categorie: Elettricisti alle prime armi, Elettricista industriale
Numero di visite: 105522
Commenti sull'articolo: 10
Come misurare la resistenza di messa a terra
sicurezza uso di energia elettrica dipende non solo dalla corretta installazione dell'installazione elettrica, ma anche dal rispetto dei requisiti stabiliti nella documentazione normativa per il suo funzionamento. Il circuito di messa a terra di un edificio, come parte di un equipaggiamento elettrico di protezione, richiede un monitoraggio periodico delle sue condizioni tecniche.
Come funziona il dispositivo di messa a terra
In modalità di alimentazione normale, anello di massa Conduttore PE collegato agli alloggiamenti di tutti gli apparecchi elettrici, il potenziale sistema di equalizzazione dell'edificio ed è inattivo: attraverso di esso, approssimativamente parlando, non passa alcuna corrente, tranne quelle di sottofondo.
Come la messa a terra protegge gli umani
In caso di emergenza correlata alla rottura dello strato isolante del cablaggio, una tensione pericolosa appare sul corpo dell'apparecchio difettoso e scorre attraverso il conduttore PE attraverso il circuito di terra verso il potenziale di terra.
Per questo motivo, l'entità dell'alta tensione trasmessa alle parti non conduttive dovrebbe ridursi a un livello di sicurezza, che non è in grado di provocare scosse elettriche a una persona che è in contatto con il caso di apparecchiature difettose attraverso il terreno.
Quando il conduttore PE o il circuito di terra sono interrotti, non vi è alcun percorso di drenaggio di tensione e la corrente passerà attraverso il corpo umanointrappolato tra i potenziali di un apparecchio danneggiato e il terreno.
Pertanto, quando si utilizzano apparecchiature elettriche, è importante mantenere il circuito di terra in buone condizioni e monitorarne le condizioni con misurazioni elettriche periodiche.
Come si verifica un malfunzionamento nel dispositivo di messa a terra
In un nuovo circuito riparabile, la corrente elettrica incidente attraverso il conduttore PE entra negli elettrodi del collettore che entrano in contatto con la loro superficie con il suolo e attraverso di essi va uniformemente al potenziale di terra. In questo caso, il flusso principale è uniformemente suddiviso nelle sue parti costitutive.
Come risultato di un'esposizione prolungata al suolo ostile, il metallo dei conduttori attuali è rivestito con un film di ossido superficiale. La corrosione incipiente peggiora gradualmente le condizioni per il passaggio della corrente, aumenta la resistenza elettrica dei contatti dell'intera struttura. La ruggine formata su parti in acciaio è generalmente generale e in alcune aree ha un carattere locale pronunciato. Ciò è dovuto alla presenza irregolare di soluzioni chimicamente attive di sali, alcali e acidi che sono costantemente nel terreno.
Le particelle di corrosione risultanti sotto forma di scaglie separate si allontanano dal metallo e quindi bloccano il contatto elettrico locale. Nel tempo, ci sono così tanti luoghi tali che la resistenza del circuito aumenta e il dispositivo di messa a terra, perdendo la conduttività elettrica, diventa incapace di rimuovere in modo affidabile potenziale pericoloso nel terreno.
Solo misurazioni elettriche tempestive consentono di determinare il momento dello stato critico del circuito.
I principi stabiliti nella misurazione della resistenza del dispositivo di messa a terra
Il metodo di valutazione delle condizioni tecniche del circuito si basa sulla legge classica dell'ingegneria elettrica, identificata da Georg Om per la sezione del circuito. A tale scopo, è sufficiente far passare una corrente attraverso un elemento controllato da una sorgente di tensione calibrata e misurare la corrente trasmessa con un alto grado di precisione, quindi calcolare il valore di resistenza.
Metodo amperometro e voltmetro
Poiché il circuito funziona a terra con tutta la sua superficie di contatto, dovrebbe essere valutato durante la misurazione. Per fare questo, a una piccola distanza (circa 20 metri) dal dispositivo di messa a terra monitorato, gli elettrodi sono sepolti: il principale e aggiuntivo.Sono alimentati con corrente proveniente da una fonte stabilizzata di tensione alternata.
Una corrente elettrica inizia a fluire lungo un circuito formato da fili, una fonte di EMF ed elettrodi con una parte conduttiva sotterranea del terreno, il cui valore è misurato da un amperometro.
Un voltmetro è collegato alla superficie del circuito di terra pulito su metallo puro e al contatto dell'elettrodo di terra principale.
Misura la caduta di tensione nell'area tra il sezionatore di terra principale e il circuito di terra. Dividendo il valore della lettura del voltmetro per la corrente misurata dall'amperometro, è possibile calcolare la resistenza totale della sezione dell'intero circuito.
Con misurazioni grossolane, possono essere limitati a, e per calcolare risultati più accurati, sarà necessario correggere il valore ottenuto sottraendo la resistenza dei conduttori di collegamento e l'influenza delle proprietà dielettriche del suolo sulla natura delle correnti che si diffondono nel suolo.
Ridotta da questo valore e misurata dalla prima azione, la resistenza totale darà il risultato desiderato.
Il metodo descritto è abbastanza semplice e impreciso, presenta alcuni svantaggi. Pertanto, per eseguire misurazioni migliori effettuate da specialisti di laboratori elettrici, è stata sviluppata una tecnologia più avanzata.
Metodo di compensazione
La misurazione si basa sull'uso di progetti preconfezionati di strumenti metrologici di alta precisione prodotti dall'industria.
Con questo metodo, viene utilizzata anche l'installazione degli elettrodi principali e ausiliari nel terreno.
Sono trasportati su una lunghezza di circa 10 ÷ 20 metri e sono sepolti sulla stessa linea, catturando il circuito di terra testato. Una sonda di misurazione è collegata al bus del dispositivo di messa a terra, cercando di posizionare il dispositivo più vicino al contatto del bus. I conduttori di collegamento collegano i terminali del dispositivo con elettrodi installati a terra.
La sorgente dell'EMF variabile fornisce una corrente I1 al circuito collegato, che passa attraverso un circuito chiuso formato dall'avvolgimento primario del trasformatore di corrente CT, fili di collegamento, contatti degli elettrodi e terra.
L'avvolgimento secondario del trasformatore CT percepisce la corrente I2 uguale a quella primaria e la trasferisce alla resistenza del reostato R, che consente al reochord "b" di impostare l'equilibrio tra le tensioni U1 e U2.
Il trasformatore di isolamento IT traduce la corrente I2 che passa attraverso il suo avvolgimento primario nel suo circuito secondario, che è chiuso al dispositivo di misurazione V.
L'attuale I1 che fluisce attraverso il terreno nell'area tra l'elettrodo di terra principale e l'anello di terra forma una caduta di tensione U1 nell'area che misuriamo, calcolata dalla formula:
U1 = I1 ∙ rx.
L'attuale I2 che passa attraverso la sezione del reostato R "ab" con resistenza rab forma una caduta di tensione U2, definita dall'espressione:
U2 = I2 ∙ rab.
Durante la misurazione, spostare la manopola di registrazione in modo che la deviazione della freccia dello strumento V sia impostata su zero. In questo caso, l'uguaglianza vale: U1 = U2.
Quindi otteniamo: I1 ∙ rx = I2 ∙ rab.
Poiché il design del dispositivo è tale che I1 = I2, si osserva la relazione: rx = rab. Resta solo da scoprire la resistenza della trama ab. Ma per questo è sufficiente allargare la maniglia del potenziometro e montare la freccia sulla sua parte mobile, che si sposterà su una scala fissa, calibrata in anticipo nelle unità di resistenza del reostato R.
Pertanto, la posizione del puntatore a freccia del reostato durante la compensazione delle cadute di tensione in due sezioni consente di misurare la resistenza del dispositivo di messa a terra.
Usando un trasformatore di isolamento IT e un design speciale della testa di misurazione V, raggiungono il distacco affidabile del dispositivo dalle correnti vaganti. Il meccanismo di misurazione ad alta precisione contribuisce al basso impatto resistenze transitorie sonda per il risultato della misurazione.
I dispositivi che funzionano con il metodo di compensazione consentono una misurazione accurata della resistenza dei singoli elementi.Per fare ciò, è sufficiente collegare un conduttore prelevato dal punto 1 a un'estremità del circuito misurato, e una sonda di misurazione (punto 2) e un filo dal punto 3 dall'elettrodo ausiliario all'altro.
Dispositivi per misurare la resistenza del dispositivo di messa a terra
Durante lo sviluppo del settore energetico, gli strumenti di misura sono stati costantemente migliorati in termini di facilitazione dell'uso e di ottenere risultati altamente precisi.
Solo pochi decenni fa, erano ampiamente utilizzati solo misuratori analogici della produzione dell'URSS di marchi come MS-08, M4116, F4103-M1 e le loro modifiche. Continuano a lavorare oggi.
Ora sono integrati con successo da numerosi dispositivi che utilizzano la tecnologia digitale e dispositivi a microprocessore. Semplificano in qualche modo il processo di misurazione, hanno un'elevata precisione e memorizzano in memoria i risultati degli ultimi calcoli.
Metodo per misurare la resistenza del dispositivo di messa a terra
Dopo che il dispositivo viene consegnato nel luogo di misurazione e rimosso dalla custodia di trasporto, la sbarra viene preparata per il collegamento del conduttore di contatto: puliscono il luogo per il collegamento della clip a coccodrillo con un file dalla corrosione o installano un morsetto con un morsetto a vite che forza lo strato superiore di metallo.
Misurazione della resistenza a tre fili
I requisiti per un funzionamento sicuro richiedono misurazioni quando l'interruttore viene spento nella scheda di alimentazione in ingresso dell'edificio o quando il conduttore PE viene rimosso dal sezionatore di terra. Altrimenti, in caso di emergenza, la corrente di dispersione attraverserà il circuito e il dispositivo o il corpo dell'operatore.
Il conduttore di collegamento è collegato al dispositivo e al morsetto.
Ad una distanza specificata, gli elettrodi di terra vengono martellati nel terreno con un martello. Le bobine con conduttori di collegamento sono appese su di loro e le loro estremità sono collegate.
Impostare i contatti dei fili nella presa del dispositivo, verificare la prontezza del circuito per il funzionamento e l'entità della tensione di interferenza tra gli elettrodi installati. Non dovrebbe superare i 24 volt. Se questa posizione non viene rispettata, sarà necessario modificare la posizione di installazione degli elettrodi e ricontrollare questo parametro.
Resta solo da premere il pulsante per eseguire la misurazione automatica e rimuovere il risultato calcolato dal display.
Tuttavia, è impossibile calmarsi dopo aver ricevuto il risultato della prima misurazione. Per testare il tuo lavoro, devi eseguire una piccola serie di misurazioni di controllo, riorganizzando il potenziale pin a brevi distanze. La discrepanza di tutti i valori di resistenza ottenuti non dovrebbe divergere di oltre il 5%.
Misura della resistenza a quattro fili
Per utilizzare i metodi di rilevamento elettrico verticale, i misuratori di resistenza del circuito di terra possono essere utilizzati in un circuito a quattro fili, disponendo gli elettrodi di ricezione secondo il metodo Wenner o Schlumberger.
Questo metodo è più adatto per studi approfonditi e per il calcolo della resistività elettrica del suolo.
L'opzione di connessione per il dispositivo IS-20/1 secondo questo schema è mostrata in figura.
Misurazione della resistenza dell'elettrodo di terra mediante pinze amperometriche
Quando si utilizza il metodo, è necessario disporre di una corrente di fondo dall'installazione elettrica dell'edificio al circuito di terra. Il suo valore nella maggior parte dei dispositivi che funzionano su questo tipo non deve superare 2,5 ampere.
Misurazione della resistenza del circuito senza interrompere il circuito dell'elettrodo di terra mediante morsetti di misurazione
Utilizzando il misuratore IS-20 / 1m, è possibile eseguire una valutazione elettrica dello stato del dispositivo di messa a terra dell'edificio secondo lo schema seguente.
Misura della resistenza del circuito senza elettrodi ausiliari mediante due morsetti di misurazione
Con questo metodo, non è necessario installare ulteriori elettrodi nel terreno, ma è possibile eseguire lavori usando due pinza amperometrica. Dovranno essere trasportati lungo la sbarra del dispositivo di messa a terra ad una distanza di oltre 30 centimetri.
La scelta della metodologia di misurazione dipende dalle condizioni operative specifiche dell'apparecchiatura ed è determinata dagli specialisti del laboratorio.
La valutazione delle condizioni del dispositivo di messa a terra può essere eseguita in diversi periodi dell'anno. Tuttavia, va tenuto presente che durante il periodo di una grande presenza di umidità nel suolo durante il disgelo autunnale-primaverile, le condizioni per la diffusione delle correnti nel terreno sono più favorevoli e, nel clima secco e caldo, il peggio.
Le misurazioni estive con terreno secco riflettono in modo più qualitativo il reale stato del contorno.
Alcuni elettricisti raccomandano di ridurre il valore di resistenza per versare il terreno vicino agli elettrodi con soluzioni saline. Dovrebbe essere chiaro che questa misura è temporanea e inefficace. Con la partenza dell'umidità, lo stato di conduttività peggiora di nuovo e gli ioni di sale disciolto distruggeranno il metallo situato nel terreno.
In conclusione
Tutti i lettori attenti e gli elettricisti esperti sono invitati a guardare l'immagine qui sotto, che dimostra un metodo semplice, a prima vista, per misurare la resistenza del dispositivo di messa a terra, che non ha trovato ampia applicazione pratica nei laboratori.
Spiegare nei commenti quali processi elettrici si verificano con questo metodo e come influenzano l'accuratezza della misurazione. Metti alla prova le tue conoscenze, buona fortuna!
Vedi anche su electro-it.tomathouse.com
: