Заземляющие устройства. Испытания.

1. Вводная часть.

1.1.Целью проводимых работ и в соответствии с РД 153-34.0-20.525-00 является определение соответствия характеристик заземляющего устройства (ЗУ) требованиям обеспечения электробезопасности обслуживающего персонала и обеспечения в нормальных и аварийных условиях следующие эксплуатационные функции электроустановки:

· действие релейных защит от замыкания на землю;

· действие защит от перенапряжений;

· отвод в грунт токов молнии;

· отвод рабочих токов (токов несимметрии и т.д.);

· защиту изоляции низковольтных цепей и оборудования;

· снижение электромагнитных влияний на вторичные цепи;

· защиту подземного оборудования и коммуникаций от токовых перегрузок;

· стабилизацию потенциалов относительно земли и защиту от статического электричества;

· обеспечение взрыво- и пожаробезопасности.

1.2.Объем и нормы испытаний ЗУ установлены РД 34.45-51.300-97:

· проверка элементов заземляющего устройства;

· измерение сопротивления заземляющих устройств.

1.3.Термины и определения.

Заземление преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.

Рабочее (функциональное) заземление — заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электро- безопасности).

Защитное зануление в электроустановках напряжением до 1 кВ — преднамеренное соединение открытых проводящих частей с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.

Заземление используется для установки и поддержания потенциала подключенной цепи или оборудования максимально близким к потенциалу земли. Цепь заземления образована проводником, зажимом или соединением, с помощью которого проводник подключен к электроду, электродом и грунтом вокруг электрода. Заземлитель или заземляющее устройство может быть подключено к главной заземляющей шине.

Главная заземляющая шина — шина, являющаяся частью заземляющего устройства электроустановки до 1 кВ и предназначенная для присоединения нескольких проводников с целью заземления и уравнивания потенциалов.

Уравнивание потенциалов — электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства их потенциалов.

Защитное уравнивание потенциалов — уравнивание потенциалов, выполняемое в целях электробезопасности.

Заземление широко используется с целью электрической защиты в случае повреждения изоляции электрооборудования.

Низкое сопротивление цепи заземления обеспечивает стекание тока пробоя на землю и бы

clip_image002

строе срабатывание защитных аппаратов. В результате постороннее напряжение как можно быстрее устраняется, чтобы не подвергать его воздействию персонал и оборудование.

Чтобы наилучшим образом фиксировать опорный

потенциал аппаратуры в целях ее защиты от статического электричества и ограничить уровень напряжения на корпусе оборудования для защиты персонала, идеальное сопротивление цепи заземления должно быть равно нулю, что в действительности не возможно, так как это сопротивление зависит от многих факторов.

На рисунке1 показан заземляющий штырь, как составная часть заземляющего контура. Его сопротивление определяется следующими компонентами:

а) сопротивление металла штыря и сопротивление контакта проводника со штырем;

б) сопротивление контакта штыря с грунтом;

в) сопротивление поверхности земли протекающему току, иначе говоря, сопротивление земли, которое часто является самым важным из перечисленных слагаемых.

Обычно заземляющий штырь выполняется из хорошо проводящего металла (металлический электрод из уголка или трубы без какого-либо покрытия, а также электроды из меди) и клеммой соответствующего качества (чаще всего вместо клеммы соединения выполняют методом сварки), поэтому сопротивлением штыря и его контакта с проводником можно пренебречь.

Сопротивлением контакта электрода с грунтом можно пренебречь, если электрод плот-

но вбит и на его поверхности нет краски, масла и подобных веществ.

Остался последний компонент – сопротивление грунта. Можно представить, что электрод окружен концентрическими слоями грунта одинаковой толщины. Ближний к электроду слой имеет наименьшую поверхность, но наибольшее сопротивление. По мере удаления от электрода поверхность слоя увеличивается, а его сопротивление уменьшается. В конечном счете, вклад сопротивления удаленных слоев в сопротивление поверхности грунта становится незначительным. Область, за пределами которой сопротивлением слоев земли можно пренебречь, называется областью эффективного сопротивления. Ее размер зависит от глубины погружения электрода в грунт.

1.4. Объект испытаний и измерений.

Объектами испытаний и измерений, проводимых по данной методике, являются: заземляющие устройства (заземлители в случае применения одиночных электродов), проводники уравнивания потенциалов (за исключением РЕ — и РЕN – проводников, входящих в состав кабеля в качестве отдельной жилы), главная заземляющая шина и грунт в районе установки заземляющих устройств.

В качестве искусственных заземлителей применяются:

Углублённые заземлители – полосы или круглая сталь, укладываемые горизонтально на дно котлована или траншеи в виде протяжённых элементов;

Вертикальные заземлители – стальные ввинчиваемые или вбиваемые стержни диаметром 12-16 миллиметров, угловая сталь с толщиной стенки не менее 4 миллиметров или стальные трубы (некондиционные с толщиной стенки не менее 3,5 миллиметров) Длина ввинчиваемых электродов, как правило, 4,5-5 метров, забиваемых уголков и труб 2,5-3метра

Верхний конец вертикального электрода должен быть на расстоянии 0,6-0,7 метров от поверхности земли (рисунок 2). Расстояние от одного электрода до другого должно быть не менее его длины .

Горизонтальные заземлители – стальные полосы толщиной не менее 4 миллиметров или круглая сталь диаметром не менее 10 миллиметров. Эти заземлители применяются для связи вертикальных заземлителей и как самостоятельные заземлители .

Электроды и заземляющие проводники не должны иметь окраски, должны быть очищены от ржавчины, следов масла и т.п. В местах сварки металл защищается от коррозии с помощью покрытий из лака.

Металлические части зданий должны быть объединены в единое целое для создания общего контура заземления. Соединение должно выполняться сваркой. Общий конур здания соединяется с заземлителем двумя отдельными проводниками.

Внутри здания соединение контура заземления с оборудованием, которое подвергается заземлению.

Соединение оборудования с магистралью заземления внутри здания выполняется с помощью отдельного проводника, сечение которого должно быть равно сечению фазной жилы провода или кабеля, применяемых для питания данного электрооборудования и, кроме того, соответствовать условиям приведённым в таблице 1. Минимальное сечение заземляющего проводника внутри здания составляет 2,5 миллиметров квадратных по меди, при условии, что защитный проводник не входит в состав кабеля и имеет защиту от механического повреждения и 4 миллиметра, если таковой защиты нет.

Таблица 1

Сечение фазных проводников, (мм2) Наименьшее сечение защитных проводников, (мм2)
S ≤ 16

16 < S ≤ 35

S > 35

S

16

S/2

При использовании заземляющих проводников для целей молниезащиты или защиты от статического электричества и одновременно для защитного заземления электрооборудования не допускается использование посторонних металлических и железобетонных конструкций. Для этих целей необходимо применять специальные заземляющие проводники.

Части, подлежащие заземлению, должны быть присоединены к заземляющему устройству отдельным проводником. Последовательное включение в заземляющий проводник частей, подлежащих заземлению, не допускается.

Оборудование должно иметь специальные болты или металлические пластины для подключения заземляющих проводников, которые должны иметь обозначения по ГОСТ 21130-75.

Не допускается использовать установочные или крепежные болты для присоединения заземляющих проводников.

2. Средства измерений и требования к ним.

2.1. От правильности выбора метода измерения и измерительного прибора зависят качество оценки оборудования, правильность заключения о пригодности его к эксплуатации и надежность его работы.

Методы измерений разделяют на прямые и косвенные. На практике измерения производятся чаще всего методом непосредственной оценки по предварительно отградуированному прибору или методом сравнения. Оба метода относят к прямым измерениям. Их популярность связана с большей простотой а главное с наибольшей точностью в первую очередь метода сравнения по отношению к косвенным измерениям.

2.2. При проведении измерений сопротивления ЗУ и удельного сопротивления грунта используется измеритель сопротивления заземления М-416 c комплектом Ф и измеритель параметров электробезопасности электроустановок MPI-511. Хотя могут использоваться и другие приборы

2.3. Метрологические характеристики указанных выше приборов, копии сертификатов на соответствие их указанным типам и право эксплуатации на территории Российской Федерации а также правила их эксплуатации и безопасности при их применении приводятся в копиях заводских паспортов. Копии прилагаются.

2.4. Все средства измерений применяемые ЭТЛ МП «Водоканал города Рязани» проходят регулярную поверку в ФГУ «Рязанский ЦСМ» согласно графика составленного на основе паспортных данных средств измерений.

3. Условия проведения измерений и испытаний.

3.1. Измерение сопротивления заземляющих устройств согласно ПТЭЭП производится в момент максимального пересыхания грунта. В зонах вечной мерзлоты измерения производят в момент максимального промерзания грунта.

Предыдущее условие не всегда выполнимо, особенно при проведении приемосдаточных испытаний. В этом случае в РД153-34.0-20.525-00 рекомендуется использовать сезонный коэффициент Kс. Сопротивление RЗУ определяется по формуле

RЗУ = Kс × RЗУ изм

где RЗУ изм — сопротивление ЗУ, полученное при измерениях.

3.2. Атмосферное давление особого влияние на качество проводимых испытаний не оказывает, но фиксируется для занесения данных в протокол.

4. Правила безопасности при проведении измерений и испытаний.

Работы по измерениям характеристик ЗУ должны производиться в соответствии с действующими Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок. Работы по измерениям электрических характеристик следует выполнять по нарядам.

Численный состав бригады должен быть не менее двух человек: производитель работ с группой по электробезопасности не ниже IV и член бригады с группой по электробезопасности не ниже III при измерении в действующих распределительных устройствах (РУ) напряжением выше 1000В или производитель работ с III группой по электробезопасности и член бригады со II группой по электробезопасности при измерениях в РУ напряжением до 1000В, а также до подключения электроустановок к сети электроснабжения.

При измерениях на действующих энергообъектах с использованием вынесенных токовых и потенциальных электродов должны приниматься меры к защите от воздействия полного напряжения на заземлителе при стекании с него тока однофазного КЗ на землю.

Персонал, производящий измерения, должен работать в диэлектрических ботах, диэлектрических перчатках, пользоваться инструментом с изолированными ручками.

При сборке измерительных схем следует сначала присоединять провод к вспомогательному электроду (токовому, потенциальному) и лишь затем к соответствующему измерительному прибору.

5. Порядок подготовки к выполнению измерений.

 

При проведении мероприятий по подготовки к выполнению измерений следует выполнить следующие работы:

· определить объем конкретного испытания поскольку испытания подразделяются на приемосдаточные; испытания при капитальном ремонте и текущем ремонте. Периодичность испытаний регламентируется в ПТЭЭП прил.3. п.26 (См. таб.2)

Таблица 2.

НОРМЫ ИСПЫТАНИЯ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Наименование испытания Вид испытания Нормы испытания Указания
26.3. Проверка состояния элементов заземляющего устройства, находящихся в земле: М Проверка коррозионного состояния производится не реже 1 раза в 12 лет. Элемент заземлителя должен быть заменен, если разрушено более 50% его сечения
1) электроустановок, кроме ВЛ Проверка заземлителей в ОРУ электростанций и подстанций производится выборочно, в местах наиболее подверженных коррозии, а также вблизи мест заземления нейтралей силовых трансформаторов, присоединений разрядников и ограничителей перенапряжений В ЗРУ осмотр элементов заземлителей производится по решению технического руководителя Потребителя
2) ВЛ На ВЛ выборочная проверка со вскрытием грунта производится не менее чем у 2% опор от общего числа опор с заземлителями Проверку следует производить в населенной местности, на участках с наиболее агрессивными, выдуваемыми и плохопро-водящими грунтами
26.4. Измерение сопротивлений заземляющих устройств:
1) опор воздушных линий электропередачи К, Т, М Значения сопротивлений заземлителей опор приведены в табл.35 (Приложение 3.1) Производятся после ремонтов, но не реже 1 раза в 6 лет для ВЛ напряжением до 1000В и 12 лет для ВЛ выше 1000В на опорах с разрядниками и другим электрооборудованием и выборочно у 2% металлических и железобетонных опор на участках в населенной местности. Измерения производятся также после реконструкции и ремонта заземляющих устройств, а также при обнаружении разрушения или следов перекрытия изоляторов электрической дугой
2) электроустановок, кроме воздушных линий электропередачи К, Т, М Значения сопротивлений заземляющих устройств электроустановок приведены в табл.36 (Приложение 3.1)

Примечание:

1.К,Т,М — производятся в сроки, установленные системой ППР, с учетом указаний п.26.1…26.4, но Т не реже 1 раза в 3 года согласно

ГОСТ Р50571.16-2007.

2. проверка состояния устройств молниезащиты — один раз в год перед началом грозового сезона;

· по паспорту ЗУ определить геометрические размеры заземлителей влияющие на схему расположения электродов средства измерений.

· сформировать схемы расположения электродов вспомогательного заземлителя и зонда относительно испытываемого заземлителя

clip_image002[4]

Рис.3. Подключение прибора М-416 по трехзажимной схеме к одиночному заземлителю.

clip_image004

Рис.4. Подключение прибора М-416 по четырехзажимной схеме к одиночному заземлителю.

clip_image006

Рис.5. Подключение прибора М-416 по трехзажимной схеме к сложному (контурному) заземлителю

clip_image008

Рис.6. Подключение прибора М-416 по четырехзажимной схеме к сложному (контурному) заземлителю.

· подготовить прибор к проведению измерений:

установить прибор на ровной поверхности и открыть крышку;

установить переключатель в положение «Контроль 5Ом», нажать кнопку и вращением ручки «Реохорд» добиться установки стрелки индикатора на нулевую отметку. На шкале при этом должно быть показание 5±0,3 Ом при нормальных климатических условиях и нормальном напряжении источника питания. Нормальное напряжение питания от 3,8В до 4,8В.

В схемах рис.3 и 5 к сопротивлению измеряемого заземлителя добавляются сопротивления соединительных проводов, что делает измерение менее точным и допустимо при измерении сопротивлений более 1 Ом. В схемах рис.4 и 6 сопротивление соединительных проводов компенсируется и измерение более точное. d на этих схемах наибольшая диагональ контура измеряемого заземляющего устройства в метрах.

6. Порядок проведения испытаний и измерений.

 

При проведении испытаний перед вводом в эксплуатацию ЗУ необходимо следовать порядку приведенному в ПУЭ гл.1.8 п.1.8.39

6.1. Проверка элементов заземляющего устройства.

Проверку следует производить путем осмотра элементов заземляющего устройства в пределах доступности осмотру. Сечения и проводимости элементов заземляющего устройства, включая главную заземляющую шину, должны соответствовать требованиям ПУЭ гл.1.7 и проектным данным.

6.2. Измерение сопротивления заземляющих устройств.

Значения сопротивления заземляющих устройств с подсоединенными естественными заземлителями должны удовлетворять значениям, приведенным в соответствующих главах ПУЭ и таблице 5.

Таблица 5

Наибольшие допустимые значения сопротивлений заземляющих устройств

Вид электроустановки Характеристика электроустановки Сопротивление, Ом
1. Подстанции и распределительные пункты напряжением выше 1 кВ Электроустановки электрических сетей с глухозаземленной и эффективно заземленной нейтралью. 0,5
Электроустановки электрических сетей с изолированной нейтралью, с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор. 250/Ip*
2. Воздушные линии электропередачинапряжением выше 1кВ Заземляющие устройства опор ВЛ (см. также 2.5.129-2.5.131) при удельном сопротивлении грунта, r, Ом·м:
— до 100 10
— более 100 до 500 15
— более 500 до 1000 20
— более 1000 до 5000 30
— более 5000 r·6 103
Заземляющие устройства опор ВЛ с разрядниками на подходах к распределительным устройствам с вращающимися машинами см. главу 4.2
3. Электроустановки напряжением до 1 кВ Электроустановки с источниками питания в электрических сетях с глухозаземленной нейтралью (или средней точкой) источника питания (система TN):
— в непосредственной близости от нейтрали 15/30/60**
— с учетом естественных заземлителей и повторных заземлителей отходящих линий 2/4/8**
Электроустановки в электрических сетях с изолированной нейтралью (или средней точкой) источника питания (система IT) 50/I***,более 4 Омне требуется
4. Воздушные линии электропередачи напряжением до 1 кВ Заземляющие устройства опор ВЛ с повторными заземлителями PEN (РЕ) — проводника 30

 

Iр* — расчетный ток замыкания на землю;

** — соответственно при линейных напряжениях 660, 280, 220 В;

I*** — полный ток замыкания на землю.

При проведении испытаний после текущего или капитального ремонта необходимо пользоваться порядком приведенным в таблице 2. Нормируемые величины параметров заземляющих устройств в этом случае определены в ПТЭЭП прил.3.1 таблица 35 и 36.

Снимок1

Рис.7 Схема для измерения сопротивления ЗУ

6.2.1 Измерение сопротивления ЗУ прибором М-416.

 

Принцип работы прибора основан на сравнении разности потенциалов на измеряемом сопротивлении и на эталонном. В момент равенства сравниваемых напряжений ток в цепи индикатора будет равен нулю. Прибор снабжен шкалой, позволяющей непосредственно определять значение измеряемого сопротивления.

Измерение прибором может производиться как по трехзажимной схеме (рис.7, измерение сопротивлений более 50Ом), так и по четырехзажимной ( в этом случае перемычка между клеммами 1 и 2 снимается, а к щупу присоединяемому к ЗУ идет два проводника от клеммы 1 и клеммы 2, благодаря чему происходит компенсация влияния сопротивления соединительных проводов при проведении измерений менее 50Ом).

При измерении по однолучевой схеме (рис.3) расстояние от заземлителя до зонда (R3) должно быть не менее 5D+20м, где D- наибольшая диагональ сложного заземлителя (для простого заземлителя D=0), а от зонда до вспомогательного электрода не менее 20м для сложного заземлителя и 10м – для простого.

Важное значения для точности измерений имеет сопротивление вспомогательного заземлителя и зонда, а именно, основная погрешность прибора сохраняется в пределах паспортных данных при сопротивлениях вспомогательного заземлителя и зонда не более:

500 Ом в диапазоне измерений 0,1 – 10 Ом;

1000 Ом — 0,5 – 50 Ом;

2500 Ом — 2 – 200 Ом;

5000 Ом — 10 – 1000 Ом.

Измерение сопротивлений электродов производится по схеме рис.6 со следующими изменениями: ставится перемычка и между клеммами 3 и 4, щуп касающийся ЗУ подключается к клемме 2, а один из электродов (например сначала зонд) подключается к клемме 3 и проводится измерение, затем к клемме 3 подсоединяется вспомогательный заземлитель и проводится измерение.

При сопротивлении электродов больше вышеуказанных, его необходимо уменьшить путем увлажнения грунта в месте их забивки или использовать вместо одного несколько соединенных между собой электродов.

Порядок измерения следующий:

Установить переключатель в положение «Контроль 5Ом», нажать кнопку и вращением ручки «реохорд» добиться установки стрелки индикатора на нулевую отметку, на шкале при этом должно быть показание 5±0,3 Ом;

Собрать схему измерения;

Переключатель диапазонов установить в «х1», нажать кнопку и и вращением реахорда установить стрелку в нуль.

Если измеряемое сопротивление больше 10 Ом, выбрать другой диапазон.

В качестве электродов применяются металлические стержни диаметром 10-12 мм и длиной 1,2 метра, погруженные в землю на глубину не менее 0,5 метра.

6.2.2 Измерение удельного сопротивления грунта.

Снимок

Рисунок 8. Схема для измерения удельного сопротивления грунта методом четырёх электродов.

Измерение удельного сопротивления грунта проводится, когда измеренное сопротивление заземлителя больше проектного (расчетного) значения или не соответствует нормативным требованиям.

В этом случае проверяется допустимая степень этого несоответствия при повышенных удельных сопротивлениях грунта.

Измерения проводятся по методу «вертикального зондирования».

Электроды A, M, N и В устанавливаются на одинаковых расстояниях друг от друга. Целесообразно произвести несколько измерений с изменением расстояния между электродами.

Удельное сопротивление грунта рассчитывается по формуле:

ρ = к·Rизм,

где к – коэффициент, зависящий от расстояния между электродами, который определяется по формуле:

к = 2πа,

где а – расстояние между электродами, которое следует принимать не менее чем в 5 раз больше глубины погружения электродов (м).

6.2.3. Измерение сопротивления ЗУ прибором МPI-511.

 

clip_image004Для измерения сопротивления заземления прибором MPI-511, в качестве дополнительного источника напряжения, служащего для создания измерительного тока, используется фазный провод сети. Для исключения влияния сопротивления рабочего заземления, источника и провода фазы, используется дополнительный электрод, вбиваемый в землю (сравнительная земля) и подключенный к гнезду S — Рис.9.

Перед измерением сопротивления заземления необходимо ознакомиться с системой заземления сети и электрооборудования.

При измерении в сети TN-C, TN-C-S, используя фазу той же сети необходимо разъединить проводник PE, N от измеряемого заземлителя (Рис. 9. b)

Следует обратить внимание: Разъединение проводников заземляющего устройства создает серьезную угрозу для лиц, исполняющих измерения и посторонних лиц. По окончании измерений необходимо восстановить надежное соединение защитного, нейтрального проводника.

clip_image005

Рис.9. Способ подключения измерителя MPI-511 при измерении сопротивления заземления: а) для сети TN-S и TT, b) для сети TN-C, TN-C-S.

Для проведения измерения сопротивления заземления нужно:

·поворотный переключатель функций установить в положение RE;

·измерительные провода подключить в соответствии с Рис.9; провод L может иметь произвольную длину;

·провод WS-01 используется для измерения сопротивления заземления цепи PE в сетевом гнезде;

·когда на левой стороне появится надпись ГОТОВО , нажать клавишу «старт».

clip_image006

Рис.10. Отображение информации на дисплее при измерении сопротивления заземления

Надпись ГОТОВО сообщает о том, что напряжение на клеммах измерителя находится в диапазоне, для которого можно произвести измерение. В противном случае появляется надпись L-PE. С правой стороны отображаются напряжение и частота измеряемой цепи.

Подробное описание работы прибора MPI-511 прилагается.( Смотри копию паcпорта и руководства по эксплуатации прибора MPI-511).

7. Обработка результатов измерений.

В процессе проведения испытаний результаты записываются в специальную рабочую тетрадь или в память прибора MPI-511 при строгом следовании перечню испытываемого оборудования.

По окончании измерений необходимо определить погрешность каждого измерения и с учетом ее худший результат из области результатов, определяемый погрешностью измерений занести в протокол соответствующей виду испытаний формы.

Далее приводится порядок определения погрешности для каждого из применяемых в данной методике приборов.

7.1.1. Общий порядок определения погрешности измерений.

Точность измерений зависит от метода измерений и класса точности выбранных средств измерений. Класс точности средства измерения определяется его погрешностью.

Абсолютная погрешность прибора – разность показаний прибора Апр и действительного значения измеряемой величины Ад:

∆А=Апрд .

Абсолютная погрешность измерения:

δА= -∆А.

Действительное значение измеряемой величины:

Адпр+δА.

Относительная погрешность прибора ε,% определяется отношением абсолютной погрешности прибора к действительному значению измеряемой величины:

ε = (∆А/Ад) 100 = ((Апрд)/Ад) 100.

Для определения класса точности прибора используется приведенная относительная погрешность – отношение абсолютной погрешности к верхнему пределу измерения прибора Аmax ,%,

ε0 = (∆А/ Аmax) 100.

Допустимая приведенная относительная погрешность прибора – наибольшая приведенная относительная погрешность, допустимая для данного прибора, %

εдоп=(∆Аmax/ Аmax) 100.

Допустимая приведенная относительная погрешность определяет класс точности прибора, указываемый на его шкале.

Точность работы прибора гарантируется заводом-производителем при определенных условиях (температуре, электромагнитных влияниях, перегрузках, частоте тока и т.д.). Влияющие факторы указываются в паспорте на средство измерения.

Наибольшая относительная погрешность отдельного измерения, осуществляемого прямым способом, определяется допустимой относительной погрешностью прибора:

εА = ± εдоп maxпр).

Поэтому для уменьшения погрешности измерений рекомендуется выбирать прибор с такими пределами измерений, чтобы отсчет производился в верхней половине шкалы.

Исходя из вышесказанного Относительная погрешность измерения в общем случае определяется :

ε =√(εА2+Σεi2),

где εi– относительная погрешность измерения, обусловленная i-м внешним фактором.

Учесть все значения относительных погрешностей на практике затруднительно да и не нужно. Исходя из этого учитывается относительная погрешность прибора и основные погрешности, обусловленные условиями проведения измерений:

ε =√(εА2нс2 + εгор2 + εt2),

где εнс – погрешность, обусловленная нестабильностью показаний прибора в установившемся режиме ;

εгор – погрешность обусловленная отклонением прибора от горизонтального положения, учитывается при проведении измерений аналоговыми приборами;

εt – погрешность, обусловленная температурными условиями измерений.

Исходя из принципа действия некоторых приборов, их основная приведенная погрешность может определяться по оригинальной формуле. В этих случаях формула для определения погрешности указывается в паспорте прибора.

Анализируя последнее выражение можно определить правила работы с электроизмерительными приборами при которых погрешность измерений окажется минимальной, а следовательно и результат измерений максимально близким к действительному:

· прибор должен быть исправен и поверен соответствующей организацией;

· аналоговые приборы при проведении измерений должны находиться на горизонтальном жестком основании (за исключением приборов с вертикальным рабочим положением);

· при использовании многопредельных приборов необходимо выбирать пределы измерений, максимально приближенные к значениям измеряемых величин;

· показания прибора определять под углом 90° ( при использовании прибора с зеркальной шкалой стрелка прибора должна быть совмещена с ее отражением);

· не располагать приборы на поверхностях и основаниях, подверженных вибрациям и колебаниям;

· измерения производить только после совмещения стрелки прибора с нулевой отметкой шкалы.

Следует еще обратить внимание на то что при использовании цифровых приборов погрешность измерений определяется выражением:

δп ± n,

где δп — постоянная составляющая относительной погрешности на всем диапазоне измерений;

n – количество единиц разрешающей способности прибора.

Такая запись не корректна, т.к. представляет алгебраическую сумму относительных и абсолютных единиц. Для определения погрешности измерения необходимо перейти к одному виду единиц.

7.1.2. Методика расчета погрешности прибора MPI-511.

Методика подробным образом описана в ГОСТ Р МЭК 61557-5-2008.

Таблица 6.

Диапазон измерения RE согласно IEC 61557-5: 0,3…1999 Ом

Диапазон Разрешение Основная погрешность
0,00…19,99 Ом 0,01 Ом ±(5% RE + 5 емр)
20,0…199,9 Ом 0,1 Ом ±(5% RE + 5 емр)
200…1999 Ом 1 Ом ±(5% RE + 5 емр)

· Номинальное напряжение сети, используемой в качестве дополнительного источника Un: 115, 220, 230, 240 В (100…250 В);

· Номинальная частота дополнительной сети fn: 50, 60 Гц (45…65 Гц);

· Максимальный ток измерения (для Un=230 В): 23 A (10 мс).

Таблица 7.

Определение погрешности измерительной аппаратуры в рабочих условиях применения

clip_image008[4]

— сопротивление зондов и вспомогательных заземляющих электродов 100 Ом;

— напряжение помех 0В.

7.1.3. Методика расчета погрешности прибора М-416.

δo= ±(5+(N/RX – 1)), %.

где δo– основная погрешность;

N – конечное значение диапазона, Ом;

RX– измеренное сопротивление, Ом.

Значение основной погрешности соответствует вышеуказанной формуле при сопротивлениях вспомогательного заземлителя и зонда не более:

500 Ом в диапазоне 0,1 – 10 Ом;

1000 Ом в диапазоне 0,5 – 50 Ом;

2500 Ом в диапазоне 2 – 200 Ом;

5000 Ом в диапазоне 10 – 1000 Ом.

Поэтому при проведении измерения сопротивления заземляющего устройства необходимо измерить сопротивления вспомогательного заземлителя и зонда.

Дополнительная погрешность вызванная влиянием блуждающих токов частотой 50Гц не превышает половины основной погрешности.

Определив, таким образом, области величин, в которые попадают наши результаты измерений, заполняем протокол. Сравнивая полученные результаты с нормируемыми величинами, делаем вывод о соответствии или несоответствии полученных результатов требованиям норм или проектной документации.

Копия бланка протокола прилагается.

8. Нормативная литература.

1) ПУЭ изд.7. Новосибирск. Сибирское университетское издательство 2007г.

2) Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) М.ОМЕГА-Л 2006г.

3) Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. ПОТ РМ-016-2001. РД 153-34.0-03.150-00, М.ОМЕГА-Л 2006г.

4) ГОСТ Р50571.16-2007 Электроустановки низковольтные.Часть6. Испытания. М. Госстандарт России

5) ГОСТ Р50571.10-96. Электроустановки зданий. Часть5. Выбор и монтаж электрооборудования Глава 54. Заземляющие устройства и защитных проводок.

6) ГОСТ 12.3.019-80. Испытания и измерения электрические Общие требования безопасности. М., Издательство стандартов, 1987г.

7) РД 153-34.0-20.525-00. Методические указания по контролю состояния заземляющих устройств электроустановок.

8) РД 34.45-51.300-97. Объем и нормы испытаний электрооборудования.

9) ГОСТ Р МЭК 61557-1-2006. Сети электрические распределительные низковольтные напряжением до 1000 В переменного тока и 1500 В постоянного тока. Электробезопасность. Аппаратура для испытания, измерения или контроля средств защиты.

10) ГОСТ Р МЭК 61557-5-2008. Сети электрические распределительные низковольтные напряжением до 1000 В переменного тока и 1500 В постоянного тока. Электробезопасность. Аппаратура для испытания, измерения или контроля средств защиты. Часть 5. Сопротивление заземлителя относительно земли.

Вы можете приобрести полный комплект методик по измерениям и испытаниям электрооборудования до 1000В на следующей странице;

ССЫЛКА

Заземляющие устройства. Испытания.: 20 комментариев

  1. Рис.1 не соответствует действительности — на расстояниях от электрода, превышающих его длину, эквипотенциальные поверхности образуют полусферы, центр которых лежит на поверхности земли, над электродом — никаких «концентрических слоев грунта» не существует. Растекание тока носит лучевой характер, если в земле нет неоднородностей с разным удельным сопротивлением.

    1. Уважаемый, Анатолий.
      Никто не утверждает, что существуют концентрические слои грунта. На рис.1 представлена своеобразная модель, демонстрирующая растекание тока по грунту (сопротивление грунта).
      Надеюсь ваше замечание будет полезно людям интересующимся физическим смыслом описанного явления.
      Исходя из размеров штыря и земли, конечно же, штырь можно принять за точку на поверхности земли, а эквипотенциали изобразить дугами.
      Буду рад и в дальнейшем видеть Вас среди гостей моего сайта.

  2. Я не понял рисунок 1а для системы TN-S. У вас показан независимый заземлитель. Это не верно, PE-проводник рекомендовано повторно заземлять, а при ВЛ — обязательно.

    1. На рисунке 1 изображен просто отдельный заземлитель как часть заземляющего устройства для объяснения работы заземляющего устройства. Повторные заземление так же может состоять из таких заземлителей или других металлических конструкций имеющих контакт с землей.
      С ыважением, Геннадий Шитов

  3. Ошибся, для рисунка 9а.

    У рисунка 9b тоже недочет — от ТП идет не N, а PEN проводник, который разделяется на вводе электроустановки на PE и N проводники

    1. Николай, Вы очень скрупулезны.
      Я обязательно передам ваши замечания фирме Sonel, т.к. этот рисунок взят мной из технического описания средства измерения этой фирмы.
      Думаю что на рисунке просто было недостаточно места.
      С уважением Геннадий Шитов

  4. У вас в разделе 1.4 недочет по материалам заземлителей. Лучше сошлитесь на табл. 1.7.4 ПУЭ.

    По поводу удельного сопротивления грунта интересует длина заглубления электродов

    1. В комплекте с прибором М-416 идут электроды которые можно заглубит не более чем на 0,5 м

      1. Соответственно при заглублении электродов 0,5 м полученные результаты измерений удельного сопротивления грунта справедливы для поверхностного слоя.

        Мы уже с этим столкнулись и приняли следующее: при монтаже ЗУ забиваются 4 электрода (минимум 2.5 м), проводится измерение удельного сопротивления грунта — результат будет ближе к истине.

        1. Николай, приближение этого результата к истине вероятно произойдет, но измерение сопротивления заземляющих устройств я делаю теми же электродами длина которых 0,5 м и поэтому для измерений проводимости я считаю важным использовать те же электроды. Именно основываясь на полученных мной результатах я и могу корректировать допустимый предел сопротивления заземляющего устройства. Ведь ЗУ могут быть забиты и на 6 м. что же мне тоже шестиметровыми электродами проводимость мерить.
          Тем более мне очень редко приходится присутствовать непосредственно при монтаже ЗУ. Обычно когда мы проводим измерения ЗУ полностью готово. А так раз у Вас есть возможность такого замера почему бы его не проводить.Например для составления карты проводимостей грунта вашего региона.Такая информация может оказаться полезной при разработке заземляющего устройства.

          1. Мне пришла такая мысль по измерению удельного сопротивления грунта: использовать в качестве одного электрода заземляющее устройство ЭУ. Весной данную мысль проверю: вначале измерю с 4 штатными электродами, а затем с тремя штатными электродами и ЗУ.
            И кстати. Строка вид грунта очень спорная, на мой взгляд. Как определить вид грунта? Здесь как раз измерение удельного сопротивления и должно помочь.

          2. Доброе утро Николай.
            Только вернулся с работы: Сработал АВР в РУ-10кВ а назад в нормальный режим возвращаться не захотел. Пришлось его попросить))).
            Что касается экспериментов, то на то мы и работаем в лабораториях и где еще эксперементировать и ставить опыты. Лично я меряю проводимость грунта лишь в тех случаях когда измеренное сопротивление заземляющего устройства не соответствует нормам.
            Вид грунта — у меня только два варианта записи: глинозем или песок или вообще прочерк. Эта информация в основном важна на этапе расчета заземляющего устройства, а при эксплуатации важно сопоставлять результаты предыдущих измерений с новыми и желательно измерения проводить в схожим климатических условиях.Тогда можно понять состояние заземляющего устройства.

    1. Вы не могли бы пояснить свой вопрос. Лично я не измеряю сопротивление заземлителей клещами

  5. Всем доброго времени суток. Подскажите пожалуйста, если использовать систему TN C то сопротивление повторного заземлителя должно не превышать 30 Ом? И еще, наш РЕС говорит, что ихний нулевой проводник не выполняет функции PEN и на него полагаться нельзя и ребята бейте у себя землю 4 Ом.

    1. Владимир, а у Вас кабельная линия или воздушная?
      Если воздушная то общее сопротивление всех повторных заземлений для линейного напряжения 380 В не должно превышать 10 Ом, а сопротивление заземлителя каждого повторного заземления не должно быть более 30 Ом.
      Если у Вас кабельная линия, то сопротивление повторных заземлителей не нормируется, но общее сопротивление заземляющего устройства с учетом всех повторных заземлений не должно превышать 4 Ом.
      В любом случае свое заземляющее устройство не повредит.

    2. Вот и у нас Электросети себя так же вели — «4 Ома и не Омом больше!»
      Про «нулевой проводник не выполняет функции PEN» представители сетей лукавят — этого быть никак не может.
      По поводу вашей схемы, используйте TN-C-S как того требует ПУЭ 7.1.13.

  6. Дело было вечером, делать было нечего… Набросал две схемы-пояснения на нормы сопротивления заземляющих устройств в системе TN.
    С позволения Геннадия, привожу ссылку на наш сайт, а именно на страничку со схемами-пояснениями.
    Надеюсь схемы окажутся полезны.
    http://electroservice45.ru/TN/

  7. » Персонал, производящий измерения,
    должен работать в диэлектрических ботах,
    диэлектрических перчатках…»
    Ну и как меряется в ботах и перчатках? Мб их вообще к элекромонтеру приклеить? Не удивлюсь если в них и спать скоро обязуют.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.

Optionally add an image (JPEG only)