Проверка цепи между заземлителями и заземляемыми элементами

Согласно Правил устройства электроустановок, любые электрические сети и оборудование, работающее с напряжением свыше 50 вольт переменного и 120 вольт постоянного тока, должны иметь защитное заземление. Это касается помещений без признаков условий повышенной опасности. В опасных помещениях (повышенная влажность, токопроводящая пыль и прочее), требования еще жестче. Но мы в данном материале будем рассматривать в основном жилые дома. По умолчанию принимаем, что заземление должно быть.

При монтаже новых линий энергоснабжения, заземление будет установлено, и владелец помещения может за этим проследить (или подключить его самостоятельно). В случае, когда вы проживаете (работаете) в уже готовом помещении, возникает вопрос: как проверить заземление? В первую очередь, надо убедиться в том, что оно у вас есть. Вне зависимости от формального соблюдения ПУЭ, это касается жизни и здоровья людей.

Проверка наличия и правильности подключения защитного заземления

Как минимум, необходимо заглянуть в распределительный щит вашей квартиры (дома, мастерской).

По умолчанию принимаем условие: электропитание однофазное. Так будет проще разобраться в материале.

В щитке должно быть три независимых входных линии:

• Фаза (как правило, обозначается проводом с коричневой изоляцией). Идентифицируется индикаторной отверткой.
• Рабочий ноль (цветовая маркировка — синяя или голубая).
• Защитное заземление (желто-зеленая изоляция).

Если электропитающий вход выполнен именно так, скорее всего, заземление у вас есть. Далее проверяем независимость рабочего ноля и защитного заземления между собой. К сожалению, некоторые электрики (даже в профессиональных бригадах), вместо заземления используют так называемое зануление. В качестве защиты используется рабочий ноль: к нему просто подсоединяется заземляющая шина. Это является нарушением Правил устройства электроустановок, использование такой схемы опасно.

Как проверить, заземление или зануление подключено в качестве защиты?

Если соединение проводов очевидно — защитное заземление отсутствует: у вас организовано зануление. Однако видимое правильное подключение еще не означает, что «земля» есть и она работает. Проверка заземления включает в себя несколько этапов. Начинаем с измерения напряжения между защитным заземлением и рабочим нулем.

Фиксируем значение между нулем и фазой, и тут же проводим измерение между фазой и защитным заземлением. Если значения одинаковые — «земляная» шина имеет контакт с рабочим нулем после физического заземления. То есть, она соединена с нулевой шиной. Это запрещено ПУЭ, потребуется переделка системы подключения. Если показания отличаются друг от друга — у вас правильная «земля».

Дальнейшее измерение заземления проводится с помощью специального оборудования. На этом остановимся подробнее.

Как устроено заземление, и зачем проверять его параметры

Не вдаваясь в подробности, можно сказать, что заземление нужно для соединения корпуса электроустановки с рабочим нулем. Глядя на несколько абзацев выше, можно подумать, что это абсурд. На самом деле имеется ввиду возможность протекания тока от защитного заземления, через физическую землю (грунт), до рабочего нуля ближайшей подстанции. Фактически, это будет короткое замыкание.

Соответственно, при попадании фазы на корпус электроустановки, сработает защитный автомат, и поражения электротоком не будет.

Зачем же нужна проверка сопротивления заземления? Для организации аварийного короткого замыкания, необходима большая сила тока. Если сопротивление контура заземления будет слишком велико, сила тока (в соответствии с законом Ома) снизится, и защитный автомат не сработает.

Еще одна опасность большого сопротивления защитной «земли» в том, что сопротивление тела человека может оказаться меньше. Тогда, при касании рукой аварийной электроустановки, вы гарантированно будете поражены электротоком.

Важно! Само по себе заземление не дает 100% защиты от поражения электротоком.

Когда на корпусе электроустановки окажется фаза, часть напряжения уйдет на компенсацию утечки в физическую землю. Если остаток потенциала превысит 50 вольт, опасность сохранится.

Равно как и защитный автомат без заземления не отключит фазу при попадании на корпус. Он сработает лишь при замыкании нуля с фазой. Полную защиту дает установка автомата и одновременное подключение контура защитной «земли». Существенно повышает уровень безопасности еще и УЗО.

И, наконец о том, что представляет собой контур заземления.

Если вкратце, это несколько металлических штырей (при нормальных природных условиях — три), глубоко погруженных в грунт, соединенных проводниками между собой и шиной заземления в здании.

В частном доме

Людям, которые проживают в частных домах, для проверки качества заземления потребуется специальный измерительный прибор, известный под заводским обозначением М416. С помощью этого устройства можно быстро и точно измерить значение удельного сопротивления забитых в землю штырей и прилегающих к ним слоёв грунта.

Однако прежде чем проверить сопротивление ЗУ в частном доме посредством М416, желательно иметь хотя бы приблизительное представление о том, как работает этот прибор.

Принцип работы измерителя сопротивления заземления основан на компенсационном методе снятия показаний. Метод реализуется с помощью вспомогательного штыря и комплекта металлических электродов (зондов).

Для измерения сопротивления защитного заземления дополнительный штырь и выносной зонд из комплекта забиваются в землю на некотором удалении от испытуемой конструкции (на рисунке она обозначена как «заземлитель»). После этого посредством шнуров различной маркировки к ним подсоединяются соответствующие клеммы прибора.

В результате образуется измерительная схема, посредством которой после нажатия кнопки запуска на управляющей панели по показанию индикатора определяют значение искомой величины.

Следует подробно изучить работу с прибором М416, чтобы провести проверку сопротивления заземления правильно и максимально быстро.

Если пользователь не уверен в своих силах или по каким-либо причинам не может самостоятельно провести измерения, то ему придётся пригласить специалиста и оплатить по тарифу все работы, входящие в проверку заземления.

Проверка параметров защитного заземления

Кроме очевидных составляющих системы защитной «земли»: таких, как контактная колодка, провода, идущие к электроустановкам, соединение с контуром в грунте, важную роль в обеспечении защиты играет собственно земля. Соответственно надо убедиться в следующем:

1. Между всеми элементами контура (штыри, соединительные шины, проводник в помещение до клеммной колодки) есть надежное электрическое соединение с минимальным сопротивлением.
2. Попавшее на контур напряжение (в случае аварии), растекается по физической земле с максимальным током. Это возможно лишь при хорошем контакте между металлом и грунтом.
3. Физические условия местности (грунта) могут обеспечить надежный контакт даже при плохих (с точки зрения электротока) условиях. А именно, пересыхание грунта, растрескивание земли в местах установки заземлителей.

Разумеется, никто не проводит измерения параметров на каждом элементе заземляющей системы. Это потребуется лишь в случае несоответствия нормам, для поиска так называемого «слабого звена».

По какому принципу проводится проверка защитного контура заземления?

Необходимо создать полный аналог заведомо работающего контура, и сравнить показатели с тестируемым объектом. Для этого существуют комплексы проверки рабочего заземления.

Сразу оговоримся: изготовить такой комплект самостоятельно возможно, но дорого и нецелесообразно. Равно как и проверка параметров защитного заземления с помощью стандартных средств измерений (мультиметр), не покажет достоверной картины. Да и сформировать высокое напряжение, необходимое для измерения параметров растекания, тестер не сможет. Поэтому лучше либо брать оборудование напрокат, либо приглашать мастера.

Вы можете купить подобный набор, но вряд ли он себя окупит в обозримом будущем. Даже с учетом того, периодичность проверки заземляющих устройств составляет один раз в году (и для жилых, и для промышленных объектов), проще получать разовый доступ к оборудованию.

Проверка цепи между заземляемыми элементами

Для защиты от поражения электрическим током при прикосновении к открытым проводящим частям, оказавшимся под напряжением при повреждении изоляции, должны быть применены меры защиты. К таким мерам защиты относятся: Защитное заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки электрической сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством, выполненное в целях электробезопасности выше 1 кВ и до 1 кВ с изолированной нейтралью (система IТ) и заземленной нейтралью (система ТТ). Защитное автоматическое отключение питания — автоматическое размыкания одной цепи одного или нескольких фазных проводников (и, если требуется, нулевого рабочего проводника), выполненное в целях электробезопасности — в электроустановках до 1 кВ, при которой выполняется — присоединение всех открытых проводящих частей к заземляющему устройству, если применена IТ или ТТ, и к глухозаземленной нейтрали генератора или трансформатора в сетях трехфазного, с глухозаземленным выводом источника однофазного, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, если применена Т1Ч, а также выполнена основная и дополнительная система уравнивания потенциалов.

Стоимость проверки наличия цепи между заземлителями и заземляемыми элементами за одну точку до 1000В начинается от 15 рублей, до 10кВ — от 50 рублей, а до 35кВ — 55 рублей

Соединения и присоединение заземляющих и защитных проводников к заземлителям, к открытым проводящим частям и сторонним проводящим частям должны быть надежными и обеспечивать непрерывность электрической цепи, которая проверяется измерением наличия цепи между заземлителями и заземляемыми элементами, а надежность разъемных контактных соединений измерением переходных сопротивлений между заземленной установкой и её элементами. Соединения стальных проводников рекомендуется выполнять посредством сварки. Допускается в помещениях и в наружных установках без агрессивных сред соединять заземляющие и нулевые защитные проводники другими способами, обеспечивающими требования ГОСТ 10434 «Соединения контактные электрические. Общие технические требования» ко 2-му классу соединений. Присоединения заземляющих проводников к заземлителю и заземляющим конструкциям должно быть выполнено сваркой, а к главному зажиму, открытым проводящим частям электроустановок и опорам ВЛ — болтовым соединением (для обеспечения возможности выполнения измерений). Присоединения оборудования, подвергающегося частому демонтажу или установленного на движущихся частях или подверженных сотрясению или вибрации, должны быть выполнены при помощи гибких проводников. Соединения защитных проводников электропроводок и ВЛ следует выполнять теми же методами, что и соединения фазных проводников.

Соединения должны быть защищены от коррозии и механических повреждений, для болтовых соединений должны быть предусмотрены меры против ослабления контакта. Соединения должны быть доступны для осмотра и выполнения измерений за исключением соединений, заполненных компаундом или герметизированных, а также сварных, паяных и отпрессованных присоединений к нагревательным элементам в системах обогрева, находящихся в полах, стенах, перекрытиях и в земле.

Магистрали заземления и зануления, а также ответвления от них в закрытых помещениях и наружных установках должны быть доступны для осмотра, требование о доступности для осмотра не распространяются на нулевые жилы и оболочки кабелей, на арматуру железобетонных конструкций, на защитные проводники, проложенные в трубах и коробах, а также непосредственно в теле строительных конструкций.

Присоединение каждой открытой проводящей части электроустановки к нулевому защитному или защитному заземляющему проводнику должно быть выполнено при помощи отдельного проводника. Последовательное соединение заземляющими и защитными проводниками открытых проводящих частей не допускается.

В местах, где возможно повреждение изоляции фазных проводников в результате искрения между неизолированным нулевым защитным проводником и металлической оболочкой или конструкцией (например, при прокладке проводов в трубах, коробах, лотках), нулевые защитные проводники должны иметь изоляцию, равноценную — фазных проводников. Неизолированные нулевые защитные проводники должны быть защищены от коррозии. Открыто проложенные защитные заземляющие проводники должны быть защищены от коррозии, химических воздействий и окрашены в черный цвет. Наименьшие сечения защитных заземляющих и нулевых защитных проводников в электроустановках до 1000В указаны в таблице. Площади сечений приведены для случая, когда защитные проводники изготовлены из того же материала, что и фазные проводники. Сечения защитных проводников из других материалов должны быть эквивалентны по проводимости приведенным.

Сечения защитных проводников должны соответствовать значениям, указанным в таблице:

Сечение защитных проводников, не входящих в состав кабеля или проложенных не в общей оболочке (трубе, коробе, на одном лотке), во всех случаях должно быть не менее: 2,5 мм медных — при наличии механической защиты; 4 мм2 медных — при отсутствии механической защиты; 16 мм2 алюминиевых.

В электроустановках напряжением выше 1000 В сечение заземляющих проводников должны быть выбраны таким образом, чтобы при протекании по ним наибольшего тока однофазного КЗ — с эффективно заземленной нейтралью или тока двухфазного КЗ — с изолированной нейтралью температура заземляющих проводников не превысила 400 °С.

В электроустановках напряжением выше 1кВ с изолированной нейтралью проводимость заземляющих проводников сечением до 25 мм2 по меди или равноценное ему из других материалов должна составлять не менее 1/3 проводимости фазных проводников. Как правило, не требуется применение заземляющих медных проводников сечением более:

• 25 мм2 медных;
• 35 мм2 алюминиевых;
• 120 мм стальных.

Заземляющий проводник, присоединяющий заземлитель рабочего (функционального) заземления к главной заземляющей шине в электроустановках напряжением до 1 кВ, должен иметь сечение не менее:

• 10 мм2 медный;
• 16 мм2 алюминиевый;
• 75 мм2 стальной.

Сечения защитных проводников основной системы уравнивания потенциалов должны быть не менее половины наибольшего сечения защитного проводника электроустановки, если оно при этом не превышает 25 мм2 по меди или равноценное ему из других материалов. Применение проводников большего сечения, как правило, не требуется.

Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее: 6 мм медных; 16 мм2 алюминиевых; 50 мм2 стальных.

Сечение проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее:

• при соединении двух открытых проводящих частей сечения меньшего из защитного проводника, подключенного к открытой проводящей части;
• при соединении открытой проводящей части и сторонней проводящей части — половины
• сечения защитного проводника, подключенного к открытой проводящей части;
• не входящих в состав кабеля: не менее 2,5 мм2 по меди — при наличии механической защиты;
• не менее 4 мм2 по меди — при отсутствии механической защиты;
• не менее 16 мм2 алюминиевых.

При визуальном осмотре следует проверить сечения, целостность и прочность защитных проводников и контактных соединений. Не должно быть обрывов и видимых дефектов. Контактные соединения проверяются осмотром и простукиванием, а разъемные контактные соединения, так же измерением переходных сопротивлений между заземлителями и заземляемыми элементами, заземленной установкой и элементами установки. Для проверки наличия цепи между заземлителем и заземляемыми элементами, заземленной установкой и элементами заземленной установки существует ряд приборов, различающихся областью применения, диапазонами измеряемых значений, схемами, помехоустойчивостью, частотой измерительного тока и др.

Измерения производятся приборами: Ф4104-М1; Р.ЗЗЗ; Ф4103-М1;МКИ-100;М1Ш-101;МКР- 200;М2Р-300 и др.

Проверка наличия цепи между заземлителями и заземляемыми элементами, заземленной установкой и элементами заземленной установки должна проводиться после монтажа, реконструкции и ремонтов, а также:

1. опор воздушных линий электропередачи не реже 1 раза в 6 лет для ВЛ напряжением до 1000В и 1 раза в 12 лет для ВЛ напряжением выше 1000В, на опорах с разрядниками и другим электрооборудованием, выборочно у 2% металлических и железобетонных опор на участках в населенной местности. Измерения производятся также при обнаружении разрушения или следов перекрытия изоляторов электрической дугой;
2. электроустановок, кроме воздушных линий электропередачи — в сроки, устанавливаемые системой ПИР;
3. у кранов не реже 1 раза в год.

Не должно быть обрывов и неудовлетворительных контактов. Переходное сопротивление должно быть не выше 0,05 Ом.

Типовая схема включения прибора

Работает принцип одновременного использования вольтметра-амперметра на испытуемом участке грунта. Есть три величины: сопротивление, напряжение, сила тока. Параметры вычисляются по закону Ома. Нам известно первоначальное напряжение, а прибор поддерживает силу тока. Зная падение напряжения между тестируемыми стержнями, мы с высокой точностью можем вычислить сопротивление контура заземления.

Погрешность есть, но она несущественна в сравнении с измеряемыми величинами. Сопротивление контакта тестового электрода с грунтом вообще принимается за нулевое, при условии, что стержень чистый и не покрыт коррозией.

Большинство современных приборов сразу выдают готовые параметры защитного заземления, а в старых (при этом не менее надежных и точных) конструкциях — надо будет выполнить простую операцию деления. В соответствии с законом Ома.

Проверка заземления мегаомметром проходит по тому же принципу, только погрешность измерения будет выше. Все-таки земля не является проводником электричества в привычном смысле.

Как осуществляется проверка контура заземления?

Для проведения измерения используется соответствующий прибор, который внесен в государственный реестр допустимого оборудования, которое используется во время исследований, а также прошел регулярную поверку.
При этом проверка контура заземления предполагает применения двух стержневых электродов и двух щупов — первые устанавливаются в грунт, а вторые – на шину контура.

За счет этого проверяются характеристики тока, проходящего через землю – если потеря напряжения и силы чересчур велика, установка не сможет в нужный момент сбросить избыточный потенциал, что приведет к возникновению повышенной опасности поражения человека током. Когда разрабатывается проект предполагающий применение повышенного напряжения, данному конструктивному элементу уделяется особое внимание.

Пример технического отчета помещения

Вперед

Мегаомметр лучше использовать для оценки иных факторов безопасности

Например, сопротивления изоляции. Речь пойдет не о прямой опасности. То есть, если вы схватитесь рукой за провод, в котором диэлектрические свойства изоляции в норме, вы не получите поражение электротоком.

Но есть и дополнительная опасность: пробой изоляции под нагрузкой. Этот неприятный факт приводит к сбоям в работе, и что более страшно — к возгораниям электроцепи.

Мегаомметр для измерения сопротивления изоляции представляет собой генератор напряжения и точный прибор в одном корпусе.

Классический вариант (с успехом применяется и сейчас), вырабатывает напряжение до 2500 вольт. Не стоит бояться, токи при работе мизерные. Но держаться нужно только за изолированные рукояти измерительных кабелей.

Высокий потенциал напряжения легко выявляет изъяны в изоляции, и стрелка прибора показывает истинное сопротивление. Перед началом работ следует отключить все подающие напряжение автоматы, и избавиться от остаточного потенциала: заземлить провод.

Для измерения пробоя между проводами в одном кабеле используются два провода. Они подсоединяются к жилам отключенного кабеля, и проводится замер. Если сопротивление ниже нормы, кабель отбраковывается. Никто не знает, когда место потенциального пробоя принесет неприятности.

Для измерения утечки на землю, один провод соединяется с защитным заземлением (в зоне прокладки тестируемого кабеля), а второй к центральной жиле. Напряжение для тестирования должно быть выше. Если провод невозможно приложить к «земле», измерение проводится при помощи прикладывания второго электрода к внешней поверхности изоляции.

При наличии экрана (бронировки кабеля), применяется трехпроводная система замеров. третий провод соединяется с экраном тестируемого кабеля.

Общая схема именно такая, но каждая модель прибора имеет собственную инструкцию. В современных мегаомметрах с цифровым дисплеем, разобраться еще проще, чем в старых стрелочных.

С помощью мегаомметра можно тестировать еще и обмотки двигателей. Но это отдельная тема. Информация для тех, кто думает, что все эти приборы узкопрофильные: с помощью системы шунтов, можно превратить мегаомметр в прецизионный омметр или вольтметр.