5 Вольта).
2. Затем приготовленный к работе прибор нужно расположить строго горизонтально и прокалибровать его.
3. Для этого следует установить ручку с указателем в положение «контроль» и, надежно удерживая в нажатом положении кнопку красного цвета, выставить стрелочный указатель на «ноль».

Измерения сопротивления защитного заземления этим прибором осуществляются по той же схеме с двумя электродами.

Схема подключения прибора М-416

После того, как колья вбиты в грунт – к ним подсоединяются провода согласно приведенной схеме (контакты прибора 1, 2, 3 и 4). Затем указатель приборного переключателя «Диапазон» устанавливается в «х1» (фото ниже).

Установка ручки прибора М-416 в положение х1

Потом следует нажать на контрольную кнопку и поворачивать ручку «Реохорд» до того момента, пока стрелка на индикаторе не покажет «ноль». Указанную на шкале реохорда цифру нужно умножить на выбранный диапазон, что и даст в результате измеренное значение.

Обратите внимание: В ситуации, когда показания прибора превышают 10 Ом, переключатель множителя (диапазон) следует установить на более высокое значение: «X5», «X20» или «X100», а затем повторить все описанные ранее операции. Величина сопротивления в этом случае определяется путем умножения показания «Реохорд» на новый масштаб.

Для проведения измерений этим методом могут применяться и более «продвинутые» цифровые приборы, отличающиеся простотой измерений и максимальной точностью. С их помощью можно не только снимать показания, но и сохранять данные измерений во внутренней памяти.

При проведении проверок посредством мегаомметра действовать необходимо согласно инструкции (она похожа на описанные выше процедуры для М-416). Однако перед тем как проверить сопротивление заземления мегаомметром, следует знать, что погрешность снятия показаний в этом случае будет намного выше. Данный факт объясняется заметным отличием исследуемых систем от привычного сопротивления изоляции. Этот прибор больше подходит для проверки сопротивления изоляции электросетей заземляемого оборудования, надежность которой также влияет на безопасность его эксплуатации.

При нарушениях изоляции может наблюдаться неприятный эффект, который объясняется тем, что сопротивление тела человека является достаточно большим для появления на нем опасного потенциала. При случайном прикосновении к оголенному проводнику через тело потечет ток, величина которого достаточна для того, чтобы нанести ему серьезную травму.

Измерение токовыми клещами

Особенность метода замера сопротивления заземления посредством типовых измерительных клещей состоит в следующем:

• В этом случае отпадает необходимость в отключении заземляющего устройства от обслуживаемого оборудования.
• Вспомогательные электроды в данной ситуации также не нужны.
• Появляется возможность оперативно контролировать весь процесс снятия показаний.

Принцип измерения токовыми клещами следующий: протекающий по заземляющему проводнику или шине (являющимися в данном случае вторичной обмоткой) испытательный ток оценивается токовыми клещами по своей величине. После этого посредством вольтметра снимается показание действующего в цепи напряжения.

Для вычисления искомого сопротивления нужно будет разделить полученное значение напряжения в вольтах на измеренную посредством клещей величину тока в амперах.

Состав ЗУ

Перед тем, как проверить сопротивление заземления следует вспомнить, что классическое ЗУ состоит из следующих обязательных элементов:

• Медных гибких проводников с наконечниками под стандартное болтовое сочленение;

Обратите внимание! В особо ответственных местах такие соединения осуществляются только на сварку.

• Толстых медных шин, прокладываемых в земле или вдоль стен зданий от электрических щитков до погружённого в грунт заземлителя (особенности его обустройства будут рассмотрены чуть позже);
• Наконец, самого заземлителя, представляющего собой конструкцию, изготавливаемую из заранее сформованных стальных заготовок (прутьев, швеллеров и т. п.).

Конструкция заземляющего контура (он же – заземлитель с набором медных шин) может иметь самые различные исполнения, определяемые требованиями защиты конкретного объекта. Простейший вариант этого устройства может выглядеть так, как это представлено на рисунке ниже.

Простейший заземляющий контур

Такая конструкция обычно зарывается в грунт неподалеку от заземленного с её помощью объекта (станционного оборудования или частного жилого строения). В процессе эксплуатации осуществляется постоянный контроль её состояния, состоящий, помимо всего прочего, в измерении проводимости.

Периодичность измерения сопротивления определяется соображениями безопасности технической эксплуатации устройства, а срок их проведения устанавливается действующими нормативами.

Измерения переходного сопротивления

При измерении параметров контура заземления особое внимание уделяется так называемым «переходным» зонам, образующимся по всей площади непосредственных сочленений элементов конструкции (включая их контакт с почвой и сам грунт). Для этих участков вводится понятие «переходного сопротивления», в значительной мере влияющего на суммарное значение. Все рассмотренные выше методы измерения касались и этой части общего сопротивления системы (за исключения сопротивления материала заземляющих проводников и штырей).

По его величине можно судить о скорости стекания опасного заряда в землю, а также о тех препятствиях, которые встречаются на пути. В действующих системах эта составляющая вносит ощутимый вклад в формирование общего показателя для всего ЗК.

Как измерять переходное сопротивление

Перед тем как измерять заземление в переходных зонах потребуется приготовить специальный прибор, называемый миллиомметром. Для проведения этих испытаний сгодится любой другой прибор для измерения заземления из той же серии (иногда для этого используются универсальные аппараты М-416). Независимо от типа выбранного прибора для этих целей должна использоваться только сертифицированная измерительная техника, прошедшая государственную поверку. В противном случае проведенные на приборе измерения не будут считаться соответствующими действующим нормам и ГОСТам.

При проведении таких замеров прибор, выбранный в качестве измерительного устройства с заряженным питающим аккумулятором, подключается своими зажимными клеммами по обе стороны контролируемого соединения. Независимо от типа элементов контура переходное сопротивление между ними не должно превышать 0,05 Ома. Если проведенное таким методом измерение переходного сопротивления заземления дало неудовлетворительный результат – эксплуатацию установки прекращают до выявления причин и их устранения. Схема измерений переходной проводимости представлена на фото ниже.

Схема измерения переходного сопротивления

Перед тем как проверить контур заземления – необходимо ознакомиться с существующими методиками его расчета. В подавляющем большинстве случаев они сводятся к простейшим вычислениям по закону Ома (путем деления измеренного напряжения на снятые в соответствующей цепи токовые показания).

Дополнительная информация: Перед расчетом удельного сопротивления заземления важно учесть все звенья цепочки стекания аварийного тока, включая контактные зоны.

Полученный в итоге результат полностью характеризует конструкцию на ее соответствие нормируемым показателям.

Как часто замеряется

Сроки проверки заземления электроустановок устанавливаются согласно следующим требованиям нормативам:

1. Визуальные осмотры – каждые полгода.
2. Поверка качества соединений металлических элементов в их стыках – раз в год.

Возможны и внеплановые проверки переходного сопротивления заземлителя, которые проводятся обычно после реставрации контура, а также при внесении в его конструкцию серьезных коррективов. Испытания также могут проводиться и при сдаче вновь запускаемой системы заземления в эксплуатацию.

При организации очередных или внеочередных проверок необходимо руководствоваться общими положениями по расчету удельного сопротивления заземления.

Объект испытания

Проверочные действия осуществляются в отношении заземлительных устройств, выполненных как одиночные электроды или контуры. К объектам проверки не относятся PEN-проводники и PE-проводники, включенные отдельными жилами в кабели.

Заземлительные устройства создаются в одном из двух исполнений:

1. Горизонтальное. В этом случае полосы располагаются по дну траншеи.
2. Вертикальное. Заземлительный контур представляет собой забитые в землю и соединенные между собой полосы или трубы. Стержни располагают в грунте на глубине, превышающей длину самих металлических изделий. Чаще всего контур по своей форме создается в виде треугольника.

Замена элементов системы осуществляется при ржавлении более 50% поверхности. Проверка на коррозию на электроустановках проводится выборочно там, где наиболее заметны ее проявления. При проведении проверочных мероприятий тестируют заземление нейтралей. На высотных линиях проверяют по крайней мере 2% от имеющихся опор. Предпочтительные объекты проверок — участки заземления, находящиеся в максимально агрессивных средах.

В таблице внизу представления показатели Rз, присущие разным видам заземлителей.

Сопротивление повторного заземления

Повторное заземление является важнейшим элементом комплексной системы защиты от поражения электрическим током. Оно устанавливается на приемной стороне питающей линии при наличии в подводке в ней нулевого провода РЕ или РЕN.

Важно! Это требование справедливо для сетей, работающих по схеме ТN с глухо заземленной нейтралью.

Как правило, в качестве повторного заземления используются как естественные, так и искусственно созданные элементы. Однако сопротивление естественных заземлителей зависят от очень многих факторов (включая климатические условия), так что с течением времени оно постоянно меняет свое значение.

В связи с этим при обустройстве этого типа заземлений предпочтение отдается искусственно созданным системам, имеющим вполне конкретные показатели.

Повторное заземление коттеджа

Заземляющий провод такого устройства выводится от заземляющего контура в сторону вводного щитка с установленной в ней главной заземляющей шиной (ГЗШ).

Необходимость в повторном заземлении своими руками монтируемом на стороне потребителя, объясняется следующими причинами:

1. Его наличие исключает опасные ситуации, возникающие в питающей сети при обрыве нейтрального или заземляющего провода, идущего от силовой подстанции (фото выше).
2. В данном случае оно может работать как самостоятельное заземление, обеспечивающее безопасные условия эксплуатации электроустановок на стороне потребителя.
3. При нем в квартире или частном доме можно обустроить электропроводку с третьей (заземляющей) жилой.

Наличие повторного заземления специально оговаривается в ПУЭ, отдельные положения которых предписывают его обязательную установку и испытание.

Особенности проверки в квартире и частном доме

Технология работ по тестированию заземления для дома и квартиры имеет несколько различий.

Тестирование в квартире

Заземлять необходимо все предметы из металла – радиаторы, ванну, бытовую технику. Также стоит защитить розетки и уточнить, входит ли третий контакт в схему. Существует несколько приемов.

Отвертка + тестер + изолированный провод

Используется провод с щупами на двух концах. Работают так:

1. Проверяют напряжение в розетке при помощи тестера, настольной лампы, зарядки для смартфона. Вилку в розетку вставляют очень аккуратно.
2. Рабочую розетку выключают через УЗО щитка, переключая автомат.
3. С розетки снимают крышку и осматривают подключение контакта заземления. Он соединяется с отдельным кабелем или зануляется с клеммами.
4. Проводят сборку розетки и включение УЗО.
5. При наличии заземления делают проверку тестером или индикаторной отверткой. Контакт не должен накидываться на фазу.
6. Проверяют заземление провода – находят фазу, убирают с нее палец и помещают на сенсор щуп. Он не должен гореть.

Об исправности «земли» свидетельствует загорание или повышенная яркость индикатора.

Тщательная проверка длинным проводом

Понадобятся индикаторная отвертка, тестер и длинный щуп. Алгоритм работ следующий:

1. Открывают электрощит, индикаторной отверткой осматривают желто-зеленый провод на предмет отсутствия напряжения заземляющего контура.
2. Находят «ноль» (синий провод) и присоединяют к нему щуп проводника. Другим щупом касаются желто-зеленого провода. По срабатыванию автомата можно судить об исправности провода.
3. Возвращают рукоятку УЗО на взвод. Один конец провода остается на нуле, другим касаются всех розеток и металлических изделий в помещении. При исправном контуре автомат срабатывает.
4. Проверяется ванная. На 50 см от пола расположен бокс СУП с металлической шиной и проводами. Здесь не должно быть напряжения.

После проверки напряжения в ванной нужно подтянуть соединения всех болтов.

Проверка в частном доме

Методика замеров для частного дома имеет существенные отличия от работ в квартире.

Тестирование исправности почвы и металлосвязей

Мероприятия подразумевают визуальный осмотр и применение специальных приборов:

1. Для зрительного осмотра требуется ударить по контактам молотком с изолированной рукояткой. Проводник должен дребезжать.
2. Проверка сопротивления металлических узлов омметром или мультиметром. Допустимый предел результата – 0,05 Ом.
3. Вывод заземления на другом участке при различии измерений с нормативными.

Проверяйте грунт и металлосвязи летом или весной – в это время меньше осадков.

Проверка без тестера и вольтметра

Используя лампочку и патрон с двумя проводами, можно определить наличие заземления на даче:

1. Зачистить концы провода от изоляции и вставить в розетку – лампочка загорится.
2. Правильно измерить щупом заземление: достать один из проводов и прикоснуться к точке заземления. При отсутствии загорания лампы провод извлекают из другого отверстия.
3. Если УЗО сработало – заземление качественное.
4. Посмотреть на свечение лампы. При подключении фазы и земли оно ярче, чем при подсоединении фазы и нуля.

Используя индикаторы под евророзетки, можно обнаружить все недостатки подключения.

Какая периодичность измерений

Перед тем как замерить сопротивление заземления тем или иным способом – важно учесть требования ПУЭ в части периодичности проведения этих испытаний. Согласно основным положениям этого документа они могут проводиться в следующих формах:

• плановые обследования;
• внеочередные проверки;
• пусковые испытания.

Периодичность каждой из этих разновидностей проверок определяется теми целями, которые они перед собой ставят. Периодичность проверок сопротивления изоляции станционного оборудования обычно согласуется с обследованием самого ЗК. Рассмотрим различные их виды более подробно.

Плановые проверки

Сроки проведения плановых мероприятий оговариваются инструкцией РД-34.22.121-87, а также требованиями ПУЭ. Из этих документов можно узнать, какова периодичность визуального осмотра видимых частей устройств заземления, которая согласно им организуется не реже одного раза в полгода. Помимо этого из этих же нормативов следует, что не реже чем раз в 12 лет должны проводиться обследования конструкции со вскрытием грунта вокруг нее. Измерение сопротивления контуров заземления согласно тем же документам должно проводиться не реже раза в 6 лет.

Ответственными за проведение таких проверок являются лица, уполномоченные на это соответствующими органами. Владелец частного дома должен заранее оформить заявку на их проведение с последующей оплатой. По завершении испытаний он обязан предоставить в местную энергетическую службу протокол измерений сопротивлений контактов между элементами ЗК.

Внеочередные

Внеочередные измерения параметров контура должны проводиться в следующих внештатных ситуациях:

• После внесения в конструкцию изменений, не предусмотренных проектом, но влияющих на сопротивление растеканию току (измерение заземления в частном доме должно проводиться при переносе его на другое место).
• После аварийного разрушения и последующего восстановления ЗК.
• По завершении ремонтных работ.

Периодичность их проведения по понятным причинам не регламентируются.

Пусковые или вводные

Пусковые или вводные проверки заземления и измерения сопротивления организуются сразу же по окончании монтажа защитного контура (то есть накануне сдачи его представителю местной энергетической службы). Для этого потребуется пригласить специалиста от электрической лаборатории или другой организации, имеющей лицензию на право проведения таких испытаний.

По итогам проверки оформляется акт приемки, являющийся основанием для последующего пуска устройства в эксплуатацию и подтверждением того, что все питающие линии в частных домах заземлены.

Условия проведения испытаний

При организации мероприятий по проверке заземления важно обратить внимание на те условия, в которых предполагается их проведение. Они должны учитываться еще на стадии подготовки испытаний, а по их окончании вноситься в особый журнал. Согласно требованиям действующих нормативов (ПУЭ, в частности) для этого желательно выбирать летнюю пору с солнечной сухой погодой, позволяющей получить наиболее близкие к реальности результаты. Это объясняется тем, что в такое время грунт поддерживается в достаточно сухом состоянии, соответствующем реальным условиям эксплуатации защитного сооружения.

При проведении контрольных замеров допустимых сопротивлений в осеннюю сырую погоду, например, полученные результаты будут в значительной степени искажены. Это объясняется тем, что пропитанный влагой грунт существенно увеличивает показатель проводимости почвы. Для того чтобы избежать всех этих сложностей и получить значение близкое к реальной величине – проще всего воспользоваться услугами профессионалов. Для этого необходимо обратиться в специальную электротехническую лабораторию, имеющую лицензию на проведение соответствующих работ.

Специалисты по прибытию на место выявят все факторы и организуют испытания защитного оборудования в соответствие с требованиями действующих нормативов. По завершении всего испытательного цикла ими же будет оформлен протокол измерения сопротивления заземления образец которого представлен ниже.

Протокол проверки сопротивлений заземлителей

Мегаомметр лучше использовать для оценки иных факторов безопасности

Например, сопротивления изоляции. Речь пойдет не о прямой опасности. То есть, если вы схватитесь рукой за провод, в котором диэлектрические свойства изоляции в норме, вы не получите поражение электротоком.

Но есть и дополнительная опасность: пробой изоляции под нагрузкой. Этот неприятный факт приводит к сбоям в работе, и что более страшно — к возгораниям электроцепи.

Мегаомметр для измерения сопротивления изоляции представляет собой генератор напряжения и точный прибор в одном корпусе.

Классический вариант (с успехом применяется и сейчас), вырабатывает напряжение до 2500 вольт. Не стоит бояться, токи при работе мизерные. Но держаться нужно только за изолированные рукояти измерительных кабелей.

Высокий потенциал напряжения легко выявляет изъяны в изоляции, и стрелка прибора показывает истинное сопротивление. Перед началом работ следует отключить все подающие напряжение автоматы, и избавиться от остаточного потенциала: заземлить провод.

Для измерения пробоя между проводами в одном кабеле используются два провода. Они подсоединяются к жилам отключенного кабеля, и проводится замер. Если сопротивление ниже нормы, кабель отбраковывается. Никто не знает, когда место потенциального пробоя принесет неприятности.

Для измерения утечки на землю, один провод соединяется с защитным заземлением (в зоне прокладки тестируемого кабеля), а второй к центральной жиле. Напряжение для тестирования должно быть выше. Если провод невозможно приложить к «земле», измерение проводится при помощи прикладывания второго электрода к внешней поверхности изоляции.

При наличии экрана (бронировки кабеля), применяется трехпроводная система замеров. третий провод соединяется с экраном тестируемого кабеля.

Общая схема именно такая, но каждая модель прибора имеет собственную инструкцию. В современных мегаомметрах с цифровым дисплеем, разобраться еще проще, чем в старых стрелочных.

С помощью мегаомметра можно тестировать еще и обмотки двигателей. Но это отдельная тема. Информация для тех, кто думает, что все эти приборы узкопрофильные: с помощью системы шунтов, можно превратить мегаомметр в прецизионный омметр или вольтметр.

Итоги

Подводя итог всему описанному в предыдущих главах, необходимо отметить следующие основные моменты:

1. Систематические проверки заземляющих контуров позволяют убедиться в их полной работоспособности.
2. При решении проблемы касающейся того, каким прибором следует снимать показания – предпочтение отдается специальным многофункциональным устройствам, обеспечивающим высокую точность измерений.
3. В процессе их проведения важно придерживаться общепринятых методик определения точных значений измеряемых величин.
4. С полной формулой определения суммарного сопротивления всей заземляющей конструкции можно ознакомиться в соответствующих разделах ПУЭ.

В дополнение к статье предлагаем для просмотра видео материалы, в которых показывают как измеряется сопротивление заземления с помощью различных многофункциональных приборов.

В заключительной части обзора отметим, что для более подробного ознакомления со всеми рассмотренными вопросами следует обратиться к многочисленным источникам, широко представленным в сети. Там же можно найти большое количество тематических подборок и видео обзоров, позволяющих узнать о том, как проверить и точно измерить сопротивление заземляющих конструкций самого различного типа и класса.

Виды ЗУ

Что такое измерение сопротивления изоляции и почему это важно

При решении непростого вопроса, касающегося того, как измерить сопротивление контура заземления, следует знать, что описываемые системы могут использоваться в различных целях. При ознакомлении с их конструкцией необходимо принимать во внимание основные отличия защитного и рабочего заземления, состоящие в следующем:

• Под рабочим понимается заземление задействованных в передаче тока цепей, в частности, нулевых или нейтральных точек станционных трансформаторов;
• Под понятием защитного заземления подразумевается электропроводная связь с грунтом элементов конструкций, не находящихся под опасным потенциалом (не являющихся токоведущими).

Понимание этих различий помогает специалистам организовать измерение сопротивления заземляющего устройства по специально разработанным методикам.