Испытание заземляющих устройств. Методические указания по выполнению лабораторной работы

Лабораторная работа № 6. Испытание заземляющих устройств

Цель работы: изучить методики измерения сопротивления заземляющего устройства и приобрести навыки в испытании заземляющих устройств.

Порядок выполнения работы

1.Ознакомиться с лабораторным макетом для испытания заземляющих устройств.

2.Измерить сопротивление заземляющего устройства:

а) методом амперметра и вольтметра; б) методом «трех земель»; в) с помощью прибораМС-08;

г) с помощью прибора МRU-105

3. Отчет о работе должен содержать принципиальные схемы измерений, результаты измерений и краткие выводы.

Задание

Измерить сопротивление заземляющего устройства различными методами (результаты измерений занести в табл. 1.):

Таблица 1 – Результаты измерений

3

Метод амперметра и вольтметра

Рассмотрим схему измерения сопротивления заземляющего устройства методом амперметра и вольтметра (рис.1).

Рисунок 1 – Схема измерения сопротивления заземления методом амперметра-вольтметра

Помимо испытуемого R3 (контролируемого) заземлителя (на схеме Rх) требуется иметь ещё два заземлителя: вспомогательный заземлитель и зонд. Назначение вспомогательного заземлителя – создание цели для измерительного тока через этот заземлитель и испытуемый.

Назначение зонда – получение в схеме точки с нулевым потенциалом, по отношению к которой может быть измерен потенциал испытуемого заземлителя.

Сопротивление заземлителя определяется по формуле (1):

Зонд Rзонд и заземлитель Rв находится друг от друга и от испытуемого заземлителя R3 на расстоянии не менее 40м так, чтобы между ними образовалось зона земли с нулевым потенциалом.

Взаимное расположение испытуемого заземлителя Rз, зонда Rзонд и вспомогательного заземлителя Rв имеет большое значение для точного измерения.

Для измерения сопротивления испытуемого заземлителя создается цепь переменного тока самостоятельного источника через испытуемый и вспомогательный заземлители. Измерительный ток I3, показываемый амперметром, протекает через испытуемое (контролируемое) и вспомогательное сопротивления.

4

Метод «трех земель»

Сопротивление заземляющего устройства Rз можно измерить и методом трех земель (трех измерений). Схемы измерений сопротивления заземления методом трех земель представлены на рис. 2.

Схема 1

Схема 2

Схема 3

Рисунок 2 – Схемы измерения сопротивления заземления методом «трех земель»

5

Рисунок 3 – Прибор МС-08

Таким образом, в цепи измеряемого заземлителя протекает переменный ток, исключающий явление электролиза, а в цепях измерительного прибора протекает постоянный ток, что позволяет использовать чувствительную магнитоэлектрическую систему логометра, практически исключающую зависимость показаний прибора от скорости вращения рукоятки генератора в достаточно широких пределах от 1,5 до 2,5 оборота в секунду.

Прибор имеет три предела измерения: 0-1000 Ом, 0-100 Ом, 0-10 Ом. Необходимое сопротивление вспомогательного заземлителя для предела 0-1000 Ом, (х1) – не более 1000 Ом, для предела 0-100 Ом (х0,1) – не более 500 Ом и для предела 0-10 Ом (х0,01) – не более 250 Ом. Сопротивление зонда во всех случаях не должно превышать 1000 Ом.

Прибор имеет четыре зажима: два токовых, обозначенных I1 и E1, и два потенциальных E1 и E2. Для грубых измерений зажимы I1 и E1 соединяют перемычкой и присоединяют к измеряемому объекту (Rз), I2 – к вспомогательному заземлению (Rв), Е2 – к зонду(Rзонд). Прибор располагают в непосредственной близости к испытуемому объекту, все соединения производят изолированными проводами (рис.4).

Рисунок 4 – Схема измерений при помощи прибора МС-08

7

Для компенсации сопротивления зонда переключатель устанавливают в положение «регулировка» и, вращая рукоятку генератора со скоростью около 135 об/мин (2 об/сек), поворотом ручки реостата совмещают стрелку прибора с красной отметкой шкалы. После компенсации сопротивления зонда переключатель устанавливают в положение Измерение «х0,1» и, вращая генератор с вышеуказанной скоростью, производят замер. При незначительном отклонении стрелки прибора переходят на другие пределы, и отсчет производят по той же шкале выбранного масштабного множителя.

Метод измерения сопротивления заземляющего устройства с помощью прибора МRU-105

Прибор МRU-105 предназначен для измерения сопротивления заземляющих устройств и удельного сопротивления грунта (рис. 5). Благодаря современной конструкции прибор характеризуется хорошими эргономичными показателями и широкими измерительными функциями (в том числе анализа условий, отрицательно влияющих на точность полученных результатов).

Прибор MRU-105 укомплектован токоизмерительными клещами для проведения измерений заземляющих устройств без разъединения заземлителей. Уникальная конструкция катушек с измерительными проводами позволяет разматывать провод с сохранением контакта с зондом.

Основные характеристики измерителя MRU-105:

-измерение сопротивления заземляющих устройств трех- и четырехполюсным методами;

-измерение удельного сопротивления грунта методом Веннера с возможностью выбора расстояния между измерительными электродами;

-возможность измерения многократных заземляющих устройств без разрыва цепи заземлителей (с применением токоизмерительных клещей);

-измерение сопротивления двух- и четырехполюсным методами;

-высокая помехоустойчивость;

-высокая точность;

-память 300 результатов измерений;

-передача данных в компьютер.

Питание – аккумуляторы типа NiMH 7,2 V.

8

Рисунок 5 – Прибор MRU-105

Измерения сопротивления заземляющего устройства производят по схеме, представленной на рис. 6.

Рисунок 6 – Схема измерений при помощи прибора МRU-105

Сопротивление Rз соответствует сопротивлению RЕ на схеме прибора MRU-105 (гнездо H), сопротивление Rзонд соответствует сопротивлению RS на схеме (гнездо S), сопротивление Rв соответствует сопротивлению RH на схеме (гнездо E).

9

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Требования «Правил устройства электроустановок» (ПУЭ)[4] рекомендуют применять для действующих электроустановок, если это повышает надежность электроустановки или если ее модернизация направлена на обеспечение требования безопасности защитную меру заземление. Эта мера позволяет снять статистический заряд с оборудования и шкафа, совершить уравнивание потенциалов.

В случае пробоя изоляции и замыкания фазы на корпус электроустановки опасность поражения током можно устранить одним из следующих способов:

-устройством защитных заземлений;

-защитным отключением;

-изоляцией корпусов электроустановок от сети, выравниванием потенциалов, применением пониженных напряжений;

-включением электроприемников в сеть через разделяющие трансформа-

торы.

Заземление бывает рабочее, защитное, измерительное, переносное и

молнезащитное.

Рабочее заземление – преднамеренное соединение с землей отдельных точек электрической цепи, например, нейтральных точек обмоток генераторов, силовых и измерительных трансформаторов, дугогасящих аппаратов, реакторов поперечной компенсации в дальних линиях электропередачи, а также фазы при использовании земли в качестве фазного или обратного провода. Рабочее заземление предназначено для нормальной работы электроустановок.

Защитным заземлением называется заземляющее устройство, предназначенное для соединения металлических частей электроустановок и аппаратуры связи, нормально не находящихся под напряжением, с землей посредством металлических проводников и заземлителя[2].

Назначение защитного заземления – снизить до безопасной величины напряжение относительно земли, возникающее на нетоковедущих металлических частях электроустановок; устройств проводной связи и радиотрансляционных узлов, оболочек кабеля, цистерн необслуживаемых усилительных пунктов (НУП) и другой аппаратуры в случае пробоя или повреждения изоляции проводников, находящихся под напряжением (рис.7).

Принцип действия защитного заземления – уменьшение напряжения прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус. Это достигается путем уменьшения потенциала заземленного оборудования, а также путем выравнивания потенциалов основания, на котором стоит человек, до значения близкого к значению потенциала заземленного оборудования[1].

10