Как померить заземление: Измерение сопротивления заземления классическими трёх- и четырёхпроводным методами

Измерение сопротивления заземления классическими трёх- и четырёхпроводным методами

Когда идёт речь о вопросах безопасности людей предпочтительнее использовать методики измерений, хорошо зарекомендовавшие себя на протяжении десятилетий. Применительно к заземлению таким методом является измерение сопротивления с помощью комбинации амперметра и вольтметра (рекомендуемый ГОСТ Р 50571.16-2007). Иногда такой метод называют «трёхпроводным» (или «трёхзажимным»). Существует и более точная его модификация, именуемая «четырёхпроводным» («четырёхзажимным») методом. Как правило, оба метода могут быть реализованы в одном измерительном приборе.

При проведении измерений данным методом заземление отключается от электроустановки. На расстоянии не менее 20 м от исследуемого заземления в землю вкапывается потенциальный штырь. На расстоянии не менее 40 м от исследуемого заземления вкапывают токовый штырь. Штыри и заземление должны быть расположены на одной линии. Конкретные рекомендации по расстояниям между заземлением и штырями могут отличаться в зависимости от типа заземления и модели применяемой измерительной аппаратуры. Как правило, такие рекомендации указываются в инструкции к измерительной установке.

На контур, образованный исследуемым заземлением, токовым штырем и амперметром, через трансформатор передается переменный ток. В современных приборах это обычно не синусоида с частотой 50 Гц, а меандр с частотой порядка 100 — 200 Гц. Тем самым проверяется работоспособность заземления на гармониках высшего порядка и удается частично сократить влияние помех. При помощи вольтметра измеряется напряжение между заземлением и потенциальным штырем. Далее на основе закона Ома вычисляется сопротивление заземления по формуле:

R = U/I,

где U – напряжение между заземлением и потенциальным штырем, а I – сила тока в контуре, образованном заземлением, токовым штырем, трансформатором и амперметром.

Общая проблема классических методов измерения сопротивления заземления — влияние блуждающих токов в почве.

Метод амперметра-вольтметра на практике имеет две разновидности: трёхпроводный и четырёхпроводный методы, о которых и пойдет далее речь.

Трёхпроводный метод

Обозначим клеммы для измерения напряжения как П1 и П2, а клеммы для измерения тока — как T1 и T2. В реально существующих измерительных приборах эти клеммы могут иметь иные обозначения.

При трёхпроводном методе клеммы П1 и T1 соединяются перемычкой и подключаются одним проводом к исследуемому заземлению. Клемма П2 соединяется проводом с потенциальным штырем, а клемма П1 — с токовым штырем.

Преимуществом трёхпроводного метода является меньшее количество проводов. Недостатком — сильное влияние сопротивления провода, идущего к заземлению, на результаты измерения. Поэтому, обычно, трёхпроводный метод применяется для измерения сопротивления заземления, значение которого заведомо выше 5 Ом.

Четырёхпроводный метод

Когда к точности измерений предъявляются более высокие требования, используется четырёхпроводный метод. При нем к исследуемому заземлению идут раздельные провода от клемм П1 и T1, которые соединяются только непосредственно на клеммах заземления.

Через провод, который идет к T1, течет ток. Образующаяся при этом разность напряжений на концах провода вносит погрешность в измерения, характерные для трёхпроводного метода. Но при четырёхпроводном методе точка измерения напряжения (на клеммах заземления) соединена с измерительным прибором отдельным проводом. По этому проводу течет пренебрежимо малый ток (не более единиц миллиампер), так что его сопротивление практически не вносит погрешности в измерения.

Повышение точности измерений

Классический способ измерения сопротивления заземления чувствителен к неравномерности свойств почвы в разных местах. Поэтому для повышения точности измерения рекомендуется несколько раз поменять расположение потенциального штыря с шагом, примерно равным 10% от его номинального расстояния до заземления. Разброс измеренных значений не должен быть больше 5%. Если он больше, то расстояние между исследуемым заземлением и штырями увеличивают в 1,5 раза или меняют направление линии, по которой расставлены штыри.

Выбор измерителя сопротивления заземления

До сих пор в литературе для классического метода измерения сопротивления рекомендуются приборы еще советской разработки. Но они уже не соответствуют современным реалиям, ведь электрооборудования в наших домах с тех пор стало намного больше. Появились новые устройства (например, базовые станции мобильной связи), предъявляющие особые требования к заземлению. Поэтому есть смысл обратиться к продукции ведущих мировых брендов. Но и здесь не все так просто — цены зачастую «кусаются», да и могут быть расхождения в отечественных и зарубежных нормах.

Оптимальным вариантом представляется измерительная аппаратура, выпущенная в Китае на основе самых современных технологий, но по спецификациям и под локальным брендом российской компании. Например, ЖГ-4300 (аббревиатура расшифровывается как «Железный Гарри»). Это устройство позволяет измерять сопротивление заземления в пределах от 0,05 Ом до 20,9 кОм. Доступно измерение по двух- трёх- и четырёхпроводному методам. Напряжение на клеммах не превышает 10 В, что позволяет проводить измерения с высоким уровнем электробезопасности. Прибор не просто соответствует российским нормам, он включен в Государственный реестр средств измерений. При этом цена раза в 3 ниже, чем у аналогов от известных зарубежных брендов.

Другие способы измерений

Более простым в использовании, но при этом менее точным является двухпроводный метод измерения сопротивления заземления. Он позволяет быстро получить оценку сопротивления, что бывает ценным, например, при проведении ремонтных работ. Об этом методе рассказывается в отдельной статье (ссылка).

Дальнейшим развитием классического метода измерения стал так называемый компенсационный метод. Он позволяет чисто аналоговыми способами отстроиться от помех, вызванных блуждающими токами. Недостатком данного метода является сложность настройки прибора и более высокие требования к квалификации оператора, поэтому большой популярности он не завоевал.

Также существует семейство безэлектродных методов измерения, позволяющих не отключать заземление от электроустановки. Они основаны на использовании токовых клещей. Метод, основанный на применении двух клещей также относится к рекомендованным ГОСТ Р 50571.16-2007. Недостатком такого метода является то, что он может напрямую применяться только в системах ТТ и системах TN с ячеистым заземлением. Для обычных систем TN потребуется кратковременная установка перемычки между нейтралью и заземлением, что потенциально представляет угрозу электробезопасности, так что питание во всем здании, где установлено заземление, придется на время измерений отключить.

Выводы

И в цифровую эпоху классический метод вольтметра-амперметра является основным для измерения сопротивления заземлений. Накоплен большой опыт его применения, поэтому его можно считать надежным. Цифровые технологии позволяют мгновенно вычислить значение сопротивления и сразу увидеть результат на дисплее измерительного прибора. Кроме этого, с помощью современных технологий удается в значительной степени подавлять помехи при измерениях. Благодаря этому точность измерений может быть доведена до 1 — 2%, что позволяет классическим методам успешно конкурировать с методами, основанными на использовании токовых клещей, погрешность у которых заметно выше.

Смотрите также:

Как измерить сопротивление заземления мультиметром (тестером)

Измерение заземления мультиметром является самым распространенным методом в диагностике систем электроснабжения. Возникает вопрос: как измерить заземление мультиметром? Необходимо сначала узнать, какие элементы входят в систему заземления.

Какие особенности

У ситуации «как замерить заземление мультиметром» есть особенности: 

1. Необходимо понимать, что мультиметр измеряет только сопротивление. А для измерения проводимости и напряжения необходимо использовать соответствующие приборы. В данном случае для этого подойдет вольтметр и омметр.
2.  Необходимо знать, что сопротивление проводника в среднем составляет от 100 до 200 Ом.
3. Измерение сопротивления проводника необходимо производить при напряжении более 500 Вольт. Измерение мультиметром сопротивления в цепи с напряжением менее 500 Вольт может привести к выходу из строя прибора.
4. Измерение сопротивления заземления при помощи мультиметра должно проводиться совместно с подключением прибора к заземляющему устройству.
5. Измерение сопротивления контура заземления можно проводить только на стадии приемки в эксплуатацию.

Измерение сопротивления заземления необходимо проводить в трехфазных сетях. При подключении к однофазной сети необходимо проводить измерение тока утечки. Для измерения сопротивления контура заземления в однофазной системе необходимо подключить мультиметр в режим измерения тока, а затем произвести замер в двух точках контура. Значения сопротивления между двумя точками контура должны быть равны. Если эти значения не равны, то контур заземления требует ремонта.

Что учесть

Перед тем, как измерить сопротивление заземления мультиметром необходимо учесть: 

1. Мультиметр не должен быть перегружен (не должен иметь предел измерения до 10 Мом).
2. На мультиметре должен стоять нулевой режим измерения.
3.  В мультиметре не должно быть выставлено более высокое значение силы тока (от 200 мА или более).
4. Перед измерением не должны быть подключены какие-либо нагрузки. 5) Перед замером сопротивления заземления необходимо отсоединить все провода от заземляющего контура.

Для замера сопротивления необходимо подключить мультиметр к клеммам заземления и измерять сопротивление. Сопротивление должно быть в пределах от 1 до 100 кОм. Если сопротивление будет менее 1 Ом, то это означает, что контур заземления неисправен и необходимо его заменить. Если сопротивление будет более 100 кОм, то возможно из-за утечки на землю замыкание и тогда необходимо определить есть ли утечка на землю в данном месте. Также, перед тем, как замерить сопротивление заземления мультиметром, необходимо проверить целостность заземляющего провода. Для этого следует измерить сопротивление петли фаза – ноль мультиметром. Если оно равно 0 Ом или менее, то проблема в заземляющем проводе. Заменить провод или установить перемычку между фазой и нулем. Если же сопротивление равно 0 Мом или более, то можно сделать вывод, что заземление в норме. Далее следует замерить напряжение на зажимах заземления. В нормальном состоянии оно должно быть от 0 до 30 В.

Какие требования

Прежде чем определиться, как замерить заземление мультиметром в частном доме, необходимо учесть требования к замеру: 

1. Заземляющий проводник должен быть подключен к контуру заземления.
2. Заземление должно быть выполнено на металлических конструкциях.
3. В качестве заземляющего проводника нельзя использовать другие металлические конструкции.
4.  Заземление на металлических трубах должно быть изолировано от остального контура. 
5.  Заземление не должно иметь соединений с другими металлическими конструкциями.
6. В качестве заземления не может быть использован водопровод или другие трубы.

Результаты в омах станут показателями сопротивления заземления. Если результат измерения превышает 10 Ом, то это говорит о том, что в устройстве есть проблемы. Это может быть связано с неполадками в системе, поломкой оборудования или нарушением правил монтажа.

Как измерить сопротивление контура заземления мультиметром? Перед проверкой необходимо подготовить мультиметр к работе. Нужно убедиться, что прибор включен и в нем есть функция измерения сопротивления. Затем нужно установить переключатель на функцию «З», а затем на «Ом». Теперь можно приступать к измерению. При измерении сопротивления заземляющих систем, в первую очередь, измеряется сопротивление растеканию тока. Это значение будет отображено на дисплее прибора. Оно зависит от длины заземлителя, его сечения и площади поперечного сечения. Чтобы определить сопротивление заземления, нужно измерить два значения. Первое — сопротивление растекания. Второе — сопротивление грунта. Для этого нужно измерить расстояние между точками с измеренным сопротивлением растекания и с сопротивлением грунта и вычислить среднее значение. Чтобы заземление замерить тестером нужно подключить его к клеммам, расположенным на задней панели. Подсоединяются зажимы, которые называют «крокодил».

Перед измерением необходимо проверить, чтобы клеммы были чистыми, так как грязь и пыль могут исказить показания. Если сопротивление меньше, чем указано в паспорте, то это может значить, что нарушена конструкция или неправильно проведены работы по заземлению. Если показатель выше, то может быть нарушена изоляция.

Измерение мультиметром

Чтобы ответить на вопрос «как замерить сопротивление заземления тестером» необходимо знать, что сопротивление заземляющего устройства, измеренное в любой точке, не должно превышать 4 Ом. Это требование обусловлено тем, что при нормальном режиме работы электроустановки заземлитель не оказывает вредного воздействия на организм человека. В случае пробоя изоляции на корпус электрооборудования и замыкания фазы на заземленный корпус напряжение на нем будет больше рабочего напряжения электроустановки. Измерение мультиметром является наиболее простым и доступным для каждого способа и метода измерения, но он не дает точной информации о сопротивлении заземляющего контура. Поэтому для определения сопротивления заземлителя используется метод амперметра и вольтметра.   Это один из самых точных методов определения сопротивления заземления, который позволяет определить величину сопротивления, которая может меняться в зависимости от состояния грунта.  

Для определения величины сопротивления заземления измерительным прибором необходимо иметь исправный заземляющий контур. При измерении сопротивления изоляции обмоток трансформаторов тока и напряжения сопротивление изоляции измеряют между токоведущими частями и землей. Сопротивление изоляции определяют на трансформаторах тока, установленных на релейных и блочных щитах управления, и на трансформаторах напряжения, расположенных на распределительных устройствах (РУ) 6 – 10 кВ.

При измерении изоляции между обмотками и заземляющим устройством, сопротивление заземляющего контура должно быть не менее 0,5 Мом. Так как в процессе измерений напряжение между обмоткой и заземлением может достигать 1000 В, к измеряемому контуру должен быть подведен заземляющий проводник, соединенный с шиной заземления РУ. Сопротивление заземляющего контура измеряют в соответствии с требованиями ПУЭ. Погрешность измерения не должна превышать 10% от измеряемой величины.

Как измерить сопротивление заземления с помощью мультиметра

В наших домах и на работе часто случаются удары током.

К счастью, чаще всего мы остаемся в живых. Почему это? Что ж, заземление в электрических системах играет важную роль.

Чтобы убедиться, что ваша электрическая система всегда в безопасности, вам необходимо провести тесты сопротивления заземления и убедиться, что оно находится в оптимальном состоянии.

Однако не все знают, как это сделать, и мы вас прикроем.

В этой статье содержится информация о том, как измерить сопротивление заземления, в том числе сведения о том, что такое заземление на самом деле, и о том, как с помощью мультиметра можно выполнить несколько диагнозов.

Давайте приступим.

Что такое сопротивление заземления?

Сопротивление заземления оборудования представляет собой уровень сопротивления или препятствия, с которым сталкивается напряжение в нем при попадании в землю.

Он просто показывает, насколько легко напряжение уходит от компонентов устройства в землю.

Это важный показатель для измерения уровня защиты, которую электрическое оборудование обеспечивает людям.

Почему важно сопротивление заземления?

При защитном заземлении намеренно создается соединение компонентов устройства с землей через заземляющий блок.

Этот заземляющий элемент называется контуром и изготовлен из электродов, например, из стали или, что предпочтительнее, из меди.

Компоненты, подключенные к блоку заземления, обычно не находятся под напряжением, когда через устройство проходит напряжение.

Например, это может быть оборудование в металлическом корпусе. Этот металлический корпус обычно подключается к заземляющему устройству.

В случае пробоя изоляции заземление помогает направить напряжение с этого металлического корпуса в землю, где оно рассеивается.

При отсутствии заземления в металлическом корпусе накапливается напряжение. Если кто-то прикоснется к металлическому корпусу, через него заземлится все напряжение, что может быть фатальным для этого человека.

Кроме того, даже при наличии заземления могут возникнуть проблемы. Электричество обычно проходит по каналу с наименьшим сопротивлением.

К счастью, у людей средняя сопротивляемость составляет 1000 во влажном состоянии и 10 000 в сухом, что очень много.

Однако, если сопротивление вашего наземного юнита не намного ниже этого, то оно бесполезно.

Заземление помогает, поэтому вам необходимо постоянно измерять сопротивление заземления устройства и всегда обеспечивать его оптимальное значение.

Мультиметр оказывается удобным инструментом для диагностики нескольких электрических устройств.

Как измерить сопротивление заземления с помощью мультиметра

Для измерения сопротивления заземления вам понадобится длинный провод, цифровой мультиметр и металл, упирающийся в землю. Отключите ваше оборудование от любого источника питания, установите мультиметр в Ом и подключите заземляющий компонент вашего устройства к заземляющему стержню с помощью длинного куска провода. Поместите щупы на провод и заземляющий блок вашего устройства, чтобы получить показание .

Этот процесс включает в себя гораздо больше, и мы углубимся в детали.

Существует три метода проверки сопротивления заземления оборудования.

В этом посте речь пойдет о двухстрочном методе, так как мультиметр тут только действенный.

Двухлинейный метод предполагает измерение заземляющего элемента в вашем оборудовании относительно шлифованного металла.

Этот металлический стержень находится в земле и закреплен зажимом. Вы ожидаете, что сопротивление этого будет чрезвычайно низким.

Шаг 1: Получите кусок провода

Кусок провода используется для проведения тестов, особенно если стержень заземления находится далеко от блока заземления оборудования.

Это можно увидеть в случае с трудноподвижными объектами, такими как стиральные машины.

Вы также снимаете изоляцию с обоих концов провода, чтобы обеспечить идеальный контакт щупов мультиметра для точной диагностики.

Если можно переместить оборудование на заземляющий стержень, то провод не нужен.

Шаг 2. Отключите оборудование от источника питания

Для измерения сопротивления электрический ток не обязательно должен проходить через цепь оборудования.

Вы хотите принять меры предосторожности при выполнении тестов, поэтому убедитесь, что нет активных подключений.

Шаг 3: Установите мультиметр Наберите

Для проверки заземления установите мультиметр на Ом. Сопротивление измеряется в Омах и обозначается символом омега (Ом) на мультиметре.

Вы также должны убедиться, что мультиметр установлен на уровень ниже 100 Ом, если он имеет несколько вариантов выбора.

Шаг 4. Разместите щупы мультиметра

Здесь вы проводите испытания и измерения.

Поместите черный щуп мультиметра на заземляющий блок вашего оборудования, а красный щуп на конец провода без изоляции.

Если вы не использовали кусок провода, прикрепите красный щуп непосредственно к заземляющему стержню.

Шаг 5. Оценка результатов измерений

После того, как все это будет сделано, мультиметр должен выдать показания. Как правило, если сопротивление хорошее, следует ожидать показания ниже 5,0 Ом.

Значение сопротивления 5,0 Ом является рекомендуемым значением сопротивления из Национального электротехнического кодекса США, на которое можно положиться для обеспечения безопасности во всем мире.

Сопротивление, которое вы получаете, варьируется от оборудования к оборудованию, а некоторые даже ниже 1 Ом.

Показание в омах, полученное с помощью двухлинейного метода, представляет собой сумму сопротивления заземляющего устройства и сопротивления заземляющего стержня.

Это все, но в вашем доме есть еще кое-что. Вы также можете проверить, правильно ли заземлена розетка, выполнив следующие действия;

• Настройте мультиметр на переменное напряжение (200 В~)
• Убедитесь, что по цепи проходит напряжение, проверив горячие и нейтральные розетки примерно на 120 В или 240 В. После подтверждения перейдите к следующему шагу.
• Поместите черный щуп в заземляющую розетку, а красный щуп — в горячую.
• Если мультиметр показывает одинаковый диапазон показаний 120 В или 240 В, розетка правильно заземлена. Если это не так, есть проблема.
• Поместите черный щуп в заземленную розетку, а красный щуп — в нейтральную розетку. При правильном заземлении без проблем вы ожидаете увидеть нулевое значение.

В этом видео показано, как именно проверить заземление в розетках.

Заключение

Измерение сопротивления заземления мультиметром не самое сложное. Вы просто получаете показания в омах, подключая заземляющий стержень к заземляющему устройству в вашем оборудовании или проверяя розетки на правильность показаний напряжения.

Очевидно, что это не самый надежный метод, но самый простой и действенный, который можно осуществить с помощью мультиметра.

Часто задаваемые вопросы

Сколько Ом соответствует хорошему заземлению?

Любое значение сопротивления ниже 5,0 Ом является хорошим заземлением. Это значение взято из положения Национального электротехнического кодекса США, на которое можно положиться в плане безопасности во всем мире.

Какие три наиболее распространенных метода определения сопротивления заземления?

Существует три метода определения сопротивления грунта: двухлинейный, трехлинейный и четырехлинейный. Метод четырех линий оказывается наиболее точным из всех.

Каково максимально допустимое сопротивление земли?

Максимально допустимое сопротивление на землю составляет 5,0 Ом. К моменту NEC это значение снижается до 2,0 Ом для малых подстанций, 1,0 Ом для крупных электростанций и 0,5 Ом для крупных электростанций.

Как проверить целостность заземления?

Чтобы проверить целостность заземления в розетке, установите тестер на переменное напряжение, вставьте красный щуп в розетку с высоким напряжением, а черный щуп в розетку с заземлением. Если вы получаете хотя бы 120 В, непрерывность есть.

Есть ли непрерывность между нейтралью и землей?

Если розетка подключена к проводам в стене, между розетками нейтрали и заземления будет непрерывность. То же самое не ожидается, если сокет простаивает.

Измерение сопротивления заземления | Fluke

При проведении аудита заземления центральной станции необходимо выполнить три различных измерения с помощью тестера заземления. Перед тестированием найдите MGB (Master Ground Bar) в центральном офисе, чтобы определить тип существующей системы заземления. Как показано на этой странице, провод заземления MGB подключается к:

• MGN (многозаземленная нейтраль) или входная сеть
• Заземление
• Водопровод
• Конструкционная или строительная сталь

отдельные основания отрываются от МГБ. Цель состоит в том, чтобы убедиться, что все основания подключены, особенно MGN. Важно отметить, что вы измеряете не индивидуальное сопротивление, а сопротивление контура того, что вы зажимаете.

Как показано на рисунке 1, подключите тестер заземления Fluke1625 или измеритель сопротивления заземления 1623, а также индукционные и измерительные зажимы, которые размещаются вокруг каждого соединения для измерения сопротивления контура MGN, поля заземления, водопроводной трубы и строительная сталь.

2. Выполните 3-полюсное испытание на падение потенциала

Во-вторых, выполните 3-полюсное испытание на падение потенциала всей системы заземления, подключившись к MGB, как показано на рис. 2. Чтобы перейти к удаленная земля, многие телефонные компании используют неиспользуемые пары кабелей, идущие на расстояние до мили. Запишите измерение и повторяйте этот тест не реже одного раза в год.

3. Измерьте отдельные сопротивления системы заземления

В-третьих, измерьте отдельные сопротивления системы заземления с помощью выборочного теста Fluke 1625 или 1623. Подсоедините тестер заземления Fluke, как показано на рис. 3. Измерьте сопротивление МГН; значение — это сопротивление этой конкретной ноги МГБ. Затем измерьте поле земли. Это показание является фактическим значением сопротивления поля заземления центрального офиса. Теперь перейдите к водопроводной трубе, а затем повторите для сопротивления строительной стали. Вы можете легко проверить точность этих измерений с помощью закона Ома. Сопротивление отдельных ветвей при расчете должно равняться сопротивлению всей заданной системы (допускайте разумную погрешность, поскольку не все элементы заземления могут быть измерены).

Эти методы тестирования обеспечивают наиболее точное измерение центрального офиса, поскольку они дают вам индивидуальные сопротивления и их фактическое поведение в наземной системе. Хотя измерения точны, они не покажут, как система ведет себя как сеть, потому что в случае удара молнии или короткого замыкания все подключено.

Чтобы доказать это, вам нужно выполнить несколько дополнительных тестов на отдельных сопротивлениях.

Сначала выполните 3-полюсное испытание падения потенциала на каждой ветви MGB и запишите каждое измерение. Снова используя закон Ома, эти измерения должны быть равны сопротивлению всей системы. Из расчетов вы увидите, что вы получаете от 20 % до 30 % от общей стоимости RE.

Наконец, измерьте сопротивления различных ветвей MGB, используя селективный безэлектродный метод. Он работает так же, как метод без штырей, но отличается тем, как мы используем два отдельных зажима. Мы размещаем зажим наводящего напряжения вокруг кабеля, идущего к МГБ, и, поскольку МГБ подключен к входящему источнику питания, параллельному системе заземления, мы выполнили это требование. Возьмите измерительный зажим и поместите его вокруг заземляющего кабеля, ведущего к заземляющему полю. Когда мы измеряем сопротивление, это фактическое сопротивление поля земли плюс параллельный путь МГБ. А поскольку омическое сопротивление должно быть очень низким, оно не должно оказывать реального влияния на измеренное значение. Этот процесс можно повторить для других ветвей заземляющего стержня, то есть для водопроводной трубы и конструкционной стали.