Методика измерения сопротивления заземляющих устройств

Цель проведения измерения
Измерение сопротивления заземляющих устройств проводится с целью проверки его соответствия требованиям нормативных документов (ПУЭ глава 1.8; ПЭЭП приложение 1; 1.1).
Меры безопасности
Организационные мероприятия
Работы по измерению сопротивления заземляющих устройств выполняются по наряду-допуску или по распоряжению.
Численный состав бригады для работы в электроустановках до 1000 В и в электроустановках до их подключения к сети электроснабжения, должен быть не менее 2-х человек: производитель работ с гр. III по электробезопасности и члена бригады со II группой.

Технические мероприятия
Перечень необходимых технических мероприятий определяет допускающий совместно с производителем работ в соответствии с разделом 3 МПБЭЭ. Особое внимание необходимо обратить на принятие мер, исключающих однофазное замыкание в действующих РУ во время проведения измерений.
Бригада, проводящая измерения, должна работать в диэлектрических ботах, диэлектрических перчатках, пользоваться изолированным инструментом. При сборке измерительных схем провода, в первую очередь, следует присоединять к вспомогательным электродам (токовым, потенциальным), за тем к измерительному прибору и после этого к заземляющему устройству (заземлителю).

Нормируемые величины
В электроустановках с глухозаземленной нейтралью, напряжением до 1000 В сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генераторов и трансформаторов или выводы источника однофазного тока, в любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. Сопротивление заземляющих устройств повторных заземлений на вводах в здания не нормируется. При удельном сопротивлении земли (ρ) более 100 Ом метр допускается увеличение указанных выше норм в 0,01 ρ раз, но не более десятикратного (п. 1.7.101 ПУЭ).
В установках с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В сопротивление заземляющего устройства используемого в качестве защитного заземления, должно удовлетворять условию: Rзу Iз< 50 В,
где: Rзу - сопротивление заземляющего устройства;
Iз - полный ток замыкания на землю.
При мощности генераторов и трансформаторов 100 кВА и менее заземляющие устройства могут иметь сопротивление не более 10 Ом (п. 1.7.104 ПУЭ).

Измерение сопротивления заземлителей
Общие требования к проведению измерений.
Для измерения сопротивления измерителей создается искусственная цепь протекания тока через испытываемый заземлитель.
Для этого на некотором расстоянии от испытываемого заземлителя располагается вспомогательный заземлитель (токовый электрод), подключаемый вместе с испытываемым заземлителем к источнику напряжения.
Для измерения падения напряжения на испытываемом заземлителе при прохождении через него тока в зоне нулевого потенциала располагается зонд (потенциальный электрод). В качестве вспомогательного заземлителя и зонда могут применяться стальные неокрашенные электроды диаметром 12 - 20 мм длиной 0,8 - 1 метр с болтами и барашковыми гайками для присоединения проводов.
Точность измерения сопротивления заземлителей зависит от взаимного расположения испытываемого и вспомогательного заземлителей и от расстояния между ними.
Данная методика ориентирована на использование в качестве измерителя прибора    М-416 со схемой расположения электродов по однолучевой схеме. Для заземлителей, состоящих из вертикальных электродов, расположенных в ряд и объединенных горизонтальной полосой, в качестве размера «D» следует принимать длину полосы.
При измерении сопротивления одиночных вертикальных заземлителей длиной до 6 м следует применять схему  расположения электродов с расстоянием b=15 м.
Для заземлителей длиной свыше 6 м расстояние между электродами следует принимать не менее 3 L, где L - длина вертикального заземлителя.
Относительная погрешность измерения, обусловленная уменьшенными расстояниями между электродами, не превышает 5 %. Направление разноса электродов нужно выбирать т.о., чтобы электроды не оказались ближе 10 м от подземных металлических конструкций (кабели, трубопроводы и т.п.). В некоторых случаях при наличии большого количества подземных коммуникаций может потребоваться несколько измерений при различных направлениях луча и расстояния между электродами. Из нескольких измерений в качестве действительного значения принимают наихудший результат.

Измерение сопротивления заземлителей прибором М-416
Полный комплект принадлежности для производства работ по замерам сопротивления заземлителя должен состоять:
- 4-6 электродов (Rв, Rз), заостренных с одного конца и оснащенных болтами и гайками-барашками, для подключения измерительных проводов;
- 2 барабана гибкого медного провода типа ПВГ сечением 1,5-2,5 мм² и длиной 100-120 м;
- гибкий провод типа ПВГ-5…10 м для подсоединения прибора к заземлителю;
- рулетка 10-20 м;
- молоток или кувалда весом 2-5 кг;
- напильник для зачистки контактов.
Электроды забиваются в плотный грунт (не насыпной) на глубину не менее 0,5 м.
В грунтах с большим удельным сопротивлением (например, песок) места, где нужно забивать вспомогательные заземлители, уплотняют или увлажняют водой, раствором соли. Количество штырей в измерительном (вспомогательном) электроде (Rв) зависит от удельного сопротивления поверхностного слоя земли. В сухих, песчаных и мерзлых грунтах может потребоваться несколько соединенных электродов. Для устройства потенциального электрода (Rз) обычно достаточно одного штыря.
Принцип действия прибора М-416 основан на компенсационном методе измерения.
Переменный ток от преобразователя через первичную обмотку трансформатора, токовые зажимы 1-4 поступает во внешнюю цепь. Вторичная цепь прибора подключена к резистору R1, с помощью которого производится компенсация напряжения на измеряемом сопротивлении. При такой схеме включения на измерительное устройство (усилитель, детектор и индикатор «Р») подается разность напряжений на резисторе R1 и на измеряемом сопротивлении. В момент компенсации (равенство сравниваемых напряжений) ток в цепи индикатора будет равен нулю. Прибор снабжен шкалой, позволяющей непосредственно определить значение измеряемого сопротивления. Предел измерения прибора разбит на 4 диапазона: 0,1-10; 0,5-50; 2-200; 10-1000 Ом. Основная погрешность прибора для указанных диапазонов сохраняется в пределах паспортных данных при сопротивлениях вспомогательного заземлителя и зонда не более, соответственно 500, 1000, 2500 и 5000 Ом.
При сопротивлении электродов превышающих вышеуказанные значения требуется их уменьшение путем увлажнения грунта или установки дополнительных электродов.

Измерение прибором может производиться как по трехзажимной схеме, так и по четырехзажимной.
При измерениях по трехзажимной схеме между клеммами 1-2 ставят перемычку.
При этом сопротивление провода от клеммы 1 до Rх вносит погрешность в измерения.
При измерениях по однолучевой схеме расстояние от заземлителя до зонда (RЗ) должно быть не менее 5D+20 м,
где: D - наибольшая диагональ сложного заземлителя (для простого заземлителя D=0), а от зонда до вспомогательного электрода не менее 20 м для сложного заземлителя и 10 м - для простого.

Порядок измерения следующий:
- установить переключатель в положение «Контроль 5 Ом», нажать кнопку и вращение ручки «Реохорд» добиться установки стрелки индикатора на нулевую отметку, на шкале при этом, должно быть показание 5+ 0,3 Ом;
- собрать схему измерения для потенциального электрода, установленного на расстоянии Lзт;
- переключатель диапазонов установить в положение «XL», нажать кнопку и вращением «Реохорда» установить стрелку на 0. Зафиксировать измеренное значение для данного положения измерительного зонда;
- изменяя положение потенциального электрода поочередно на расстояние 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,8 от Lзт повторить указанное выше измерение;
- по данным измерений построить кривую зависимости сопротивления ЗП от его расстояния до ЗТ. Если полученная кривая не имеет монотонный характер (наличие провалов чаще всего связанное с близостью металлоконструкции или подземных трасс), то изменяют положение луча измерений и проводят повторное измерение;
- если полученная кривая имеет отличие измеренного значения сопротивлений в положениях 0,4 и 0,6 Lзт более 10 %, необходимо увеличить длину расположения токового зонда;
- если кривая измерений монотонная и отличие по предыдущему пункту не превышает 10 %, в качестве измеренного принимается  значение при положении ЗП на расстоянии 0,5 Lзт.

Оформление результатов измерений
Результаты измерений оформляются Протоколом по прилагаемой форме, объектовой схемой измерений и зависимостью Rизм от положений ЗП.
Сопротивление заземлителей не должно превышать нормированного значения в любое время года. Для получения максимально возможного значения на протяжении года (при наибольшем промерзании почвы зимой и наибольшего высыхания летом) измеренные значения должны быть умножены на поправочный коэффициент К, т. е расчетное значение сопротивления заземлителя определяется из выражения: R=Rизм х К.
Величины коэффициента К приведены в таблице
К1 - применяется если земля влажная, моменту измерения предшествовало большое выпадение осадков или после весеннего паводка.
К2 - если земля нормальной влажности.
К3 - если земля сухая, количество осадков ниже нормы.
При замерзшем грунте или нахождении заземлителя ниже глубины промерзания К=1.