7.1.9 Измерение сопротивления заземления

Разного рода заземления (рабочие, предназначенные служить вторым проводом какой-то цепи; защитные - для устранения влияния на линии и аппаратуру наведенных опасных и мешающих напряжений; вспомогательные - для проведения измерений) контролируют с помощью переменного тока, поскольку использование постоянного тока приводит к ошибкам, обусловленным явлениями поляризации.

Так как каждое заземление имеет только один вывод, то для определения сопротивления заземления по любой схеме необходимо иметь не менее трех заземлений (с сопротивлениями R_х, R_у, R_z). Простейшим способом определения этих величин может быть метод трех сумм: комбинируя эти сопротивления по два, получим R_xy = R_х + R_у; R_xz = R_x + R_z; R_yz = R_y + R_z, откуда можно найти каждое из них. Однако такой способ дает слишком большую погрешность, если сопротивления сильно отличаются друг от друга.

Чаще для измерения сопротивлений заземлений используют метод амперметра и вольтметра (рис. 7.16), на котором основано, например, устройство прибора МС-08. Если сопротивление вольтметра достаточно велико, то R_X = U_X/I_X, где U_х - показания вольтметра, а I_х - амперметра.

Рисунок 7.16 Измерение сопро- Рисунок 7.17 Компенсацион-

тивления заземления мето- ный способ измерения со-

дом амперметра и вольтметра противлении заземлений

Широко применяется компенсационный способ измерения сопротивлений заземлений, схема которого представлена на рис. 7.17 (по подобной схеме работает прибор типа ИЗ). Регулируя сопротивление r, можно добиться минимальной громкости звука в телефоне. Это будет означать, что потенциал у контакта движка потенциометра R, создаваемый током I₂ на сопротивлении r, имеет ту же величину и знак, как и потенциал земли, создаваемый током I₁, протекающим через сопротивление R_x. Иначе говоря, I₂ r = I₁R₂ т. е. эти напряжения в каждый момент компенсируют друг друга. Чтобы такая компенсация могла быть достигнута при различных R_х трансформатор Тр делается секционированным, с переменным коэффициентом трансформации, что дает возможность менять силу тока I₂. Возможность перемены фазы этого тока показана на схеме перекрещиванием проводов вторичной обмотки. Если I₁ = nI₂, где n - коэффициент трансформации, то (при отсутствии тока в теле фоне) R_x = r/n.

Важным преимуществом компенсационного способа является отcутствие необходимости брать R_y и R_z примерно равными R_x; они могут быть существенно отличными от R_x, поскольку их величины практически не влияют на значение величины тока I₂ при компенсации. Следует однако, иметь в виду, что при слишком малых значениях R_x точность измерений невелика вследствие неизбежности некоторого сдвига фаз в трансформаторе и заземлениях.

Погрешность измерений сопротивлений заземлений компенсационным методом с помощью прибора ИЗ составляет 3 50 % от нижнего предела измерений (в приборе три предела: 0,02 - 1,5; 0,2 - 15; и 2 - 150 Ом). Что касается нормальных значений сопротивлений заземлений, то они могут быть различны в зависимости от значения заземления и количества проводов, введенных на станцию.