| Страница: 1 2 3 4 5 6 |
5.5.1. Измерение простого стержневого заземлителя
Рис. 28. Измерение сопротивления заземлителя в виде простого стержневого электрода
Результат = U / I = R Е
гдеU - напряжение, измеренное внутренним вольтметром между испытательными зажимами P1 и P2
I - испытательный ток, подаваемый в испытательную петлю через испытательные зажимы C1 и C2.
Измерение довольно простое из-за того, что заземлитель можно рассматривать как одноточечный электрод, не соединенный ни с каким другим электродом. Расстояния между проверяемым электродом и испытательными электродами (токовыми и потенциальными) зависит от глубины проверяемого электрода.
Использование 4-проводного подключения, которое поддерживается испытательными приборами METREL, намного лучше, чем 3-проводный метод, так как нет никаких проблем относительно контактного сопротивления между испытательными зажимами и обычно ржавой поверхностью испытуемого электрода.
Измерительные электроды обычно вводятся в землю по одной линии с испытуемым электродом или в равностороннем треугольнике.
5.5.2. Измерение простого полосового заземлителя
Рис. 29. Измерение сопротивления заземлителя в виде простого полосового электрода
Результат = U / I = R Е
гдеU - напряжение, измеренное внутренним вольтметром между испытательными зажимами P1 и P2
I - испытательный ток между испытательными зажимами C1 и C2.
Измерение подобно предыдущему за исключением того, что электрод не может рассматриваться как одноточечный, но должна приниматься во внимание длина используемой полосы. На основе длины должно быть вычислено и использоваться соответствующее расстояние от испытуемого электрода до обоих испытательных электродов, см. рисунок выше.
Измерительные электроды обычно вводятся в землю по одной линии с испытуемым электродом или в равностороннем треугольнике.
5.5.3. Измерение сложных систем заземления с несколькими параллельными электродами
Два важных аспекта должны приниматься во внимание в таких системах:
- Общее сопротивление системы заземления Retot определяется параллельным соединением отдельных электродов заземления. Достаточно малое общее сопротивление заземления удовлетворяет требованиям успешной защиты от электрического удара при повреждении нагрузки, но не может служить успешной защитой от прохождения атмосферных разрядов через молниеотвод.
- Сопротивление отдельных электродов заземления RE1 ... REN.
Сопротивления отдельных заземлителей должны иметь достаточно низкое значение, если система заземления предназначена для защиты от атмосферных разрядов. Атмосферные разряды очень быстры, из-за чего токи разрядов содержат высокочастотные компоненты. Для этих компонентов любая индуктивность в пределах системы заземления представляет высокое сопротивление и поэтому препятствует успешному разряду. Это может иметь катастрофические последствия.
Противоположный результат, чем требуется, может произойти, когда молниеотвод имеет несколько раздельных путей заземления, особенно, если сопротивление заземлителя слишком велико. Молниеотвод притягивает молнию из-за своей геометрической формы и соответствующего физического размещения (острые кромки/точки и обычно размещение на самых высоких местах). Чрезвычайно высокая сила электрического поля и последующая ионизация воздуха может появляться около системы молниеотвода.
Измерение полного сопротивления заземлителя
- Классический четырехпроводный, двухэлектродный метод
Рис. 30. Измерение полного сопротивления заземлителя сложной системы заземления при использовании классического четырехпроводного, двухэлектродного метода
Потенциальные и токовые измерительные электроды вколачивается в грунт достаточно далеко от измеряемой системы, так что ее можно рассматривать как точечную систему. Требуемое расстояние от токового электрода должно быть по крайней мере в пять раз больше, чем самое большое расстояние между отдельными электродами заземления. Расстояние до потенциального электрода определяется в соответствии с главой: «Вычисление требуемого расстояния между проверяемой системой заземления (простой стержень или простой полосовой электрод)» на странице 35.
Преимущество этого метода состоит в том, что он обеспечивает точные и надежные результаты испытаний, хотя его недостаток в том, что он требует относительно больших расстояний для размещения измерительных электродов, что может вызывать некоторые проблемы (особенно в городских условиях).
Результат = U/ I = RE1 // RE2 // RE3 // RE4 = Retotгде
U - напряжение, измеренное прибором между испытательными электродами P1 и P2
I - ток, возбуждаемый прибором в измерительной петле между испытательными электродами C1 и C2.
RЕ1 ... RЕ4 - сопротивление заземлителя отдельного электрода заземления.
Retot - полное сопротивление заземлителя проверяемой системы заземления.
b) бессстержневой метод, использующий двое испытательных клещей
Измерение сопротивления заземлителя может быть упрощено и выполнено без использования заземляющих штырей, если доступны дополнительный электрод заземления или электроды системы заземления с низким полным сопротивлением заземлителя. Измерение может быть выполнено с использованием двух испытательных клещей, если доступен измерительный прибор типа Eurotest 61557 или Earth-InsulationTester.
Такие случаи обычно встречаются в районах застроек, где также присутствуют другие системы заземления с низким сопротивлением заземлителя (например, металлическая полоса, установленная вокруг подземного сетевого кабеля).
Ниже показана модель такой системы заземления и подключения контрольно-измерительного прибора
Рис. 31. Измерение полного сопротивления заземлителя с использованием двух испытательных клещей
RЕ1 ... RЕ4 - индивидуальные сопротивления заземлителей испытуемой системы заземления.
RЕ5 ... RЕN - индивидуальные сопротивления заземлителей вспомогательной системы заземления с малым полным сопротивлением заземлителя.
r - расстояние между измерительными клещами, которое должно быть не менее 30 см, иначе клещи, подсоединенные к генератору, могут влиять на измерительные клещи.
Рисунок, приведенный ниже, позволяет лучше понять предыдущий пример.
Рис. 32. Электрическая схема замещения предыдущего примера
Амперметр (токовые клещи 1)
Генератор (токовые клещи 2)
Результат = (суммарное активное сопротивление электродов заземления RЕ1 ... RЕ4) + (общее активное сопротивление вспомогательных электродов заземления RЕ5 ... RЕ N)
Если можно допустить, что суммарное сопротивление вспомогательных электродов RЕ5 ... RЕN намного меньше, чем суммарное сопротивление измеряемых электродов RЕ1 ... RЕ4, то можно записать следующее:
Результат = (суммарное сопротивление измеряемых электродов заземления RЕ1 ... RЕ4)
Если результат меньше, чем допускаемое значение, то точное значение заведомо безопасно, так как оно меньше, чем отображаемый результат.
Измерение сопротивлений отдельных заземлителей
Имеется несколько методов для измерения сопротивления заземлителя отдельных электродов заземления. Должен использоваться тот метод, который лучше соответствует фактической системе заземления и, конечно, поддерживается доступным контрольно-измерительным прибором.
a) Измерение с механическим отсоединением испытуемого электрода заземления с использованием классического четырехпроводного, двухэлектродного метода испытаний
Рис. 33. Измерение сопротивления определенного электрода заземления
Результат = U/I = RE4
где
U - напряжение, измеренное внутренним вольтметром между испытательными зажимами P1 и P2
I - испытательный ток, возбуждаемый в испытуемой петле между испытательными зажимами C1 и C2.
Требуемое расстояние между проверяемым электродом и обоими испытательными электродами - такое же самое, как и для простого стержневого электрода или простого полосового электрода, в зависимости от используемого типа электрода
Недостаток этого метода в том, что механическое разъединение должно выполнено до начала измерения. Разъединение может быть проблематичным из-за возможных ржавых соединений, преимущество метода - высокая точность и надежность результата испытаний.
b) измерение с механическим отсоединением проверяемого электрода заземления с использованием классического четырехпроводного, двухточечного метода испытаний
Если число электродов заземления достаточно велико, то может быть использован упрощенный безэлектродный метод, см. рисунок ниже.
Испытуемый электрод должен быть механически отсоединен и все остальные электроды будут использоваться как вспомогательные электроды. Суммарное сопротивление заземления вспомогательных электродов - намного меньше, чем сопротивление испытуемого электрода.
Рис. 34. Упрощенное безэлектродное измерение
Результат = RE4 + (RE1 // RE2 // RE3)
Если (RE1 // RE2 // RE3) намного меньше, чем проверяемое RE4, то можно записать:
Результат RЕ4
c) измерение с использованием классического четырехпроводного двухэлектродного метода испытаний в комбинации с испытательными клещами
Рис. 35. Измерение сопротивления заземлителя, использующее одни испытательные клещи
Электрическая схема замещения вышеупомянутого примера представлена на рисунке ниже
Рис. 36. Электрическая схема замещения предыдущего практического примера
Ut - испытательное напряжение
Rc - сопротивление токового испытательного электрода
Rp - сопротивление потенциального испытательного электрода
Itot - суммарный ток, сгенерированный испытательным напряжением Ut и измеренный амперметром, соединенным последовательно с генератором
I1 ... I4 - отдельные испытательные токи.
I1 + I2 + I3 + I4 = Itot
Результат 1 = RE4 (учитывается ток, измеренный испытательными клещами)
Результат 2 = Rtot (учитывается суммарный ток, измеренный амперметром)
Преимущество этого метода в том, что нет необходимости в механическом отсоединении испытуемого электрода.
Перемещение испытательных клещей от электрода к электроду позволяет измерять только ток, текущий в испытуемом электроде заземления. Используя измеренное значение этого тока, тока, измеренного внутренним амперметром и напряжение, измеренное внутренним вольтметром, вычисляется индивидуальное сопротивление заземлителя.
Для того, чтобы гарантировать точное измерение напряжения, расстояние от проверяемого электрода до токового электрода должно быть по крайней мере в 5 раз больше, чем самое большое расстояние между отдельными электродами проверяемой системы.
Внимание!
• Из-за больших расстояний между отдельными электродами часто невозможно перемещать испытательные клещи от электрода к электроду! Необходимо перемещать прибор с его испытательными проводниками.
• Если имеется большое количество электродов в испытуемой системе заземления, то может случиться, что ток, измеряемый испытательными клещами в электроде, слишком мал. В этом случае испытательный прибор уведомит о неблагоприятной ситуации.
| Страница: 1 2 3 4 5 6 |