Měření zemního odporu

Uzemnění je jedním z nejdůležitějších bezpečnostních prvků v každé elektroinstalaci. Pokud je k dispozici zemnící kabel s minimálním odporem, je nebezpečí úrazu elektrickým proudem pro člověka téměř zcela vyloučeno. Aby zařízení správně fungovalo, před uvedením do provozu je změřen odpor uzemnění, jehož číselná charakteristika by neměla překročit maximální přípustné hodnoty podle PUE.

Jak funguje uzemňovací zařízení?

Princip činnosti uzemňovacího zařízení je založen na fyzikálních jevech elektrotechniky:

• Pro zástrčku zařízení je vhodný kabel, jehož jedno z jader má minimální odpor.
• Uvnitř elektrického zařízení je instalován výstupní kontakt, který je připojen k jeho tělu.
• Při běžném provozu zařízení je zemnící vodič v klidu.
• V případě náhodného poškození nebo poruchy prochází proud pouzdrem do tohoto kabelu, ze kterého jde do země přes místo elektrického připojení.
• Když člověk přijde do kontaktu s vodivou částí povrchu elektrického zařízení, neprochází jeho tělem žádný elektrický proud, protože všechny nebezpečné vlivy jsou vnímány uzemněním.

Výstupní kabel je účinný pouze tehdy, je-li jeho odpor nižší než tato hodnota pro lidské tělo, protože je také dobrým vodičem. Proto je měření zemního odporu extrémně důležitou výrobní operací při uvádění do provozu nebo při kontrole instalace.

Jak funguje uzemňovací zařízení?

Při provozu zařízení může zemnící kabel selhat. K této chybě dochází, když nastane jeden z následujících dvou problémů:

• Půdní základ, do kterého je uložen společný zemnící kabel z budovy, má svůj vnitřní odpor, protože jde o vodou nasycené médium schopné vést proud. Se změnou ročních období se tento indikátor může změnit, což vždy vede ke zvýšení odporu na jádru kabelu. Při návrhu tohoto síťového prvku je třeba vzít v úvahu chemické a elektrolytické vlastnosti zemin.
• Porušení kontaktu vedoucího proud. Vyskytuje se v důsledku přerušení kabelu, oxidace spoje svorek nebo špatného pájení. Tento problém je relevantní při provádění oprav, protože k 90% všech přerušení obvodu dochází v důsledku mechanického vlivu třetích stran.

Ztráta provozních vlastností zemnicím kabelem znamená porušení bezpečnosti provozu všech zařízení. V důsledku toho je při použití kritických instalací ve výrobě vyžadován neustálý technický dozor s měřením odporu.

Na čem závisí odpor uzemnění?

Odpor uzemnění závisí na několika důležitých parametrech, z nichž každý je důležitý pro zajištění bezpečnosti lidí:

• Materiál jádra – měděné nebo hliníkové kabely mají různé hodnoty odporu, stejně jako vodivé vlastnosti.
• Průřezová plocha jádra – parametr se vypočítá na základě propustnosti prvku. Závislost je určena z Ohmova zákona.
• Délka kabelu – tento parametr má malý vliv na odpor, ale když proud prochází drátem, dochází k nevyhnutelným ztrátám.
• Napětí elektroinstalace.
• Způsob připojení výstupního kabelu k zařízení.
• Typ připojení a počet instalací v jedné kabelové síti.

Odpor zemní smyčky se měří v souladu s pravidly PUE a číselný ukazatel tohoto parametru se vypočítá na základě všech výše uvedených kritérií.

Změny parametrů uzemnění v průběhu času

Jak bylo uvedeno výše, v procesu měření odporu zemní smyčky se číselná hodnota může lišit v závislosti na sezónnosti. Na změny parametrů zemnících elektrod v čase mají vliv i jejich rozměry. Pokud je část půdy malá, napětí v ní se rozloží po celé její hloubce a odpor je v průběhu roku několikrát upravován.

Při použití zemnící elektrody s velkými rozměry – od 100 m nebo více se počet iterací výrazně snižuje a taková půda se vyznačuje elektrickou stabilitou. Jev je založen na využití celého objemu zemnící elektrody pro distribuci proudu.

Nutnost pravidelných kontrol

Četnost měření zemní smyčky je regulována požadavky regulační dokumentace – PTEEP, podle které musí být kontroly prováděny ne méně často než ve stanovených lhůtách:

• Všechny viditelné části zemnícího kabelu musí být zkontrolovány nejméně jednou za šest měsíců.
• Jednou za 1 let se provádí velká prohlídka s otevřením půdního podkladu.
• Uzemňovací zařízení se kontroluje každých 6 let při síťovém napětí do 1 kV.
• Nad 1 kV se kontrola provádí každých 12 let.

Veškeré kontroly a měření izolačního odporu zemní smyčky jsou doprovázeny vyhotovením oficiálního protokolu a jsou prováděny certifikovanými specialisty, kteří mají příslušný certifikát.

Metody měření parametrů uzemňovacích zařízení

Existuje mnoho způsobů, jak měřit odpor zemní smyčky a parametry uzemňovacích zařízení, z nichž každý se provádí pomocí specifického zařízení a liší se v některých funkcích. Všechny existující způsoby provádění tohoto postupu jsou podrobně popsány níže.

Aplikace multimetru

Tato metoda kontroly uzemňovacího vodiče se v praxi používá velmi zřídka, protože výsledky nejsou přesné a na konci postupu není možné vypracovat oficiální zprávu. Techniku ​​lze použít doma a provádí se podle následujícího algoritmu:

• Na rozdíl od jiných možností vám tato technika umožňuje určit přibližné parametry v elektrické zásuvce doma nebo v jiné místnosti.
• Před zahájením provozu se ujistěte, že je v napájecím obvodu napětí. RCD v ShchK nebo ShchE musí být posunut do provozní polohy.
• Multimetr se zapne a přepne do režimu měření napětí.
• Kontaktní jehly zařízení se současně dotýkají fázových a nulových vodičů v zásuvce a na obrazovce zařízení se objeví indikátor standardního napětí v síti – 220 V s malými chybami.
• Když se sondy znovu dotknou fázového vodiče, ale v kombinaci se zemí, měla by se na multimetru objevit i nějaká čísla. To znamená, že obvod funguje.
• Dále se zařízení přepne do režimu odporu a měření se duplikují.

Indikátor lze také vypočítat pomocí Ohmova zákona, protože síla proudu v domácí síti je vždy stabilní.

Metoda ampérmetr-voltmetr

Tato metoda je také implementována v praxi na základě Ohmova zákona. Chcete-li měřit zemní odpor, postupujte podle těchto jednoduchých kroků:

• V síti je sestaven záložní obvod sestávající z potenciálních a aktivních elektrod a zemnící části.
• Potenciální elektroda je připojena k obvodu ve stejné vzdálenosti od fázové tyče a uzemňovacího zařízení, takže není pozorováno žádné zkreslení.
• Napětí a proud jsou určovány postupně v obvodu pomocí vhodných přístrojů.
• K přepínání dochází ponořením ocelových tyčí do půdy.
• V konečné fázi je aplikován standardní Ohmův zákon, ze kterého vyplývá, že odpor je přímo úměrný napětí a nepřímo úměrný proudu, tedy R = U/I.

Stejně jako předchozí je tato metoda domácí metodou pro kontrolu izolace a zemního odporu. Inspekce nevyžaduje zvláštní dovednosti a může být provedena doma za dodržení požadovaných bezpečnostních opatření.

Třívodičové měření odporu

Je to jedna z nejčastěji používaných metod kontroly elektroinstalace. K provedení práce odborník sestaví schéma, které obsahuje následující prvky:

• Stejně jako v předchozí metodě obsahuje obvod proudové a potenciální elektrody, které jsou vyrobeny z kovových tyčí.
• Obě tyče jsou zaraženy do země ne blíže než 15 – 20 metrů od místa měření.
• Potenciální elektroda je poháněna mezi proudovou elektrodou a bodem, pro který se provádí měření.
• Dále se používá standardní metoda ampérmetr-voltmetr s elektrickou sítí provozovanou v objektu.

Po aplikaci již výše uvedeného vzorce se vypočítá poměrně přesný ukazatel zemního odporu.

Měření odporu čtyřvodičovou metodou

Na rozdíl od předchozího se tento způsob vyznačuje zvýšenou přesností a používá se při provádění odborných kontrol elektroinstalace dozorovými orgány. Podstatou této metody je provést následující kroky:

• Podobně jako u popsané třívodičové metody se sestaví obvod skládající se z potenciálových a proudových elektrod.
• Potenciální kolík je ponořen do země ve vzdálenosti minimálně 20 metrů od zemnicího vodiče.
• Proudová elektroda je vedena do zarovnání s potenciální elektrodou, ale ve vzdálenosti 20 metrů nebo více od ní.
• Ampérmetr měří sílu proudu mezi potenciální elektrodou a zemnícím vodičem.
• Obdobným způsobem se pomocí voltmetru určí číselný parametr napětí mezi zemnícím bodem a proudovou elektrodou.

Získané indikátory U a I se dosadí do vzorce pro určení R a zemní odpor se zjistí matematicky.

Způsob kompenzace

Odkazuje na profesionální metody, vyznačuje se zvýšenou přesností a schopností zaznamenat výsledky za předpokladu, že se k měření izolačního odporu uzemnění používají ověřené přístroje. Na základě následujících operací:

• K měření se používá vysoce přesná metrologická zařízení.
• Obě elektrody jsou zaraženy do země podle obvyklého vzoru ve vzdálenosti 20 metrů nebo více od kontrolního bodu.
• Vzdálenost mezi oběma elektrodami je rovněž do 20 metrů.
• Obě tyče jsou poháněny přesně v souladu s kontrolním bodem a tvoří podmíněnou přímku.
• Kovové pomocné prvky obvodu jsou vzájemně propojeny pomocí vodičů a pružinových svorek.
• Zdroj napětí generuje proud, který prochází nově sestaveným obvodem bez ohledu na výkon testované sítě.
• K obvodu je připojen dočasný transformátor, jehož obě vinutí produkují vlastní napětí (U₁ a U₂) a proudovou sílu (I₁ a já₂).
• Druhý transformátor ze souboru metrologických zařízení se nazývá oddělovací transformátor. Do jeho vinutí protéká proud, což má za následek pokles napětí v síti.
• Síla proudu však zůstává na obou zařízeních nezměněna.
• Odpor uzemnění se zobrazuje na speciálním reostatu připojeném k obvodu. Vzhledem k tomu, že není vyžadováno použití teoretických výpočtů k určení odporu z Ohmova zákona, empirické indikátory se vyznačují zvýšenou přesností.

Tato metoda plně odráží obraz skutečného stavu elektroinstalace v objektu. Na základě výsledků průzkumu sepíše dozorový orgán příslušný protokol a vydá doporučení technickým službám.

Měření zemního odporu pomocí proudových kleští

Pro měření zemního odporu jsou k metrologickému zařízení připojeny 2 páry proudových kleští. Měření se provádí na úseku řetězu mezi výše uvedenými elektrodami. Svorky jsou připevněny k dočasnému kabelu připojenému mezi elektrody a testovací bod.

Vzdálenost mezi kleštěmi musí být alespoň 30 cm Postupně se do země zarazí 3 až 5 zemnících potenciálových elektrod a na každé z nich se určí hodnota odporu. Když napětí klesne, když se budete vzdalovat od zemnící elektrody, zemní odpor se také sníží v souladu s Ohmovým zákonem. Síla proudu v obvodu však zůstává nezměněna.

Získané indikátory v různých vzdálenostech od kontrolního bodu jsou porovnány s požadavky PUE a zaneseny do protokolu.

Metodika měření odporu uzemňovacího zařízení

Pro kteroukoli z uvedených metod se používá standardní technika, která zahrnuje sestavení dočasného obvodu pomocí následujících prvků:

• Potenciální elektroda (zajíždí ve vzdálenosti 15 – 20 metrů od kontrolního bodu)
• Proudová elektroda (20 metrů od potenciálové tyče).
• Jádro kabelu.
• Konektory.
• Měřící zařízení.

Všechny části jsou zapojeny sériově do obvodu a pro každou sekci jsou určeny indikátory odporu.

Normy pro každý typ

Účelem zkoušek je stanovení číselné hodnoty odporu zemní smyčky s následným porovnáním s normami předepsanými v PUE:

• V blízkosti transformátoru by hodnota pro napětí 220 V neměla být větší než 60 Ohmů, pro 380 V – 30 Ohmů.
• Na jádře výstupního kabelu je požadovaná hodnota odporu snížena na 8 a 4 Ohmy.
• Pokud je instalace připojena pomocí pevně uzemněného neutrálu, pak by odpor na obvodu neměl být větší než 0,5 Ohm.
• Pro nadzemní kabelová vedení s napětím pod 1000 V je limitním parametrem 30 Ohmů.

V závislosti na míře odpovědnosti a potenciální nebezpečnosti elektrické instalace se tedy mění hodnota odporu zemnicího kabelu.

Měření kontaktního odporu

Pro měření přechodového zemního odporu na přechodech vodičů s proudem – svorkovnice, pájené spoje nebo krimpovací zóny je také použita vlastní metodika.

Jak měřit přechodový odpor

K měření přechodového odporu se používá milivoltmetr a ampérmetr. Postup se provádí postupným prováděním určitých kroků:

• V bezprostřední blízkosti kontrolního bodu se zapne ampérmetr pro zjištění síly proudu.
• Na dočasném obvodu za ampérmetrem je při paralelním zapojení instalován milivoltmetr.
• Pro získání spolehlivých indikátorů na nepřímém obvodu musí kontaktními rozhraními procházet minimální proud s parametry od 0,5 do 1 mA a napětí od 1 do 2 V.

Při měření přechodových parametrů je důležité si uvědomit, že standardní testery nebudou schopny poskytnout spolehlivé hodnoty, protože jejich minimální hodnota dělení nemůže pojmout tak malé odečty kabelových kabelů.

Jak často se měří?

Měření kontaktních spojů deště se provádí minimálně jednou za 1 měsíců. Frekvence je způsobena tím, že tyto obvodové prvky nejčastěji podléhají mechanickému poškození, defektům, oxidaci a rozpojení.

Jaká je frekvence měření?

Frekvence měření odporu uzemňovacích zařízení je regulována články PUE. Kontroly se dělí na plánované a mimořádné.

Plánované kontroly

Plánované kontroly jsou popsány v PUE a provádějí se bez ohledu na stav jádra kabelu, aby se včas zabránilo nouzové situaci. Aby byla zajištěna správná kontrola, měření musí být prováděna alespoň tak často, jak je popsáno níže:

• Pro všechny viditelné části kontury – jednou za 1 měsíců.
• Pro skryté síťové prvky s napětím do 1000 V – jednou za 1 let.
• Totéž pro vysokonapěťové obvody nad 1000 V – jednou za 1 let.
• Vizuální kontrola stavu jádra kabelu by měla být provedena alespoň jednou za 1 měsíců.

Protokol o zkoušce umožňuje provozovat výrobky elektroinstalace bez omezení, až do příštích plánovaných revizí.

Mimořádný

Provádějí se v případě nouze nebo při podezření na pokles výkonu sítě. Nutno provést po výkopových pracích, stavbě nebo jakémkoli zásahu do vedení silového kabelu.

Větší opravy jsou doprovázeny opětovným uvedením zařízení do provozu s příslušným přezkoušením výrobků elektroinstalace.

Úvodní nebo úvodní

Jsou součástí uvádění do provozu. Protokoly jsou připojeny ke složce obecných zkoušek při uvedení zařízení nebo zařízení do provozu. Bez provedení měření odporu není možné podepsat smlouvu na servis kabelové sítě nebo zařízení.

Tyto operace jsou prováděny i po rekonstrukci zařízení, větších opravách, zvýšení kapacity sítě nebo výměně transformátoru.

Při dlouhodobém zamrznutí předmětu je před restartem zařízení nutné také sledovat stav zemní smyčky.

Testovací podmínky

Při měření zemního odporu je nutné věnovat pozornost určitým nuancím a dodržovat předpisy:

• Test se doporučuje provádět v letních měsících.
• Během měření byste měli zvolit suché a slunečné počasí.
• Při provádění zkoušky musíte kontaktovat pouze certifikované specialisty nebo organizaci, která má certifikát SRO s právem přístupu k práci v této kategorii.
• Zkušební zařízení musí být ověřeno vydáním úředních dokladů stanoveného typu.

Hlavní podmínkou testování je, že po ukončení terénních prací je nutné sepsat protokol k předložení dozorovým orgánům. Bez dokladů je téměř nemožné prokázat oprávněnost testů a uznat je jako uskutečněné.

Závěr

Měření odporu uzemnění je odpovědná práce, jejíž frekvence je regulována regulační dokumentací PUE. Při provádění vyšetření je nutné zvolit některou ze stávajících metod a mít také po ruce certifikované vybavení. Nejčastěji je pro provádění měření nutné sestavit nepřímý obvod skládající se z proudových a potenciálních elektrod připojených k řídicímu bodu vodiče kabelu. Na základě výsledků každé zkoušky je sepsán protokol a vydán závěr o stavu elektroinstalace. Tento dokument opravňuje k dalšímu používání zařízení.