Проверка контура заземления, периодичность действия

Понятие заземления

Заземлением (Pe) называют подключение электроустановки к комплексу устройств, обеспечивающих стекание тока в грунт.

Оно делится на 2 вида:

1. Рабочее. Играет роль нейтрали в электрических цепях мощных установок – дугогасителей, разрядников, трансформаторов, генераторов и т.д. В быту рабочей считают систему Pe, к которой подключают устройство защиты от импульсных перенапряжений. К этой категории принято относить и заземление молниеотводов.
2. Защитное. Предотвращает поражение людей электротоком. Действует только в аварийных ситуациях.

Устройство

В состав системы входят:

1. Заземлитель. Вбитые в грунт 1 или несколько электродов из токопроводящего материала. Во втором случае их связывают общей шиной.
2. Контур. Проложенная внутри здания металлоконструкция, к которой напрямую или посредством специального контакта в розетке подключают электроустановки. В большинстве случаев выполнен из стальной полосы.
3. Соединительная шина. Обеспечивает электрическую связь контура с заземлителем. В основном ее тоже изготавливают из стальной полосы.

Принцип работы

Действие системы основано на способности почвы впитывать электрический заряд подобно конденсатору с бесконечной емкостью. Защитное заземление предполагает замыкание на грунт металлических нетоковедущих частей установки – корпуса (чаще всего), ограждения и т.д.

Если какой-либо из этих элементов окажется под напряжением, он останется безопасным для человека, т.к. ток будет течь по пути наименьшего сопротивления – в землю. А если установка еще и запитана через устройство защитного отключения (УЗО), то в момент контакта корпуса с токоведущей частью она будет обесточена, что полностью исключает возможность электротравмы.

Что такое заземление?

Защитное заземление – это преднамеренное соединение с землёй тех частей электрического оборудования, которые при нормальной работе электросети не находятся под действием напряжения, но могут попасть под его влияние в результате пробоя изоляции. Основной целью заземления является защита людей от действия электрического тока.

Главная составляющая защитного заземления – это контур. Он представляет собой конструкцию естественных или искусственных заземлителей, то есть несколько заземляющих электродов соединяются в единое целое. В качестве электродов чаще всего используют прутья из стали. Медные пруты применяют реже в силу того, что это дорого.

Но если есть финансовые возможности, то имейте в виду, что медь является идеальным вариантом и наилучшим проводником.

По логике понятно, что контур заземления должен располагаться в земле. Так как нас интересует защита дома, то неподалёку от строения и силового щитка выбирается подходящее место с нормальным грунтом. В землю вбиваются три штыря так, чтобы они располагались треугольником, и расстояние между ними было 1,5 м.

Теперь понадобится сварочный аппарат и металлическая шина, с помощью которых электроды нужно увязать между собой в равносторонний треугольник. Контур готов, теперь к нему нужно закрепить медный проводник, который дальше идёт в щиток и подсоединяется там к заземляющей шинке. А на эту шинку выводятся заземляющие проводники от всех розеток.

Перед использованием необходимо проверить контур на заземляющее сопротивление.

О том, что такое заземление – на следующем видео:

Необходимость проверки параметров

В ситуации, когда человек касается корпуса под напряжением, он и заземлитель выступают параллельно подключенными проводниками.

Соотношения их сопротивлений и протекающих через них токов обратно пропорциональны:

I1/I2 = R2/R1

Количество проходящего через человека заряда тем меньше, чем ниже резистивность заземления.

Для домашней электросети ПУЭ устанавливает следующие максимально допустимые значения (п. 1.7.97):

• при суммарной мощности одновременно работающих электроприемников до 100 кВА – 10 Ом;
• более 100 (кВА) – 4 Ом.

В ПУЭ прописаны параметры и других видов системы Pe:

Резистивность системы Pe со временем может возрастать.

Растеканию тока в грунте препятствуют:

• коррозия заземлителя и контактов между компонентами системы;
• сухость грунта;
• изменение его состава, например снижение концентрации солей.

Поэтому сопротивление системы нужно периодически проверять.

Используемые приборы

Для замеров параметров заземления применяют:

• ампер- и вольтметр;
• токоизмерительные клещи, например марок С.А 6412, ИС-20/1М, С.А 6415, С.А 6410;
• специальные метрологические приборы высоких классов точности на базе омметра.

• ИСЗ-2016;
• МС-08;
• Ф4103-М1;
• М-416.

Более точны и просты в применении современные цифровые модели с процессором, функцией запоминания результатов замеров и др.

Другие измерения

Для всестороннего обследования текущего состояния заземления и в соответствии с общепринятыми нормами испытаний одновременно с измерением сопротивления допускаются и другие измерительные процедуры, а именно:

• проверка на обрыв всей цепочки элементов, начиная от заземляемого прибора и до самого заземлителя;
• измерение так называемых «токов КЗ» силовых установок и обследование состояния их пробивных элементов (предохранителей);
• определение удельного сопротивления слоя почвы в районе размещения заземлителей.

В случае необходимости могут проводиться и другие виды измерительных испытаний, касающиеся обследования характеристик заземлителей, установленных в защитных цепях.

Основные правила и методики измерения заземления

Все способы оценки состояния системы основаны на законе Ома для участка цепи. Зная напряжение U источника, к которому подключено заземление, измеряют протекающий в нем ток I и рассчитывают сопротивление по формуле:

R = U/I

Применяют следующие методы:

1. Ампер- и вольтметра. Самый простой, но и наименее точный. В 20 м от заземлителя вбивают грунт 2 электрода и подключают их к калиброванному источнику напряжения. Затем определяют амперметром силу тока, вольтметром – падение потенциалов на интересующем участке и производят вычисления.
2. Компенсационный 3-проводной. Предполагает использование специальных измерителей типа М-416. В грунт тоже вбивают 2 электрода, но по обе стороны от заземлителя, затем подключают к ним прибор. Производить вычислений не нужно – резистивность системы Pe считывают на шкале. Прибор позволяет измерить и удельное сопротивление грунта. Для этого используют 4-проводной метод.
3. С помощью 2 токоизмерительных клещей. Замеряют фоновый ток от электроустановки в заземление. Метод позволяет обойтись без дополнительных электродов и отсоединения контура Pe, т.е. разрыва цепи.

Технология работы с устройством М-416

Работу с измерителем начинают с калибровки:

1. Помещают его на плоскую горизонтальную поверхность.
2. Устанавливают переключатель диапазонов в положение «Контроль».
3. Нажимают красную кнопку и вращают ручку реохорда так, чтобы стрелка указала на «0».

На шкале исправного прибора отобразится «5 Ом». Допустимое отклонение составляет 0,3 в обе стороны.

Далее действуют в таком порядке:

1. Обесточивают сеть в здании или отсоединяют Pe-проводник от установки.
2. Кабелем подключают струбцину к прибору.
3. Вбивают в грунт 2 электрода. Минимальная глубина – 50 см.
4. Очищают место соединения шины и контура заземления от краски и ржавчины.
5. Подключают электроды и заземлитель (с помощью струбцины) к прибору в соответствии со схемой, изображенной на внутренней стороне крышки.
6. Устанавливают переключатель диапазонов в нужное положение. Например, для сопротивлений до 10 Ом – «х1».
7. Вращением ручки реохорда устанавливают стрелку на «0».
8. Снимают показания со шкалы и умножают на число, на которое установлен переключатель диапазонов.
9. Аналогичным образом производят еще несколько измерений для проверки, немного меняя положение электродов.

Измерения проводят летом при устоявшейся сухой погоде, когда грунт имеет максимальное сопротивление.

Монтаж нового заземляющего устройства

В осмотр, проверку и испытание заземляющих устройств входит также исследование документации в том числе и скрытых работ: актов монтажа, протоколов измерений, исполнительных чертежей и иной технической документации. В них должны быть указаны расположение, конфигурация и потенциалы всех заземляющих устройств и элементов молниезащиты. В случае необходимости переделки или изменения заземляющего устройства, либо установки нового, необходимо произвести перерасчет совместной работы сети ЗУ во избежание конфликтов между устройствами. Новое заземляющее устройство требуется устанавливать не только для снижения регулярного высокого сопротивления: по расчетам экспертов, за каждые 10 лет стальные конструкции теряют в грунте до 2,5 мм толщины, следовательно, если заземлитель изготовлен из полосовой стали толщиной в 5 мм, то очевидно, что коррозия будет составлять более 50%, и электрод потребует замены. Однако не требуется ждать все 10 лет – при потере половины полезной массы, электрод уже считается нерабочим. В целом, расчет сроков замены заземляющих устройств довольно легко сделать – по толщине элемента и коэффициенту коррозии. Так, для стали срок замены будет составлять число лет, тождественное толщине полосы. При толщине в 8 мм, замена должна произойти через 8 лет, 4 мм – 4 года, 5 мм – 5 лет. Это – рекомендуемые сроки, хотя заземлители могут работать и дольше, теряя каждый год определенный процент эффективности, что повышает опасность отсутствия эффективности заземления при аварийной ситуации . В приведенном примере мы использовали полосовую сталь, но аналогично можно рассчитать старение угловой стали, стали круглого сечения или труб.

Чтобы точно выяснить, надо ли менять заземлители, достаточно измерить объем коррозии элементов заземляющего устройства и воспользоваться рекомендациями Нормативнного документа. Если от составляет 50% и больше – замену рекомендуется произвести незамедлительно. Согласно рекомендациям специалистов, «осмотры с выборочным вскрытием грунта в местах, наиболее подверженных коррозии, а также вблизи мест заземления нейтралей силовых трансформаторов, присоединений разрядников и ограничителей перенапряжений должны производиться в соответствии с графиком планово-профилактических работ (далее— ППР), но не реже одного раза в 12 лет. Величина участка заземляющего устройства, подвергающегося выборочному вскрытию грунта (кроме ВЛ в населенной местности), определяется решением технического руководителя потребителя на основе требований НД».

Нюансы проверки заземления в розетках

Наличие Pe-соединения можно проверить подручными инструментами, не прибегая к помощи профессионалов. Применяют несколько способов.

Мультиметром

Переключите прибор в режим измерения переменного напряжения (AC) величиной около ~220 В.

Далее действуйте в следующем порядке:

1. С помощью индикаторной отвертки определите, к какой клемме розетки подведена «фаза» (на указателе загорится лампочка).
2. Измерьте мультиметром напряжение между этим контактом и «нулем».
3. Отсоедините щуп прибора от нейтрали. Коснитесь им клеммы заземления и снова снимите показания.

Возможны такие ситуации:

1. Результаты измерения в п. 3 такие же, как в п. 2 или немногим меньше – заземление работает исправно.
2. Наблюдается существенная разница в показаниях – у системы Pe крайне большое сопротивление.
3. В п. 3 прибор показал «0» – контакт с заземлением отсутствует.

Контрольной лампочкой

Соберите импровизированный тестер:

• вкрутите лампочку в патрон;
• припаяйте к его контактам по отрезку медного провода.

Коснитесь одним «щупом» клеммы с «фазой», другим – с заземлением.

Возможны следующие ситуации:

1. Лампочка ярко горит – система Pe исправна.
2. Тускло светит – контакт есть, но резистивность системы крайне высока.
3. Не горит – Pe отсутствует.

Если индикаторной отвертки нет в наличии, один щуп прикладывают к клемме Pe, другим по очереди проверяют оставшиеся две.

Если лампочка не горит в обоих случаях, контролируют работоспособность розетки.

Для этого проводами касаются клемм, к которым подведены «фаза» и «ноль».

Косвенные доказательства отсутствия Ре

На неработоспособность заземления указывают следующие признаки:

• водонагреватель, стиральная или посудомоечная машина бьет током;
• во время воспроизведения музыки колонки издают посторонний шум.

Тестирование цифровым вольтметром

Нужен прибор для измерения переменного (AC) напряжения. Стрелочные модели аналоговые, не требуют питания.

Цифровые работают на аккумуляторах или батарейках и обладают следующими преимуществами:

• данные отображаются на дисплее, что облегчает их считывание и повышает точность измерений;
• работоспособность прибора не зависит от ориентации в пространстве;
• результаты измерений сохраняются в памяти.

Для чего проверяется заземление

Проверка состояния заземления является важным мероприятием, направленным на защиту людей от действия электрического тока. Для решения задачи, как проверить заземление в частном доме используется специальное оборудование. Полученные результаты дают возможность установить, в каком состоянии находится заземление, соответствует ли установленным нормам и способно ли выполнять свои функции. Обычно такие измерения проводятся квалифицированными специалистами из организации, обслуживающей домашнюю сеть.

Периодические проверки заземления должны обязательно проводиться, несмотря на то что вся электрика в доме монтировалась профессиональными электротехниками. Нередки случаи, когда неправильное соединение контура вызывает его преждевременный износ. В связи с этим рекомендуется в установленные сроки делать измерение и проверять, в каком состоянии находится грунт и размещенные в нем электроды, а также заземляющие проводники, шины и элементы металлосвязей.

Данная процедура, определяющая, есть ли заземление, проводится в жилых домах не реже 1 раза в 3 года, а на объектах промышленного производства – ежегодно.

В процессе замеров тестером определяется сопротивление контура, значение которого должно соответствовать установленным нормам. Если показатели получились выше нормативных, их можно снизить. Для этого нужно просто увеличить площадь взаимодействия путем добавления электродов или поднимается величина общей проводимости грунта, с помощью увеличения концентрации солей, содержащихся в почве.

Следует учитывать, что устройство обычного заземления может лишь понизить напряжение, поступающее на корпус оборудования. Сделать защиту более надежной поможет устройство защитного отключения – УЗО, устанавливаемое в одной связке с заземлением. Любые защитные средства проектируются и выбираются индивидуально, в соответствии с условиями эксплуатации. Выбор осуществляется с учетом влажности, структуры грунта и других факторов.

Необходимо помнить и о том, что многие виды современных электрических устройств оборудованы встроенным УЗО, срабатывающим лишь при включении в розетку, имеющую заземление. Поэтому их нормальная работа полностью зависит от правильного подключения защиты и дальнейших проверок ее работоспособности.

Тестирование в квартире или частном доме самостоятельно

Объем работ по проверке Pe в городской квартире и коттедже отличается.

В первом случае производят следующие действия:

1. Проверяют работоспособность розетки, включив в нее настольную лампу или другой заведомо исправный прибор.
2. Обесточивают квартиру.
3. Снимают с розетки декоративную панель и смотрят, сколько жил в подведенном проводе и как подключена клемма Pe.

В кабеле должно быть 3 жилы. Клемму Pe принято подключать к той, у которой желто-зеленая изоляция.

Если визуальный осмотр подтвердил наличие заземления, возвращают декоративную панель на место, подают питание в сеть и проверяют систему Pe любым из описанных способов.

Владельцу частного дома нужно дополнительно проверить величину сопротивления заземлителя. Для этого вызывают специалистов с соответствующим оборудованием.

Коротко о проверках

Согласно ПТЭЭП, периодичность проверок контуров заземления (заземляющих устройств) должна составлять 1 раз в 6 лет. Визуальный осмотр видимых частей устройства должен проводиться 1 раз в полгода. Можно проводить проверки и чаще, особенно если есть подозрения на неисправность заземляющего оборудования.

Проверку сопротивления заземления обычно проводят в комплексе с другими испытаниями. Ее задача — оценить защитные свойства электрического оборудования.

Проводить проверку могут специальные организации, имеющие разрешения для таких работ, сертифицированные в Минэнерго, имеющие специальные лаборатории и приборы для проведения измерений. Сотрудники должны пройти соответствующее обучение, проверку на знания по охране труда, медицинский осмотр.

К сведению! Заземляющее устройство (контур заземления) необходим для защиты работников от поражения электрическим током из-за поломки электрооборудования. Если система работает, то ток по заземлителю будет идти в течение короткого промежутка времени. И опасная ситуация на предприятии не случится

Поэтому важно контролировать состояние заземляющих устройств

Решение проблем с подключением

Если проверка Pe показала его неработоспособность, делают следующее:

1. Проверяют функционирование сети, включив в розетку любой прибор.
2. Если тот работает, вынимают вилку и обесточивают квартиру с помощью автомата в щитке.
3. Разбирают розетку и проверяют подключение жил к клеммам.

Если контакт нарушен вследствие облома проводника, восстанавливают соединение. При отсутствии видимых повреждений вызывают электриков.

Полезные советы и общие рекомендации

В ходе работ соблюдайте следующие правила:

1. Используйте диэлектрические перчатки и коврик, инструмент с изолированными ручками. Не становитесь на влажный пол.
2. Перед проведением монтажа или ремонта обесточьте сеть.
3. Проверьте работоспособность индикаторной отвертки на контакте во вводном щите. Он всегда под напряжением.
4. Располагайте аналоговый (стрелочный) прибор на ровной горизонтальной поверхности, чтобы избежать смещения указателя под собственным весом.
5. Не используйте в качестве заземления трубопроводы и иные не предназначенные для этого металлоконструкции. Это может привести к электротравме других жильцов.

Самостоятельные действия допустимы только в том случае, если исполнитель ясно понимает, что нужно делать. При малейших сомнениях вызывайте профессионалов, т.к. манипуляции с электросетью со стороны неквалифицированного человека могут привести к тяжелым последствиям, вплоть до гибели кого-то из жильцов.

Оформление результатов

По результатам всего комплекса проведённых испытаний составляется протокол проверки заземляющего устройства, в котором обязательно указываются измеренные параметры заземления и даются рекомендации по дальнейшей эксплуатации системы.

Необходимость в организации и проведении полного комплекса измерительных мероприятий чаще всего возникает по окончании реконструкции или ремонта всей системы заземления. В отдельных случаях проверочные испытания проводятся после обнаружения серьёзных нарушений правил эксплуатации.

Значения нормируемых показателей работоспособности таких систем (удельная проводимость грунта и сопротивление установки току растекания) при различных типах заземления нейтрали приведены в табл.36 ПТЭЭП (Приложение 3.1).

Систематические проверки работоспособности заземления гарантируют эффективную защиту потребителя от поражения током и обеспечивают полную безопасность эксплуатации любых видов электрооборудования.