Измерение сопротивления заземления¶

Измерение сопротивления заземления — это процедура определения электрического сопротивления растекания тока в грунте между заземлителем и землёй, выполняемая для контроля эффективности системы заземления электроустановок. Результат измерений сопоставляют с нормируемыми значениями, установленными Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и стандартами ГОСТ. Для большинства электроустановок напряжением до 1 кВ сопротивление заземлителя не должно превышать 4 Ом, а для повторного заземления в сетях TN — 10 Ом (при номинальном напряжении до 1 кВ).

¶Принцип измерения

Сопротивление заземления определяют косвенным методом — измерением сопротивления растекания тока. Для этого в грунт забивают два вспомогательных электрода (токовый и потенциальный), удалённых от испытываемого заземлителя. Через заземлитель и кольевой электрод пропускают переменный ток, а между заземлителем и потенциальным электродом измеряют падение напряжения. По закону Ома вычисляют искомое сопротивление. Токовая цепь замыкается через грунт, поэтому измеряемая величина отражает реальные условия работы заземлителя.

Для исключения влияния блуждающих токов и промышленной помехи используют переменный ток промышленной частоты (50 Гц) либо частоты, отличные от 50 Гц, с последующей селекцией сигнала. Современные приборы работают на частотах 80–130 Гц и оснащены системой подавления помех.

¶Методика измерений

¶Расположение электродов

Существует несколько схем подключения вспомогательных электродов. Наиболее распространена схема «клещи + штырь», при которой потенциальный электрод устанавливают на удалении, равном или превышающем глубину заземлителя. Классическая трёхэлектродная схема предполагает вынос кольевых электродов на расстояние, в 5 и 10 раз превышающее максимальный размер заземлителя (метод «5D и 10D»). При измерении сопротивления растекания повторных заземлителей в распределительных сетях применяют методику, описанную в ГОСТ Р 50571.16.

¶Порядок выполнения

1. Отключить заземлитель от электроустановки и убедиться в отсутствии наведённых напряжений.
2. Установить вспомогательные электроды на расстояниях, соответствующих выбранной схеме, вдали от коммуникаций и других заземлителей.
3. Подключить измерительный прибор согласно схеме (клеммы «заземлитель», «токовый электрод», «потенциальный электрод»).
4. Снять показания и записать результат.
5. При необходимости повторить измерение при изменении положения потенциального электрода для проверки достоверности (метод «поля потенциала»).

¶Метод «поля потенциала»

Для уточнения результата потенциальный электрод перемещают вдоль линии, соединяющей заземлитель и кольевой электрод, снимая серию показаний. Если график напряжения имеет чётко выраженный участок с малым градиентом («плато»), измерение считается достоверным. Отсутствие такого участка указывает на влияние соседних заземлителей или неоднородность грунта.

¶Измерительные приборы

Для измерения сопротивления заземления применяют специализированные приборы — измерители сопротивления заземления и почвы. К распространённым моделям, применяемым в России, относятся:

• ЭС0202/3 — цифровой измеритель с автоматическим подбором тока испытания;
• Fluke 1621 — универсальный измеритель с режимом трёхзажимного и двухзажимного подключения;
• АС-813 — прибор для измерения сопротивления заземления и непрерывности защитных проводников;
• ЭС0210 — измеритель, предназначенный для испытаний заземлителей в сетях до 1 кВ и выше.

Приборы измеряют сопротивления в диапазоне от долей ома до нескольких килоом, питание — от батарей, что позволяет выполнять работы в полевых условиях. Модели с функцией «клещи» позволяют измерять сопротивление заземлителя без отключения от сети и без забивки кольевых электродов, однако такие измерения дают приближённый результат.

¶Нормируемые значения

Согласно ПУЭ (издание 7), сопротивление заземлителя электроустановок напряжением до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью не должно превышать:

Точные значения зависят от напряжения, мощности и схемы нейтрали. Для электроустановок выше 1 кВ нормы устанавливают отдельно, как правило, значения составляют 0,5 Ом и менее.

¶Периодичность измерений

Измерения сопротивления заземления выполняют:

• при вводе объекта в эксплуатацию;
• при реконструкции системы заземления;
• планово — не реже одного раза в три года для действующих электроустановок;
• после ремонтов заземляющих устройств.

Результаты оформляют протоколом измерений, который является частью документации по электробезопасности объекта.

¶Ограничения метода

Точность измерений снижается при наличии поблизости других заземлителей, линий электропередачи, трасс трубопроводов и рельсовых путей. В городских условиях и на компактных подстанциях классические методы с выносом электродов часто неприменимы, поэтому применяют метод клещевых измерителей или компьютерное моделирование. Также на результат влияет влажность и температура грунта, поэтому измерения предпочтительно выполнять в межсезонье при максимальной влажности.

Источники:

• Правила устройства электроустановок (ПУЭ), издание 7, глава 1.7
• ГОСТ Р 50571.16-2019 «Электроустановки низковольтные. Измерение сопротивления заземления»
• ГОСТ 9.4.02-2006 «Система стандартов по защите от коррозии. Устройство заземляющее. Основные параметры»
• Инструкции заводов-изготовителей измерительных приборов (ЭС0202/3, Fluke 1621)