Проверка заземления: Омы решают всё!

   Сопротивление заземляющего устройства нужно измерять для того, чтобы знать, сможет ли оно "отвести" утечку, причем не только слабую, но и мощную, особенно в том случае, если на здание будет устанавливаться молниеотвод. Энергия, которая выделяется при прохождении разряда по проводам и через заземляющее устройство будет "безболезненно утилизирована" только если и то и другое будет иметь достаточно низкое сопротивление. Другая причина, по которой нужно контролировать этот параметр заключается в том, что напряжение, которое достанется человеку, дотронувшемуся до испорченного (но заземленного!) прибора с утечкой тока на корпус, напрямую зависит от сопротивления заземляющего устройства и не превысит опасного рубежа только при условии первичного, а затем ежегодного измерения этого самого сопротивления.

   Согласно разделу 1.7 Правил устройства электроустановок сопротивление заземляющего устройства должно составлять (для бытовых проводок на 380/220 Вольт) 4 Ома для единственного заземления, например при питании от генератора и 30 Ом для повторного заземления, при питании от электросети. Если состояние сети и подстанции вызывает у вас подозрения, то лучше ориентироваться на первое значение - слишком хорошего заземления не бывает.

   Сопротивление заземляющего устройства складывается из трех составляющих (см. рисунок):

  • 1 - Сопротивления заземляющих проводников, всех их соединений и самих заземляющих электродов.
  • 2 - Сопротивление контакта между электродами и примыкающей к ним почвой.
  • 3 - Сопротивление ближних слоев земли.

   Первый пункт не играет роли, если проводка выполнена правильно, а именно: заземляющий проводник выполнен из меди сечением не менее 10 мм2, а все соединения сделаны качественно - сваркой либо болтами с пружинной шайбой, либо (что немного хуже) - винтовыми клеммами, которые потом будут периодически (раз в полгода) подтягиваться. 

   Второй пункт можно не учитывать, даже если электроды покрыты слоем ржавчины, ее сопротивление незначительно. Нужно только следить за тем, чтобы электроды не были проржавевшими насквозь.

   Сопротивление толщи земли имеет основное значение и именно оно представляет собой самую большую "головную боль" при проектировании и сооружении заземляющего устройства. Давайте рассмотрим характер этого сопротивления поподробнее.

  Электрод, погруженный в однородный грунт, "излучает" ток равномерно во все стороны. Для большей наглядности можно представить,  что электрод последовательно "обернут" слоями земли равной толщины, как на рисунке выше. Слой земли, непосредственно соприкасающийся с электродом, имеет наименьшую площадь и, следовательно, самое высокое сопротивление. Следующий слой уже немного больше и пропускает ток лучше. Продвигаясь по этим слоям все дальше и дальше от электрода, мы в конце-концов достигнем точки, где дальнейшее увеличение расстояния практически перестанет уменьшать сопротивление току утечки. Объем почвы, ограниченный этим рубежом является главным определителем эффективности заземляющего устройства. 

   Измерение сопротивления заземляющего устройства как раз и состоит в выявлении границ этого эффективного объема. Это сразу резко выделяет его среди других электрических замеров: если ток в цепи, напряжение на ее концах сопротивление проводника могут быть измерены "точечно", то сопротивление заземляющего устройства нужно измерять именно применительно к эффективному объему прилегающей к устройству почвы.

   Конечно, есть формулы (достаточно сложные), с помощью которых можно приблизительно оценить сопротивление проектируемого устройства заземления, исходя из типа почвы, ее влажности, глубины залегания электродов и их площади, расстояния между ними и т. д. Но решающее значение имеет именно непосредственное измерение, так как нет и не будет точного теоретического метода расчета этой величины.

   Чтобы уяснить базовые принципы измерения сопротивления заземляющего устройства, взгляните на схему ниже.

 

     

   Между электродом 1, который является частью заземляющего устройства и самым удаленным от него электродом прикладывается напряжение порядка нескольких десятков Вольт. Сила тока, текущего между этими электродами измеряется амперметром. В то же время, между первым электродом и дополнительным вторым, погруженным в землю где-то посередине, включается вольтметр, который замеряет разность потенциалов (напряжение) между первым и вторым электродами.

   Показания вольтметра и амперметра, взятые вместе, позволяют рассчитать сопротивление земли между точками и 2, по формуле R = U/I. График на кривой под схемой показывает типичные значения сопротивления земли, измеренные при постепенном перемещении электрода от заземляющего устройства к крайнему электроду 3. Цифра в 62% показывает оптимальное расстояние от заземляющего устройства (в процентах от расстояния до дальнего электрода), на котором измеренное сопротивление земли будет равняться сопротивлению растекания тока, то есть искомому сопротивлению заземляющего устройства, за вычетом сопротивления проводников и контактного сопротивления "электрод-земля". 

   Говоря проще, чтобы измерить сопротивление заземляющего устройства, нужно присоединить один из выходов измерителя к заземляющему электроду, электрод напряжения вкопать на достаточно далекое расстояние (30 метров), а электрод тока вкопать на расстоянии равном 62% от расстояния до электрода напряжения. Например, если расстояние до электрода напряжения составит 30 метров, то электрод тока нужно вкопать на одной линии с ним, но ближе - на расстоянии 18,5 метров.

   Это базовый принцип измерения сопротивления заземляющего устройства. Измерение применительно к конкретному прибору, коих в настоящее время существует великое множество можно освоить, используя его инструкцию по эксплуатации и держа в голове основные принципы, описанные выше.