В чем измеряется заземление

Заземление и методы измерения сопротивления

Заземление — непременный элемент электробезопасности. Устройство контура заземления, а также установка системы молниезащиты входят в число обязательных мероприятий при проведении строительно-монтажных, ремонтных и прочих видов работ на разных объектах.

Для чего нужны заземляющие системы

Заземление — соединение электросети или оборудования с землей. Главная функция — защита жизни и здоровья человека от удара током. Также с помощью заземляющих систем повышают показатели электро- и пожаробезопасности зданий, конструкций и сооружений.

Заземляющие меры принимаются для того, чтобы:

• Уменьшить разность потенциалов до безопасных значений;
• Автоматизировать выключение при попадании фазы на заземленную поверхность;
• Отвести ток утечки, если в цепи появилось напряжение.

Основным документом, в котором описаны меры защиты, считается ПУЭ — Правила устройства электроустановок. В главе 1.7 указанных Правил приведены положения и общие требования к устройству заземляющих мероприятий.

Какие виды заземления бывают

Заземление бывает естественным и искусственным. К первому типу относят конструкции, которые находятся в грунте постоянно: трубопроводы, арматура в ЖБИ, металлические конструкции и пр. Вторая разновидность — специально созданная с помощью заземлителей и проводников система.

Выделяют следующие виды заземления:

Простая система заземления

• Рабочее;
• Защитное;
• Молниезащита.

Защитное заземление тоже заключается в намеренном подсоединении сетей и устройств к заземлителю. Но делается это для того, чтобы обеспечить требуемый уровень электробезопасности.

Система молниезащиты рассчитана на создание безопасных условий эксплуатации объекта во время грозы и при воздействии молнии. В состав такой системы включены молниеприемные мачты, шины заземления, токоотводы и пр.

Кроме этого, при устройстве заземления необходимо учитывать характеристики нейтрали (глухозаземленная, эффективно заземленная, изолированная и пр.) и электроустановок (до 1кВ, свыше 1кВ). В зависимости от этого подбирают тип заземляющей системы постоянного и переменного тока.

Многоэлементная система заземления

Конструктивно заземляющие системы могут быть разными: простыми (состоящими из небольшого количества элементов), многоэлементными (включающими компоненты сложных форм).

Методы измерения сопротивления

Для достижения уровня защиты, соответствующего требованиям действующих нормативов, необходимо проводить измерение сопротивления заземления. Руководством для проведения замеров выступают действующие нормативы, такие как ГОСТ Р 50571.16-2007.

Сегодня существует несколько методов измерения:

• Трехпроводный;
• Четырехпроводный;
• Двухклещевой.

Двухклещевой, или метод двух клещей, особенно распространен при проведении измерений в густонаселенных местах, где есть ограничение по площади. Этот способ не требует забивания в грунт штырей.

Методика трехпроводного измерения

Для проверки данным методом подходят измерители сопротивления заземления разного типа, например, ИС-20. Трехпроводный, или трехполюсный (трехзажимный) метод — основной из применяемых сегодня.

Его суть заключается в подключении клемм на измерителе тремя проводами к трем точкам:

1. К исследуемому заземлению;
2. К потенциальному стержню;
3. К токовому стержню.

При этом измерительные стержни должны находиться недалеко от заземлителя по однолучевой схеме, т.е. по одной прямой. В результате можно получить значение сопротивления заземляющего устройства, рассчитанное по закону Ома.

Обобщенная методика этого способа на примере измерителя ИС-20/1:

• Обесточить элементы заземления и металлосоединения, отключив их от главной заземляющей шины ГЗШ.
• Подготовить прибор к работе.
• Подсоединить струбцину к заземлителю, а затем к измерителю через соответствующую клемму. Если заземляющий элемент покрыт грязью или ржавчиной, рекомендуется очистить его перед началом работы.
• Установить по прямой линии потенциальный и токовый штыри. Их забивают в грунт на глубину, указанную в нормативах и документации к объекту. Расстояние между элементами также определяется в зависимости от характеристик объекта.
• В специальный разъем штыря вставить один конец кабеля, а другой конец подсоединить к соответствующему разъему. То же проделать со вторым штырем. Чтобы не повредить электроды рекомендуется хранить и перемещать их в чехле.

Для проведения измерений необходимы дополнительные аксессуары в виде штырей заземления

Преимуществом 3p-метода считается меньшее, чем в четырехпроводном методе, количество проводов. Недостаток — влияние сопротивления провода на результат. В связи с этим трехзажимный способ замеров используется, когда заранее известно, что сопротивление заземления больше 5 Ом.

Четырехпроводный метод

Для измерений подходят те же приборы, что и в предыдущей методике. Например, для работы можно использовать ИС-20 и ИС-20/1. Алгоритм работы также схож с 3-проводным методом. Только через один из кабелей протекает ток, а другой провод подключен к точке измерения. Благодаря этому сопротивление тока почти не влияет на точность результатов.

Два других провода подсоединяются к металлическим штырям. Четырехзажимный, или четырехполюсный способ, отличается меньшим процентом погрешности. Поэтому он применяется, когда нужны более точные показания.

Метод двух клещей

Использование перечисленных выше методик с использованием двух металлических электродов не всегда подходит. Особенно в местах, где вбивание в грунт штырей невозможно.

Поэтому многие производители измерительного оборудования создают приборы, которые способны проводить замеры двухклещевым методом. Его суть заключается в использовании передающих и дополнительных клещей. Первые возбуждают ток в замеряемом заземлении благодаря электромагнитной индукции. Дополнительные клещи измеряют сопротивление.

Двухклещевой метод возможно использовать как в системах, где есть дополнительные электроды заземления, так и там, где вспомогательных элементов нет.

На примере измерителя ИС-20/1 в качестве измерительных клещей можно использовать КТИ-20/1 или КТИ-20/2, а также передающие клещи КП-20/1. В СОЮЗ-ПРИБОР можно приобрести ИС-20/1 с входящими в комплект клещами.

Метод двух клещей

• Обесточить заземляющее устройство;
• Подсоединить к заземлителю токовые и передающие клещи, убедившись перед этим, что величина фонового тока не более 2,5А;

Другие методы измерения

Существуют и другие виды измерения сопротивления заземления:

Двухпроводный. Для измерения в землю вбивается металлический штырь, к которому подсоединяется один провод прибора. Другой провод подключают к шине заземления. Из-за невозможности использовать второй штырь, данный способ считается неточным и используется в крайнем случае.

Компенсационный. Аналоговый метод, который позволяет проводить измерения, отстроившись от помех, которые создаются блуждающими токами. Недостаток — сложность, связанная со строгими требованиями к измерительному оборудованию и квалификации специалиста.

Удельное сопротивление земли

Земля — один из основных элементов в системе заземления любой сети и оборудования. Ведь именно грунт способен нейтрализовать ток утечки. Поэтому этот компонент крайне важен при создании системы заземления.

Удельное сопротивление земли — то сопротивление, которое оказывает куб грунта проходящему через него току. Показатель измеряется в Ом*м. Чем ниже показатель сопротивления, тем более электропроводным считается грунт.

На параметр проводимости влияют разные факторы:

• Химический состав грунта;
• Структура;
• Уровень влажности;
• Климатические условия и пр.

Измерение сопротивления грунта

Алгоритм вычисления удельного сопротивления грунта с помощью ИС-20/1:

• Вбить в грунт по прямой несколько штырей. Расположение и глубина стержней определяются на основании нормативов и характеристик участка, но расстояние между ними должно быть одинаковым.
• Подготовить измеритель ИС-20/1 к работе;
• Соединить стержни и прибор с помощью кабелей.

Таким образом, устройство заземления и выбор метода измерения сопротивления основывается на разных факторах. Для каждого объекта могут подойти разные измерители. Поэтому если возникли сложности или появились вопросы при выборе подходящего оборудования, можно обратиться к менеджерам СОЮЗ-ПРИБОР по электронной почте, телефону или через форму обратной связи.

Как проверить заземление?

Если внимательно рассмотреть современную розетку или вилку для подключения бытовых электроприборов, можно увидеть на ней отдельный контакт-лепесток для заземляющего провода. Он должен обязательно присутствовать в домашней разводке и быть соединенным с системой отвода опасного потенциала, в противном случае пользование обычной бытовой техникой, розетками станет небезопасным. Например, при нарушении изоляции устройства, подключенного к сети 220 В, напряжение может попасть на его электрические части, и, если человек их коснется, поражение током не избежать.

Чтобы этого не случилось, применяется система заземления, которая перераспределяет ток между пользователем техники и заземляющим контуром. Как известно, ток идет по пути наименьшего сопротивления. При наличии заземления он устремляется по третьему лепестку в розетке в землю, т. к. сопротивление человека по сравнению с элементами защиты от поражения током, чрезвычайно велико. В итоге на тело «приходится» не более 10 мА: это значение безопасно для здоровья. Все «остальное» моментально уходит в грунт. Однако есть оговорка: развитие положительного сценария возможно только при исправном заземлении. А как его проверить? Для этого нужно понимание работы всей системы и ее отдельных элементов.

Из чего состоит и как действует заземление

Условно можно выделить пару основных частей. Одна из них – заземлитель, могущий быть естественным или искусственным. В первом случае это, например, арматура ж/б фундамента, имеющая общий вывод в виде отдельной проволоки. Во втором – сварная конструкция, состоящая из нескольких соединенных между собой металлических стержней, погруженных в грунт на глубину 1,5-2,5 м. Второй элемент системы – проводник, соединяющий заземлитель с розетками, т. е. бытовой техникой. По общепринятым нормам, чаще всего провод, играющий эту роль, помещается в изоляцию желтого цвета с зеленой полосой.

Зачем нужно проверять заземление и как

Даже если монтаж электросети в доме осуществлялся профессиональными электриками, регулярные проверки необходимы. Причин несколько:

• существующие болтовые соединения с течением времени могут ослабевать: например, в розетках при чрезмерно частом включении/выключении вилок;
• подверженность коррозии элементов заземлителя под слоем грунта: стержней, соединительной полосы, отходящего провода.

Если вы, например, только въехали в квартиру и вас убеждают, что заземление есть и оно работает, неплохо для начала проверить его наличие в принципе. Наличие желтого проводка с зеленой линией, подсоединенного к соответствующему лепестку в розетке – еще не повод говорить, что заземление в доме есть и оно работает. Проверить это несложно, процедура осуществляется несколькими способами.

С помощью тестера

Сначала желательно выяснить, где фазовый контакт с помощью индикатора в виде отвертки с прозрачной ручкой: при касании нужной клеммы щуп засветиться (пометьте или запомните контакт). далее понадобится обычный, можно из разряда недорогих, вольтметр. Поставьте предел измерений в секторе АС (переменный ток) на любое максимальное значение, близкое к 220 вольт, но превышающее его: например, 250 или 500. Один щуп вставьте в фазу розетки, другой в ноль. При исправной сети прибор покажет значение, примерно равное 220. Теперь одним щупом прикоснитесь к лепестку заземления, вторым к фазе. Если тестер покажет 220 или немного меньше, система заземления работает. Если реакция вольтметра отсутствует, значит, нет.

Посредством лампочки

Потребуется патрон с ввернутым и заведомо исправным источником света, изолированный двухжильный провод. Зачистите оба конца от изоляции. Алгоритм действий такой же, что и при проверке тестером. Если при касании заземляющего лепестка и фазы свет горит (свечение может быть немного тусклее), заземление функционирует. Если свет от лампочки становится чрезмерно тусклым, придется проверять все элементы системы заземления. Если лампочка не горит — его нет вообще или на линии обрыв. Бывает и так, что заземлитель свое отслужил – коррозия «съела» стержни в земле или отгнил соединяющий провод, не контачит болтовое соединение. Но если все работает? Проверить все равно надо: на этот раз не напряжение, а сопротивление.

Приборы для тестирования работоспособности заземления

Сегодня рынок представляет достаточное количество моделей, предназначенных для работы в определенных условиях или универсальных. Условно стоит выделить несколько больших групп изделий, используемых наиболее часто:

1. Стрелочные омметры, используемые совместно с ручными генераторами. Чтобы получить измерения, их нужно крутить вручную: зато никакие химические источники питания не требуются.
2. Тоже стрелочные приборы, получающие энергию от обычных гальванических батареек.
3. Цифровые омметры. Результаты измерений выводятся на дисплей, в комплекте имеются бесконтактные клещи. Питание – от обычных низковольтных элементов.

Несмотря на развитие технологий в сфере измерительных приборов, наиболее простые из них, благодаря своей надежности, до сих пор пользуются популярностью. Поэтому работу с омметром стоит рассмотреть на примере оного из таких изделий – М416, хорошо известным профессионалам со стажем. В основе конструкции – стрелочный индикатор с несколькими пределами измерений, для питания используются три элемента напряжением по 1,5 вольта.

Проверка заземления прибором М416

Омметр установите на строго горизонтальную поверхность, при необходимости поменяйте батарейки. Прибор нужно располагать максимально близко к измеряемым точкам, чтобы длина щупов как можно меньше влияла на результаты исследований. Дальнейшие действия:

• Калибровка. Переключатель диапазонов измерений установите в положение «Контроль 5 Ом». Нажмите красную кнопку и, вращая реохорд, поставьте стрелку как можно точнее в положение «0». Отпустите кнопку: шкала будет показывать 5 Ом, что означает готовность прибора к работе.
• Замеры производятся в соответствии со схемами, нанесенными на внутреннюю часть крышки омметра.

Максимальное значение для частного дома – 30 Ом (на практике должно быть гораздо меньше). Если вы покупали комплект для заземления, более точные значения ищите в инструкции к нему.

Чтобы произвести измерения, нужно вкопать дополнительный заземляющий штырь на глубину 50 см и расстоянии 5-10 м от заземлителя: как минимум, в 5 раз больше длины стальной ленты, соединяющей стержни (стороны треугольника, если такая форма конструкции). На одинаковом расстоянии от дополнительно стержня и заземлителя установите потенциальный зонд-электрод для снятия напряжения (глубина 50 см). Теперь нужно собрать электрическую цепочку:

• между вспомогательным контрольным и штатным стержнем заземлителя последовательно включите источник переменного напряжения: например, вторичную понижающую обмотку трансформатора от сварочного аппарата;
• в разрыв провода, идущего к вкопанному заземлителю, тоже последовательно, включите амперметр;
• между заглубленной штатной конструкцией, к этой же точке, подсоедините вольтметр, второй его контакт – к зонду-электроду.

Переставьте зонд в другое место, третье и снова повторите операцию. Правильным будет считаться худший результат. Вычисление сопротивления производится по закону Ома: R=U/I. Трансформатор нужно достаточно мощный, чтобы он хоть примерно имитировал энергопотребление дома. Такой способ измерения сопротивления наилучшим образом подходит для частного дома.

Другие способы проверки приборами

Есть и более простой метод, заключающийся в использовании токовых клещей. Они представляют собой инструмент-трансформатор с амперметром, в котором уже есть первичная обмотка, а роль вторичной играет измеряемый проводник (например, стальная полоса от заземлителя). Остается заранее измерить напряжение и разделить его на полученную при помощи клещей силу тока, согласно закона Ома. Метод привлекателен тем, что для проведения измерений не нужно отключать заземлитель от оборудования (домашней сети).

Еще можно «прозвонить» самые проблемные места: соединения. Это называется «измерение переходных сопротивлений». Например, между отводом, идущим от заземлителя (уже на поверхности) и проводом, идущим к лепестку в ближайшей к нему розетке. Т. е. измерения производятся вокруг соединения. Предварительно зачистите поверхность металлической полосы до блеска металла. Если сопротивление больше 0,05 Ом, проверьте, нормально ли закручена гайка на болте: подкрутите ее. При внешних проявлениях коррозии раскрутите соединение, зачистите отдельно гайку, болт, пластину и соедините вновь. На заключительно этапе все обработайте антикоррозийным составом. У полосы можно покрасить только видимую часть: не забывайте, что ток идет только по поверхности проводника.

Как улучшить сопротивление?

Это можно сделать двумя путями. Первый из них заключается в увеличении количества вертикальных стержней. Они вбиваются на расстоянии 1 м от того штыря, к которому прикручен болт с гайкой и отводным проводом. Новый штырь соединяется со старыми с помощью сварки и стальной полоски. Второй метод – увеличение содержания соли в окружающей заземлитель почве. Правда, это поможет временно. Растворите в ведре воды пачку соли и вылейте в районе заземлителя.

Периоды проверки сопротивления заземлителя

Согласно нормам ПУЭ, проверять вкопанные заземляющие элементы нужно не реже, чем раз в 12 лет. В этом случае проверяется не только надежность соединений и сопротивление заземлителя, но и состояние металлических частей в плане противостояния коррозии. Однако общие проверки с использованием измерительных приборов, без копок, стоит производить чаще: раз в 6 лет. Внеплановое тестирование проводится в случае стихийных бедствий, техногенных катастроф.

Измерение сопротивления заземления

Заземление – это уравнивание потенциалов цепи заземления с потенциалом земли, путем объединения с землей. При заземлении объединяется проводом корпус микроволновой печи или корпус электрического щитка с землей. Заземление необходимо для защиты человека от удара электрическим током из-за неисправной стиральной машины или неисправной микроволновой печи, когда человек коснется их корпуса. Заземление нужно если рядом электричество и вода, например неисправный электрический бойлер без заземления может ударить током через кран. Заземление может спасти вам жизнь. Если у вас в розетке в ванной есть заземления и установлено УЗО, то при попадании воды на удлинитель ток не убьет вас, всего лишь выключится свет.

Сопротивления заземления — это сопротивление между цепью заземления и землей. Данная величина измеряется в Ом и должна стремиться к нулю. Идеальное значение возможно только теоретически, поскольку любой проводник создает определенное сопротивление.

Измерение сопротивления заземления дает возможность узнать технические состояние, контура заземления и позволяет определить уровень безопасность электрической сети. Измерять сопротивление заземление нужно после ввода здания или объекта. Далее проверка заземления проводится на основании п. 2.7.9. ПТЭЭП согласно плану проверок на объект. Измерять сопротивление заземления необходимо не менее одного раза в 12 лет. Осмотр заземляющего контура должен проводиться не менее двух раз в год.

Измерение сопротивление металлосвязи, защитных проводников заземления проводится согласно ГОСТ Р 50571.16 по двухпроводному и четырех проводному методу. При измерении по двухпроводному методу не учитывается сопротивление самих проводов и переходных сопротивлений крокодилов. В измерителе сопротивления заземления ИС-20 имеется возможность исключить влияния сопротивления измерительных проводов, при измерении двухпроводным способом.

Как измерять сопротивление заземления/ Рассмотрим процесс измерения сопротивления заземления с помощью прибора ИС-20. Измерение проводится согласно ГОСТ Р 50571.16-2007 Электроустановки низковольтные Часть 6 Испытания. Измерение сопротивление заземлителя с помощью штырей по четырех проводному методу

• Необходимо отключить заземлитель от шины заземления.
• К заземлителю подсоединить измерительные провода к разъемам Т1 и П1. Измерительный провод Т1 компенсирует сопротивление измерительного кабеля П1.
• Потенциальный штырь необходимо воткнуть в землю на расстоянии не менее 20 м от заземлителя и соединить с разъемом П2.
• Ттоковый штырь необходимо воткнуть в землю на расстоянии не менее 40 м от заземлителя и соединить с разъемом Т2.
• Штырь втыкать в землю на максимальную глубину не менее 0,5 м. Если напряжение помехи превышает 24 В, необходимо сменить местоположение штырей.
• Начать измерение, нажав кнопку Rx.

Измерение сопротивление заземлителя с помощью штырей по трехпроводному методу

• Необходимо отключить заземлитель от шины заземления.
• К заземлителю подсоединить измерительный провод к разъему П1.
• Потенциальный штырь необходимо воткнуть в землю на расстоянии не менее 20 м от заземлителя и соединить с разъемом П2.
• Ттоковый штырь необходимо воткнуть в землю на расстоянии не менее 40 м от заземлителя и соединить с разъемом Т2.
• Штырь втыкать в землю на максимальную глубину не менее 0,5 м. Если напряжение помехи превышает 24 В, необходимо сменить местоположение штырей.
• Начать измерение, нажав кнопку Rx.

Измерение сопротивления заземлителя с применением измерительных клещей по четырехпроводному методу

• С измерительными клещами нет необходимости отключать заземлитель от шины заземления. Прибор компенсирует протекающий по шине ток с помощью измерительных клещей.
• Заземлитель обхватить клещами и подключить к разъему «клещи».
• К заземлителю выше измерительных клещей подсоединить измерительные провода к разъемам Т1 и П1. Измерительный провод Т1 компенсирует сопротивление измерительного кабеля П1.
• Потенциальный штырь необходимо воткнуть в землю на расстоянии не менее 20 м от заземлителя и соединить с раземом П2.
• Токовый штырь необходимо воткнуть в землю на расстоянии не менее 40 м от заземлителя и соединить с разъемом Т2.
• Штырь втыкать в землю на максимальную глубину не менее 0,5 м. Если напряжение помехи превышает 24 В, необходимо сменить местоположение штырей.
• Начать измерение, нажав кнопку Rx.

Измерение сопротивления заземлителя с применением измерительных клещей по трехпроводному методу

• С измерительными клещами нет необходимости отключать заземлитель от шины заземления. Прибор компенсирует протекающий по шине ток с помощью измерительных клещей.
• Заземлитель обхватить клещами и подключить к разъему «клещи».
• К заземлителю подсоединить измерительный провод к разъему П1.
• Потенциальный штырь необходимо воткнуть в землю на расстоянии не менее 20 м от заземлителя и соединить с раземом П2.
• Токовый штырь необходимо воткнуть в землю на расстоянии не менее 40 м от заземлителя и соединить с разъемом Т2.
• Штырь втыкать в землю на максимальную глубину не менее 0,5 м. Если напряжение помехи превышает 24 В, необходимо сменить местоположение штырей.
• Начать измерение, нажав кнопку Rx.

Измерение сопротивления заземления с измерительными клещами и передающими клещами

• С измерительными клещами нет необходимости отключать заземлитель от шины заземления. Прибор компенсирует протекающий по шине ток с помощью измерительных клещей.
• Заземлитель обхватить измерительными клещами и подключить к разъему П1.
• Клещами передающими обхватить шину заземления не менее чем через 30 см от измерительных клещей. Передающие клещи позволяют проводить измерение сопротивления заземления без штырей, где уложен асфальт. Если схема заземления многоэлементная, показания будут завышенные, т.к. измерение включают все элементы заземления.
• Переключить прибор в режим измерения двумя клещами, убедиться величина тока в шине заземления не более 2 А.
• Начать измерение, нажав кнопку Rx.

Измерение удельного сопротивления грунта

Удельное сопротивление грунта определяется по методике Вернера. Согласно этой методике штыри втыкают на одинаковом расстоянии d по прямой линии. Расстояние между штырями d должно быть более 5 раз больше глубины штырей. Удельное сопротивление грунта измеряется в Ом*м. Штыри 4 штуки соединить с прибором измерительными проводами к разъемам Т1, П1, П2, Т2.

Нормы сопротивления заземления электроустановок регламентируются ПЭЭП. Правила эксплуатации электроустановок потребителей для приборов напряжением питания до 1000 В таблица 42. Для приборов с напряжением питания 220 В и 380 В с заземленной нейтралью сопротивление заземления на вводе должно быть не более 30 Ом. При удельном сопротивлении грунта более 100 Ом*м сопротивление заземления вычисляется по формуле 0,3 от удельного сопротивления грунта. Для грунта с удельным сопротивлением 300 Ом*м допустимое сопротивление заземления до 90 Ом.

Измерение сопротивления заземления рекомендуется проводить в летнее время года с сухим грунтом и в зимнее время года когда грунт промерз, в этом случае удельное сопротивление грунта максимально. При изменении температуры грунта с 0 до -5 градусов, удельное сопротивление грунта возрастает в 8 раз. При влажном грунте удельное сопротивление уменьшается в разы, что положительно влияет на сопротивление заземления. Сопротивление заземления не должно превышать нормативов в любую погоду.

“Методичка” по измерению сопротивления заземляющего устройства

Измерение сопротивления заземления дает базовую информацию о его работоспособности. А так как основным средством защиты электроустановок, как правило, является именно заземляющее устройство (ЗУ), без оценки его основной характеристики не обойтись как при сдаче в эксплуатацию, так и при периодических и контрольных испытаниях в процессе эксплуатации.

Основные понятия позволяют говорить на одном языке. Вы понимаете и Вас понимают.

Согласно ПУЭ-7, сопротивлением заземляющего устройства называется отношение напряжения на ЗУ к току, стекающему с заземлителя в землю. При этом обратим внимание, что заземляющим устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников. То есть при измерении необходимо определить сопротивление всей цепи, составляющей заземлитель (распространен термин «контур заземления», обозначающий эту цепь, хотя в ПУЭ-7 он официально не закреплен).

Применительно к ЗУ различают испытания, связанные с вводом в эксплуатацию и эксплуатационные испытания. В первом случае измерение сопротивления производятся, чтобы определить, можно ли вводить ЗУ в эксплуатацию (наряду с другими видами испытаний, если они предусмотрены нормативными документами). Во втором случае оценивается работоспособность уже введенного в строй заземления в данный момент времени. Необходимость в эксплуатационных испытаниях возникает как по причине старения ЗУ, так и по причине сезонного изменения параметров заземления, связанного, например, с колебанием влажности грунтов.

Несмотря на то, что измеряется сопротивление, применение обычных омметров для проверки ЗУ практически бесполезно. Для этого вида измерений выпускаются специальные приборы. Они именуются измерителями сопротивления заземления или просто измерителями заземления.

Измерения могут проводиться на постоянном токе, переменном токе промышленной частоты (для нашей страны это частота 50 Гц), а также переменном токе высокой частоты (частота порядка сотен Гц и выше). Поскольку основой электроэнергетики все еще является переменный ток, измерения параметров заземления на постоянном токе, за исключением каких-то совсем узкоспециализированных случаев, не проводятся. При измерениях на частоте 50 Гц возникает проблема помех от блуждающих токов на той же частоте, вызванных работой электроустановок или даже ЛЭП поблизости. Эта проблема решалась возможностью вручную варьировать рабочую частоту (например, такое решение было применено в советском приборе МС-08). Измерения с использованием токов высокой частоты весьма актуальны в связи с широким распространением разного рода нелинейных нагрузок, что приводит к обилию гармоник в цепи заземления.

В современных приборах используется измерение сопротивления с использованием импульсов тока с формой «меандр», частота которых лежит в пределах от 100 до 300 Гц (например, в пользующемся большой популярностью приборе ЖГ-4300 используется частота 128 Гц). Тем самым удается отстроиться от помех с частотой 50 Гц и имитировать реальные условия, когда ток имеет множество гармоник. Дополнительная защита от действия помех достигается за счет цифровой обработки сигналов, в частности, применения быстрого преобразования Фурье.

Амплитуда напряжения на клеммах измерителей сопротивления ЗУ, как правило, не должна превышать 42 В. Благодаря этому обеспечивается безопасность процедуры измерения для персонала.

Чем измерять

Настоящей «рабочей лошадкой» для измерения сопротивления ЗУ долгие годы являлся прибор МС-08. Его выпуск был начат еще в 1957 г., при этом прибор используется кое-где до сих пор. Мало того, в интернет-магазинах можно найти новые экземпляры, продаются они по цене даже выше современных цифровых измерителей китайского производства. Кстати, упоминания о снятии с производства МС-08 найти нигде не удалось, возможно, эта легенда выпускается до сих пор?

Важным преимуществом МС-08 является то, что ему не нужны элементы питания. При измерении необходимо крутить ручку динамо-машины, вырабатывающей переменный ток. Меняя частоту вращения ручки, можно варьировать частоту, на которой производятся измерения, чтобы отстроиться от помех. С ручкой механически связана не только динамо-машина, но еще и коммутатор, выполняющий функцию выпрямителя. Коммутатор меняет полярность подключения измерительного прибора синфазно с генерируемым динамо-машиной током. Благодаря этому достаточно эффективно подавляются помехи. У прибора предусмотрено три диапазона измерений: до 10 Ом, до 100 Ом и до 1000 Ом.

В 1972 г. в СССР был налажен выпуск более совершенных измерительных приборов М416, где уже ручку крутить не нужно было. Подавление помех осуществлялось благодаря применению метода синхронного детектирования. Возможно было измерения сопротивления в пределах от 0,1 до 1000 Ом, было предусмотрено 4 диапазона измерений. В настоящее время «классический» аналоговый М416 не выпускается, тем не менее, под данным индексом на рынок сейчас поставляется цифровой измеритель сопротивления ЗУ, который, впрочем, ничего общего с «тезкой» не имеет.

Из аналоговых измерителей сопротивления ЗУ советского образца до сих пор выпускается и широко используется прибор Ф4103-М1. Он может питаться как от гальванических элементов, так и от внешнего источника. Измерения осуществляются на частоте около 300 Гц (не регулируется). Прибор способен измерять сопротивления от 0 до 15000 Ом, предусмотрено 10 диапазонов.

Современные приборы, как правило, имеют цифровую индикацию, но до сих пор есть специалисты, для которых стрелочные индикаторы являются более комфортными. Они по достоинству оценят недорогой прибор SEW 1805R со стрелочным индикатором. К преимуществам устройства, измеряющего сопротивления от 0,1 до 2000 Ом (3 диапазона), можно отнести малую силу тока, используемую при измерениях (2 мА против 80 — 200 мА у других приборов), что в ряде случаев позволяет не отключать измеряемые цепи. Другая особенность — высокая рабочая частота, составляющая 820 Гц. Недостаток прибора — он поддерживает только 2-проводную и 3-проводную схемы измерений (об этом более подробно пойдет речь далее).

Для проведения измерений в сложных условиях оптимально подойдет прибор ИС-20. В числе его преимуществ — эргономичный дизайн, степень защиты IP54, многовариантность способов питания. Диапазон измеряемых сопротивлений — от 1 микроОма до 9,99 кОм. Данные измерений могут быть переданы на компьютер беспроводным способом через Bluetooth. Рабочая частота — 128 Гц, в режиме двухпроводных измерений — 512 Гц. Важно, что прибор производится в России, что критично для ряда применений.

Современной «рабочей лошадкой» измерений сопротивления ЗУ является прибор Железный Гарри ЖГ-4300. Он очень легкий (0,9 кг с элементами питания), имеет удобный эргономичный дизайн. Можно измерять сопротивления от 0,05 Ом до 20 кОм, предусмотрено 5 диапазонов.

К топовым моделям измерителей можно отнести прибор MRU-200. Он способен измерять сопротивление защитного заземления в пределах от 0 до 19,99 кОм. Степень защиты IP54, предусмотрен встроенный NiMH аккумулятор емкостью 4,2 Ач — все это является значительными преимуществами при работе «в поле». Помимо измерения сопротивления защитного заземления, прибор также умеет определять сопротивление заземления системы молниезащиты импульсным методом, от 0 до 199 Ом. Этот измеритель сопротивления ЗУ производится на территории Евросоюза, а именно, в Польше.

Следует отметить, что перечисленные приборы, помимо основной функции, могут иметь и дополнительные, например, измерение удельного сопротивления грунта или измерение сопротивления тока утечки.

Как измерять

Наиболее распространенными являются классические методы измерения сопротивления ЗУ, основанные на применении вольтметра и амперметра с последующим вычислением сопротивления по закону Ома. Более подробно об этих методах можно прочесть здесь.

К преимуществам классических методов можно отнести возможность их использования практически для любых систем электроснабжения. Недостатки — необходимость отключения заземления от электроустановки на время измерений, влияние блуждающих токов на точность измерений.

Классические методы делятся на двух- , трех- и четырехпроводные. Из-за низкой точности двухпроводный метод практически не используется. Трехпроводный метод отличается простотой реализации, но по точности он уступает четырехпроводному.

В том случае, если измеряемое сопротивление ЗУ должно быть заведомо ниже 5 Ом, рекомендуется использовать только четырехпроводный метод.

На измерительном приборе есть потенциальные клеммы П1 и П2 и токовые клеммы Т1 и Т2. При четырехпроводном методе от П1 и Т1 к заземлению идут разные провода, которые соединяются уже непосредственно на клеммах заземления. При измерении трехпроводным методом клеммы П1 и Т1 соединяются перемычкой и от них к заземлению идет один провод. Если же прибор изначально предназначен только для измерений трехпроводным методом, то для подключения к заземлению одним проводом предусмотрена, соответственно, одна клемма.

Клеммы П2 и Т2 соединяются, соответственно, с так называемыми потенциальным штырем и токовым штырем. Измерительные штыри рекомендуется заглублять в грунт не менее, чем на 0,5 м. Обычно токовый и потенциальный штыри выстраивают в единую линию с ЗУ.

Для того, чтобы правильно определить расстояние между штырями, нужно определить максимальный размер диагонали заземлителя D. Потенциальный штырь устанавливается на расстоянии 1,5 D, но не менее 20 м от заземлителя. Токовый штырь устанавливается на расстоянии не более 3D, но не менее 40 м от заземлителя.

Но одного измерения для получения точного результата обычно недостаточно. Причина — неравномерность структуры почвы. Поэтому потенциальный штырь несколько раз устанавливают на расстоянии от 20 до 80% от исходного расстояния между потенциальным и токовым штырем. При этом каждый раз измеряется сопротивление. Чем больше точек, тем лучше, для высокой точности достаточно шага в 10%. Полученные результаты наносятся на график. Если график имеет форму плавно возрастающей кривой, то за окончательный результат берется сопротивление на участке, где разница между соседними точками не превышает 5%. Если график демонстрирует значительную крутизну либо более сложную форму, то измерения нужно повторить, изменив направление линии, на которой выставлены штыри. Возможно, придется также увеличить исходные расстояния в 1,5 — 2 раза.

Безэлектродный метод

Установить токовый и потенциальный штыри не всегда есть возможность. Например, в условиях вечной мерзлоты или когда для штырей на объекте просто нет места. В то же время, измерение заземления ЛЭП в районах вечной мерзлоты осуществляется, как правило, именно в период наибольшего промерзания грунта. Также не всегда есть возможность отключить ЗУ от электроустановки на время измерений. Тогда в ход идет безэлектродный метод измерения согласно ГОСТ Р 50571.16-2007, основанный на применении токовых клещей. Подробно он описан здесь.

На ЗУ подается от измерительного генератора переменный ток заданного напряжения с частотой, отличной от частоты сети. Сила тока в проводе заземления измеряется специальными токовыми клещами, которые чувствительны только к частоте, на которой работает измерительный генератор. Поскольку значение напряжения на ЗУ точно известно, измерив силу тока, можно вычислить, согласно закону Ома, сопротивление ЗУ.

Следует отметить, что, при всем удобстве, безэлектродный метод по точности измерений уступает правильно организованным измерениям по классическому методу. В частности, для подачи переменного тока для измерения в цепь используется прибор, аналогичный по принципу действия токовым клещам. Чтобы обеспечить нужный уровень индукции, применяется рабочая частота около 3 кГц, что также дает погрешность.

Можно считать, что безэлектродный метод дает оценку значению сопротивления ЗУ сверху. То есть реальное значение сопротивления не превысит показания прибора. С точки зрения безопасности это нормально — чем меньше реальное значение сопротивления, тем лучше.

Недостатком безэлектродного метода является то, что он может напрямую применяться только в системах ТТ и системах TN с ячеистым заземлением. Для обычных систем TN потребуется кратковременная установка перемычки между нейтралью и заземлением. Питание во всем здании, где установлено заземление, придется на время измерений отключить и преимуществ относительно классического метода уже не будет.

В качестве примеров оборудования для измерения безэлектродным способом, можно привести FLUKE-1630-2 и Greenlee CMGRT-100A. Стоимость таких систем в 5 — 10 раз выше, чем у приборов для измерения сопротивления классическим способом.

Требования к приборам, документации и персоналу лаборатории

Поскольку от исправности заземления зависит состояние здоровья, а то и жизни людей, рассматриваемые в статье приборы должны быть сертифицированы для использования на территории РФ и пройти поверку. Срок поверки измерителя сопротивления ЗУ обычно составляет 1 год, в отдельных случаях — до 2 лет. Общие требования к квалификации сотрудников, работающих с измерителем сопротивления ЗУ, как правило, приведены в технической документации к прибору.

Если измерения осуществляются в рамках текущего обслуживания электроустановки, документация по ним оформляется согласно гл. 1.8 ПТЭЭП.

Для того, чтобы лаборатория, где используется прибор, могла работать в рамках Единой системы соответствия, ее организационная структура и квалификация сотрудников должны соответствовать требованиям СДАЭ-04-2010. Лаборатория должна пройти аттестацию по правилам, приведенным в СДАЭ-01-2010 и ПОТЭЭ иметь Свидетельство о регистрации электролаборатории.

В том случае, если измерения осуществляются аккредитованной лабораторией, оформление протокола измерений осуществляется согласно ГОСТ Р 58973-2020. Этот ГОСТ дает общие правила оформления документации. Конкретный образец бланка протокола измерения сопротивления ЗУ получил название ЭЛ-8а (скачать бланк). Данный бланк соответствует требованиям ГОСТ Р 58973-2020, тем не менее, он не был введен каким-либо федеральным нормативным актом. Просто в свое время был создан типовой комплект бланков протоколов испытаний в формате *.doc. Это удобно, тем не менее, законодательно требование использовать именно такую форму нигде не закреплено.

К протоколу измерений желательно приложить копию свидетельства об аттестации лаборатории, а также копию свидетельства о поверке измерительного прибора. Эти документы сразу дадут понимание компетентности и профессионализма работников и компании производивших измерения.

Сколько должно быть Ом и как часто нужно измерять?

Некоторые нормы на сопротивление заземления приведены в таблице:

Вид заземления	Сопротивление, Ом, не более	Нормативный документ	Возможность увеличения в исключительных случаях
Электроустановки до 1 кВ с изолированной нейтралью	4	п. 1.7.65 ПУЭ-7	10 Ом при мощности генераторов и трансформаторов не более 100 кВА
Общее сопротивление растеканию заземлителей трехфазной ВЛ 380 В	10	п. 1.7.64 ПУЭ-7	0,01ρ раз при удельном сопротивлении земли ρ свыше 100 Ом*м, но не более 10-кратного
Повторное сопротивление растеканию заземлителей трехфазной ВЛ 380 В	30	п. 1.7.64 ПУЭ-7	0,01ρ раз при удельном сопротивлении земли ρ свыше 100 Ом*м, но не более 10-кратного
Заземление нейтрали генератора или трансформатора в трехфазной сети 380 В	4	п. 1.7.101 ПУЭ-7	0,01ρ раз при удельном сопротивлении земли ρ свыше 100 Ом*м, но не более 10-кратного

ПТЭЭП рекомендует осуществлять полную проверку ЗУ со вскрытием грунта 1 раз в 12 лет. Устройства заземления опор воздушных линий менее 1000 В следует проверять чаще — 1 раз в 6 лет. Кроме этого, устройства заземления следует проверять после ремонта опор.

Нормы РД 153-34.0-20.525-00 требуют полной проверки ЗУ на объектах электроэнергетики с периодичностью 1 раз в 12 лет. Тем не менее, после возникновения короткого замыкания или аварийных ситуаций на объекте, должно быть произведено обследование ЗУ в зоне аварии и на прилегающих к ней участках ЗУ. Кроме этого, что особенно актуально в свете проводимых мероприятий по цифровизации электроэнергетики, рекомендовано проверять ЗУ после каждой реконструкции, особенно если устанавливаются электронные и микропроцессорные устройства. Вот почему по мере внедрения современных технологий в электроэнергетике приборы для измерения сопротивления ЗУ будут все более востребованы.

Получить бесплатный расчет заземления или задать вопрос эксперту ZANDZ можно используя кнопки ниже.