1.         Назначение и область применения

            1.1      Настоящий документ методика «Измерение сопротивления заземляющих устройств» устанавливает методику выполнения проверки элементов заземляющего устройства и измерения сопротивления заземляющего устройства на соответствие проекту и требованиям НД.

1.2    Настоящий документ разработан для применения персоналом электролаборатории в Краснодаре и Краснодарском крае ООО "Энерго Альянс" при проведении приемо-сдаточных, периодических и ремонтных  испытаний.

2.         Термины и определения

В данной методике используются следующие термины и определения, принятые согласно ПУЭ изд. 7 и комплекса стандартов ГОСТ Р 50571.16 - 2007:

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

2.2   Защитное заземление - заземление, выполняемое в целях электробезопасности.

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

2.4 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.

2.5 Заземлитель - проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду.

2.6 Искусственный заземлитель - заземлитель, специально выполняемый для целей заземления.

2.7 Естественный заземлитель - сторонняя проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду, используемая для целей заземления.

2.8 Заземляющий проводник - проводник, соединяющий заземляемую часть (точку) с заземлителем.

2.9   Заземляющее устройство - совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

2.10 Зона нулевого потенциала (относительная земля) - часть земли, находящаяся вне зоны влияния какого-либо заземлителя, электрический потенциал которой принимается равным нулю.

2.11 Зона растекания (локальная земля) - зона земли между заземлителем и зоной нулевого потенциала.

Термин земля, используемый в главе, следует понимать как земля в зоне растекания.

2.12  Замыкание на землю - случайный электрический контакт между токоведущими частями, находящимися под напряжением, и землей.

3.13 Напряжение на заземляющем устройстве - напряжение, возникающее при стекании тока с заземлителя в землю между точкой ввода тока в заземлитель и зоной нулевого потенциала.

2.14 Напряжение прикосновения - напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к ним человека или животного.

Ожидаемое напряжение прикосновения - напряжение между одновременно доступными прикосновению проводящими частями, когда человек или животное их не касается.

2.15 Напряжение шага - напряжение между двумя точками на поверхности земли, на расстоянии 1 м одна от другой, которое принимается равным длине шага человека.

2.16 Сопротивление заземляющего устройства - отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю.

2.17 Эквивалентное удельное сопротивление земли с неоднородной структурой - удельное электрическое сопротивление земли с однородной структурой, в которой сопротивление заземляющего устройства имеет то же значение, что и в земле с неоднородной структурой.

Термин удельное сопротивление, используемый в главе для земли с неоднородной структурой, следует понимать как эквивалентное удельное сопротивление.

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

2.19 Защитное заземление - заземление, выполняемое в целях электробезопасности.

2.20 Рабочее (функциональное) заземление - заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности).3.1  Заземление -- преднамеренное электрическое соединение этой части с заземляющим устройством.

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

3. Характеристика измеряемой величины, нормативные значения измеряемой величины

Объектом измерения являются заземляющие устройства

Измеряемой величиной являются геометрические размеры заземлителей, сопротивление заземляющего устройства.

3.1 Требования к заземляющему устройству.

3.1.1 Заземляющие устройства могут быть объединенными или раздельными для защитных или функциональных целей в зависимости от требований, предъявляемых электроустановкой.

3.1.2 Заземляющие устройства должны быть выбраны и смонтированы таким образом, чтобы:

— значение сопротивления растеканию заземляющего устройства соответствовало требованиям обеспечения защиты и работы установки в течение периода эксплуатации;

— протекание тока замыкания на землю и токов утечки не создавало опасности, в частности, в отношении нагрева, термической и динамической стойкости электроустановки;

— были обеспечены необходимая прочность или дополнительная механическая защита в зависимости от заданных внешних факторов по ГОСТ 30331.2/ГОСТ Р 50571.2.

3.1.3 Должны быть приняты меры по предотвращению повреждения металлических частей из-за электролиза.

3.2 Заземлители.

3.2.1 В качестве заземлителей могут быть использованы находящиеся в соприкосновении с землей:

— металлические стержни или трубы;

— металлические полосы или проволока;

— металлические плиты, пластины или листы;

— фундаментные заземлители;

— стальная арматура железобетона;

— стальные трубы водопровода в земле при выполнении условий 3.2.5;

— другие подземные сооружения, отвечающие требованиям 3.2.6.

Примечание. Эффективность заземлителя зависит от конкретных грунтовых условий, и поэтому в зависимости от этих условий и требуемого значения сопротивления растеканию должны быть выбраны количество и конструкция заземлителей. Значение сопротивления растеканию заземлителя может быть рассчитано или измерено.

3.2.2 Тип заземлителей и глубина их заложения должны быть такими, чтобы высыхание и промерзание грунта не вызывали превышения значения сопротивления растеканию заземлителя свыше требуемого значения.

3.2.3 Материал и конструкция заземлителей должны быть устойчивыми к коррозии.

3.2.4 При проектировании заземляющих устройств следует учитывать возможное увеличение их сопротивления растеканию, обусловленное коррозией.

3.2.5 Металлические трубы водопровода могут использоваться в качестве естественных заземляющих устройств при условии получения разрешения от водоснабжающей организации, а также при условии, что приняты надлежащие меры по извещению эксплуатационного персонала электроустановки о намечаемых изменениях в водопроводной системе.

Примечание. Желательно, чтобы надежность заземляющих устройств не зависела от других систем.

3.2.6 Металлические трубы других систем, не относящихся к упомянутой в 3.2.5 (например, с горючими жидкостями или газами, систем центрального отопления и т. п.), не должны использоваться в качестве заземлителей для защитного заземления.

Примечание. Это требование не исключает их включения в систему уравнивания потенциалов в соответствии с ГОСТ 30331.3/ГОСТ Р 50571.3.

3.2.7 Свинцовые и другие металлические оболочки кабелей, не подверженные разрушению коррозией, могут использоваться в качестве заземлителей при наличии разрешения владельца кабеля и при условии, что будут приняты надлежащие меры по извещению эксплуатационного персонала электроустановки о всяких изменениях, касающихся кабелей, которые могут повлиять на его пригодность к использованию в качестве заземлителя.

Заземлители и заземляющие проводники в электроустановках  в соответствии с ПУЭ п. 1.7.101 табл. 1.7.4. должны иметь размеры не менее приведенных в таблице 1.

Таблица 1. Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле.

* Диаметр каждой проволоки.

Сечение горизонтальных заземлителей для электроустановок напряжением выше 1кВ выбирается по термической стойкости (исходя из допустимой температуры нагрева 400 С).

Не следует располагать (использовать) заземлители в местах, где земля подсушивается под воздействием тепла трубопроводов и т.п.

Траншеи для горизонтальных заземлителей должны заполняться однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора.

В случае опасности коррозии заземлителей должно выполняться одно из следующих мероприятий:

-   Увеличение сечения и заземлителей с учетом расчетного срока их службы,

-   Применение оцинкованных заземлителей,

-   Применение электрической защиты.

В качестве искусственных заземлителей допускается применение заземлителей из электропроводящего бетона.

4.         Условия испытаний (измерений)

4.1 При  выполнении измерений и испытаний, согласно руководству пользователя прибором ИС-20, специалисты нашей электролаборатории в Краснодаре соблюдают следующие условия:

температура окружающего воздуха  - 25⁰С до +60⁰С,

относительная влажность (95 ±3%) при температуре 35⁰С,

измерение  сопротивления  заземляющих  устройств рекомендуется проводить в периоды наименьшей проводимости грунта, в засушливое летнее время при наибольшем высыхании грунта или в периоды промерзания грунта зимой,

при производстве измерений в другом состоянии грунта, при обработке результатов измерений следует вводить поправочный коэффициент, учитывающий его состояние. Значение поправочного коэффициента к1, к2, к3 приведено в приложении 1, при измерениях зимой (в периоды промерзания грунта) поправочный коэффициент не применяют.

4.2      Измерения проводят в светлое время суток. Производить измерения на заземляющих устройствах во время грозы, дождя, мокрого тумана и снега, а также в темное время суток запрещается.

4.2      Прибор располагается в горизонтальном положении.

5.         Метод  испытаний (измерений)

5.1      Измерение сопротивления заземляющего устройства который основан на компенсационном методе с применением вспомогательных заземлителей и потенциального электрода (зонда) при помощи прибора ИС-20.

5.2      Измерение геометрических размеров выполняют методом прямых измерений.

5.3      Степень разрушения элементов заземлителей оценивают при контрольном вскрытии контура визуально.

6.  Производство измерений

6.1      Измерение сопротивления заземления по четырехпроводному методу. Данный метод исключает из результата измерений сопротивление измерительных кабелей и переходные сопротивления в местах их подключения, что является важным в случае, когда измеряемое сопротивление имеет малую величину.

6.1.1   Кнопкой «Режим» выбрать четырехпроводный метод измерения.

6.1.2   Отсоединить заземляющее устройство от системы заземления. Определить максимальную диагональ (d) заземляющего устройства (ЗУ).

Соединить ЗУ при помощи измерительных кабелей с гнездами Т1 и П1. Потенциальный штырь П2 установить в грунт на расстоянии 1,5 d, но не менее 20м от измеряемого ЗУ (см. рисунок 1)

Рисунок 1. - Схема подключения и вид индикатора при измерении

сопротивления заземления четырёхпроводным методом

Т1,Т2  - токовые зажимы;

П1,П2 - потенциальные зажимы;

ЗУ - измеряемое заземляющее устройство;

d - наибольшая диагональ заземляющего устройства.

При наличии напряжения помехи, прибор измерит ее амплитудное значение в вольтах и результат отобразит на экране. В этом случае необходимо найти оптимальное направление расположения измерительных штырей, при котором величина напряжения помехи будет минимальной. Это позволит получить наиболее достоверные результаты последующих измерений. 

Токовый штырь Т2 установить в грунт на расстоянии более 3d, но не менее 40 м от ЗУ.

Подключить соединительный кабель к разъему Т2 прибора. Произвести серию измерений сопротивления заземления при последовательной установке потенциального штыря П2 в грунт на расстоянии 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 и 90% от расстояния до токового штыря Т2.

ЗУ, токовый и потенциальный измерительные штыри обычно выстраивают в одну линию.

Далее строится график зависимости сопротивления от расстояния между ЗУ и потенциальным штырем П2. Если кривая монотонно возрастает и имеет в средней части достаточно горизонтальный участок (при расстояниях 40 и 60% разница значений сопротивления меньше 10%), то за истинное принимается значение сопротивления при расстоянии 50%.

В противном случае все расстояния до штырей необходимо увеличить в 1,5-2 раза или изменить направление установки штырей для уменьшения влияния надземных или подземных коммуникаций.

6.2      Измерение сопротивления заземления по трёхпроводному методу (3П)

Кнопкой  «Режим»   выбрать трёхпроводный метод измерения.

Подключить измерительный кабель 1,5 м к гнезду П1.

Рисунок 2 - Схема подключения и вид индикатора при измерении

сопротивления заземления трёхпроводным методом

Измерение проводить аналогично четырехпроводному методу, но при этом измеренное значение сопротивление ЗУ будет включать в себя сопротивление измерительного кабеля,

подключенного к гнезду П1.

7.    Контроль точности результатов испытаний (измерений)

7.1      Контроль точности результатов измерений обеспечивается раз в два года поверкой средств измерений в органах Госстандарта РФ и проверкой соответствия размеров вспомогательных технических средств перед выполнением измерений. Выполнение измерений прибором с просроченным сроком поверки не допускается.

8. Требования к квалификации персонала

8.1 К выполнению измерений и испытаний допускают лиц, прошедших специальное  обучение и аттестацию с присвоением  группы по электробезопасности не ниже III  при работе в электроустановках до 1000 В, имеющих запись о допуске к испытаниям и измерениям в электроустановках до 1000 В.

8.2 Измерение сопротивления заземляющего устройства должен проводить только квалифицированный персонал в составе бригады, в количестве не менее 2 человек.

9. Требования к обеспечению безопасности при выполнении испытаний (измерений) и экологической безопасности

9.1 При проведении измерений персонал должен соблюдать требования ПОТЭЭ, инструкций по производственной санитарии, требования инструкций по технике безопасности.

9.2 Забивать электроды в землю необходимо исправным молотком (ударная часть без сколов и трещин, рукоять без повреждений) только в рукавицах.

9.3 При сборке измерительных схем следует соблюдать последовательность соединения проводов токовой и потенциальной цепи. Сначала необходимо присоединить провод к вспомогательному электроду  и лишь затем к прибору.

9.4      Испытания не наносят вреда окружающей среде.

10. Оформление результатов измерений

По результатам измерений электролабораторией в Краснодаре ООО "Энерго Альянс" составляется протокол. 

 Приложение 1

Поправочные коэффициенты к значению измеренного

сопротивления заземлителя для полосы РФ

где  t – глубина заложения в землю горизонтальной части заземлителя или верхней части       вертикальных заземлителей;

       L – длина горизонтальной полосы или вертикального заземлителя;

       S – площадь заземляющей сетки или контура;

       n – количество вертикальных электродов.

Указания к применению коэффициентов:

К1 – применяется при измерениях на влажном грунте или когда к моменту измерения предшествовало выпадение большого количества осадков;

К2 – применяется на грунте средней влажности или когда к моменту измерения предшествовало выпадение небольшого количества осадков;

К3 – применяется на сухом грунте или когда к моменту измерения предшествовало выпадение незначительного количества осадков.