Badania systemu uziemienia: rezystancja uziemienia i rezystywność gruntu to zestaw pomiarów terenowych potwierdzających, że system uziemienia potrafi przewodzić i rozpraszać prąd zwarciowy oraz piorunowy wystarczająco szybko, aby utrzymać napięcia dotykowe i krokowe na bezpiecznym poziomie oraz umożliwić zadziałanie urządzeń ochronnych.
Obejmuje rezystancję elektrody względem ziemi, rezystywność gruntu, w którym osadzone są elektrody, oraz ciągłość połączeń wyrównawczych łączących urządzenia. Dobre wyniki na papierze nic nie znaczą, jeśli złącza się skorodowały lub obniżył się poziom wód gruntowych, dlatego jest to test okresowy, a nie jednorazowa kontrola przy uruchomieniu.
System uziemienia pełni trzy zadania: zapewnia ścieżkę o niskiej impedancji, dzięki czemu urządzenia nadprądowe wyłączają zasilanie przy zwarciu; utrzymuje obudowy urządzeń blisko potencjału ziemi, aby ludzie nie byli narażeni na niebezpieczne napięcie; oraz daje impulsom piorunowym i przełączeniowym drogę do ziemi. Wszystkie trzy zależą od wartości rezystancji, której inżynierowie nie widzą.
Gleba wysycha, zamarza lub jest naruszana przez wykopy; zakopane elektrody i zaciski korodują; przewody wyrównawcze są usuwane podczas prac konserwacyjnych i nie są ponownie montowane. Testowanie to jedyny sposób, by poznać stan rzeczywisty. Zasady referencyjne opisano w IEEE Std 81 dla techniki pomiaru oraz w IEC 60364-6 dla weryfikacji instalacji.
Test spadku potencjału jest metodą referencyjną dla pojedynczej elektrody lub izolowanego układu. Badana elektroda jest odłączona od systemu. Sonda prądowa (C) wbija się w grunt w znacznej odległości, a sonda potencjału (P) przesuwa się pomiędzy nimi, podczas gdy przyrząd wprowadza znany prąd i mierzy napięcie.
Wykreślenie rezystancji w zależności od położenia sondy P daje płaski obszar; rezystancja elektrody odczytywana jest w tym obszarze, który dla jednorodnego gruntu przypada blisko punktu odpowiadającego 62% odległości do sondy C.
Sonda C musi być umieszczona wystarczająco daleko, aby obszary wpływu elektrody i sondy prądowej nie nachodziły na siebie, często 30 do 50 metrów lub więcej dla dużych systemów. To najdokładniejsza metoda, ale wymaga miejsca i dostępu dla sond.
Gdy elektrody nie można odłączyć i znajdują się w sieci z wieloma uziemieniami (neutralne linie zakładu, telekomunikacja, połączone stalowe elementy budynku), praktyczny jest miernik cęgowy. Cęgi indukują napięcie na pętli i mierzą wynikający prąd, zwracając rezystancję pętli, która jest dominowana przez badaną elektrodę, gdy reszta sieci tworzy wiele równoległych niskorezystancyjnych ścieżek.
Jest to szybkie i nieinwazyjne oraz pozwala utrzymać system pod napięciem, ale mierzy pętlę, a nie prawdziwą wartość elektroda‑ziemia, i może wprowadzać w błąd w przypadku izolowanej pojedynczej elektrody. Stosuj je do rutynowego przeglądu, a metodę spadku potencjału do uzyskania ostatecznych wartości.
Gdy podwyższony odczyt wskazuje na uszkodzenie kabla zakopanego zamiast samej elektrody, połącz przegląd z lokalizacją uszkodzeń kabli , aby znaleźć usterkę.
Rezystywność gruntu decyduje o projekcie elektrod zanim cokolwiek zostanie zakopane. Układ czterech równomiernie rozstawionych sond Wennera używa czterech jednakowo rozstawionych szpilek w linii o odstępie a. Prąd wprowadza się przez zewnętrzne szpilki, a napięcie mierzy się pomiędzy wewnętrznymi. Gdy głębokość sond jest mała w stosunku do a, rezystywność pozorna upraszcza się do ρ = 2 × π × a × R, gdzie R to zmierzona rezystancja. Powtarzanie pomiaru ze zwiększanym rozstawem bada głębsze warstwy, ponieważ odstęp a w przybliżeniu odpowiada głębokości uśrednianej. Otrzymana krzywa rezystywności w zależności od głębokości informuje projektanta, jak głęboko wprowadzić pręty i czy potrzebna jest siatka, głęboka studnia czy elektroda chemiczna.
| Badanie | Co mierzy | Główny cel |
|---|---|---|
| Metoda spadku potencjału (3‑punktowa) | Prawdziwa rezystancja elektrody względem odległej ziemi | Definitywna wartość akceptacyjna elektrody |
| Pomiar cęgowy pętli | Rezystancja pętli w sieci z wieloma uziemieniami | Szybki przegląd rutynowy, system pod napięciem |
| Wenner czteropinowy | Rezystywność pozorna gruntu vs głębokość | Wejście projektowe dla elektrod i siatek |
| Ciągłość połączeń wyrównawczych | Rezystancja przewodów łączących i złączy | Potwierdzenie integralności połączeń ekwipotencjalnych |
Wartości docelowe zależą od instalacji. NEC 250.53(A)(2) wymaga, aby pojedyncza wykonana elektroda (pręt, rura lub płyta) z odczytem powyżej 25 omów była uzupełniona przez drugą elektrodę. Praktyka IEEE 142 dla większych systemów przemysłowych i komercyjnych zwykle celuje w 5 omów lub mniej, a obiekty wrażliwe lub o dużym prądzie często określają 1, 5 omów.
Niższa rezystancja oznacza większy prąd zwarciowy dla danego napięcia, szybsze działanie zabezpieczeń i niższe napięcia dotykowe. Wspiera to również selektywną, prawidłowo dobraną ochronę przed zwarciami doziemnymi .
Niska rezystancja uziemienia dodatkowo poprawia działanie zainstalowanych urządzeń ochrony przeciwprzepięciowej (SPD): rodzaje i koordynacja , ponieważ energia przepięcia jest skutecznie odprowadzana jedynie do ziemi o niskiej impedancji.
Rezystancja elektrody to tylko połowa obrazu. Połączenia wyrównawcze urządzeń, główne zaciski uziemiające i przewody łączące muszą wykazywać niską, stabilną rezystancję, aby cała instalacja znajdowała się na jednym potencjale podczas zwarcia. Mikroomomierz lub tester połączeń wyrównawczych, przepuszczający zdefiniowany prąd (zwykle 10 A lub więcej), weryfikuje każde złącze.
Luźne oczka, pomalowane powierzchnie stykowe i skorodowane złącza podnoszą rezystancję i są częstą wykrywaną usterką. Testy ciągłości powinny potwierdzić, że konstrukcyjna stal, pancerze kabli i uziemienia obudów są rzeczywiście połączone, a nie tylko zakładane jako połączone.
Ponieważ grunt i połączenia się zmieniają, testy uziemień powtarza się według harmonogramu, zwykle corocznie dla obiektów krytycznych i po każdej większej pracy elektrycznej lub ziemnych robotach. Analiza trendów w czasie jest cenniejsza niż pojedynczy pomiar: powolny wzrost rezystancji elektrody sygnalizuje korozję lub wysychanie gruntu, zanim stanie się to zagrożeniem.
Rejestrowanie każdego pomiaru, geometrii sond, pogody i warunków gruntu względem zasobu w CMMS utrzymuje historię audytowalną. Zarezerwuj demonstrację Fabrico , aby zobaczyć, jak testy uziemień, interwały i trendy można harmonogramować i śledzić jako zadania konserwacyjne cykliczne.
Zwykle raz w roku dla instalacji krytycznych i wysokiego ryzyka, oraz po każdym wykopie, wymianie elektrody lub większej modyfikacji instalacji elektrycznej. Analizuj trendy odczytów, aby stopniowy wzrost rezystancji wykryć wcześniej, nie dopiero przy kolejnym uszkodzeniu.
W jednorodnym gruncie krzywa rezystancji między elektrodą a sondą prądową wypłaszcza się tam, gdzie obszary wpływu obu sond przestają na siebie nachodzić, co występuje blisko 62% odległości do sondy prądowej. To plateau daje prawdziwą rezystancję elektrody; jeśli nie pojawia się płaski obszar, sonda prądowa jest zbyt blisko.
To zależy od przepisów i zastosowania. NEC wymaga uzupełnienia pojedynczej wykonanej elektrody przy odczycie powyżej 25 omów, podczas gdy praktyka IEEE dla większych systemów celuje w 5 omów lub mniej, a obiekty wrażliwe określają 1, 5 omów. Niższa wartość jest zawsze lepsza dla szybkości ochrony i ograniczenia napięć dotykowych.
Tak, za pomocą miernika cęgowego w sieci z wieloma uziemieniami, który mierzy rezystancję pętli przy zachowaniu systemu pod napięciem. Dla definitywnej wartości izolowanej elektrody użyj metody spadku potencjału, która wymaga odłączenia elektrody.
Zaloguj
Blog
