Измерение сопротивления заземляющих устройств и элементов молниезащиты

Заземляющие устройства служат для отведения накопившегося заряда электроустановки в землю, чтобы этот заряд не был передан случайным образом любому другому объекту, коснувшегося аппарата электрооборудования. Неверно подключенная или вовсе не подключенная электроустановка не может быть введено в эксплуатацию как потенциальный источник смертельной опасности. Избежать нарушений поможет плановые проверки и измерение сопротивления заземляющих устройств.

Правила устройства электроустановок

В последнем, седьмом издании ПУЭ в разделе 1 гл.1.8 п. 1.8.37, указаны нормируеиые значения сопротивлений заземляющих устройств в зависимости от их вида и характеристик. Так, подстанции и распределительные пункты напряжением выше 1 кВ, представляют собой электроустановки электрических сетей с глухозаземленной и эффективно заземленной нейтралью, либо электроустановки электрических сетей с изолированной нейтралью, с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор. Первые должны иметь сопротивление не более 0,5 Ом, вторые - 250/Iр.

Воздушные линии электропередач должны иметь сопротивление заземляющих устройств опор ВЛ в зависимости от удельного сопротивления грунта: до 100 – 10 Ом, более 100 до 500 – 15 Ом, более 500 до 1000 – 20 Ом, более 1000 до 5000 – 30 Ом, более 5000 - ρ•6•103. Заземляющие устройства опор ВЛ с разрядниками на подходах к распределительным устройствам с вращающимися машинами рассчитываются отдельно.

Электроустановки напряжением до 1 кВ делятся на три вида:

• Электроустановки с источниками питания в электрических сетях с глухозаземленной нейтралью (или средней точкой) источника питания (система TN): в непосредственной близости от нейтрали – сопротивление 15/30/60 Ом;
• Электроустановки с учетом естественных заземлителей и повторных заземлителей отходящих линий – сопротивление 2/4/8 Ом;
• Электроустановки в электрических сетях с изолированной нейтралью (или средней точкой) источника питания (система ГГ) - сопротивление 50/I, более 4 Ом не требуется.

В данном случае измерение сопротивления заземляющих устройств должно соответствовать не только групповым, но и частным характеристикам, поскольку в некоторых электроустановках предусмотрено различное сопротивление (кратное минимальному), согласно линейному напряжению в 660, 280 и 220 В соответственно.

Воздушные линии электропередачи напряжением до 1 кВ, имеющие заземляющие устройства опор ВЛ с повторными заземлителями PEN (РЕ) – проводника, рассчитаны на сопротивление в 30 Ом. В формулах использованы обозначения: Iр– расчетный ток замыкания на землю, I – полный ток замыкания на землю.

Характеристики заземляющего устройства

Характеристики ЗУ должны отвечать требованиям ГОСТ и ПУЭ и, обеспечивая основные функции электроустановки, выполнять следующие действия:

• стабилизация потенциалов относительно земли;
• защита от статического электричества;
• отвод рабочих токов;
• отвод в грунт молнии;
• защита изоляции низвокольтных цепей и электрооборудования;
• защита от перенапряжений;
• релейная защита от замыкания в землю;
• защита подземного оборудования от токовых перегрузок;
• обеспечение взрыво- и пожаробезопасности.

Измерение сопротивления заземляющих устройств гарантирует выполнение всех этих функций, если замеры показывают норму.

Замеры заземляющих устройств проводятся по следующим параметрам:

• сопротивление заземляющего устройства для электростанций, высоковольтных линий электропередач, установок подстанций;
• напряжение заземляющего устройства при стекании с него тока замыкания на землю;
• для установок выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью, за исключением высоковольтных линий электропередач, замеряется напряжение прикосновения.

Измерение сопротивления растеканию заземлителя (З) – R_раст, производится с помощью вспомогательного электрода ( токовый электрод – Т) и зонда (потенциальный электрод – П) – см. рисунок 1. Посредством источника прибора и вспомогательного электрода через проверяемый электрод (заземлитель), сопротивление растеканию которого определяется, пропускается ток I_раст. Сопротивление составляет :

R_раст = U_раст / I_раст

Измеряя с помощью зонда Uраст и пропуская ток растекания через заземлитель, измеряем прибором R раст , шкала которого проградуирована в омах.

рисунок 1

Проверка правильности заземления

Электролаборатория нашей организации в первую очередь проводит визуальный осмотр заземляющих устройств, чтобы определить, правильно ли они смонтированы, и каким способом осуществлено заземление. Заземление производится либо выносным способом, либо контурным расположением заземляющих проводников. Контурное расположение заземлителей обеспечивает выравнивание потенциалов при однофазном замыкании на землю. Еще одним положительным эффектом является уменьшение значений напряжения прикосновения и шагового напряжения вблизи ЛЭП, благодаря взаимному влиянию заземляющих устройств. Измерения сопротивления заземляющих устройств в этом случае надо производить с учетом этого взаимовлияния.

Элементы заземляющих устройств в помещениях должны быть размещены в соответствии с проектом, и при осмотре не должно быть затруднений в доступе к ним. Однако, они также должны быть надежно защищены от механических повреждений. При укладке по полу проводники ЗУ размещают в специальных заглубленных канавках. Если возможно осаждение едких паров, воздействие газов и т.д., то рекомендуется крепить проводники скобами так, чтобы между ними и стеной был зазор не менее 10 мм. Это же относится и к помещениям с повышенной влажностью. Для того, чтобы сопротивление заземляющих устройств соответствовало требованиям объекта, необходимо подводить проводники к каждому корпусу электрооборудования, делая ответвления от главной заземляющей шины (ГЗШ). Таким образом, мы получаем параллельное подключение, которое является единственно правильным: последовательное подключение объектов один к другому, а потом к ЗУ – запрещено, поскольку является источником повышенной опасности: сопротивление заземляющего устройства представляет собой сумму сопротивлений заземлителя относительно земли и заземляющих проводников.

Измерение сопротивления заземляющих устройств должно производиться с учетом времени года: поскольку сопротивление заземлителя относительно земли есть отношение напряжения на заземлителе к току, проходящему через заземлитель в землю, то величина сопротивления заземлителя зависит от удельного сопротивления грунта. Наиболее высокое сопротивление фиксируется зимой, когда грунт промерзает, либо летом, в засушливый период – расхождение с весеннее-осенними показателями может составлять несколько раз. Раньше применялись коэффициенты сезонности, которые рассчитывались и с помощью них проводилась корректировка значений сопротивлений ЗУ.

В установках с суммарной мощностью генераторов и трансформаторов 100 кВА допускается значение сопротивления ЗУ, равное 10 Ом, в установках с меньшей мощностью – 4 Ом. Допустимая величина напряжения прикосновения в сетях до 1000 В не должна превышать 40 В. В установках свыше 1000 В допускается сопротивление заземления R3 меньше или = 125/I3 Ом, но не более 4 Ом или 10 Ом. В случае необходимости возможности экстренного отключения участка сети без помощи оператора, в установках свыше 1000 В с большими токами замыкания на землю сопротивление заземляющего устройства не должно быть более 0,5 Ом. Эти показатели указаны в ГОСТ, ПУЭ, проекте. Обязательно при измерении сопротивления заземляющих устройств сравнивать полученное значение с нормируемым или расчетным проектным.

Методика проведения измерения сопротивления заземляющих устройств в Санкт-Петербурге

Проведение измерения сопротивления заземляющих устройств осуществляется в соответствии с нормами по пункту 1.7.101 ПУЭ (7 изд.) и пункту 26.4 ПТЭЭП. Методика подходит для измерения сопротивления устройств молниезащиты и удельного сопротивления грунта. Для измерений используются приборы М416 или Ф4103-М1, тестеры заземления MRU-100, MRU-101, MRU-105, MRU-120, C.A 6460, Fluke, Megger, ИС-10/1, TV 440N и другие. Мы используем надежное и опробованное современное испытательное оборудование и средства измерений ведущих отечественных и зарубежных производителей.

К работе допускаются лица из электротехнического персонала не моложе 18 лет, обученные и аттестованные на знание требований НД: ПОТ, ППБ, инстукций и методики измерения сопротивления заземляющих устройств. Сотрудники должны быть обеспеченны инструментом, индивидуальными защитными средствами, спецодеждой и средствами измерений, исправными и прошедшими периодическую поверку. Состав бригады должен быть не менее двух человек. Особое внимание должно быть уделено безопасности при подаче напряжения от постороннего источника питания. Требуется проверить соединительные провода и питающий кабель на наличие двойной изоляции, так же, как и понижающий трансформатор. Приборы в схемах измерений должны быть установлены на изолированном основании. Измерения надо проводить в сухой период, а в загазованных помещениях, либо в помещениях со взрывоопасными средами, следует сначала устранить источник опасности. По результатам измерений сопротивления заземляющих устройств составляется протокол установленной формы. Лица, допустившие нарушения ПТБ или ПТЭЭП, несут ответственность в соответствии с действующим Законодательством.

• ПУЭ (Правила устройства электроустановок) 7-е издание, раздел 1, гл. 1.8, п. 1.8.39, пп. 5, таб. 1.8.38; гл. 1.7, п 1.7.103.
• РД 34.45-51.300-97 "Объем и нормы испытаний электрооборудования", глава 28.
• РД 153-34.0-20.525-00 Методические указания по контролю состояния заземляющих устройств электроустановок.