Качество заземляющего устройства должно обеспечивать надежную и безопасную работу электрооборудования. При этом обеспечивается защита от токов утечки, сверхтоков, молниезащита. Главной нормируемой величиной является сопротивление заземлителя.
Для потребителя важно качество повторного заземления на вводе в дом. Я не стану приводить ТНПА откуда берутся значения этих сопротивление, потому что разговор только о том, что они означают.
Для повторного заземления на вводе в дом достаточно 30 Ом. Но если устанавливается газовое оборудование, то требования повышаются, сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 10 Ом. Такая же величина нужна и для полноценной молниезащиты.
Рассмотрим на примере 30 Ом. Здесь на Дзене встречал публикацию, что этого сопротивления достаточно для срабатывания УЗО: 220/30 = 7,3 А. А как же защита от сверхтоков? Такой ток не вызовет срабатывание автомата защиты при попадании фазы на заземленный токопроводящий корпус электрического устройства (???). Нормированное значение сопротивления заземляющего устройства для трансформаторной подстанции с глухозаземленной нейтралью 4 (2) Ом. 220/4 = 55 А. Получается, что это максимальный ток, который будет протекать при пробое низковольтного кабеля на землю. Однако пробой фазы на землю вызывает срабатывание автоматических выключателей 500 А и больше, перегорание предохранителей таких же номиналов.
Трактовка, что измеренное значение сопротивление заземляющего устройства является сопротивлением протеканию тока через заземлитель, ошибочна. Такое заблуждение характерно для не специалистов (по крайней мере, в части заземлений). Вреда оно, как правило, не приносит. Все-таки разберемся, что же это за величина.
Измерение сопротивления заземлителя
Это одно из самых непростых электрофизических измерений. Применяются сложные по устройству приборы. Для измерения используются источники калиброванного меандра, с частотой от 100 Гц и выше, выходное напряжение до 42 В.
Упрощенная схема, которую можно реализовать самостоятельно, приведена на рисунке ниже. Понижающий трансформатор должен иметь низкоомную вторичную обмотку. Постоянное напряжение использовать нельзя, т.к. произойдет поляризация ионов в почве, измерение потеряет достоверность. Точность подобного измерения без учета наведенных помех, без компенсации сопротивления проводников очень низкая. Но прикинуть диапазон сопротивления заземлителя можно.
Заземляющее устройство отсоединяется от заземлителя. На контакт заземлителя подключается источник напряжения. Второй выход источника через провод подключается на электрод 2, устанавливаемый на расстоянии около 40 м. Штырь забивается в землю не менее чем 0,5 м. Это измерительный токовый электрод. Электрод 1 – электрод потенциала. Он забивается примерно на середине между заземлителем и токовым электродом. С его помощью будет замерена вольтметром разница потенциалов между заземлителем и электродом 1, возникшая при протекании измерительного тока.
Подается электропитание. При этом образуется контур тока I через заземляющее устройство, грунт, электрод 2. Он тем больше, чем лучше контакт электродов заземлителя с грунтом, чем этих электродов больше, чем больше их длина.
Замеряем по амперметру ток в контуре, по вольтметру определяем разницу потенциалов, вызванную этим током. По закону всеми уважаемого Ома Rз = U/I.
Проводимость
Но измерение проведено только в одном сегменте растекания тока. Таких сегментов очень много. В идеальном случае растекание тока носит радиальную форму вокруг заземлителя и сферу в грунте. Сопротивление растеканию тока от заземлителя можно представить, как параллельное соединение множества Rз. Это сопротивление стремится к нулю, а проводимость к бесконечности.
Итог
Сопротивление заземлителя – это только нормированная величина измерения выполненного по определенной методике, по значению которой можно оценить качество заземлителя.
Если сопротивление заземления имеет значение 30 Ом и менее, то гарантированно растекание в грунте тока со значением в сотни ампер. А 4 Ом на трансформаторной подстанции обеспечат беспрепятственное растекание тока в тысячи и более ампер.