Metody měření zemních odporů Ing. Jiří Ondřík, GHV Trading spol. s r.o.
1. Definice, pojmy Uzemnění Uzemnění elektrického zařízení je provedení spojení, aby dané místo přístroje, zařízení, nebo sítě bylo udržováno na potenciálu země.
Účel uzemnění ♦ ♦ ♦ ♦
Udržování části el. obvodu na potenciálu země Umožnění funkčnosti el. zařízení Ochrana el. zařízení před účinky přepětí a velkých proudů Ochrany lidí před úrazem při dotyku neživých částí, které mohou být v případě poruchy pod napětím, odpojením nebo snížením dotykového napětí na bezpečnou míru.
Požadavky na uzemnění ♦ ♦ ♦ ♦ ♦
Požadovaný zemní odpor Přípustné napětí na uzemňovací soustavě Přípustné dotykové napětí Proudová zatížitelnost Mechanická a korozní odolnost
Zemní odpor Elektrický odpor, který klade zemnič proudu, který jím protéká do země. Skládá se z povrchového odporu zemniče ( hlavně oxidy na povrchu ) a z odporu zeminy, především v blízkosti povrchu zemniče.
Rezistivita ( měrný odpor ) ρ Základní podklad pro výpočet zemního odporu zemničů. Udává se v tabulkách pro jednotlivé typy půd. Jednotka je Ωm,
Model rezistivity Měrný odpor ρ [Ωm] Odpovídá teoretickému odporu v Ω válce země o φ1m2 a délce 1m. Je závislý na typu půdy, vlhkosti, teplotě
Rezistivita některých typů půd Typ půdy
Rezistivita v Ωm
Mokřina Jílovitá půda Humus Jílovitý písek Křemičití písek Kamenitá půda
jednotky až 30 20 - 100 10 – 150 50 – 500 200 – 3000 1500 – 3000
Důvod měření rezistivity ♦ Výběr umístění a tvaru elektrod před instalací ♦ Získání el. charakteristiky zemních elektrod
2. Metody měření rezistivity Wennerova metoda ( geoelektrická ) - Měření pomocí 4 elektrod - Elektrody jsou umístěny v přímce ve vzdálenostech a - Klasická 4 vodičová metoda měření odporu - Proud prochází mezi elektrodami E a H - Měří se úbytek napětí ∆V mezi elektrodami S a ES pomocí voltmetru.
ρ=2*Π*a*R a - vzdálenost elektrod R - naměřený odpor ρ - rezistivita v Ωm v hloubce h = 3/4 a Platnost vztahu Hloubka elektrod h je mnohem menší, než rozestup elektrod a Naměřená hodnota platí za předpokladu homogenní půdy Rezistivita kolísá s ročním obdobím Doporučuje se a = 4 m minimálně
3. Měření odporu zemní elektrody Zemní elektroda ( zemnič ) existuje, chceme ověřit bezpečnost Vhodnost použití různých metod měření Metoda Venkov- elektrody Města – elektrody lze rozmístit se rozmisťují špatně 62% X Triangulární X 62 % variantní X X Měření PE smyčky X X Klešťová metoda
Existuje více paralelních svodů
X X
Princip měření zemní elektrody Proud prochází mezi elektrodami E a H Úbytek napětí V se měří mezi elektrodami A a S, která je na potenciálu země.
R E = U ES / I EH
Vliv potenciálu elektrod Kolem elektrod, kterými teče proud je plocha vlivu. Umístit elektrodu mimo vliv elektrod
3.1. Metoda 62% ( 2 elektrody ) -
Metoda využívá 2 elektrody Pozice elektrody S mimo vliv elektrod E a H ( vliv na přesnost) Ideální umístění elektrody S ve vzdálenosti 62% z E – H Posuv S o ± 10 % v linii E – H pro zjištění vlivu zemních potenciálů K získání korektního výsledku je třeba umístit elektrodu H do vzdálenosti alespoň 25 m.
3.2 Metoda triangulární ( 2 elektrody ) -
Metoda využívá 2 elektrody Použití v místech, kde nelze dosáhnout dostatečná vzdálenost elektrody H Přesnost je nižší, než u metody 62% Elektrody E , H a S tvoří vrcholy rovnostranného trojúhelníka Elektroda S se umisťuje ve 2 opačných bodech Jsou –li naměřené hodnoty různé, je třeba zvětšit vzdálenost Měření se považuje za korektní, liší – li se hodnoty jen v několika % Je třeba měření opakovat s větší vzdáleností Před měřením se musí odpojit zemní svod
3.3 Metoda 62 % variantní -
Metoda využívá 1 elektrodu H elektrodu tvoří uzemnění distribučního transformátoru Elektroda E je PE vodič, zemní svod Měřicí princip je 62% Elektroda S se umisťuje stejným způsobem mez E a H Zemní odpor je dán podílem měřeného napětí a dodávaného proudu přístrojem Rozdíly proti metodě 62%: Měřicí napětí se bere ze sítě Není třeba odpojit zemní svod
3.4. Metoda měření ve smyčce Fáze - PE -
Metoda nevyužívá pomocné elektrody Použití ve městech, kde je problém rozmisťovat elektrody Měřený odpor zahrnuje také vnitřní odpor transformátoru a přívodů
R měř > R zemní
3.5 Metoda měření klešťovým přístrojem Metoda nevyžaduje pomocné elektrody Elektroinstalace má více paralelních svodů Měření se provádí obemknutím vodiče 2 cívky – vysílací a přijímací
I = E / R smyčky E = Generované střídavé napětí I = proud v obvodu
R smyčky = Rx + paral. komb. R1 až Rn Např. R smyčky = 1Ω + 0,1Ω = 1,1Ω Rx >> R 1 – Rn Rsmyč = Rx
4. Ukázka některých měřicích přístrojů pro měření uzemnění
