Måling af jordingsmodstand: oversigt over praktiske målemetoder

Jordforbindelse anvendes i forskellige elektriske systemprojekter. Begrebet “jordforbindelse” betragtes skematisk som tilslutning af en del af et elektrisk kredsløb til jordens potentiale.

Jordingssløjfen indeholder en leder og en elektrode, der er dybt nedgravet i jorden. En traditionel handling i elektroteknisk praksis er måling af jordingsmodstand for både nye og eksisterende net. Vi vil fortælle, hvordan og på hvilken måde denne vigtige handling udføres.

Hvorfor er målinger nødvendige?

En glimrende løsning på de nedenfor nævnte opgaver opnås med en ideel nulmodstand i jordingskredsløbet:

1. Forhindre spænding på teknologimaskiners kabinet.
2. Opnå et effektivt referencepotentiale for elektronisk udstyr.
3. Fjern helt statiske strømme.

Sandheden er, at elektroteknisk erfaring viser: det er umuligt at opnå et resultat med ideel nul.

Procedure for udførelse af nødvendige målinger ved hjælp af et instrument til bestemmelse af jordingsskinnens modstand. Sådanne procedurer udføres efter en tidsplan, der godkendes af ledelsen i serviceorganisationen.

Under alle omstændigheder giver den jordede elektrode en eller anden modstand.

Den konkrete modstandsværdi bestemmes af:

• elektrodemodstanden ved kontaktpunktet med den ledende skinne;
• kontaktområdet mellem jordelektroden og jorden;
• jordens struktur, der giver forskellig modstand.

Praktisk måling af jordingssløjfens modstand viser, at de to første faktorer sagtens kan ignoreres, men under opfyldelse af logiske betingelser:

1. Jordelektroden er lavet af metal med høj elektrisk ledningsevne.
2. Elektrodestangens legeme er omhyggeligt renset og tæt plantet i jorden.

Der er kun den tredje faktor tilbage – jordens resistive overflade. Den ses som den vigtigste beregningsmæssige detalje for måling af jordingssløjfens modstand.

Beregnes dog ved hjælp af formlen:

R = pL / A,

hvor: p – jordens resistivitet, L – den betingede dybde, A – arbejdsareal.

For at beskytte husejere/lejlighedsejere skal alle former for kraftigt husholdningsudstyr være forsynet med jordforbindelse:

Ved modstandstest kontrolleres hver jordingslinje separat. Modstanden mellem jordingselementet og hver ikke-strømførende del af det elektriske udstyr, som kan blive spændingssat, skal være mindre end 0,1 ohm.

Oversigt over målemetoder

Der findes flere metoder til at måle modstanden i jordingskredsen, og hver enkelt kan bestemme den ønskede værdi ganske præcist.

3-punkts system til bestemmelse

For eksempel anvendes ofte metoden med 3-punkts ordning, baseret på potentialefaldseffekten.

Grafisk diagram over det såkaldte trepunktssystem, som ofte bruges, når det er nødvendigt at måle jordingskredsens modstand

Målingerne udføres i tre grundlæggende trin:

1. Måling af spænding mellem elektrode E1 og sonde E2.
2. Måling af strømstyrke mellem elektrode E1 og sonde E3.
3. Beregning (formlen R = E / I) af jordingselektrodens modstand.

For denne metode afhænger målenøjagtigheden logisk af placeringen af sonde E3. Det anbefales at installere den i jorden på en afstand – optimalt uden for det såkaldte EES-område (effektiv elektrodemodstand) for E1 og E2.

Målinger efter «62%» teknologien

Hvis jordstrukturen omkring jordingselektroden har en homogen sammensætning, lover '62%' metoden til bestemmelse af jordingskredsens modstand gode resultater.

Målemetode under den interessante betegnelse '62%'. Navnet er dog taget fra den optimale afstand mellem elektroderne, hvor man opnår et acceptabelt resultat.

Metoden anvendes til systemer med en enkelt jordelektrode. Nøjagtigheden af aflæsningerne her skyldes muligheden for at placere arbejdssonde på et lige stykke i forhold til jordelektroden.

Installeringspunkter for kontrolsonder

Forenklet topunktsmetode

Anvendelse af denne målemetode kræver endnu en kvalitetsjordforbindelse ud over den, der skal undersøges. Metoden er relevant for tætbefolkede områder, hvor der ofte ikke er mulighed for at betjene hjælpeelektroder i stor udstrækning.

Den forenklede målemetode udføres efter en topunktsopstilling. Med denne teknologi kræves færre manipulationer med udstyr og beregninger, men nøjagtigheden af beregningerne er lav.

Topunktsmålemetoden adskiller sig ved samtidig at vise resultatet for to jordforbindelsesenheder, der er seriekoblede. Det forklarer kravene til høj kvalitet af den anden jordforbindelse, så dens modstand ikke medregnes.

Til beregningerne måles også modstanden af jordforbindelsesskinnen. Det opnåede resultat trækkes fra resultaterne af de samlede målinger.

Nøjagtigheden af denne metode lader meget tilbage at ønske sammenlignet med de to ovenstående. Her spiller afstanden mellem jordelektroden, hvis modstand måles, og den anden jordforbindelse en væsentlig rolle. Standardmæssigt anvendes denne metode ikke. Det er en slags alternativ, når andre målemetoder ikke kan bruges.

Præcise målinger med fire punkter

For de fleste varianter af modstandsmåling anses 4-punkts teknologien for at være den mest optimale metode ud over 2- og 3-punkts metoderne. Måleinstrumenter som tester 4500-serien er udstyret med denne teknologi. Som metodebetegnelsen antyder, placeres fire arbejdselektroder på en lige linje i lige store afstande på arbejdsområdet.

Med en sådan firepunktsopstilling foretages de mest præcise målinger. Der anvendes moderne udstyr, og der er mulighed for at udføre arbejdet uden at afbryde jordforbindelseskredsen.

Instrumentets strømgenerator tilsluttes til de yderste elektroder, hvorved der løber en strøm med kendt værdi mellem dem. På instrumentets andre terminaler tilsluttes de to indre arbejdselektroder.

På disse terminaler er der en spændingsfaldsværdi. Slutresultatet af målingerne er jordforbindelsesmodstanden (i ohm), hvis værdi instrumentet viser på displayet.

Instrumenter fra serie 4500 bruges ofte til måling af berøringsspænding. Enheden genererer ved hjælp af et specialmodul en lille spænding i jorden – en simulering af en kabelskade.

Samtidig vises strømmen, der løber gennem jordingskredsløbet, på instrumentets skala. Aflæsningen på skærmen tages som grundlag og ganges med den forventede strømstyrke i jorden. På denne måde beregnes berøringsspændingen.

Udførelse af foranstaltninger til kontrol af elektrisk udstyrs tilstand og jordingslinjer. Der anvendes et måleinstrument af typen 4500.

For eksempel er den maksimale forventede strøm i skadesområdet 4000A. På instrumentets skærm noteres værdien 0,100. Berøringsspændingen bliver da 400V (4000*0,100).

Måling med instrument C.A 6415 (6410, 6412, 6415)

Det unikke ved denne metode er muligheden for at udføre målinger uden at afbryde jordingskredsløbet. Derudover skal den fordelagtige side fremhæves, hvor det er tilladt at måle jordingsenhedens samlede modstand ved at inkludere den resistive komponent af alle forbindelser i jordingskredsløbet.

Arbejdsprincippet er omtrent som følger:

1. En speciel transformer skaber en strøm i kredsløbet.
2. Strømmen løber i den dannede sløjfe.
3. Ved hjælp af en synkron detektor registreres det målte signal.
4. Det modtagne signal omdannes af ADC.
5. Resultatet vises på LCD-displayet.

Enheden er udstyret med et modul (selektiv forstærker), som effektivt renser det nyttige signal for forskellige former for støj – lav- og højfrekvent støj. Med tangens ben i deres forbundne tilstand dannes en exciteret sløjfe, der omslutter jordingslederen.

Instruktion til måling med instrument C.A 6415

Fremgangsmåden ved arbejde med instrumentet fra serie S.A6415 beskrives tydeligt i den vejledning, der følger med denne unikke enhed.

Unikt måleinstrument – tang, som gør det relativt enkelt og let at måle jordsløjfens modstand under forskellige forhold

For eksempel er der behov for at måle jordingsmodstanden for en elektrisk modul (transformator, elmåler osv.).

Fremgangsmåde:

1. Åbn adgang til jordingsskinnen ved at fjerne beskyttelsesdækslet.
2. Grib jordingslederen (skinnen eller direkte elektroden) med tangen.
3. Vælg målefunktion 'A' (strømmåling).

Instrumentets maksimale strømstyrke er 30A, så målingen må ikke udføres, hvis denne værdi overskrides. Instrumentet skal fjernes, og målingen forsøges gentaget et andet sted.

Processen med at udføre målinger ved hjælp af måleinstrumenter af typen S.A6415 og 3770. Måleresultaterne registreres i en tabel og sammenlignes ved næste service.

Når den aflæste strømværdi på skalaen ligger inden for det tilladte område, kan man fortsætte arbejdet ved at skifte instrumentet til modstandsmåling «?».

Resultatet, der vises på displayet, vil vise den samlede modstandsværdi, herunder:

• elektroden og jordingsskinnen;
• kontakten mellem neutral og jordingselektrode;
• kontakten i forbindelserne på linjen mellem neutral og jordingselektrode.

Når man arbejder med tænger, skal man være opmærksom på: forhøjede aflæsninger af jordingsmodstand skyldes som regel dårlig kontakt mellem jordingselektrode og jord.

Årsagen til høj modstand kan også være en afbrudt strømførende skinne. Høje modstandsværdier ved samlingspunkter (splejsninger) af ledere kan også påvirke instrumentets aflæsninger.

Generelle anbefalinger til måling af USG

Før man etablerer en jordingskreds, f.eks. til en gaskedel, bør man indhente nøjagtige oplysninger om, hvilke jordtyper jordingselektroden vil blive placeret i. Ofte foreslås det at konsultere eksisterende tabeller for at bestemme værdierne for “p” for jorden.

Denne tilgang med tabeller giver dog kun vejledende data. Derfor bør man ikke stole på dem. De sande værdier for jordmodstand kan være flere gange anderledes.

Mulighed #1: enkeltlagsjord

Hvis jorden har en homogen sammensætning, måles dens resistivitet ved hjælp af metoden med 'prøveelektrode'.

Struktur af homogen jord. Under sådanne forhold er det meget lettere at måle og beregne modstanden end at udføre det samme arbejde på flerlagsjord.

Metoden indebærer udførelse af en bestemt procedure i to trin:

1. Man tager en stangformet kontrolsonde med en længde lidt større end den planlagte nedgravningsdybde.
2. Sonden sænkes ned i jorden strengt lodret til den planlagte nedgravningsdybde.
3. Den ende, der forbliver over jordoverfladen, bruges til at måle spredningsmodstanden (Rr).
4. Jordresistiviteten bestemmes efter formlen p = Rr * Ψ.

Det er ønskeligt at udføre proceduren flere gange på forskellige punkter på arbejdsområdet. Alternative målinger hjælper med at opnå præcise resultater af jordmodstandsmålinger.

Mulighed #2: flerlagsjord

I en sådan situation udføres måling af jordresistivitet ved hjælp af metoden med trinvis sondering. Det vil sige, at kontrolsonden sænkes ned til arbejdsdybden i trin, og ved hvert trin udføres målinger af resistiviteten. Beregningen af den gennemsnitlige jordresistivitet udføres ved hjælp af formler for hver enkelt måling.

Flerlagsjord. Under sådanne forhold skal man beregne modstanden for hvert enkelt lag. Beregninger for flerlagsjord kræver mere arbejde.

Derefter, baseret på stedets klimatiske forhold, findes værdierne for sæsonbestemte ændringer. På denne måde (ganske kompliceret) opnås de beregnede værdier for USG i de øverste lag. De underliggende lag betragtes som ikke påvirket af sæsonvariationer, og derfor begrænses beregningen for dem til en noget forenklet måling og beregning.

Krav til udførelse af arbejdet

Arbejder af denne art udføres naturligvis af kvalificeret personale fra specialiserede organisationer. For eksempel er det som regel de kommunale tjenester, der står for drift af el-tavler i boligbygninger. Det er kun tilladt at foretage målinger på disse punkter efter henvendelse til disse tjenester.

Elektriske kredsløb er farlige systemer. Selvom installationer i boligsektoren er konstrueret til spændinger under 1000V, er denne spænding dødelig for mennesker. Det er nødvendigt at overholde alle nødvendige sikkerhedsforanstaltninger ved håndtering af elektrisk udstyr. Lægmanden er ofte helt uvidende om sådanne foranstaltninger.

Du kan lære om de særlige forhold ved etablering af jording til badekar i en bylejlighed i den følgende artikel, der indeholder regler og vejledning til arbejdet.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Udførelse af målinger i praksis med instrumentet:

Udførelse af arbejder i forbindelse med kontrol af jordingsmodstand er obligatorisk, uanset kompleksiteten af det elektriske diagram og kategorien af det objekt, hvor elektrisk udstyr installeres eller er installeret og i brug. Mange specialiserede organisationer er klar til at tilbyde sådanne tjenester.

Efterlad venligst kommentarer i boksen nedenfor. Måske kender du en enkel og effektiv måde at måle modstanden af jordingssløjfer på, som ikke er nævnt i artiklen. Stil spørgsmål, del nyttig information og billeder om emnet.