Как замерить сопротивление заземления в частном доме

Для чего необходимо измерять заземление

Принцип работы защитных контуров заземления основан на главном качестве электрического потока электронов — проходить по проводникам с наименьшей силой противодействия. Сопротивление тела человека в среднем равно 1 кОм. В соответствии с правилами обустройства электроустановок номинальная величина резистентности заземления не может превышать этого показателя. По нормам допустимо 4 Ом.

Главная цель защитной периферии — отвести накопленные потенциалы от организма человека и не допустить поражения. На корпусе неисправного оборудования, например, в результате пробоя изоляции, скапливаются отрицательные электроны, которым готовы пройти через любой материал. При касании рукой кожуха они устремляются в землю через его тело. Если величина тока невелика, то человек сможет отделаться лишь неприятным ощущением и током, но при высоких токах более 100 мА напряжение может вызывать необратимые изменения в организме.

Зачем нужно проверять заземление

Обратите внимание! Заземление способно свести риск поражения до минимальных пределов. Ток пойдет по материалам с сопротивлением меньше человеческого

Вам это будет интересно Прозвонка проводов мультиметром

По этой причине необходимо регулярно проверять защитный контур на соответствие установленным нормам. Такая простая превентивная мера помогает избежать травм и летального исхода. В случае когда прибор для измерения номиналов сопротивления заземления показывает превышение расчетных значений, необходимо вмешательство специалистов, которые способны починить и привести в порядок защитный контур.

Контур заземления – для защиты от электрического тока

Под защитным заземлением понимают электрическое соединение с землей какой-либо электроустановки. Задача такого контура – предотвращение вероятности поражения человека электротоком при прикосновении к металлическим нетоковедущим элементам (например, к корпусу) электрического устройства. Принцип функционирования описываемой конструкции достаточно прост. ЗК уменьшает показатель напряжения между поверхностью земли и корпусом электроустановки до безопасной для человека величины.

Контур заземления на участке

В случае пробоя изоляционного слоя электропроводки или иной аварийной ситуации напряжение, являющееся потенциально небезопасным для человека, появляется на нетоковедущих поверхностях бытового электрического устройства. Возникает угроза поражения пользователя электротоком. Но за счет наличия контура заземления ничего страшного не происходит – он просто-напросто «уводит» на потенциал земли опасное напряжение.

Если ЗК неисправен, ток не может уйти в почву. В этом случае напряжение будет проходить через тело пользователя той или иной электроустановки, что чревато большими проблемами для человека. Понятно, что к вопросам грамотного обустройства контура заземления следует подходить максимально ответственно. Его также нужно регулярно (ежегодно) проверять на целостность и выполнять замеры сопротивления защитной конструкции. О том, как следует производить измерение ЗК, мы и поговорим далее.

Применение калиброванного резистора

Измерение сопротивления через резистор

Через охлаждаемый резистор на заземляющее устройство электричество подается непосредственно с фазы питания. По известному значению сопротивления и определенному напряжению выявляется сила проходящего через заземлительное устройство тока. Измерения производятся при отсоединении РЕ-проводника от заземлителя, на который через калиброванное сопротивление 46 Ом подается фазное напряжение.

Преимущество данного метода, особенно эффективного в стесненных условиях города, заключается в следующем:

• нет нужды в заглублении тяжелых электродов;
• не требуется наличие многих метров проводов;
• все измерения выполняются на малой площади земли.

Зачем заземлять электрическую цепь

Многих обывателей вгоняет в ступор информация, что ноль и жила заземления в розетке могут быть посажены на один и тот же провод на этажном щитке (или главном распределительном щитке дома). Возникает закономерный вопрос – для чего тянуть третий провод, если два из них все равно замкнуты между собой?

На практике здесь применяется фундаментальный принцип – все в природе двигается по пути наименьшего сопротивления от большего к меньшему. Вода стекает сверху вниз, тепло передается от горячего тела холодному, а электрический ток течет туда, где сопротивление проводников меньше.

Если в электрической цепи без заземления происходит короткое замыкание, то механизм его действия примерно следующий:

1. Сила тока и напряжение в сети скачкообразно возрастает в десятки раз.
2. Если проводка слабая, то она перегорает.
3. Если жила проводки достаточной толщины (сечения) чтобы выдерживать возросшие нагрузки, то она разогревается, от чего воспламеняется изоляция.
4. Перегорела проводки или нет, но если во время короткого замыкания человек касается любой металлической детали прибора, то он получает поражение электрическим током, причем значения его на порядок выше, чем просто в розетке. В первом случае это кратковременный удар, а во втором – пока ток не найдет слабое место проводки и не сожжет его, после чего цепь разомкнется.

Если заземление есть, то все не так печально:

1. Сила тока и напряжение возрастают, но при этом у них сразу есть «куда побежать» — заземляющий провод.
2. Естественное сопротивление человеческого тела намного больше, чем у меди, алюминия или стали, поэтому даже если человек держится за металлически части прибора, то ток попросту «пройдет мимо» по более легкому пути. Отсюда и одно из требований к заземляющей проводке – она должна быть выполнена по возможности одним цельным проводом – скрутки допускаются на этажном щитке, на вводном автомате, а по квартире дальше идет одна цельная жила.

На обычной проводке стоят автоматические выключатели, которые срабатывают если нагрузка в цепи превышает допустимые нормы. На заземляющем проводе, при нормальной работе цепи, напряжения не должно быть вообще, поэтому в связке с ним логично использовать УЗО, реагирующее на ток утечки, обычно незначительный. Как итог – при коротком замыкании ток выключается сразу же, а не вследствие плавления проводки.

Подробнее о том что происходит при коротком замыкании в цепи смотрите в этом видео:

Выше рассматривается роль заземления с точки зрения электробезопасности, но оно так же служит для предотвращения электрических помех, которые могут негативно влиять на работу компьютеров и других тонких приборов. Подробнее смотрите в этом видео:

Проведение замеров

Метод амперметра-вольтметра

Чтобы провести замеры, создают электрическую цепочку, по которой ток протекает через проверяемое заземлительное устройство и токовый проводник (его также именуют вспомогательным электродом). В схеме присутствует еще и потенциальный электрод, задача которого состоит в измерении падения напряжения при протекании тока через заземлитель. Потенциальный проводник находится на участке с нулевым потенциалом — на равном удалении от вспомогательного электрода и проверяемой заземлительной системы.

Для измерений сопротивления применяют закон Ома (формула R=U/I). С помощью данной методики чаще всего определяют сопротивление в условиях частного дома. Для получения необходимого тока используют трансформатор для сварочных работ или любое другое оборудование, где отсутствует электрическая связь между вторичной и первичной обмоткой.

Использование специальной техники

В домашних условиях редко пользуются дорогостоящим многофункциональным мультиметром. Чаще всего применяются аналоговые приборы:

• МС-08;
• Ф4103-М-1;
• М-416;
• ИСЗ-2016.

Один из самых распространенных приборов для проверки сопротивления — МС-08. Для измерений устанавливают два электрода на 25-метровом расстоянии от заземлительного устройства. Ток в цепочке образуется под действием генератора, вращаемого вручную с помощью редуктора. В результате задействования схемы и подключения прибора происходит компенсация сопротивления вспомогательных заземлителей. Если этого не случается, почва возле дополнительного заземлительного устройства искусственно увлажняется. Замеры осуществляют в различных диапазонах до тех пор, пока тестер не покажет значимых показателей (причем они не должны разниться после окончательной установки).

Измерительный прибор М-416 комфортен в использовании благодаря малому весу и шкале, где фиксируются полученные данные. М-416 включает в себя полупроводники с автономным электропитанием.

Пример использования прибора М-416:

1. Проверяем наличие питания у прибора. В устройстве должны находиться три батарейки — каждая по 1,5 вольта.
2. Устанавливаем прибор на ровную поверхность.
3. Проводим калибровку оборудования. Настраиваем М-416 на контроль и, нажимая на красную кнопку, устанавливаем стрелку на нулевое положение.
4. Выбираем трехзажимную схему для проведения замера.
5. Вспомогательный проводник и стержень зонда вкапываем в землю по меньшей мере на 50 сантиметров.
6. Соединяем провода с электродом и стержнем зонда согласно схеме.
7. Переключатель ставим в одну из позиций «X1». Удерживая клавишу, прокручиваем ручку до тех пор, пока стрелка на шкале не достигнет нуля. Результат умножаем на ранее вычисленный множитель. Итоговое значение является искомым.

Работа токовыми клещами

Контурное сопротивление определяют также с помощью токовых клещей. Их основное достоинство том, что не нужно отключать заземлитель и использовать вспомогательные проводники.

Через проводник заземления, в роли которого выступает вторичная обмотка, проходит переменный ток. Протеканию тока способствует первичная трансформаторная обмотка, находящаяся в измерительной головке устройства. Чтобы определить показатель сопротивления, делим данные ЭДС вторичной обмотки на величину тока, полученную при измерении клещами.

В качестве примера токовых клещей приведем тестер СА 6415. Он оснащен жидкокристаллическим монитором. Для измерения сопротивления не нужны дополнительные проводники. Также отсутствует потребность в отключении PE-проводника от электродов.

Замер сопротивления изоляции

Чтобы измерить сопротивление изоляции, используют специальный прибор — мегомметр. Устройство состоит из нескольких элементов:

• генератор непрерывного тока, оснащенный ручным приводом;
• добавочные сопротивления;
• магнитоэлектрический логометр.

До начала проверочных работ следует удостовериться, что объект отключен от электропитания. Удаляем с изоляционного слоя пыль и грязь. После этого проводим замер в течение приблизительно 3 минут. В результате получаем данные по остаточным зарядам.

К электроцепи или оборудованию мегомметр подключаем отдельными проводниками. Изоляция отличается высоким сопротивлением. Его уровень чаще всего превышает 100 мегаом.

Обратите внимание! Замер сопротивления изоляции проводится после того, как стрелка займет устойчивую позицию

Часто задаваемые вопросы

Вопрос №1. Какие участки следует выбирать для контроля ВЛ?

Для выполнения замеров рекомендуется выбирать участки с наиболее агрессивными грунтами. При этом контролю подлежат не менее 2% опор.

Вопрос №2. Можно ли вместо высокоточных приборов использовать другие средства измерения?

В принципе, замеры можно произвести и мультиметром, но его применение чревато получением данных со слишком большой погрешностью.

Вопрос №3. Когда лучше всего проводить измерения?

Выполнять замеры лучше всего в разгар лета либо в середине зимы при благоприятной погоде и максимальном сопротивлении почвы.

Вопрос №4. Какова периодичность выполнения замеров?

Проверка производится сразу же после сдачи дома в эксплуатации. Согласно нормативам, периодичность замеров сопротивления должно проводиться каждые 6 лет, но для себя лучше выполнять их каждый год.

Вопрос №5. При выполнении нескольких замеров какой результат принимать окончательным?

Реальное значение сопротивления необходимо принимать по самому худшему результату.

Внутреннее строение измерительного устройства

Основными составными частями прибора являются:

• генератор напряжения (постоянного тока);
• измерительный блок, демонстрирующий показания;
• переключатель диапазонов измерений (кОм-МОм), дающий возможность изменять выходное напряжение за счет включения различных встроенных резисторных схем;
• резисторы – сопротивления, ограничивающие протекающий ток.

Примерная схема устройства мегаомметра с обозначением его основных частей Внутренний генератор в приборах старого образца работает от ручного привода за счет динамо машины. Современные устройства действуют от батарей. Стрелочные (аналоговые) аппараты отображают показания на шкале за счет двух рамок: одной — рабочей и второй – противодействующей. Измерительный блок электронных мегаомметров выдает значения на табло в цифровом виде.

Внешний вид цифрового электронного мегаомметра для диагностики изоляции

Клеммы для подключения щупов вместо обозначений «Л» и «З», могут иметь маркировку “Rx” и “-”.

Методы измерений

Замеры сопротивления заземлителей чаще всего производятся методом амперметра-вольтметра. Для непосредственного измерения выполняется сборка специальной электрической цепи с проверяемым заземлителем и вспомогательным токовым электродом. Схема дополняется потенциальным электродом, принимающим участие в замерах падения напряжения во время течения электрического тока по заземлителю. Потенциальный электрод располагается в той же зоне, что и нулевой потенциал на расстоянии, одинаковом от токового электрода и заземлителя.

Советуем изучить Делитель напряжения

Не менее эффективным методом считается измерение приборами. Наиболее широко используются модели МС-08, М-416, ИС3-2016, Ф4103. Наиболее подходящим примером служит прибор М-416. Его питание осуществляется тремя батарейками, по 1,5 вольта каждая. Суммарное напряжение составляет 4,5 В. После подготовки прибора, он размещается на горизонтальной ровной поверхности, после чего – калибруется. Далее устанавливается положение КОНТРОЛЬ, стрелка должна находиться на нуле, красная кнопка должна удерживаться.

Для измерений используется трехзажимная схема. Забивание зонда и вспомогательного электрода в грунт производится на минимальную глубину 50 см, после чего к ним выполняется подключение проводов прибора в соответствии со схемой. Переключатель выставляется в положение Х1, далее нажимается кнопка и вращается ручка пока стрелка не дойдет до нуля. Полученный результат умножается на заранее выбранный множитель, что и дает итоговое значение.

Сопротивление заземляющих устройств можно измерять не только приборами, но и токовыми клещами. Применение этих устройств дает возможность не отключать заземляющее устройство и не использовать вспомогательные электроды. Таким образом, осуществляется оперативный контроль над состоянием заземления. В этом случае в качестве вторичной обмотки выступает заземляющий проводник. В головке клещей расположена первичная обмотка трансформатора, действие которой вызывает течение переменного тока во вторичной обмотке. Расчет значения сопротивления выполняется делением величины ЭДС во вторичной обмотке на ток, полученный в результате измерений клещами.

Рассматривая измерение сопротивления заземляющих устройств, следует коротко остановиться на замерах сопротивления грунта. Для этого чаще всего используется метод Веннера, основанный на прямой пропорциональной зависимости между электродами и глубиной, на которой наблюдается течение тока. Снижение сопротивления вызывает усиление коррозии, в связи с чем требуется специальная защита металлических конструкций, расположенных под землей.

Измерение сопротивления заземляющих устройств

Как проверить контур заземления

Измерение сопротивления изоляции мегаомметром

Измерение сопротивления петли фаза-ноль

Как измерить сопротивление заземления

Измерение сопротивления изоляции кабелей

Порядок проведения измерений

Измерительные работы выполняют комплексно. Вместе с определением состояния ЗУ проводятся следующие мероприятия:

• проверка работоспособности аппаратуры защиты от токов КЗ: измеряется ток однофазного замыкания и сопротивление контура «фаза-нуль»;
• проверка защитных аппаратов при помощи петли «фаза-ноль»;
• проверка защитных автоматов от токов КЗ и перенапряжений (выполняется методом прогрузки автоматов с использованием устройства, моделирующего скачки напряжения). Во время этой проверки напряжение на установку подается скачкообразно.

После окончания проведения комплекса измерений составляется протокол и технический отчет с выводами о работоспособности проверяемых устройств.

О возможных последствиях отсутствия контроля сопротивления заземления

Заземление увеличивает срок службы бытовых электроприборов и оберегает обслуживающий персонал электроустановок на производстве. При нарушении изоляции любого бытового устройства вероятно короткое замыкание, последствиями которого может быть выход прибора из строя и пожар. В том случае, если повреждение изоляции фазного провода приведет к возникновению его контакта с токопроводящими частями корпуса устройства, возникнет опасность для жизни человека.

Отсутствие или неисправность в системе заземления может привести к выходу из строя всех устройств, подключенных к электропроводке и возникновению опасности для жизни человека при попадании в здание молнии.

Как устроено заземление, и зачем проверять его параметры

Не вдаваясь в подробности, можно сказать, что заземление нужно для соединения корпуса электроустановки с рабочим нулем. Глядя на несколько абзацев выше, можно подумать, что это абсурд. На самом деле имеется ввиду возможность протекания тока от защитного заземления, через физическую землю (грунт), до рабочего нуля ближайшей подстанции. Фактически, это будет короткое замыкание.

Соответственно, при попадании фазы на корпус электроустановки, сработает защитный автомат, и поражения электротоком не будет.

Зачем же нужна проверка сопротивления заземления? Для организации аварийного короткого замыкания, необходима большая сила тока. Если сопротивление контура заземления будет слишком велико, сила тока (в соответствии с законом Ома) снизится, и защитный автомат не сработает.

Еще одна опасность большого сопротивления защитной «земли» в том, что сопротивление тела человека может оказаться меньше. Тогда, при касании рукой аварийной электроустановки, вы гарантированно будете поражены электротоком.

Когда на корпусе электроустановки окажется фаза, часть напряжения уйдет на компенсацию утечки в физическую землю. Если остаток потенциала превысит 50 вольт, опасность сохранится.

Равно как и защитный автомат без заземления не отключит фазу при попадании на корпус. Он сработает лишь при замыкании нуля с фазой. Полную защиту дает установка автомата и одновременное подключение контура защитной «земли». Существенно повышает уровень безопасности еще и УЗО.

И, наконец о том, что представляет собой контур заземления.

Если вкратце, это несколько металлических штырей (при нормальных природных условиях — три), глубоко погруженных в грунт, соединенных проводниками между собой и шиной заземления в здании.

Измерение сопротивления контура защитного заземления

Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землей или эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус.

Задача защитного заземления – устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу и другим нетоковедущим металлическим частям электроустановки, оказавшейся под напряжением.

Принцип действия заземления – снижение напряжения между корпусом, оказавшимся под напряжением, и землей до безопасного значения.

Заземляющие устройства после монтажных работ и периодически не реже один раз в год испытываются по программе Правил устройства электроустановок. По программе испытания производится измерение сопротивления заземляющего устройства.

Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генераторов или трансформаторов или выводов источников однофазного тока, в любое время года должно быть не более 2, 4, 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380, и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока.

Измерения сопротивления контура заземляющего устройства производятся измерителем заземления М416 или Ф4103-М1.

Описание измерителя заземления М416

Измерители заземления М416 предназначены для измерения сопротивления заземляющих устройств, активных сопротивлений и могут быть использованы для определения удельного сопротивления грунта (?). Диапазон измерения прибора от 0,1 до 1000 Ом и имеет четыре диапазона измерения: 0,1 … 10 Ом, 0,5 … 50 Ом, 2,0 … 200 Ом, 100 … 1000 Ом. Источником питания служат три соединенные последовательно сухие гальванические элемента напряжением по 1,5 В.

Измеритель сопротивления заземления Ф4103-М1

Измеритель сопротивления заземления Ф4103-М1 предназначен для измерения сопротивления заземляющих устройств, удельного сопротивления грунтов и активных сопротивлений как при наличии помех, так и без них с диапазоном измерений от 0-0,3 Ом до 0-15 Ком (10 диапазонов).

Измеритель Ф4103 является безопасным.

При работе с измерителем в сетях с напряжением выше 36 В необходимо выполнять требования безопасности, установленные для таких сетей. Класс точности измерительного прибора Ф4103 – 2,5 и 4 (в зависимости от диапазона измерения).

Питание – элемент (R20, RL20) 9 шт. Частота оперативного тока – 265-310 Гц. Время установления рабочего режима – не более 10 секунд. Время установления показаний в положении “ИЗМ I” – не более 6 секунд, в положении “ИЗМII” – не более 30 секунд. Продолжительность непрерывной работы не ограничена. Норма средней наработки на отказ – 7250 часов. Средний срок службы – 10 лет Условия эксплуатации – от минус 25 ° С до плюс 55 ° С. Габаритные размеры, мм – 305х125х155. Масса, кг , не более – 2,2.

Перед проведением измерений измерителем Ф4103 необходимо, по возможности, уменьшить количество факторов, вызывающих дополнительную погрешность, например, устанавливать измеритель практически горизонтально, вдали от мощных электрических полей, использовать источники питания 12±0,25В, индуктивную составляющую учитывать только для контуров, сопротивление которых меньше 0,5 Ом, определять наличие помех и так далее. Помехи переменного тока выявляются по качаниям стрелки при вращении ручки ПДСТ в режиме “ИЗМI”. Помехи импульсного (скачкообразного) характера и высокочастотные радиопомехи выявляются по постоянным непериодическим колебаниям стрелки.

Порядок проведения измерения сопротивления контура защитного заземления

1. Установить элементы питания в измеритель заземления.

2. Установить переключатель в положение «Контроль 5 ?», нажать кнопку и вращением ручки «реохорд» добиться установки стрелки индикатора в нулевую отметку шкалы.

3. Подключить соединительные провода к прибору, как показано на рисунке 1, если измерения производятся прибором М416 или рисунке 2, если измерения производятся прибором Ф4103-М1.

4. Углубить дополнительные вспомогательные электроды (заземлитель и зонд ) по схеме рис. 1 и 2 на глубину 0,5 м и подключить к ним соединительные провода.

5. Переключатель установить в положение «Х1».

6. Нажать кнопку и вращая ручку «реохорда» приблизить стрелку индикатора к нулю.

7. Результат измерения умножить на множитель.

Подключение прибора М416 для измерения сопротивления контура заземления

{SOURCE}

Периодичность измерений

Проводить визуальный осмотр, измерения, а также при необходимости частичное раскапывание грунта нужно согласно графику, который установлен на предприятии, но не реже чем один раз в 12 лет. Получается, что, когда производить замеры заземления – решать вам. Если вы живете в частном доме, то вся ответственность лежит на вас, но не рекомендуется пренебрегать проверкой и замерами сопротивления, так как от этого напрямую зависит ваша безопасность, при пользовании электрооборудованием.

При проведении работ необходимо понимать, что в сухую летнюю погоду можно добиться наиболее реальных результатов измерений, так как грунт сухой и приборы дадут наиболее правдивые значения сопротивлений заземления. Напротив, если замеры будут проведены осенью либо весной в сырую, влажную погоду, то результаты будут несколько искажены, так как мокрый грунт сильно влияет на растекаемость тока, что, в свою очередь, дает большую проводимость.

Если вы хотите, чтобы измерения защитного и рабочего заземления проводили специалисты, то необходимо обратиться в специальную электротехническую лабораторию. По окончании работы вам будет выдан протокол измерения сопротивления заземления. В нем отображается место проведения работ, назначение заземлителя, сезонный поправочный коэффициент, а также на каком расстоянии друг от друга находятся электроды. Образец протокола предоставлен ниже:

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, в котором показывается как измеряют сопротивление заземления опоры ВЛ:

Вот мы и рассмотрели существующие методики измерения сопротивления заземления в домашних условиях. Если вы не обладаете соответствующими навыками рекомендуем воспользоваться услугами специалистов, которые все сделают быстро и качественно!

Также рекомендуем прочитать: