Методы измерения сопротивления заземлителей и удельного сопротивления грунта

1. Все способы измерения сопротивления заземлителей основаны на общем принципе измерения падения напряжения на испытуемом заземлителе при протекании через него известного по величине переменного тока.

Принципиальная схема измерений сопротивления заземлителей

а13 - расстояние от испытуемого заземлителя до зонда; a12 - расстояние от вспомогательного заземлителя до испытуемого; a32 - расстояние от вспомогательного за­землителя до зонда; 1 и 2 - заземлители; 3 - электрод.

Для измерения один полюс источника присоединяют к испытуемому заземлителю 1, другой полюс - к заземлителю 2, называемому вспомога'-тельным (рис. 1).

Напряжение U на испытуемом заземлителе, измеряемое по отношению к удаленной точке на поверхности земли с нулевым потенциалом, может численно характеризовать истинную величину сопротивления испытуемого заземлителя R =U/I.

Напряжение на испытуемом заземлителе измеряется прибором, вклю­ченным между испытуемым заземлителем и электродом 3, называемым Зондом и забитым в землю на достаточном удалении от испытуемого за­землителя, где потенциал поверхности земли практически равен нулю.

При измерении сопротивления заземлителей рекомендуется соблюдать следующие расстояния:

- от испытуемого заземлителя до зонда а13 >= 5L1;

- от вспомогательного заземлителя до зонда а23 >= 5L2;

- от испытуемого до вспомогательного заземлителя a12 >= 5L1+ 5L2.

Здесь L1 и L2 - наибольшие линейные размеры испытуемого и вспо­могательного заземлителей.

В указанных выше неравенствах слагаемое правой части, а также зна­чение а должны быть не менее 20 м.

2. Измеритель заземления МС-07 предназначен для измерения сопро­тивления заземлителей и удельного сопротивления грунта методом зонда, а также для измерения непосредственно удельного сопротивления грунта методом четырех электродов.

Общий вид прибора МС-07 и схема его подключения для измерения сопротивления заземлителей методом зонда показаны на рис. 2.

К зажимам I1 и E1> присоединяют испытуемый заземлитель, к зажиму E2 - зонд, а к зажиму I2 - вспомогательный заземлитель.

Общий вид прибора МС-07 и схема его подключения для измерения сопротивления заземлителей методом зонда

1 - испытуемый заземлитель; 2 - переключатель пределов измерения; 3 - переклю­чатель регулировки и измерения;

4 - реостат; 5 - зонд; 6 - вспомогательный зазем­литель

Перед измере­нием компенсируют сопротивление зонда. Для этого рукоятку переключателя РЕГУЛИРОВКА - ИЗМЕРЕНИЕ ставят в положение РЕГУЛИРОВ­КА и, вращая ручку генератора со скоростью 2 с-1, одновременно повора­чивают рукоятку реостата Rp до совмещения стрелки прибора с красной отметкой шкалы. В этом положении рукоятка реостата должна оставать­ся до конца измерения.

Если поворотом рукоятки реостата стрелка прибора не устанавливает­ся на красную отметку шкалы, то это указывает на чрезмерно высокое сопротивление зонда. В этом случае его следует снизить, например, за­глублением электрода в землю, забивкой дополнительного электрода.

Закончив регулировку, необходимо переключатель снова поставить в положение ИЗМЕРЕНИЕ, а переключатель пределов измерения - в поло­жение ДЕЛИТЬ НА 1. Вращая ручку генератора со скоростью около 2 с-1, отсчитывают по показанию стрелки на шкале сопротивление зазем­лителей (Ом).

Если результат измерения составляет меньше 100 Ом, для получения более точного результата переключатель пределов измерения следует пере­вести в положение ДЕЛИТЬ НА 10, при этом отсчитанное значение на шкале надо разделить на 10, чтобы получить измеряемое сопротивле­ние (Ом),

Наконец, если результат измерения будет составлять меньше 10 Ом, переключатель следует перевести в положение ДЕЛИТЬ НА 100, при этом отсчитанное значение на шкале должно быть разделено на 100.

Если при измерении стрелка устанавливается вяло и неуверенно, это указывает на чрезвычайно высокое сопротивление вспомогательного зазем­лителя. Для проверки его величины следует поменять местами провода на зажимах I1 и I2 и повторить измерение. В этом случае прибор покажет сопротивление вспомогательного заземлителя. Если его величина превы­шает приведенные значения, необходимо ее снизить, после чего произвести основной замер.

При производстве замеров прибор МС-07 устанавливают горизонталь­но на твердом основании вблизи испытуемого заземлителя. Если измеряе­мое сопротивление мало (единицы Ом), во избежание ошибок, вносимых падением напряжения в проводе, соединяющем прибор с испытуемым за­землителей, перемычку между зажимами I1 и E1 следует разомкнуть и за­жимы I2 и E2 соединить с испытуемым заземлителем отдельными прово­дами.

Схема включения прибора МС-07 для измерения удельного сопротивления грунта методом четырех электродов

1-4 - электроды; а - расстояние между соседними электродами

Все соединения должны быть выполнены изолированными проводами сечением 1,5-2,5 мм2. Провода могут быть протянуты непосредственно по земле.

Прибор МС-07 может быть использован для определения удельного сопротивления грунта с помощью специально забитых в землю на опреде­ленную глубину контрольных электродов, а также методом четырех элек­тродов (схема включения прибора для определения удельного сопротивле­ния грунта методом четырех электродов показана на рис. 3).

Перед замером стрелка прибора устанавливается на красной отметке при установке переключателя РЕГУЛИРОВКА - ИЗМЕРЕНИЕ в поло­жение РЕГУЛИРОВКА точно так же, как это было описано выше для компенсации сопротивления зонда. Затем переключатель переводится в по­ложение ИЗМЕРЕНИЕ и производится замер. Прибор в этом случае по­казывает (Ом) отношение разности потенциалов между внутренними элек­тродами к величине общего тока, протекающего в земле между двумя внешними электродами.

Если показания приборов (Ом) обозначить R1 а расстояние (см) меж­ду соседними электродами а, то удельное сопротивление грунта будет ρ=2πaR1 (Ом*см).

3. Измеритель заземления МС-08 (рис. 4) предназначен для измере­ния сопротивления заземляющих устройств, а также может быть исполь­зован для определения удельного сопротивления грунта.

Сопротивление заземляющих устройств измеряется аналогично со­противлению заземляющих устройств, измеряемых прибором МС-07.

Измерение удельного сопротивления грунта может выполняться двумя способами.

Принципиальная схема соединения при измерении удельного сопротивления грунта прибором МС-08

1-4 - электроды; а - рас­стояние между соседними электродами

1-й способ. В испытуемый грунт забивают стальную трубу или стер­жень известных размеров. Вспомогательный заземлитель или зонд распо­лагают так же, как и в случае измерения сопротивления одиночного зазем­лителя. Измеряют сопротивление растеканию основного стержня, забитого в месте определения удельного сопротивления грунта. Трубу (стержень) забивают на заданную глубину (обычно на глубину, большую, чем глуби­на промерзания грунта в данной местности).

Удельное сопротивление грунта р (Ом-см) на глубине забивки трубы подсчитывают по формуле

ρ=2,73 Rl / lg*(4l/d)

где R - сопротивление, измеренное измерителем заземления, Ом; I - глубина забивки трубы, см; d - диаметр трубы, см.

2-й способ. На испытуемом участке забиваются в землю по прямой ли­нии четыре стержня на расстоянии а (см) друг от друга. Глубина забив­ки не должна превышать 1/20 расстояния а. Зажимы измерителя заземле­ния I1 и I2 подсоединяют к крайним стержням, а зажимы E1 и E2-к со­ответствующим внутренним стержням (перемычки между зажимами I1 и E1 размыкаются). Производят измерение после предварительной регулировки.

Удельное сопротивление пoдсчитывается по формуле

ρ=2πaR1

гдe R - покaзания измеритeля заземления, Ом;

а - расстoяние между стeржнями, см.

Приближенно можно считать, что при этом способе получается среднее удельное сoпротивление грунтa нa глубине, равнoй расстoянию а меж­ду забитыми стержнями.

Источник: https://www.4akb.ru/