» » Методика измерения сопротивления

Информация к новости
  • Просмотров: 3153
  • Автор: admin
  • Дата: 15-04-2015, 12:44
  • 100
15-04-2015, 12:44

Методика измерения сопротивления

Категория: Блог

МЕТОДИКА


ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ РАСТЕКАНИЮ НА ЗЕМЛЮ
ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА И МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ СВЯЗИ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ С КОНТУРОМ ЗАЗЕМЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИКОСНОВЕНИЯ
 
 
Скачать методику

Вы не можете скачивать файлы с нашего сервера

 

Назначение и область применения
Нормативные документы
Объект испытаний и измерений
Определяемые характеристики и их нормативные значения
Условия испытаний и измерений
Средства измерений
Порядок проведения испытаний и измерений
Обработка данных, полученных при испытаниях
Ответственность за проведение испытаний и измерений
 
 
 
Назначение и область применения
 
 

Требования настоящей методики распространяются на измерения
сопротивления растеканию на землю заземлителей, определение удельного
сопротивления грунта и металлической связи электрооборудования с контуром
заземления в электроустановках всех типов, напряжения и систем.


Под термином заземление подразумевается преднамеренное электрическое соединение какой-либо
точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.


Заземлитель - проводящая часть или совокупность соединенных между
собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей
непосредственно или через промежуточную проводящую среду.


Искусственный заземлитель - заземлитель, специально выполняемый для целей
заземления.


Естественный заземлитель - сторонняя проводящая часть, находящаяся в электрическом
контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду,
используемая для целей заземления.


Заземляющий
проводник
- проводник, соединяющий
заземляемую часть (точку) с заземлителем.


Заземляющее устройство - совокупность
заземлителя и заземляющих проводников.


Главная заземляющая шина - шина, являющаяся частью
заземляющего устройства электроустановки до 1 кВ и предназначенная для присоединения нескольких проводников с целью
заземления и уравнивания потенциалов.


Уравнивание потенциалов - электрическое соединение
проводящих частей для достижения равенства их потенциалов.


Защитное уравнивание потенциалов - уравнивание потенциалов,
выполняемое в целях электробезопасности.


Заземление широко
используется с целью электрической защиты в случае повреждения изоляции
электрооборудования.


Напряжение прикосновения – это напряжение между двумя проводящими
частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к
ним человека или животного.


 


Низкое сопротивление
цепи заземления обеспечивает стекание тока пробоя на землю и быстрое
срабатывание защитных аппаратов.
В результате постороннее напряжение как можно быстрее устраняется,
чтобы не подвергать его воздействию персонал и оборудование.


Чтобы наилучшим
образом фиксировать опорный потенциал аппаратуры в целях ее
защиты от статического электричества и ограничить уровень напряжения на корпусе
оборудования для защиты персонала, идеальное сопротивление цепи заземления
должно быть равно нулю, что в действительности не возможно, так как это
сопротивление зависит от многих факторов.


На рисунке 1 показан
заземляющий штырь, как составная часть заземляющего контура. Его сопротивление
определяется следующими компонентами:


(А) сопротивление металла штыря
и сопротивление контакта проводника со штырем;


(Б) сопротивление контакта штыря с грунтом;


 


(В) сопротивление поверхности земли протекающему
току, иначе говоря, сопротивление земли,


которое часто является самым важным из перечисленных слагаемых.


(А) Обычно заземляющий штырь выполняется из хорошо проводящего металла
(металлический электрод из уголка или трубы без какого-либо покрытия, а также
электроды из меди) и клеммой соответствующего качества (чаще всего вместо
клеммы соединения выполняют методом сварки), поэтому сопротивлением штыря и его
контакта с проводником можно пренебречь.


(Б) Сопротивлением контакта электрода с грунтом можно пренебречь, если
электрод плотно вбит и на его поверхности нет краски, масла и подобных веществ.


(В) Остался последний компонент – сопротивление грунта. Можно
представить, что электрод окружен концентрическими слоями грунта одинаковой
толщины. Ближний к электроду


слой имеет наименьшую поверхность, но наибольшее сопротивление. По
мере удаления от электрода поверхность слоя увеличивается, а его сопротивление
уменьшается. В конечном счете, вклад сопротивления удаленных слоев в
сопротивление поверхности грунта становится незначительным. Область, за
пределами которой сопротивлением слоев земли можно пренебречь, называется
областью эффективного сопротивления. Ее размер зависит от глубины погружения
электрода в грунт.


Теоретически сопротивление земли можно определить общей формулой:


R = ρ L / A


(Сопротивление = Удельное сопротивление * Длина / Площадь )


При вычислении
сопротивления земли удельное сопротивление грунта считают неизменным, хотя это
редко встречается в практике. Формулы сопротивления земли для систем электродов
очень сложны и при этом зачастую позволяют вычислять сопротивление лишь
приблизительно. Наиболее часто используется формула сопротивления заземления
для случая одного электрода, полученная профессором Дуайтом (H. R. Dwight) из
Массачусетского технологического института:


R = ρ/2πL·((In·4L)-1)/r


где R – сопротивление заземления штыря в Омах,


L – глубина заземления электрода,


r – радиус электрода,


ρ - среднее удельное сопротивление грунта в Ом·м.


Влияние размера
электродов: увеличение диаметра штыря уменьшает сопротивление заземления
незначительно. Удвоение диаметра снижает сопротивление меньше, чем на 10%.


Влияние глубины
залегания электродов: сопротивление заземления уменьшается с увеличением
глубины. Теоретически при удвоении глубины сопротивление уменьшается на 40%.


Минимальные размеры
искусственных заземлителей из которых выполняется заземляющее устройство
приведены в таблице 1. Предпочтительно для использования в качестве заземления
естественных заземлителей.


В качестве естественных заземлителей могут быть использованы:


1) металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений,
находящиеся в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты
зданий и сооружений, имеющие защитные гидроизоляционные покрытия в
неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах;


2) металлические трубы водопровода, проложенные в земле;


3) обсадные трубы буровых скважин;


4) металлические
шпунты гидротехнических
сооружений, водоводы, закладные части затворов и т. п.;


5) рельсовые пути магистральных не электрифицированных железных
дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между
рельсами;


6) другие находящиеся в земле металлические конструкции и
сооружения;


7) металлические оболочки бронированных кабелей, проложенных в
земле. Оболочки кабелей могут служить единственными заземлителями при
количестве кабелей не менее двух. Алюминиевые оболочки кабелей использовать в
качестве заземлителей не допускается.


Не допускается использовать в качестве заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, горючих
или взрывоопасных газов и смесей и трубопроводов канализации и центрального
отопления. Указанные ограничения не исключают необходимости присоединения таких
трубопроводов к заземляющему устройству с целью уравнивания потенциалов в
соответствии с рисунком 2.


Не следует использовать в качестве заземлителей железобетонные конструкции зданий и
сооружений с предварительно напряженной арматурой, однако это ограничение не
распространяется на опоры ВЛ и опорные конструкции ОРУ.


Возможность использования естественных заземлителей по условию
плотности протекающих по ним токов, необходимость сварки арматурных стержней
железобетонных фундаментов и конструкций, приварки анкерных болтов стальных
колонн к арматурным стержням железобетонных фундаментов, а также возможность
использования фундаментов в сильноагрессивных средах должны быть определены
расчетом.


 


Минимальный диаметр
стального штыря равен 5/8 дюйма (1,59 см), а медного или покрытого медью
стального штыря - равен 1/2 дюйма (1,27 см) (NEC 1987, 250-83-2).


На практике минимальный диаметр 3 метрового
штыря заземления равен:


• 1/2 дюйма (1,27 см) для обычного грунта,


• 5/8 дюйма (1,59см) для сырого грунта,


• 3/4 дюйма (1,91 см) для твердого грунта или для штыря длиннее 10
футов (3 метров).


Приведенная выше формула Дуайта показывает, что сопротивление
заземления зависит не


только от глубины и площади поверхности электрода, но и от
удельного сопротивления грунта.


Оно является главным фактором, который определяет сопротивление
заземления и глубину заземления штыря, какая потребуется для обеспечения малого
сопротивления. Удельное сопротивление грунта сильно изменяется в зависимости от
района земного шара и времени года. Оно в значительной степени зависит от
содержания в почве электропроводящих минералов и электролитов в виде воды с
растворенными в ней и солями. Сухая почва, не содержащая растворимых солей,
имеет высокое сопротивление (смотри таблицу 2). Удельное сопротивление
различных видов грунтов и горных пород представлено в приложении 1.


 Два типа почвы в сухом виде могут стать
фактически изоляторами с удельным сопротивлением более 300 МОм*м. Как можно
видеть в таблице 3, сопротивление образца почвы изменяется весьма быстро при
увеличении содержания влаги в ней приблизительно до 20%.


 

Удельное сопротивление
почвы, также, зависит от температуры. Таблица 4 показывает, как меняется
удельное сопротивление песчаного суглинка с содержанием влаги 12,5% при
изменении температуры от +20 до -15°С. Как можно видеть, удельное сопротивление
изменяется от 7200 до 330 000 Ом*м.


 


Поскольку удельное сопротивление грунта сильно зависит от
температуры и содержания влаги, разумно считать, что сопротивление устройства
заземления будет зависеть от времени года. Поскольку стабильность температуры
почвы и содержания в ней влаги улучшается по мере удаления от поверхности, то
система заземления будет эффективна в любое время, если штырь вбит на
значительную глубину. Отличные результаты получаются, когда штырь достигает
уровня подземных вод.


В некоторых случаях
удельное сопротивление грунта настолько велико, что для получения низкого
сопротивления заземления требуется сложное устройство и значительные затраты. В
этих случаях оказывается более экономичным использовать заземленный штырь
небольших размеров и снижать сопротивление заземления, периодически повышая
содержание растворимых веществ в почве вокруг электрода. Таблица 5 показывает
существенное уменьшение сопротивления песчаного суглинка при увеличении
содержания в нем соли.


 


В таблице 6 показана
зависимость удельного сопротивления грунта, пропитанного раствором соли, от
температуры. Конечно, если используется пропитка грунта соляным раствором,
электрод заземления должен быть защищен от химической коррозии.


На практике, конечно,
не используется такой кардинальный способ как добавление соли в почвенный
раствор вокруг заземлителя, но в конечном итоге именно количество солей и воды
в почвенном растворе влияет на удельное сопротивление грунта в районе данного
заземления. Обычно заземлители изготавливаются из нескольких электродов,
которые соединены между собой горизонтальными полосами. Сечение горизонтальных
заземлителей должно быть не меньше вертикальных электродов.


 

В электроустановках напряжением выше 1000 В заземлитель часто
выполняется в виде сетки (для ОРУ например). В этом случае сечение
горизонтальных заземлителей следует выбирать по условию термической стойкости
при допустимой температуре нагрева 400 °С (кратковременный нагрев,
соответствующий времени действия защиты и отключения выключателя).


Как говорилось выше,
устройство заземления, главная заземляющая шина и проводники заземлении (РЕ и
РЕN – проводники) составляют основную систему уравнивания потенциалов
электроустановки (здания, подстанции, ОРУ и т.д.).


Основная система уравнивания потенциалов в
электроустановках до 1 кВ должна соединять между собой следующие проводящие
части (рисунок 2):


1)
нулевой защитный РЕ- или РЕN-проводник питающей линии в системе TN;


2) заземляющий
проводник, присоединенный к заземляющему устройству электроустановки, в
системах IT и ТТ;


3) заземляющий
проводник, присоединенный к заземлителю повторного заземления на вводе в здание
(если есть заземлитель);


 4) металлические трубы коммуникаций,
входящих в здание: горячего и холодного водоснабжения, канализации, отопления,
газоснабжения и т.п. (на рисунке они обозначены как С1-С8)


Если трубопровод газоснабжения имеет изолирующую вставку на вводе
в здание, к основной системе уравнивания потенциалов присоединяется только та
часть трубопровода, которая находится относительно изолирующей вставки со
стороны здания;


5) металлические
части каркаса здания (на рисунке С9);


6) металлические
части центра-лизованных систем вентиляции и кондиционирования. При наличии
децентрализованных систем вентиляции и кондиционирования металлические
воздуховоды следует присоединять к шине РЕ щитов питания вентиляторов
и кондиционеров.


Как показано на
рисунке 2, в общую систему уравнивания потенциалов входят также и устройства
молниезащиты, заземляющие устройства которых (если они выполнены отдельно)
должны быть подключены к заземляющим устройствам здания (подстанции, ОРУ и
т.п.).


Далее....
 
 
Скачать методику

Вы не можете скачивать файлы с нашего сервера

 

Метки к статье: блог, испытания

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
^