Лабораторно-практична робота №4

Вимір опору захисного заземлення

1. МЕТА ТА ЗАВДАННЯ ЗАНЯТТЯ

Мета заняття - вивчити апаратуру й порядок вимірювання опору захисного заземлення.

Після закінчення заняття студент повинен знати:

- призначення та область використання захисного заземлення;

- вимоги до опору захисного заземлення;

- апаратуру й схеми вмикання для виміру опору заземлення;

- порядок вимірювання.

Уміти вимірювати опір заземлюючого пристрою.

2. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

Захисне заземлення - це навмисне електричне з'єднання металевих не струмоведучих елементів устаткування, які в аварійному режимі можуть опинитися під напругою, із заземлюючим пристроєм.

Заземлюючий пристрій - це сукупність заземлювача і заземлюючого проводу.

Заземлювач - це сукупність металевих електродів, що знаходяться в контакті із землею (вертикальних, горизонтальних, арматури фундаменту тощо).

Заземлюючий провід призначений для з'єднання корпусу електроустаткування із заземлювачем.

При порушенні робочої ізоляції або з'єднанні струмопровідної частини з корпусом електроустаткування на останньому з'являється потенціал струмопровідної частини. У цьому випадку захисне заземлення забезпечує пониження потенціалу корпусу до безпечного.

Захисне заземлення використовується в мережах до 1000 В з ізольованою нейтраллю і вище 1000 В, в мережах з ізольованою та ефективно заземленою нейтраллю.

Опір заземлюючого пристрою повинен бути:

- для електроустаткування напругою вище 1 кВ мереж з ефективно заземленою нейтраллю - не більше ніж 0,5 Ом;

- для електроустаткування напругою вище ІкВ з ізольованою нейтраллю при використанні заземлюючого пристрою тільки для електроустаткування напругою вище ІкВ - R_Х=250/I₃, але не більше 10 Ом, де І-розрахунковий струм замикання на землю, А.

При використанні заземлюючого пристрою також для електроустаткування напругою до 1 кВ - R_Х=125/I₃, при цьому повніші виконуватися вимоги, щодо заземлення електроустаткування напругою до 1 кВ;

- для електроустаткування напругою до 1 кВ з ізольованою нейтраллю - не більше 10 Ом з одночасним автоматичним контролем опору ізоляції;

- для шахтних електроустановок незалежно від напруги - не більше 2 Ом;

- для електроустановок, що експлуатуються в метрополітені - не більше 0,5 Ом;

- для електроустаткування напругою до 1 кВ із глухо заземленою нейтраллю опір заземлення нейтралі в сумі з повторними заземлювачами - не більше 2, 4, 8 Ом, відповідно при лінійній напрузі 660, 380 і 220 В.

Усі електроустановки напругою 380 В і більше змінного струму, і 440 В і більше постійного струму підлягають заземленню, а для приміщень із підвищеною небезпекою й особливо небезпечних - напругою 42 В і більше змінного струму, і 110 В і більше постійного струму.

Опір заземлюючого пристрою перевіряється при вводі в експлуатацію, переміщенні устаткування, ремонті заземлюючого пристрою та періодично. Обсяг і періодичність перевірки заземлюючого пристрою наведені в [1]. Так на підстанціях напругою до 35 кВ заземлюючі пристрої, що використовуються для заземлення електроустановок напругою тільки вище 1 кВ, перевіряють не рідше одного разу у шість років, а для підстанцій напругою до 10 кВ - не рідше 1 разу у три роки. На підземних роботах огляд заземлюючого пристрою та вимір його опору виконується не рідше 1 разу на місяць

При невідповідності вимогам [1] необхідно прийняти заходи до доведення електричних характеристик заземлення до відповідних значень, для чого потрібно збільшити довжину заземлюючих електродів або їх кількість.

3. Апаратура для виміру опору заземлюючого пристрою

3.1. Вимірювач опору заземлення м416

Вимірювач М416 [2] використається для вимірювання опору заземлюючих пристроїв електроустановок напругою до 1 кВ з ізольованою і глухо заземленою нейтраллю і вище ІкВ з ізольованою нейтраллю.

В имірювач М416 має внутрішнє джерело живлення (три сухих елементи типу «Марс» ), перетворювач постійного струму у змінний з частотою 950-1125 Гц та вимірювальний пристрій компенсаційного типу. Спрощена схема вимірювача М416 наведена на рис. 3.1. Для виміру опору заземлення R_x необхідно мати допоміжні заземлювачі - струмовий Т і потенційний П зонди.

Струмовий зонд у більшості випадків виконується з одного або декількох вертикальних електродів довжиною до 3 м. У якості потенціального зонда використовують вертикальний електрод довжиною 1 - 3 м.

Під час виміру вихід перетворювача з'єднується зі струмовим зондом Т і заземлювачем, опір якого вимірюється, R_х. При цьому змінний струм проходить по первинній обкладинці трансформатора Т_р (рис.3.1). Вторинна обкладинка трансформатора Т_р приєднана до спеціального каліброваного резистора (реохорда) R_x. Мить компенсації настає при такому положенні рухомого контакта, коли падіння напруги на його нижній ділянці (рис. 3.1.) дорівнює напрузі на вхідних затискачах 2 і 3 вимірювача. При цьому струм через індикатор дорівнює нулю. Реохорд має шкалу, що дозволяє визначити значення R_х. Для розширення діапазону вимірювання у вимірювачі передбачена можливість приєднання двох каліброваних реохордів і зміна коефіцієнта трансформації трансформатора Т_р. Підсилювач дозволяє підвищити чутливість вимірювача, а фільтр на вході, практично виключає вплив блукаючих змінних струмів промислової частоти. Вихід підсилювача навантажений на фазочутливий синхронний детектор, який дозволяє отримати полярність спрямленої напруги в залежності від фази першої гармоніки напруги. Спрямлена напруга подається на міліамперметр магнітоелектричної системи.

Конструктивно вимірювач М416 виконано у пластмасовому корпусі з відкидною кришкою. На передній панелі знаходиться кнопка вмикання, чотири затискачі для приєднання струмового й потенційного зондів, перемикач діапазонів вимірювання, ручка й шкала реохорда, мікроамперметр.

Основні технічні характеристики вимірювача М 416

Діапазони вимірювання, Ом 0,1-10, 0,5-50, 2-200, 10-1000

Межа основної приведеної похибки, що допускається, % ±4

Частота струму, що виміряється, Гц 950-1125

Маса, кг 3,0

Підготовка вимірювача М416 до роботи

Установити елементи живлення у пристрій. Вимірювач М416 установити горизонтально, відкрити кришку, перемикач «Диапазоны» встановити в положення «Контроль 5 Ω», натиснути кнопку, а потім ручкою «Реохорд» установити стрілку індикатора на нуль. При цьому показання вимірювача повинні дорівнювати 5±0,35 Ом. Якщо це не виконується - необхідно замінити елементи живлення.

4. Порядок виконання роботи