Измерение удельного электрического сопротивления грунта

Как измерить удельное сопротивление земли

Электрофизические свойства земли

Электрофизические свойства земли, в которой находится заземлитель, определяются ее удельным сопротивлением. Чём удельное сопротивление меньше, тем благоприятнее условия для расположения заземлителя.

Удельным сопротивлением земли называют сопротивление между противоположными плоскостями куба земли ребрами размером 1 м и измеряется оно в омметрах.

Чтобы представить себе это сопротивление, напомним, что куб меди с ребрами 1 м имеет сопротивление 175-10-6 Ом при 20°С; таким образом, например при значении р= 100 Ом-м земля имеет сопротивление в 5,7 млрд. раз больше, чем сопротивление меди в том же объеме.

Ниже приведены приближенные значения удельных сопротивлений земли, Ом м, при средней влажности.

Песок — 400 — 1000 и более

Супесок — 150 — 400

Суглинок — 40 — 150

Садовая земля — 40

Чернозем — 10 — 50

Каменистая глина (приблизительно 50%) — 100

Мергель, известняк, крупнозернистый песок с валунами — 1000 — 2000

Скала, валуны — 2000 — 4000

Речная вода (на равнинах) — 10 — 80

Морская вода — 0,2

Водопроводная вода — 5 — 60

Для сооружения заземлителей необходимо знать не приближенные, а точные значения удельных сопротивлений земли в месте вооружения. Они определяются на местах измерениями.

Свойства земли могут изменяться в зависимости от ее состояния — влажности, температуры и других факторов — и могут иметь поэтому разные значения в разные времена года из-за высыхания или промерзания, а также из-за состояния в момент измерения. Эти факторы учитываются при измерениях удельного сопротивления земли сезонными коэффициентами и коэффициентами, учитывающими состояние земли при измерениях, с тем чтобы требующееся сопротивление заземляющего устройства сохранялось в любой сезон и при любой влажности земли, т. е. при неблагоприятных условиях.

В табл. 1 приведены коэффициенты, учитывающие состояние земли при измерениях, приведены в табл. 1 .

Коэффициент k1 применяется, если земля влажная, измерениям предшествовало выпадение большого количества осадков; k2 — если земля нормальной влажности, если измерению предшествовало выпадение небольшого количества осадков; k3 — если земля сухая, количество осадков ниже нормы.

Таблица 1. Коэффициенты к измеренным значениям удельного сопротивления земли, учитывающие ее состояние во время измерения

Измерить удельное сопротивление земли можно прибором (измерителем заземлений) типа МС-08 (или другим подобным) методом четырех электродов. Измерение следует проводить в теплое время года.

Прибор работает по принципу магнитоэлектрического логометра. Прибор содержит две рамки, одна из которых включается как амперметр, вторая как вольтметр. Эти обмотки действуют на ось прибора в противоположных направлениях, благодаря чему отклонения стрелки прибора пропорциональны сопротивлению. Шкала прибора градуирована в омах. Источником питания при измерении служит генератор Г постоянного тока, приводимый во вращение от руки. На общей оси с генератором укреплены прерыватель П и выпрямитель Вп.

Принципиальная схема измерителя заземлений типа МС-07 (МС-08)

Если пропускать ток через крайние электроды, то между средними возникает разность напряжений U. Значения U в однородной земле (слое) прямо пропорциональны удельному сопротивлению р и току I и обратно пропорциональны расстоянию а между электродами: U = ρ I / 2 π а или р = 2 π aU/I = 2 π aR, где R — показания прибора.

Чем больше значение а, тем больший объем земли охватывается электрическим полем токовых электродов. Благодаря этому, изменяя расстояние а, можно получить значения удельного сопротивления земли в зависимости от разноса электродов. При однородной земле вычисленное значение ρ не будет изменяться при. изменении расстояния а (изменения могут быть вследствие разной степени влажности). В результате измерений, используя зависимость ρ от расстояния между электродами можно судить о величинах удельных сопротивлений на разной глубине.

Схема измерения удельного сопротивления земли прибором МС-08

Измерение следует производить в стороне от трубопроводов и других конструкций и частей, которые могут исказить результаты.

Удельное сопротивление земли можно приближенно измерить методом пробного электрода. Для этого электрод (уголок, стержень) погружают в землю в приямок так, чтобы его верх находился на глубине 0,6—0,7 м от уровня земли, и измеряют прибором типа МС- 0 8 сопротивление электрода гв. А затем, пользуясь данными приближенных значений сопротивлений вертикальных электродов (таблицы 2), можно получить приближенное значение удельного сопротивления земли.

Таблица 2. Сопротивления растеканию электродов заземления

Измерение удельного сопротивления грунта

Что такое удельное сопротивление грунта

Начало любого строительства всегда связано с целой серией подготовительных работ. Возведение строений и зданий связано с подключением их к электрическим сетям и энергетическим установкам. В любом случае техника безопасности этих установок стоит всегда на первом месте.

Сопротивление, оказываемое 1 кубическим метром грунта или земли с ребром 1 метр, с отведенными к трем сторонам куба электродами – есть удельное сопротивление. Единица измерения Ом на метр.

Чем выше показатели, тем больше заземлителей требуется для достижения оптимальных характеристик.

Электролаборатория «СтандартСервис» оказывает услуги в выполнении работ подобного рода.

Необходимость измерения удельного сопротивления грунта

Чтобы рассчитать параметры конструкции электроустановки, необходимы знания многих физических величин и среди них – сопротивление материала грунта. Земля, как известно, не однородный материал и потому знание удельного ее сопротивления, позволит максимально точно рассчитать системы заземления в каждом конкретном случае. Измерение удельного сопротивления грунта производится для установки:

  • опор распределительных высоковольтных сетей;
  • систем молниезащиты разного рода;
  • систем заземления больших предприятий индустрии.

Причем при таких измерениях используется испытательное напряжение переменного тока, так как при использовании напряжения постоянного тока в грунте, который подвергается измерению, могут произойти необратимые электрохимические изменения, что сопряжено с нарушением техники безопасности дальнейших работ.

Чтобы провести технологически точные расчеты, необходимо иметь достоверную информацию о значениях удельного сопротивления грунта там, где планируется создать зануление.

Факторы влияния на показатели удельного сопротивления

Прежде всего, на показатели влияет время года и параметры микроклимата (температура и влажность воздуха). Важны параметры грунта: его состав (наличие или отсутствие щелочных и кислотных соединений, солей), а также его структура и степень плотности. Максимальными значения бывают в зимнее время при промерзании земли и летом, когда грунт пересыхает.

Как и каким образом измеряется сопротивление грунта

Измерение сопротивления грунта – это параметры, которые определяют величину уровня «растекания» электрического тока в земле от заземлителей. Эти параметры измеряются в Омах и зависят от структуры земельного участка, химического состава земли, плотности прилегания частиц грунта, наличия или отсутствия различных веществ и элементов, их концентрации на измеряемых участках земли.

Практически измерение удельного сопротивления грунта производится разными методами с привлечением новейших разработок для этих целей. В основе современных исследований методики с привлечением теории поля, что дает возможность при измерениях на поверхности земли понять, как ведет себя удельное электрическое сопротивление на больших глубинах данного земельного массива.

Измерение удельного сопротивления грунта проводятся прибором МС-08 и его аналогами.

Только при абсолютно точном размещении на территории измерительных штырей можно получить достоверный результат. Лучше всего их располагать непосредственно в тех точках, где планируется монтировать заземляющее устройство.

Правила установки электродов:

  • штыри надо освободить от загрязнений, грязь искажает показатели в сторону увеличения;
  • стрежни размещают вертикально через равные промежутки по прямой линии;
  • интервалы между электродами делают в 5 раз больше той глубины, на которую будут забиваться электроды;
  • штыри необходимо хорошо (до плотного соприкосновения) вбить в грунт. Вкручивать стержни не стоит во избежание воздушной прослойки, которая исказит результат.

Приложение А (справочное) Определение удельного электрического сопротивления грунта

А.1 Определение удельного электрического (кажущегося) сопротивления грунта в полевых условиях

А.1.1. Средства контроля и вспомогательные устройства

Полевые электроразведочные приборы, например типа АС-72. Допускается применять другие приборы. Электроды в виде стальных стержней длиной от 250 до 350 мм и диаметром от 15 до 20 мм.

1 – электрод, 2 — прибор с клеммами: I – силы тока; Е – напряжения; а — расстояния между электродами (см. формулу (А.1))

Рисунок А.1. – Схема определения удельного сопротивления грунта

А. 1.2. Проведение измерений

Удельное электрическое сопротивление грунта измеряют непосредственно на трассе подземного трубопровода без отбора проб грунта по четырехэлектродной схеме (рисунок А.1).

Смотрите так же:  Провода акб на камаз

Электроды размещают на поверхности земли на одной прямой линии, совпадающей с осью трассы для проектируемого сооружения, а для сооружения, уложенного в землю, — на линии, проходящей перпендикулярно или параллельно на расстоянии в пределах от 2 до 4 м от оси сооружения. Измерения выполняют с интервалом от 100 до 200 м в период, когда на глубине заложения сооружения отсутствует промерзание грунта.

Глубина забивания электродов в грунт должна быть не более 1/20 расстояния между электродами.

А.1.3. Обработка результатов измерения

Удельное электрическое сопротивление грунта ρ, Ом·м, вычисляют по формуле

где Rг,п -электрическое сопротивление грунта, измеренное прибором, Ом;

а — расстояние между электродами, равное глубине (для кабелей связи — двойной глубине) прокладки подземного сооружения, м.

А.1.4. Оформление результатов измерения

Результаты измерений и расчетов заносят в протокол по форме А.1

Форма А.1. Протокол определения удельного электрического сопротивления грунтав трассовых условиях

Прибором типа _____________________, дата проверки_____________________________

Заводской номер ______________________________________________________________

Дата измерения _______________________________________________________________

Погодные условия ___________ ___________________________________________

А.2 Определение удельного электрического сопротивления грунта в лабораторных условиях

А.2.1 Отбор проб

Для определения удельного электрического сопротивления грунта отбирают пробы грунтов в шурфах, скважинах и траншеях из слоев, расположенных на глубине прокладки сооружения, с интервалами от 50 до 200 м на расстоянии от 0,5 до 0,7 м от боковой стенки трубы. Для пробы берут от 1,5 до 2 кг грунта, удаляют твердые включения размером более 3 мм. Отобранную пробу помещают в полиэтиленовый пакет и снабжают паспортом, в котором ука­зывают номера объекта и пробы, место и глубину отбора пробы.

1 — миллиамперметр; 2 — источник тока; 3 — вольтметр; 4 — измерительная ячейка размерами a, b; h (см. А.2.2); А и В — внешние электроды; М и N — внутренние электроды»:

Рисунок А.2. — Схема установки для определения удельного электрического сопротивления грунта в лабораторных условиях

Если уровень грунтовых вод выше глубины отбора проб, отбирают грунтовый электролит объемом от 200 до 300 см3 и помещают в герметически закрывающуюся емкость, которую маркируют и снабжают паспортом.

А.2.2 Средства контроля и вспомогательные устройства

Источник постоянного или низкочастотного переменного тока любого типа.

Миллиамперметр любого типа класса точности не ниже 1,5 с диапазонами 200 или 500 мА.

Вольтметр любого типа с внутренним сопротивлением не менее 1 МОм.

Допускается использовать специальные приборы.

Ячейка прямоугольной формы внутренними размерами а= 100 мм; b = 45 мм; h = 45 мм (см. рисунок А.2) из диэлектрического материала (стекло, фарфор, пластмасса) или стали с внутренней футеровкой изоляционным материалом.

Электроды внешние (А, В) размером 44×40 мм (40 мм — высота электрода) в виде прямоугольных пластин (из углеродистой или нержавеющей стали) с ножкой, к которой крепят или припаивают проводник-токоподвод. Одну сторону каждой пластины, которая примыкает к торцовой поверхности ячейки, изолируют.

Электроды внутренние (М, N) из медной проволоки или стержня диаметром от 1 до 3 мм и длиной на 10 мм больше высоты ячейки.

Шкурка шлифовальная зернистостью 40 (или менее) по ГОСТ 6456.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Ацетон по ГОСТ 2768.

А.2.3 Подготовка к измерению

Отобранную пробу песчаных грунтов смачивают до полного влагонасыщения, а глинистых — до достижения мягкопластичного состояния. Если уровень грунтовых вод ниже уровня отбора проб, смачивание проводят дистиллированной водой, а если выше — грунтовой водой.

Электроды зачищают шлифовальной шкуркой, обезжиривают ацетоном и промывают дистиллированной водой. Внешние электроды устанавливают вплотную к внутренним торцовым поверхностям ячейки. При сборе ячейки пластины размещают друг к другу неизолированными сторонами. Затем в ячейку помещают грунт, послойно утрамбовывая его. Высота грунта должна быть на 4 мм менее высоты ячейки. Устанавливают внутренние электроды вертикально, опуская их до дна по центральной линии ячейки на расстоянии 50мм друг от друга и 25 мм – от торцовых стенок ячейки.

А.2.4 Проведение измерений

Удельное электрическое сопротивление грунта определяют по четырехэлектродной схеме на постоянном или низкочастотном переменном токе (рисунок А.2). Внешние электроды с одинаковой площадью рабочей поверхности Sp поляризуют током определенной силы I1, и измеряют падение напряжения V1 между двумя внутренними электродами при расстоянии lMN между ними.

А.2.5 Обработка результатов измерения

А.2.5.1 Электрическое сопротивление грунта Rг.л., Ом, вычисляют по формуле,

(А.2.)

где V1, — падение напряжения между двумя внутренними электродами, В;

I1 — сила тока в ячейке, А.

Примечание: При отсутствии тока разность потенциалов между двумя внутренними электродами V01 может отличаться от нуля в пределах от 10 до 30 мВ, тогда для расчета электрического сопротивления грунта используют формулу

(A.3.)

A.2.5.2 Удельное электрическое сопротивление грунта ρ, Ом м, вычисляют по формуле

(А.4)

где Rг.л. — электрическое сопротивление грунта, рассчитанное по формуле (А.2. или А.3.), Ом,

Sр — площадь поверхности рабочего электрода, м2,

lMN-расстояние между внутренними электродами, м. .

При использовании специальных приборов измерения при определении электрического сопротивления грунта проводят в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора.

А.2.6. Оформление результатов измерений

Результаты измерений и расчетов заносят в протокол по форме А.2.

Форма А.2. Протокол определения удельного электрического сопротивления грунта в лабораторных условиях

Удельное сопротивление грунта теория и измерение

Удельное сопротивление грунта. Общие теоретические сведения

Грунт – это пористое дисперсионное тело, состоящее из трех основных частей: твердой, жидкой (свободная и связанная вода) и газообразной. Структура грунта схематически показана на рисунке ниже.

1 – твердые частицы, 2 – связанная вода, 3 – свободная вода, 4 – газообразная составляющая

Земля – достаточно плохой проводник, ее проводимость в тысячи раз ниже, проводимости воды или металлов. Удельное сопротивление грунта – это физическая величина, характеризующая сопротивление грунта протеканию электрического тока, простыми словами – этим параметром мы делаем выводы о электропроводности грунта в качестве проводника при прокладке заземления.

Удельное сопротивление грунта – это сопротивление, оказоваемое различными веществами земли (грунта) в виде куба с размерами 1×1×1 метр, к которому подключены измерительные электроды к противоположным сторона куба. За физическую единицу объемного удельного сопротивления считают Ом на метр (международное обозначение Омм).

Данный параметр грунта зависит от большого числа внешних факторов: температуры, влажности, состава, структуры и уплотненности грунта, времени года, присутствия солей, щелочных и кислотных остатков.

На основе различных геодезических исследований, проводимых в верхних слоях грунта, можно сделать вывод о том, что электрическая составляющая структуры земли носит выраженный вид слоев, которые имеют совершенно различное сопротивление с достаточно определенными горизонтальными границами. Причем удельное сопротивление в горизонтальном направлении практически одинаковое и изменяется несущественно. При этом верхний слой земли подвергается интенсивным сезонным изменениям, из-за сильных температурных колебаний, а так же от количества попадающей в почву влаги. Другие факторы, влияют менее выражено. Наибольшее значение удельного сопротивления наблюдается в зимнее время года, когда грунт промерзает, и летом – при высыхании последнего. Самым высоким значением обладают как раз на вечномерзлые грунты в зоне мерзлоты. У воды в переходном состоянии из жидкого в твердое практически не идут процессы передачи заряда. На рисунке ниже представлен график зависимости удельного сопротивления грунта от значения температуры, на котором все выше сказанное, очень хорошо видно:

Характерно, что при снижении окружающей температуры всего до -5° Цельсия, значение удельного сопротивления увеличивается в 8 раз. Не менее важное значение, при расчетах заземления имеет и уровень влажности – при его даже незначительном падении у некоторых типов грунтов (пески, глина и суглинок) удельное сопротивление увеличивается в разы. Примеры этого, как раз, приводится в таблице ниже.

Точное и правильное измерение удельного сопротивления грунта позволяет существенно снизить затраты при монтаже заземления. Так, нет необходимости устанавливать лишние заземлители. Для получения правильного результата измерения необходимо осуществлять в течение всего года, как минимум по разу в течение каждого временного сезона. Гораздо чаще все замеры проводят в конце весны – начала лета, возможное увеличение сопротивления учитывают, вводя различные повышающие коэффициенты, смотри таблицу ниже.

Практика измерения удельного сопротивления грунта

Для измерения можно использовать прибор МС-08 или его аналоги. В основу работы измерительного прибора положен принцип магнитоэлектрического логометра. В приборе имеются две рамки – одна подсоединена как вольтметр, вторая – амперметр. Эти обмотки, при одномоментном включении, создают на ось измерительного прибора воздействия, имеющие прямо противоположные направления. В результате этого противодействия – отклонение стрелки прибора будет прямо пропорционально значению сопротивления. Шкала измерительного устройства проградуирована в омах. В МС-08 источником напряжения при проведении измерений выступает генератор (Г) постоянного тока, который приводится в движение за счет вращения ручкой. Также имеется выпрямитель (Вп) и прерыватель (П).

Смотрите так же:  Цены на провода монтажные

При включение питания на крайние электроды между средними появится разность напряжений U. Для однородного грунта значение U будет прямо пропорционально току I и удельному сопротивлению ρ и обратно пропорционально расстоянию между электродами а.

откуда следует, что удельное сопротивление определяется так:

ρ = 2πaU/I. или из соотношений закона Ома ρ = 2πaR

Чем выше расстояние между электродами, тем больший объем земли охватывается электрическим полем, генерируемым токовыми электродами. Изменяя значение аможно увидеть зависимость значения удельного сопротивления грунта от этого параметра. Для однородной земли значение ρ будет практически везде одинаковым.

Измерение удельного сопротивления земли прибором МС-08

Для увеличения точности проводимых измерений важно грамотно расположить на поверхности грунта измерительные щупы. При этом следует соблюдать следующие принципы:
Щтыри нужно хорошо почистить от грязи, оставшейся от предыдущих измерений. Засохшая грязь сильно увеличивает полученное значение
Щупы монтируются в землю строго вертикально по прямой линии, на равном расстоянии друг от друга
Растояние между измерительными щупами должно быть минимум в пять раз больше, чем глубина, на которую забиты щупы
Измерительные щупы желательно вдавливать или забивать в грунт – это даст хороший контакт с землей. Вкручивать стержни не советую – при этом между электродом и землей появляется воздушная прослойка, вносящая погрешность в результат измерений

Измерения необходимо осуществлять в отдалении от металлоконструкций и трубопроводов, которые могут влиять на погрешность и точность.

Приблизительное значение удельного сопротивления можно вычислить с помощью метода пробного электрода. В нем измерительный электрод погружают вертикально в грунт, чтобы над землей оставалось всего 60-70 см, после чего с помощью прибора МС-08 осуществляют замер сопротивления электрода. После чего делают коррекцию полученных данных, используя приближенные значения сопротивления вертикальных значений (смотри таблицу ниже), в результате находя приближенное значение. Измерение лучше всего проводить в двух-трех местах и за рабочее значение принять среднее значение.

Измерение параметров заземляющих устройств и удельного сопротивления грунта

Качество заземляющих устройств значительно влияет на безопасность использования электрических установок, особенно на эффективность защиты от поражения электрическим током и молниезащиты. Заземляющее устройство выполняет также другие функции, связанные с безопасностью, например, используется для отвода электрических зарядов объектов, подверженных угрозе взрыва (например, на АЗС).

Для проверки электрических установок на соответствие требованиям по защите от поражения электрическим током необходимо произвести измерение сопротивления заземляющего устройства. Это сопротивление позволяет определить значение напряжения прикосновения, которое может возникнуть при одновременном прикосновении к двум проводящим частям, находящимся под разными потенциалами, или к одной проводящей части, находящейся под напряжением, и к земле. Необходимость измерения удельного сопротивления грунта и сопротивления заземляющего устройства возникает уже на этапе проектирования и монтажа.

Система заземления должна также подвергаться периодическим поверкам во время эксплуатации, чтобы коррозия или изменения удельного сопротивления грунта не могли значительно повлиять на ее параметры. Сеть заземляющего устройства может не показывать своей неисправности до тех пор, пока не произойдет пробой и не наступит опасная ситуация. При измерении сопротивлений отдельных заземлителей применяют трехполюсный метод измерения сопротивления, который заключается в забивке в грунт двух измерительных электродов (токовый электрод H и электрод напряжения S) вблизи заземляющего устройства по однолучевой схеме.

Расстояние между электродами должно быть как минимум 20 м. Электрод напряжения (S) помещают между измерительным заземляющим устройством и токовым электродом (H), в пространстве нулевого потенциала. Приборы измеряют величину протекающего тока в созданной цепи и напряжение между исследуемым заземлителем и электродом напряжения. Результатом измерения является величина сопротивления заземляющего устройства.

Генерируемый ток имеет частоту 128 Гц (MRU-100, MRU-101), чтобы избежать влияния сторонних токов промышленной частоты 50 Гц и их высших гармоник.

Измерения сопротивлений многократных (составных) заземлителей можно провести методом, описанным выше, последовательно отключая исследуемые заземлители от общей системы заземления на время измерения. Ввиду того, что такой процесс может быть очень сложным, измерители снабжены клещами и имеют возможность проведения измерения без отсоединения исследуемого заземлителя. При этом методе токовый электрод (Н) и электрод напряжения (S) устанавливаются также как при классическом трехполюсном методе, но ток измеряется при помощи клещей, устанавливаемых на исследуемом заземлителе. Измеритель показывает величину сопротивления заземлителя, на котором установлены токовые клещи (измеритель рассчитывает сопротивление, зная величину тока, которая протекает через исследуемый заземлитель и игнорируя ток, протекающий через смежные заземлители).

Измерив значения сопротивлений отдельных элементов заземлителя RE1, RE2, RE3, .. , REN, определяют общую величину сопротивления системы по формуле:

Измерение удельного сопротивления грунта происходит при использовании четырех электродов, размещенных линейно на равных расстояниях (метод Веннера). Определение значения удельного сопротивления грунта требует измерения сопротивления и подсчета с учетом расстояния между электродами. Измеритель покажет величину удельного сопротивления грунта ρ [Ω∙ м]

Кроме перечисленных выше видов измерений, приборами MRU-10Х возможно производить измерения низкоомных сопротивлений по двухполюсной (2P) и четырехполюсной схеме (4Р) измерения (измерительный ток 225 мА (128Гц), измерительное напряжение 40В, разрешение на нижнем поддиапазоне 0,01 Ом), что позволяет проверять наличие металлосвязи различных соединений (проводников присоединения к земле и выравнивания потенциалов).

Помехоустойчивость

Измеритель может работать при наличии помех в виде напряжений до уровня 24 В (AC, DC). Уровень помех отображается на дисплее прибора.

При измерении сопротивления заземления прибор генерирует ток 225 мА частоты 128 Гц при измерительном напряжении 40В. Это позволяет избежать влияния на результаты измерений интерференции и помех от находящихся в грунте и системе заземления токов утечки частотой 50 Гц и их гармоник. Поэтому при проведении измерения сопротивления заземляющего устройства измерителями MRU нет необходимости отсоединять заземляющее устройство от главной заземляющей шины электроустановки.

Режимы измерений

В двухполюсном режиме измерений выводы S и E являются выводами для тока и напряжения.

В трехполюсном режиме прибор измеряет напряжение между зондами S и E c заданием тока между щупами H и Е. (таким образом, вывод Е — общий для тока и напряжения).

В четырехполюсном режиме прибор измеряет напряжение между зондами S и ES c заданием тока между щупами E и H.

При наличии токоизмерительных клещей, прибор учитывает ток, текущий через них (прибор рассчитывает сопротивление заземления, ток которого проходит через токовые клещи. Ток, текущий через соседние заземлители, на результат не влияет). Выбор режима осуществляется переключателем на приборе.

Сопротивления RH и RS

Сопротивление измерительных щупов RH и RS не должно превышать 50 кΩ. В противном случае на экране отображается соответствующее предупреждение (уменьшить значения сопротивлений можно, например, увеличив влажность грунта вблизи щупа).

Измерение сопротивлений в режимах 2P, 4P

При измерении сопротивлений двухполюсным методом результат измерения — суммарное сопротивление, состоящее из сопротивления резистора, подключенного к прибору, и сопротивления измерительных проводов. Влияние сопротивления проводов на результат измерения может быть исключено за счет использования четырехполюсной схемы или путем выполнения другого измерения с учетом сопротивления короткозамкнутых измерительных проводов, которое вычитается из основного измерения. Необходимо помнить, что рабочая частота прибора составляет 128 Гц.

Измерение в режиме 3P

Трехполюсная схема — основная схема измерения сопротивления устройств заземления. Необходимо соединить заземлитель с измерительным гнездом измерителя «E»; вбить токовый измерительный зонд в грунт на расстоянии, превышающем 40 м от исследуемого заземлителя, и соединить измерительным проводом с измерительным гнездом «H» измерителя; вбить потенциальный измерительный зонд в грунт на расстоянии, превышающем 20 м. от исследуемого заземлителя и соединить с измерительным гнездом «S». Исследуемый заземлитель, токовый зонд и потенциальный щуп необходимо выстроить в одну линию, образуя тем самым однолучевую схему измерения:

Применение двухлучевой схемы не гарантирует заявленную точность измерений. Прибор показывает сопротивления устройства заземления RE, а также сопротивления измерительных щупов RS и RH. Рекомендуется повторить измерения после перемещения потенциального измерительного зонда на 1 м к измеряемому заземлителю. Если результаты измерения отличаются больше чем 3 %, расстояние от токового зонда до исследуемого заземлителя должно быть увеличено значительно, а измерения следует повторить. Оптимальное положение потенциального щупа — 62 % от расстояния между токовым зондом и исследуемым заземлителем.

Особое внимание должно быть уделено качеству соединения исследуемого заземлителя с измерительными проводниками. Место контакта должно быть очищено от краски, ржавчины, и т. п.

Если сопротивление щупов измерителя слишком высоко, измеренное сопротивление заземления будет иметь дополнительную погрешность. Особенно большая погрешность наблюдается при измерении малых величин заземляющего устройства при высоких значениях сопротивлений измерительных зондов (такая ситуация возможна, когда заземлитель сделан как хороший электрод заземления, в то время как верхний уровень грунта сухой и имеет плохую проводимость). При этом отношение сопротивления измерительных щупов к сопротивлению исследуемого заземлителя очень большое, и дополнительная погрешность находится в зависимости от этого отношения. Согласно приведенной в технических параметрах формуле, дополнительная погрешность может быть рассчитана и учтена при измерениях (см диаграммы расчета дополнительной погрешности). Контакт измерительных щупов с грунтом может быть улучшен, например. увлажнением водой места, где установлен щуп в грунт или перестановкой щупа в другое место поверхности грунта. Кроме того, необходимо проверить измерительные провода на наличие повреждений изоляции, проверить контакт подключения зажима к измерительному щупу.

Смотрите так же:  Заземление на гараж

В большинстве случаев точность измерений достаточна. Однако, нужно осознавать наличие и величину дополнительной погрешности, возникающей в результате измерения.

Измерение в режиме 4P

В случае, если, когда необходимо выполнить измерение, без дополнительной погрешности из-за сопротивления измерительных проводов, используют четырехполюсную схему. Для измерения сопротивления заземления необходимо Соединить заземлитель с измерительными гнездами измерителя, обозначенными как «E» и «ES» ; установить токовый зонд в грунт на расстоянии больше 40 м от заземлителя и соединить с гнездом «H»; установить потенциальный зонд в грунт на расстоянии 20 м. от измеряемого заземлителя, соединенного с гнездом «S». Заземлитель и измерительные зонды (токовый и потенциальный) должны быть выстроены в одну линию.

Рекомендуется повторить измерения после перемещения потенциального измерительного зонда на 1 м к измеряемому заземлителю. Если результаты измерения отличаются больше чем 3 %, расстояние от токового зонда до исследуемого заземлителя должно быть увеличено значительно, а измерения следует повторить. Оптимальное положение потенциального щупа — 62 % от расстояния между токовым зондом и исследуемым заземлителем.

Измерение сопротивления многогократного заземлителя

При измерениях сопротивления заземлителей, состоящих из системы электродов, соединенных с мачтой линии электропередачи, необходимо контролировать заземление каждого заземлителя, поскольку эквивалентное сопротивление такой системы не будет отражать возможного плохого конкретно взятого заземлителя.

Измерения производят в режиме 3Р с использованием токовых клещей. Измерив значения сопротивлений отдельных элементов заземлителя RE1, RE2, RE3, RE4, определяют общую величину сопротивления системы по формуле:

Измерение удельного сопротивления грунта

Для измерений удельного сопротивления грунта — измерители используют сопротивления отдельных электродов системы заземлителя, для чего в геологии были разработаны специальные приборы.

В данных приборах аналогичная функция измерения задается простым выбором положения поворотного переключателя функций.

Эта функция с метрологической точки зрения идентична четырехполюсной схеме измерений сопротивления заземления, но содержит дополнительную процедуру ввода в прибор взаимного расстояния между измерительными щупами и электродами заземлителя.

Результат измерения — величина удельного сопротивления грунта определяется автоматически согласно формуле ρ = 2πd RE, которая применяется в Методике измерения Венера.

MRU-200 Измеритель параметров заземляющих устройств

измерение сопротивления проводников присоединения к земле и выравнивания потенциалов (металлосвязь) (2p);
измерение сопротивления заземляющих устройств по трёхполюсной схеме (3p);
измерение сопротивления заземляющих устройств по четырехполюсной схеме (4p);
измерение сопротивления многократных заземляющих устройств без разрыва цепи заземлителей (с применением токоизмерительных клещей);
измерение сопротивления заземляющих устройств методом двух клещей;
измерение сопротивления молниезащит (громоотводов) по четырехполюсной схеме импульсным методом;
измерение переменного тока (ток утечки);
измерение удельного сопротивления грунта методом Веннера с возможностью выбора расстояния между измерительными электродами; высокая помехоустойчивость;

ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА

Электрофизические свойства грунта, в котором находится заземлитель, определяются прежде всего его удельным сопротивлением. Чем меньше удельное сопротивление, тем более благоприятные условия для расположения заземлителя.

Удельное сопротивление грунта – сопротивление между противоположными плоскостями куба земли с ребром длины 1 м. Единица измерения удельного сопротивления – ом на метр (Ом·м).

Чтобы оценить величину удельного сопротивления грунта, сравним его с наиболее распространенным электротехническим материалом – медью. Так, куб меди таких же размеров имеет сопротивление 1,72·10 -8 Ом·м. При 20°С и средней влажности удельное сопротивление грунта составляет примерно ρ = 100 Ом·м, то есть земля имеет удельное сопротивление в 5,7 млрд. раз больше.

В табл. 6.3. приведены приближенные значения удельных сопротивлений различных типов почвы при средней влажности.

Таблица 6.3 – Удельное электрическое сопротивление грунтов ρгр

При оборудовании заземляющих устройств необходимо знать не приближенные, а точные значения удельных сопротивлений грунта в данном месте. Получение такой информации возможно только непосредственными измерениями на местах.

Свойства почвы могут меняться в зависимости от ее влажности и температуры, поэтому удельное сопротивление может иметь разные значения в разные времена года из-за высыхания или промерзания. Эти факторы учитываются при измерениях удельного сопротивления земли сезонными коэффициентами. В табл. 6.4 приведены коэффициенты, учитывающие состояние земли во время измерений.

Таблица 6.4 – Сезонные коэффициенты сопротивления грунта

Коэффициент k1 применяется, если земля влажная и измерениям предшествовало выпадение большого количества осадков; k2 – земля нормальной влажности и измерения предшествовало выпадение небольшого количества осадков; k3 – земля сухая, количество осадков ниже нормы.

Измерение удельного сопротивления почвы обычно проводят в теплое время года. В данной лабораторной работе используется измеритель заземлений типа МС-08 (рис. 6.3). Прибор имеет собственный источник питания в виде генератора, приводимого во вращательное движение с помощью ручки. Если в процессе измерения стрелка прибора колеблется, это является признаком наличия посторонних токов в земле. Чтобы избежать погрешности в измерениях достаточно изменить частоту вращения ручки. Однако следует заметить, что для обеспечения надлежащей точности измерения эта частота должна находиться в пределах 90. 150 об/мин.

Измеритель заземления МС-08 имеет три шкалы: 0 – 1000 Ом, 0 – 100 Ом и 0 – 10 Ом. Удельное сопротивление грунта измеряют шкалой на 1000 Ом. Прибор работает по принципу магнитоэлектрического логометра, он содержит две рамки, одна из которых включается как амперметр, а другая – как вольтметр. Эти обмотки действуют на ось прибора в противоположных направлениях, благодаря чему отклонения стрелки прибора пропорциональны сопротивлению.

Рис. 6.3 – Измеритель заземлений МС-08

Шкала прибора градуирована в омах, источником питания при измерении служит генератор Г постоянного тока, приводимого во вращение от руки. На общей с генератором оси укреплены прерыватель П1 и выпрямитель П2 (рис. 6.4).

Рис. 6.4 – Электрическая схема измерителя заземлений МС-08: Г – генератор, Р – реостат, Л – логометр, П1 – прерыватель, П2 – выпрямитель, П3 – переключатель.

Измерение удельного сопротивления грунта следует выполнять в стороне от трубопроводов и других металлических конструкций, которые могут внести погрешность в результаты. Схема измерения показана на рис. 6.5.

Рис. 6.5 – Схема измерения удельного сопротивления грунта

Чем больше значение а, тем больший объем почвы охватывается электрическим полем электродов и более точными являются результаты измерений. Изменяя расстояние а, можно получить зависимость удельного сопротивления земли от разнесения электродов. При однородной структуре грунта значение ρ не зависит от расстояния а (изменения могут быть вследствие разной степени влажности).

Таким образом, используя зависимость ρ от расстояния между электродами, можно судить о величинах удельных сопротивлений на разной глубине. Удельное сопротивление грунта определяют по формуле

(6.4)

где R – сопротивление прибора, Ом.

Измерения удельного сопротивления желательно выполнять в нескольких местах, рассчитывая затем среднее значение. Электроды следует забивать в землю для более плотного контакта, ввертывание стержней для целей измерения не рекомендуется.

Дата добавления: 2017-01-26 ; просмотров: 6005 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Похожие статьи:

  • Магнитный пускатель спб Магнитный пускатель ПМЕ 122 Пускатель магнитный ПМЕ используются в стационарных установках для дистанционного пуска, остановки и реверсирования асинхронных электрических двигателей на три фазы, имеющих короткозамкнуты ротор с переменным […]
  • От куска провода отрезали 50 От куска провода отрезали 50%, а потом еще 20% остатка. После этого осталось 60 м провода. Сколько метров провода было в куске первоначально? Экономь время и не смотри рекламу со Знаниями Плюс Экономь время и не смотри рекламу со […]
  • Тумблеры узо Переключатель-тумблер ABB MTS2-10B черный на 3 положения вертикального исполнения с возвратом в сред 1SFA611301R1006 Переключатель-тумблер черный пластик на 3 позиции(45°) с возвратом в среднее положение MTS2-10B ABB Кнопки управления и […]
  • Пусковые провода аллигатор Autoprofi Alligator BC-200 Многожильные провода изготовлены из алюминия с медным напылением и покрыты изоляцией из морозостойкого термопласта. Термопласт легко гнётся и не теряет свою эластичность до температуры -40 °С. Рукоятки зажимов […]
  • Белый красный черный провода ПВ1(ПуВ) 1х2,5 провод (белый, черный, синий, красный, желто-зеленый) ГОСТ Расшифровка ПВ-1 и ПВ-3: П - провод. В - виниловая изоляция. 1 или 3 - класс гибкости жилы. Провод медный ПВ-1 с пластмассовой изоляцией предназначен для […]
  • Узо 2р 25а 300ма УЗО ВД1-63 2Р 50А 300мА ИЭК MDV10-2-050-300 УЗО ИЭК Cертификат IEK Дифференциальный выключатель ИЕК ВД1-63 (УЗО) 2Р 300мА Назначение и область применения устройства защитного отключения IEK Быстродействующий защитный выключатель, […]