Сопротивление заземления: методы измерения и периодичность

Содержание

Сопротивление заземления

Для снижения напряжения прикосновения до безопасной величины в случае короткого замыкания используется заземлитель. Это устройство обладает небольшим сопротивлением, позволяющим электричеству через токопроводящие элементы перетекать в грунт

Отсюда и происходит название этой важной компоненты системы электробезопасности

Сопротивление заземления нормируется в зависимости от типа объекта и энергопотребления. Так в трехфазных сетях с напряжением 380 В оно не должно превышать 4 Ом, в однофазных на 220 В — 8 Ом.

Проверка работоспособности контура производится специальными измерителями параметров заземления — М-416, MRU-105, Мetrel и другими. В отличие от бытовых мультиметров они гораздо мощнее, имеют длинные щупы, используют в качестве источника питания батарейки, линии электропередач или встроенный генератор. Напряжение в цепи может достигать 1000 В. С помощью таких установок можно измерять сопротивление заземление, удельное сопротивление грунта, а также шаговое и контактное напряжение.

Для проведения работ понадобятся 2 штыря и комплект проводов. Предварительно нужно снять окислы с контактов заземлителя, для этого пригодится рашпиль или напильник.

Потенциальный электрод забивается на расстоянии 15 м от здания, токовый — 30 м, затем соединяются проводами с тестером по схеме. При касании щупом зачищенного контакта заземлителя прибор пропускает ток через электроды, определяет напряжение и силу тока. Он самостоятельно проводит вычисления и выдает показания в Омах.

Еще один способ, который позволяет найти сопротивление заземления, — измерение токовыми клещами. При этом не нужно использовать дополнительные провода и электроды или частично отключать заземлители при сложной схеме подключения. Провода просто охватываются разъемными щечками прибора, внутри которых расположены магнитопроводы. Прилегание проводников и контактов измерителя должно быть максимально плотным, чтобы снизить погрешности. После снятия показаний в одной точке сразу же можно переходить для работы в другое место.

Сопротивление переменного резистора

Если с постоянным резистором все более-менее понятно — его сопротивление указывается на корпусе в виде обозначений или цветных полосок, — то с переменным резистором немного сложнее. Такие устройства используются в приборах, где нужно периодически изменять сопротивление элемента, например, при регулировке громкости звука.

Переменные резисторы имеют несколько выходов. Чтобы определить связь между ними, нужно конец черного щупа установить на 1 ножку, а красным поочередно касаться остальных. Там, где проводимости нет, мультиметр покажет 1. Если цифры на экране есть, соответственно, эта пара контактов одного из сопротивлений переменного резистора.

Далее определяется, какие отводы крайние, а какой промежуточный. Измеряется сопротивление каждой пары. Сумма внутренних значений должна быть равна сопротивлению на внешних контактах, то есть его номиналу.

Для проверки можно покрутить регулятор переменного резистора при подключенных к отводам щупах. Если сопротивление меняется, значит, один вывод крайний, второй — внутренний подвижный.

Приборы для измерения силы тока и напряжения

Вот какие измерительные инструменты помогут электрику в данном вопросе:

Амперметр

Существует несколько разновидностей данного прибора, которые различаются принципом действия:

Электромагнитный: внутри имеется катушка, протекаю по которой ток создает электромагнитное поле. Это поле втягивает в катушку железный сердечник, связанный со стрелкой. Чем большей будет сила тока, тем сильнее будет втягиваться сердечник и тем более будет отклоняться стрелка.
Тепловой: в приборе установлена натянутая металлическая нить, связанная со стрелкой. Протекающий ток вызывает нагрев нити, степень которого зависит от силы тока. А чем сильнее нагреется нить, тем сильнее она удлинится и провиснет, соответственно, тем сильнее отклонится стрелка.
Магнитоэлектрический: в приборе имеется постоянный магнит, в поле которого находится связанная со стрелкой алюминиевая рамка с намотанной на нее проволокой. При протекании через проволоку электрического тока рамка в магнитном поле стремится повернуться на некоторый угол, который зависит от силы протекающего тока. А от угла поворота зависит положение стрелки, отмечающей на шкале значение силы тока.
Электродинамический: внутри прибора имеются две последовательно соединенные катушки, одна из которых является подвижной. При протекании по катушкам тока в результате взаимодействия возникающих при этом электромагнитных полей подвижная катушка стремится повернуться относительно неподвижной и при этом тянет за собой стрелку. Угол поворота будет зависеть от силы протекающего тока.
Индукционный: ток пропускается через обмотки неподвижных катушек, соединенных магнитной системой. В результате образуется вращающееся или бегущее электромагнитное поле, воздействующее с некоторой силой (зависит от силы тока) на подвижный металлический цилиндр или диск. Тот связан со стрелкой.
Электронный: такие приборы еще называют цифровыми. Внутри имеется электрическая схема, информация выводится на жидкокристаллический дисплей.

Мультиметр для измерения силы тока

Так принято называть универсальный электронный измеритель параметров тока. Он может переключаться как в режим амперметра, так и в режим вольтметра, омметра и мегомметра (измеряются сопротивления большой величины, обычно изоляции).

Измерение силы тока мультиметром

Результаты измерений отображаются на жидко-кристаллическом дисплее. Для работы прибору необходимо питание от батареек.

Тестер

По функциональности это тот же мультиметр, но аналоговый. Результаты измерений обозначаются на шкале при помощи стрелки, батарейки требуются только при наличии омметра.

Измерительные клещи

Измерительные клещи более практичны. Ими нужно просто зажать участок тестируемого провода, после чего прибор покажет силу протекающего в нем тока.

При этом нужно учитывать, что в клещах должен оказаться только проверяемый проводник. Если зажать несколько проводников, прибор покажет геометрическую сумму токов в них.

Измерительные клещи

Таким образом, при помещении в токоизмерительные клещи 1-фазного провода целиком прибор покажет «нуль», так как в фазном и нулевом проводниках протекают разнонаправленные токи одинаковой величины.

Методы измерения

Первые три прибора для проведения измерений должны быть включены в цепь нагрузки последовательно с ней, то есть в разрыв провода. Для 1-фазной сети это может быть как фазный, так и нулевой провод. Для 3-фазной — только фазный, так как в нулевом протекает геометрическая сумма токов во всех фазах (при одинаковой нагрузке равна нулю).

В отличие от вольтметра (измеритель напряжения), амперметр нельзя использовать без нагрузки, иначе получится короткое замыкание.
Щупами прибора можно касаться проводов или контактов только при отсутствии напряжения, то есть тестируемая линия должна быть обесточена. В противном случае между близко расположенными щупом и проводом может возникнуть дуга с выделением тепла, достаточного для расплавления металла.

Все измерительные приборы имеют переключатель диапазона, которым регулируется чувствительность.

Заметим, что ток, потребляемый некоторыми приборами, такими как телевизионная и компьютерная техника, энергосберегающие и светодиодные лампы, не является синусоидальным.

Поэтому некоторые измерительные приборы, принцип действия которых ориентирован на переменное напряжение, могут определять значение силы такого тока с ошибкой.

Проверка заземления в розетке

Признаками отсутствия заземления могут быть частые выходы бытовой техники из строя, легкие удары током от металлических частей электроприборов (при пробое на корпус), двухжильная проводка. Определить наличие заземления в розетке можно мультиметром в режиме измерения напряжения:

Установить переключатель в сегмент АСV на 750 В.
Щупы подключить к разъемам СОМ и VΩmA.
Включить прибор.

При отсутствии в розетке третьего входа ее нужно разобрать, предварительно обесточив с помощью УЗО. Снять показания между фазой и нулем и между фазой и заземлением. Если напряжение на контактах везде равно 220±10%, то заземление работает исправно.

Измерение сопротивления нелинейных элементов

Напряжение на щупах разных моделей мультиметров в режиме «Ω» отличается, потому и сопротивление они покажут разное. Из-за этого диоды проверяют так:

В режиме «Ω» касаются щупами конденсатора средней емкости, пока он полностью не зарядится (на дисплее засветится «1»).
Переключают мультиметр в режим измерения постоянного напряжения (сектор DCV (-) или V-) и определяют напряжение на выводах конденсатора. Оно будет равно напряжению, подаваемому на щупы в режиме «Ω».
По формуле I = U / R рассчитывают ток, протекающий через диод.

Проверяют, лежит ли точка с координатами U и I на графике вольт-амперной характеристики диода. Если она оказалась в стороне сверхдопустимых отклонений, но диод открывается и закрывается, его допускается применять в схемах с низкими требованиями к точности.

Измерение сопротивления мультиметром — простейшая операция, но и в ней есть свои тонкости. Придерживаясь изложенных выше советов, пользователь сможет провести измерения безопасно и с точным результатом.

Правила безопасности

Стоит обратить внимание:

Обязательно обеспечение заземления.
Прибор и цепь не трогаются голыми руками.
При возникновении непредвиденных ситуаций, немедленно прекратить работу и убедиться, что измерение не несет последствий. Например, не создастся пожар.
Прибор подсоединяется параллельно к уже собранной цепи.
Рабочее место должно быть изолировано от посторонних.
Измеряющий должен иметь представление о технике безопасности, знать устройство прибора и принцип его действия.
Цепь должна быть правильно собрана.
По окончании работы устройство отключается и разбирается, укладывается на место хранения в соответствующих чехлах. Рабочий снимает средства защиты и тщательно обрабатывает руки.

Стоит работать в перчатках Ответ на вопрос, как называется прибор для измерения электрического напряжения, очень прост, как и сама процедура проведения. Главное — действовать аккуратно и бережно относиться к оборудованию. В таком случае аппаратура прослужит века.

Источник

Проведение измерений сопротивления и какие могут возникнуть нюансы

Щупы мультиметра подключаются в те же гнезда и в целом, измерение сопротивления выполняется практически так же, как и прозвонка проводов, но так как проверить при этом надо не просто целостность проводника, то у этого процесса есть некоторые особенности.

Выбор границ измерений. Когда измеряемое сопротивление хотя бы примерно известно, то регулятором выставляется ближайшее большее значение (если мультиметр не определяет его автоматически). Если сопротивление точно неизвестно, то стоит начать измерения с самого большого значения, постепенно переключая мультиметр на меньшее.

Когда нужна точность, то обязательно надо учитывать погрешности. К примеру, если есть на резисторе указано сопротивлением 1 кОм (1000 Ом), то во-первых надо учитывать допуски для его изготовления, которые составляют 10%. Как итог – реальные цифры могут быть в диапазоне от 900 до 1100 Ом. Во-вторых – если взять тот же резистор и выставить мультиметр на максимальное значение, к примеру 2000 kОм, то прибор может показать единицу, т.е. 1000 Ом. Если после этого перевести переключатель в положение 2 kОм, то вероятнее всего прибор покажет другую – более точную цифру, к примеру, 0,97 или 1,04.
Если надо проверить сопротивление детали, которая впаяна в плату, то как минимум один из ее выводов надо выпаивать. В противном случае прибор покажет неправильный результат, так как с высокой долей вероятности параллельно проверяемой детали на схеме есть другие проводники.

В ряде случаев надо учитывать переходное сопротивление контактов – даже чистый припой или ножки неиспользованных радиодеталей со временем может покрываться оксидной пленкой, поэтому место контакта желательно хотя бы минимально зачистить или процарапать концом щупа.

Как проверить сопротивление провода наглядно показано на видео:

https://youtube.com/watch?v=mL7XNOpDoRI

Документирование результатов измерений

По итогам проведенных работ подготавливается отдельный документ, в котором фиксируются все необходимые данные.

В бытовых однофазных цепях вполне достаточно будет провести три замера. В последних строчках заполняемого протокола обязательно должна присутствовать фраза о соответствии полученных результатов требованиям ПУЭ.

Кроме того, в них вносятся следующие данные:

Дата и объем проведенных обследований.
Сведения о составе рабочей бригады (из обслуживающего персонала).
Используемые при проверке измерительные приборы.
Схема их подключения, окружающая температура, а также условия проведения работ.

По завершении протоколирования измерений журнал с соответствующими записями убирается в надежное место, где он хранится до следующих испытаний. Сохраненные таким образом акты замеров в любой момент могут потребоваться для того, чтобы в аварийных ситуациях служить доказательством исправности поврежденного изделия.

Готовый протокол обязательно заверяется подписью производителя работ и проверяющего, назначенного из состава оперативного персонала. Для оформления актов замеров допускается использовать обычный блокнот, но более законным и надежным способом считается заполнение специального бланка (его образец приводится ниже).

Образец протокола измерения сопротивления изоляции

Заранее подготовленная форма протокола содержит пункты, в которых указываются:

Порядок проведения измерительных операций.
Применяемые при этом средства измерения.
Основные нормативы по контролируемому параметру.

Кроме того, форма актов измерения электропроводок содержит готовые таблицы, подготовленные к заполнению. В таком виде документ составляется на компьютере всего лишь один раз, после чего он распечатывается на принтере в нескольких экземплярах. Такой подход позволяет сэкономит время на подготовку документации и придает актам замеров законченный, официальный вид.

Сопротивление и основы его определения

Электрический ток представляет собой движение зарядов в цепи. Маршрут перемещения электронов в проводнике непохож на прямую, скорее это зигзаг, являющийся результатом многочисленных столкновений с атомами вещества. Разность потенциалов между двумя контактами стимулирует перемещение зарядов, а помехи в их движении называют сопротивлением.

Хорошей аналогией для понимания физической сути величины может служить сравнение с потоком воды через трубу. В этой модели сопротивление потоку зарядов аналогично фрикционным эффектам между жидкостью и поверхностью труб. Электрическое сопротивление является свойством вещества, желательным или нежелательным для того или иного материала с точки зрения его применения. Как свойство проводников, полупроводников и диэлектриков, оно используется в широком спектре устройств от бытовой электроники до силовых электрических сетей.

Стандартная метрическая единица сопротивления называется Ом и обозначается греческой буквой омега (Ω). Основное уравнение, описывающее соотношение между электрическими величинами, называется закон Ома. Названо оно в честь его первооткрывателя, немецкого физика, и является одним из наиболее важных основных законов электричества. Выражение выглядит как U=IR, где:

R — сопротивление участка цепи;
I — сила тока в нём;
U — напряжение на его концах.

Схема измерения силы тока Амперметром

Согласно закону, ток по проводам течет в любой точке замкнутой цепи одинаковой величины. Следовательно, чтобы измерять величину тока, нужно прибор подключить, разорвав цепь в любом удобном месте. Надо отметить, что при измерении величины тока не имеет значение, какое напряжение приложено к электрической цепи. Источником тока может быть и батарейка на 1,5 В, автомобильный аккумулятор на 12 В или бытовая электросеть 220 В или 380 В.

На схеме измерения также видно, как обозначается амперметр на электрических схемах. Это прописная буква А обведенная окружностью.

Приступая к измерению силы тока в цепи необходимо, как и при любых других измерениях, подготовить прибор, то есть установить переключатели в положение измерения тока с учетом рода его, постоянного или переменного. Если не известна ожидаемая величина тока, то переключатель устанавливается в положение измерения тока максимальной величины.

Как измерять напряжение?

Тусклый свет от приборов освещения или отказ стиральной машины выполнять свои функциональные обязанности свидетельствует о возможном падении питающего напряжения ниже нормы. В таких случаях необходимо произвести измерение напряжения, что позволит определить его соответствие заданному номиналу электрической сети.

Такая же процедура производится при ремонте электронных приборов, где измеряется падение напряжения на радиодеталях и отдельных участках цепи. Данная процедура выполняется довольно легко, но без понимания физики процесса и особенностей проведения замеров, человек рискует не только повредить дорогостоящее оборудование, но и получить электротравму, поэтому далее мы рассмотрим основные принципы измерения.

Основные типы и марки приборов мегаомметров из моей практики (устройство и принцип работы)

Мегаомметр ЭСО-210

Начнем с простеньких. Итак, первые участники сегодняшнего парада – украинские приборы ЭСО 210/3 и ЭСО 210/3Г. Буква «Г» говорит о том, что прибор работает от внутреннего генератора и имеет ручку. Модель без ручки работает от сети 220В и от кнопки. Они невелики по размеру и удобны в пользовании. Это верные помощники энергетиков. Ими удобно мегерить любое электрооборудование. А еще можно взять после испытания один из концов и разземлять им, ибо концы с обеих сторон имеют металлические наконечники. В моделях с ручкой в качестве источника напряжения выступает генератор переменного тока, в моделях с кнопкой – трансформатор, преобразующий переменное напряжение в постоянное.

Значит, пройдемся по настройкам прибора. Прибором можно испытывать, подавая постоянное напряжение величиной 500, 1000 или 2500 Вольт. Показания появляются на стрелочной шкале, которая имеет несколько пределов, которые переключаются выключателем. Это шкала «I», «II» и «IIx10».

Шкала «I» – нижние цифры верхней шкалы. Отсчет идет справа налево. Значения от 0 до 50 МОм.

Шкала «II» – верхние цифры верхней шкалы. Отсчет идет слева направо. Значения от 50МОм до 10 ГОм.

Шкала «IIx10» – аналогична шкале «II», однако, значения от 500МОм до 100 ГОм.

В приборе также имеется нижняя шкала от 0 до 600 В. Эта шкала имеется в приборе ЭСО-210/3 и при не нажатом положении кнопки подачи напряжения показывает напряжение на концах. В общем, поднесли концы мегаомметра к розетке, и стрелка поднялась до 220В. Но только правильно подключить их надо на измерение напряжения, а не сопротивления изоляции. Один на молнию, а второй на Ux.

При подаче напряжения загорается красная лампочка на шкале, что сигнализирует о наличии напряжения на концах прибора.

Как подсоединить щупы прибора? У нас имеется три отверстия для присоединения щупов – экран, высокое напряжение и третий измерительный (rx, u). Вообще два щупа спарены и один из них подписан. Ошибиться внимательному человеку непросто.

Мегаомметр sonel mic-2510

Шагнем далее и остановим свой взор на мощном польском приборе под названием Sonel – мегаомметр mic-2510. Этот мегаомметр является цифровым. Внешне он очень симпатичный, в комплект входит сумка, в которую складываются щупы типа крокодилы (достаточно мощные и надежные) и втычные. Кроме того, в комплект входит зарядное устройство. Сам же прибор работает на батарейке, что достаточно удобно. Не требуется подключение к сети и не требуется вращение ручки, как у старых моделей отечественных мегаомметров. Также имеется лента, для удобного расположения на шее. Вначале это казалось мне не очень удобно, но в итоге к этому привыкаешь и осознаешь все достоинства. Кроме надежной батарейки к плюсам можно отнести возможность подачи напряжения без поддержания кнопки. Для этого вначале нажимаешь старт, потом “энтер” и всё – следи за показаниями и не подпускай никого под напряжение.

Этим прибором можно измерять следующие величины двухпроводным способом и трехпроводным. Трехпроводный способ используется для измерений, где необходимо исключить влияние поверхностных токов – трансформаторы, кабели с экраном.

Также прибором можно измерять температуру с помощью термодатчиков, напряжение до 600 вольт, низкоомное сопротивление контактов.

Шкала прибора имеет значения 100, 250, 500, 1000, 2500 Вольт. Это достаточно широкий диапазон, который может удовлетворить нужды инженеров при проведении самых различных испытаний. От коэффициента абсорбции, до коэффициента поляризации. Максимально измеряемое сопротивление изоляции, которое способен измерить прибор составляет 2000 ГОм – впечатляющая величина.

Коэффициент поляризации характеризует степень старения изоляции. Чем он меньше, тем более изоляция изношена. Коэффициент поляризации на 2500В и замеряем сопротивление изоляции через 60 и 600с или через 1 и 10минут. Если он больше двух, то всё хорошо, если от 1 до 2 – то изоляция сомнительна, если же коэффициент поляризации меньше 1 – время бить тревогу. Западные шеф-инженеры не приветствуют высоковольтные испытания, тем же АИДом, а рады провести мегер-тест на 5кВ или 2,5кВ с измерением данного коэффициента.

Коэффициент абсорбции это отношения сопротивления изоляции через 60 и 15 секунд. Этот коэффициент характеризует увлажненность изоляции. Если он стремится к единице, то необходимо поднимать вопрос о сушке изоляции. Более подробно о его величине для разного типа оборудования описано в нормах испытания электрооборудования вашей страны.

В процессе работы я встречался и с другими приборами, но именно эти два показывают, как далеко шагнул прогресс в процессе производства мегаомметров. У каждого из увиденных мною приборов есть свои плюсы и минусы.

Измерение мультиметром

Этот универсальный прибор, если все делать по стандартной, официально утвержденной методике, для таких целей, как отмечено, не подходит. Мультиметр на практике используется лишь для примерной оценки состояния заземления, выявления явных обрывов, то есть отсутствия надежного контакта соответствующего проводника с грунтом. Как это правильно делать описано здесь.

Почему данный тип измерительного прибора применяется лишь в редких случаях?

Большая погрешность измерений не дает истинного представления о реальном значении сопротивления.
Стандартная (рекомендуемая) методика не может быть применена, так как согласно ей прибор должен подключаться к 4-м точкам, к тому же разнесенным территориально. С мультиметром это сделать невозможно.
Официального заключения по результатам измерений таким прибором (задокументированного) не выдаст ни один специалист. Причина вполне объяснима – в нормативных актах использование мультиметра при проверке заземления не предусмотрено.

Тем не менее, есть ситуации, когда без мультиметра не обойтись. Например, на территории с довольно плотной застройкой. Это не позволяет производить измерения на больших расстояниях от здания. А согласно методике, оно должно быть в пределах 30±10 м. Подробнее, как измерить сопротивление с помощью мультиметра можно из видео:

https://youtube.com/watch?v=6N07FIQbFfk

Как подготовить мультиметр

Задача любого измерения – добиться максимальной точности показаний. Что необходимо проделать:

подобрать «хороший» мультиметр (у друзей, соседей и так далее). Какой лучше выбрать для различных целей описывали вот в этой статье. Подразумевается достаточно новый, а не выпущенный десятилетия тому назад, неповрежденный, с максимально возможным классом точности для этого типа приборов;
заменить элемент питания. Старая батарейка, частично разряженная, только увеличит погрешность измерения;
произвести калибровку (если она предусмотрена для конкретной модели).

Как подготовить рабочее место

Даже если вспомогательный электрод изначально при организации заземления и был установлен, то его еще нужно найти. Тем более, если дом построен много лет назад, и территория вокруг него уже несколько раз подвергалась перепланировке, обустройству и так далее. Следовательно, его «дубликат» необходимо поставить самостоятельно.

Для измерения сопротивления подойдет любой металлический штырь (то же арматурный пруток) сечением порядка 5 мм, который вгоняется в землю минимум на 1,5 м на расстоянии 7,5±2,5 от основного. Его найти намного проще, тем более что место расположения должно быть помечено (знаком, символом на стене дома). Хотя несложно определить и визуально – к нему часто тянется по-над поверхностью металлическая проволока (шестерка или восьмерка).

Где измерять сопротивление

Между основным штырем заземления и вновь установленным (дополнительным). Схема показана на рисунке.

Результат замеров позволяет понять, насколько отвечает стержень заземления тем требованиям, которые к нему предъявляются. По сути, измеряется суммарное сопротивление его и грунта. Дело в том, что большая его часть заглублена. В процессе длительной эксплуатации металл подвергается коррозии.

Предварительно определяется сопротивление дополнительного стержня. Его значение при оценке результата не учитывается.
Величина R заземления должна быть Измерение мегаомметром

Принцип измерений тот же самый. Отличия лишь в некоторых моментах.

Для получения максимально точных показаний прибор необходимо установить в строго горизонтальной плоскости. Перекос ни по одной из осей не допускается.

Подготовка мегаомметра (измеритель сопротивления заземления) сводится к его проверке на пригодность к измерениям. Сделать это достаточно просто (пример – модель М416).

Переключатель – в «Контроль».
Нажимается кнопка и производится вращение рукоятки. Стрелка должна встать на отметке 5 (±0,3). Если показание иное, прибор отбраковывается.

Как правильно подключать к клеммам измеритель сопротивления заземления провода в зависимости от схемы измерения, показано на его корпусе.

Методик измерения сопротивления заземления довольно много. Они предполагают использование различных приборов, схем, и оптимальное решение принимается для конкретного контура индивидуально. Но для самостоятельной диагностики его состояния в домашних условиях достаточно и двух описанных выше.

Если же есть сомнения в правильности определения результатов, большой погрешности и так далее, следует обратиться к профессионалам. К заземлению, учитывая, что оно – составная часть схемы эн/снабжения, пренебрежительно относиться не стоит.

Как произвести замер сопротивления заземления