Измерение сопротивления заземления

В перечень обязательных мероприятий, проводимых для обеспечения безопасности работы электрооборудования, входит такая процедура, как измерение сопротивления заземления. Контрольный анализ выполняется несколькими способами и требует наличия у специалиста определенных инструментов. Целью проведения замеров выступает сравнение фактических показателей защитного контура с параметрами действующих нормативов. 

Причины и периодичность проведения замеров

Проводиться замер заземления должен регулярно. Необходимость в выполнении данного вида анализа обуславливается подверженностью комплектующих системы разрушениям. Провоцирующими факторами могут выступать как естественные причины, так и действия третьих лиц. 

К наиболее частым причинам, вызывающим изменения показателей работы контура, относятся:

• повышенная влажность местности – под воздействием влаги ухудшаются контакты в местах соприкосновения металлических элементов;
• оседание и обрушение грунта – зачастую наблюдается в засушливый период года;
• изнашивание проводников и других частей конструкции – происходит с течением времени, характеризуется изменениями толщины провода или повреждением металлических поверхностей элементов. 

Периодичность, в соответствии с которой необходимо осуществлять измерение сопротивления заземления, регламентируется требованиями ПУЭ. Согласно нормативам, снятие показаний должно выполняться в ходе плановых обследований, пусковых испытаний и в процессе внеочередных проверок. 

Установленные нормативами сроки выполнения контрольных замеров и особенности их проведения

Характер проверки	Когда проводится	Особенности
Плановое обследование	В строгом соответствии с ПУЭ и положениями инструкции РД-34.22.121-87	Каждые 6 месяцев осуществляется визуальный осмотр, не реже одного раза в год проверяется плотность соединений металлических комплектующих
Пусковое испытание	После завершения монтажных работ перед сдачей объекта местной энергетической службе	Требует приглашения сотрудника из электролаборатории, обладающей соответствующей лицензией
Внеочередная проверка	При внесении изменений в существующую конструкцию, после устранения последствий аварии, по окончанию ремонтных работ	Необходимость обуславливается созданием внештатной ситуации

Выполняться проверка контура заземления может исключительно уполномоченными лицами, обладающими соответствующим разрешением. Результаты проведенных измерений заносятся в протокол, вместе с которым владельцу здания предоставляется акт приемки. Данные документы служат основанием для запуска объекта в эксплуатацию – и обязательно должны быть переданы представителям энергетической службы. 

Образец протокола испытаний сопротивления заземления 

Способы проведения измерений

Выполнять замер сопротивления заземления допускается любыми способами, соответствующими нормативам. Наиболее часто для подобных целей применяют методы мультиметра, амперметра-вольтметра либо используют специализированные приборы. Каждый из способов обладает своими особенностями и отличается спецификой действий.

Применение метода мультиметра

Измерение заземления мультиметром является самым распространенным методом в диагностике систем электроснабжения. Возникает вопрос: как измерить сопротивление заземления мультиметром? Необходимо сначала узнать, какие элементы входят в систему заземления.

Какие особенности

В вопросе, как замерить заземление мультиметром, есть следующие особенности: 

1. Необходимо понимать, что мультиметр измеряет только сопротивление. А для измерения проводимости и напряжения необходимо использовать соответствующие приборы. В данном случае для этого подойдет вольтметр и омметр.
2.  Необходимо знать, что сопротивление проводника в среднем составляет от 100 до 200 Ом.
3. Измерение сопротивления проводника необходимо производить при напряжении более 500 Вольт. Измерение мультиметром сопротивления в цепи с напряжением менее 500 Вольт может привести к выходу из строя прибора.
4. Измерение сопротивления заземления при помощи мультиметра должно проводиться совместно с подключением прибора к заземляющему устройству.
5. Измерение сопротивления контура заземления можно проводить только на стадии приемки в эксплуатацию.

Измерение контура заземления необходимо проводить в трехфазных сетях. При подключении к однофазной сети необходимо проводить измерение тока утечки. Для измерения сопротивления контура заземления в однофазной системе необходимо подключить мультиметр в режим измерения тока, а затем произвести замер в двух точках контура. Значения сопротивления между двумя точками контура должны быть равны. Если эти значения не равны, то контур заземления требует ремонта.

Что учесть

Перед тем, как измерить сопротивление заземления мультиметром необходимо учесть: 

1. Мультиметр не должен быть перегружен (не должен иметь предел измерения до 10 Мом).
2. На мультиметре должен стоять нулевой режим измерения.
3. В мультиметре не должно быть выставлено более высокое значение силы тока (от 200 мА или более).
4. Перед измерением не должны быть подключены какие-либо нагрузки. 
5. Перед замером сопротивления заземления необходимо отсоединить все провода от заземляющего контура.

Для замера сопротивления необходимо подключить мультиметр к клеммам заземления и измерять сопротивление. Сопротивление должно быть в пределах от 1 до 100 кОм. Если сопротивление будет менее 1 Ом, то это означает, что контур заземления неисправен и необходимо его заменить. Если сопротивление будет более 100 кОм, то возможно из-за утечки на землю замыкание и тогда необходимо определить есть ли утечка на землю в данном месте. Также, перед тем, как замерить сопротивление заземления мультиметром, необходимо проверить целостность заземляющего провода. Для этого следует измерить сопротивление петли фаза – ноль мультиметром. Если оно равно 0 Ом или менее, то проблема в заземляющем проводе. Заменить провод или установить перемычку между фазой и нулем. Если же сопротивление равно 0 Мом или более, то можно сделать вывод, что заземление в норме. Далее следует замерить напряжение на зажимах заземления. В нормальном состоянии оно должно быть от 0 до 30 В.

Какие требования

Прежде чем определиться, как замерить заземление мультиметром в частном доме, необходимо учесть требования к замеру: 

1. Заземляющий проводник должен быть подключен к контуру заземления.
2. Заземление должно быть выполнено на металлических конструкциях.
3. В качестве заземляющего проводника нельзя использовать другие металлические конструкции.
4.  Заземление на металлических трубах должно быть изолировано от остального контура. 
5.  Заземление не должно иметь соединений с другими металлическими конструкциями.
6. В качестве заземления не может быть использован водопровод или другие трубы.

Результаты в омах станут показателями сопротивления заземления. Если результат измерения превышает 10 Ом, то это говорит о том, что в устройстве есть проблемы. Это может быть связано с неполадками в системе, поломкой оборудования или нарушением правил монтажа.

Как проверить сопротивление контура заземления мультиметром? Перед проверкой необходимо подготовить мультиметр к работе. Нужно убедиться, что прибор включен и в нем есть функция измерения сопротивления. Затем нужно установить переключатель на функцию «З», а затем на «Ом». Теперь можно приступать к измерению. При измерении сопротивления заземляющих систем, в первую очередь, измеряется сопротивление растеканию тока. Это значение будет отображено на дисплее прибора. Оно зависит от длины заземлителя, его сечения и площади поперечного сечения. Чтобы определить сопротивление заземления, нужно измерить два значения. Первое — сопротивление растекания. Второе — сопротивление грунта. Для этого нужно измерить расстояние между точками с измеренным сопротивлением растекания и с сопротивлением грунта и вычислить среднее значение. Чтобы заземление замерить тестером нужно подключить его к клеммам, расположенным на задней панели. Подсоединяются зажимы, которые называют «крокодил».

Перед измерением необходимо проверить, чтобы клеммы были чистыми, так как грязь и пыль могут исказить показания. Если сопротивление меньше, чем указано в паспорте, то это может значить, что нарушена конструкция или неправильно проведены работы по заземлению. Если показатель выше, то может быть нарушена изоляция.

Схема измерения сопротивления мультиметром

Представленный на схеме вариант заземления представляет собой резистор, обладающий двумя выводами. На практике второй вывод обычно располагается глубоко в грунте, что исключает возможность измерить разность значений между ними. Для облегчения задачи к схеме добавляется дополнительная нагрузка. В реальной жизни это может быть обычный электрический прибор – к примеру, электрочайник. 

При мощности чайника в 2кВт и сопротивлении в 27 Ом в процессе подключения прибора через грунт и фазу наблюдается падение в цепи показателей тока и напряжения. В ходе измерений на участке чайника напряжение U составляет 180 В. Следовательно, величина общего напряжения на всем участке получается 220 – 180 = 40 В. 

Мультиметр

Измерение мультиметром

Чтобы ответить на вопрос «как замерить сопротивление заземления тестером» необходимо знать, что сопротивление заземляющего устройства, измеренное в любой точке, не должно превышать 4 Ом. Это требование обусловлено тем, что при нормальном режиме работы электроустановки заземлитель не оказывает вредного воздействия на организм человека. В случае пробоя изоляции на корпус электрооборудования и замыкания фазы на заземленный корпус напряжение на нем будет больше рабочего напряжения электроустановки. Измерение мультиметром является наиболее простым и доступным для каждого способа и метода измерения, но он не дает точной информации о сопротивлении заземляющего контура. Поэтому для определения сопротивления заземлителя используется метод амперметра и вольтметра.  Это один из самых точных методов определения сопротивления заземления, который позволяет определить величину сопротивления, которая может меняться в зависимости от состояния грунта.  

Для определения величины сопротивления заземления измерительным прибором необходимо иметь исправный заземляющий контур. При измерении сопротивления изоляции обмоток трансформаторов тока и напряжения сопротивление изоляции измеряют между токоведущими частями и землей. Сопротивление изоляции определяют на трансформаторах тока, установленных на релейных и блочных щитах управления, и на трансформаторах напряжения, расположенных на распределительных устройствах (РУ) 6 – 10 кВ.

При измерении изоляции между обмотками и заземляющим устройством, сопротивление заземляющего контура должно быть не менее 0,5 Мом. Так как в процессе измерений напряжение между обмоткой и заземлением может достигать 1000 В, к измеряемому контуру должен быть подведен заземляющий проводник, соединенный с шиной заземления РУ. Сопротивление заземляющего контура измеряют в соответствии с требованиями ПУЭ. Погрешность измерения не должна превышать 10% от измеряемой величины.

Применение метода амперметра-вольтметра

Метод амперметра-вольтметра предполагает измерение сопротивления заземляющих устройств с применением двух электродов – основного и дополнительного. Ввиду того, что работа контура выполняется всей контактной поверхностью, контрольная оценка должна охватывать всю указанную площадь. Поэтому электроды устанавливают в грунт примерно в двадцати метрах от самой заземляющей конструкции. После чего на них осуществляют подачу тока.

Общая схема амперметра-вольтметра

По созданной цепи начинается движение электрического тока, значение которого фиксируется амперметром. Параллельно производится измерение контура заземления непосредственно в месте его нахождения. Для этого на данном участке снимают землю вплоть до металла, к которому подключают вольтметр. 

Прибор фиксирует падение напряжения в отрезке между контуром и заземлителем. Отношение показателя вольтметра к значению тока, полученному с помощью амперметра, показывает параметр сопротивления на всем участке. 

Данный результат подходит для грубых замеров, при необходимости вычислить более точные цифры дополнительно производят действия:

• измеряют сопротивление проводников;
• вычисляют диэлектрическое влияние почвы на растекание тока в земле;
• от показателя общего сопротивления отнимают оба полученных значения. 

Данное измерение заземления характеризуется простотой и неточностью результата. Если в процессе анализа состояния защитной конструкции требуются более качественные замеры, привлекаются технологии электротехнических лабораторий, получившие название компенсационного метода. 

Суть компенсационного метода

Точное измерение сопротивления контура посредством компенсационного метода сопровождается использованием высокоточных метрологических приборов. Электроды так же размещают в зоне испытываемого контура, при этом шина заземлительной конструкции подключается к измерительному зонду, клеммы прибора при помощи соединительных проводников фиксируют с электродами. 

Схема осуществления измерения сопротивления компенсационным методом

Дальнейший процесс замера предусматривает следующие этапы:

• поступление тока I1 и его протекание по всей замкнутой цепи;
• ток I2 воспринимается обмоткой трансформатора TT как первичный и его значение отправляется на сопротивление R;
• реостат R позволяет при помощи реохорда б зафиксировать баланс между значениями напряжений U1 и U2;
• ток I2 транслируется трансформатором ИТ во вторичную цепь, к которой подключен прибор V;
• в промежутке между контуром и основным заземлителем образуется падение напряжения U1 в цепи тока I1;
• вычисляется показатель напряжения U1=I1∙rx;
• на участке аб реостата R образуется падение напряжения U2;
• вычисляется показатель напряжения U2=I2∙rаб;
• ручка реохарда перемещается до установки стрелки устройства V в положении ноль, что сравнивает напряжения U1 и U2.

Таким образом достигается равенство I1 и I2. Далее определяют сопротивление на участке аб – для чего увеличивают ручку потенциометра и устанавливают на ее подвижную поверхность специальную стрелку. Эта стрелка будет передвигаться по шкале, на которой проставлены единицы сопротивления. Именно положение данной стрелки во время компенсации обеспечит возможность правильно вычислить сопротивление заземляющей конструкции. 

Метод позволяет путем компенсации скачков напряжения и применением специальных измерителей вычислить общее сопротивление защитной конструкции. При этом результаты отличаются высокой точностью и практически не отражают переходных сопротивлений зонда. 

К наиболее распространенным аналоговым приборам, используемым в измерениях, относятся модели Ф4103-М1, многофункциональные измерители М-416, профессиональные устройства МRU-101, микропроцессорные измерители ИС-10 и его усовершенствованные аналоги ИС-20/1. Современные электролаборатории могут применять и более технологичные агрегаты, характеризующиеся простотой эксплуатации и максимально точным результатом. 

Приборы для проведения измерения сопротивления

Замеры сопротивления при помощи токовых клещей

Данное измерение сопротивления заземляющего устройства отличается некоторыми преимуществами. К ним относят:

• отсутствие необходимости в предварительном обесточивании конструкции;
• отказ от применения вспомогательных электродов;
• простой и быстрый контроль требуемых значений. 

Сам метод предполагает оценку токовыми клещами значений испытательного тока, движущегося по проводнику. После снятия показаний вольтметром измеряется величина напряжения. Далее итоговый параметр напряжения делят на величину тока, получая тем самым значение сопротивления. 

Нормы значений сопротивления заземления

Сопротивление заземляющей конструкции должно представлять собой некую минимальную величину. В идеале, это значение приравнивается к нулю – однако на практике такой результат практически невозможен. По этой причине существуют нормы показателей сопротивления для различных видов электрического оборудования. 

Нормы параметров сопротивления заземляющего контура

Объект	Характеристики	Нормативное значение сопротивления заземления
Частные дома	Электрическая сеть на 220/380 Вольт	Не больше 30 Ом
Источники электричества – генераторы или трансформаторы	Линейные напряжения:660 Вольт380 Вольт220 Вольт	2 Ом 4 Ом 8 Ом
Подстанции	Мощность 110кВт	Не больше 0,5 Ом
Оборудование	Молниеприемники Телекоммуникации	Не больше 10 Ом2-4 Ом

Перед тем, как измерить сопротивление заземления, важно проанализировать условия осуществления контрольных действий. Анализу подлежит состояние грунта и погода на момент испытаний. Климатические данные в обязательном порядке отражаются в журнале и в дальнейшем вносятся в протоколы испытаний. Действующие нормативы предусматривают проведение измерений в сухие солнечные дни летних месяцев. Подобные условия позволяют выявлять итоговые значения, максимально приближенные к реальным. 

Снятие показателей зимой, весной либо осенью во время сырой погоды может сопровождаться существенными искажениями результатов. Это обуславливается повышением проводимости влажного грунта. Именно поэтому столь значимые измерительные процедуры должны выполняться специалистами электротехнических лабораторий, располагающими лицензией на осуществление соответствующих мероприятий.