Pomiar rezystancji uziemienia – metoda klasyczna i cęgowa

2. Pomiar rezystancji uziemienia metodą cęgową

Metoda cęgowa pomiaru rezystancji uziemień nie posiada wad metod „klasycznych”, a jej stosowanie zyskuje coraz bardziej na znaczeniu. Zasadę pomiaru tą metodą zgodną z nomą PN-IEC 60364-6-61 przedstawiono na rysunku 5, gdzie: RX – nieznana  rezystancja mierzonego uziomu R1 ÷ RN – równolegle uziomy połączone ekwipotencjalnie lub poprzez przewód ochronny PEN.

Zasadę pomiaru można stosować wszędzie tam, gdzie istnieje pętla zwarcia wewnątrz obwodu uziemiającego i jednocześnie wielkość sumaryczna rezystancji pozostałych uziomów równoległych jest nieistotna i nie wpływa praktycznie na wynik pomiarów. Przy takim założeniu, które najczęściej  jest spełnione w praktyce, wielkość rezystancji badanego uziomu RX jest równa lub nieco niższa od mierzonej rezystancji pętli zwarcia. W metodzie tej jedne cęgi indukują w pętli zwarcia napięcie pomiarowe U, które wymusza przepływ prądu I w pętli zwarcia, natomiast drugie dokonują pomiaru tego prądu. Rezystancja pętli obliczana  jest  jako iloraz napięcia U i prądu  I. W praktycznych rozwiązaniach stosowane są zarówno osobne cęgi podłączane do panelu głównego, jak i cęgi zintegrowane, a cały przyrząd ma formę zbliżoną do typowego miernika cęgowego.

Ten sposób pomiaru można stosować bezpośrednio w instalacjach typu TN oraz w obwodach pętli zwarcia układów TT. W instalacjach TT, gdzie istnieje  tylko połączenie z uziemieniem o nieznanej  rezystancji, pętla może zostać zamknięta przez krótko- trwałe zwarcie przewodu neutralnego z uziemieniem  (instalacja quasi-TN) na czas pomiaru. W celu uniknięcia ryzyka wystąpienia prądu spowodowanego różnicą potencjałów pomiędzy przewodem neutralnym a uziemieniem, instalacja powinna być wyłączona spod napięcia podczas podłączania i odłączania uziemnika.

KEW 4200 – cęgowy miernik rezystancji uziemienia

KEW4200 (fot. 1) jest najnowszym produktem  japońskiej firmy Kyoritsu, już dostępnym w Polsce. Miernik umożliwia proste pomiary rezystancji uziemienia bez potrzeby stosowania elektrod pomocniczych i odłączania mierzonego uziomu. KEW 4200 może być stosowany do mierzenia rezystancji uziemienia większości wielopunktowych systemów uziemień. Dla uzyskania poprawnych wyników pomiarów w przypadku miernika cęgowego  ze zintegrowanymi  cęgami bardzo istotne jest uzyskanie wysokiej czułości cęgów odbiorczych (prądowych) i jednocześnie odseparowanie przez odpowiednie ekranowanie od wpływu cęgów nadawczych  (napięciowych). Duże doświadczenie firmy Kyoritsu w konstrukcji cęgów pomiarowych pozwoliło na uzyskanie bardzo dobrych właściwo-
ści pomiarowych miernika.

Miernik przeszedł, z wynikiem pozytywnym,  testy pomiarowe w zakładach energetycznych w Będzinie  i Gdańsku. Poza  pomiarem  rezystancji uziemienia KEW 4200 może  służyć do pomiarów typu True RMS prądów upływowych  (rozdzielczość 0,1 mA) i prądów przemiennych do 30 A. Wyposażony też jest w funkcję zapamiętania do 100 wyników pomiarów. Dotychczas oferowane w Polsce mierniki tego typu (podstawowe dane w tabeli 3) charakteryzowały się zbyt małą maksymalną średnicą cęgów pomiarowych (23 mm) lub też ich cena była nieakceptowana przez rynek. Sama metoda pomiarowa uważana też była za niepewną lub niedokładną  i zainteresowanie potencjalnych odbiorców tą metodą było niewielkie. Obecne wytyczne  IEC, potwierdzające zasadność  tej metody, ograniczenia  i duża pracochłonność pomiarów  tradycyjnych powodują wzrost  zainteresowania miernikami  cęgowymi   rezystancji uziemień.  Wysokie parametry techniczne KEW 4200  i atrakcyjna  cena  spowodowały  już duże zainteresowanie tym miernikiem wielu odbiorców.

Na rysunku 6 zaprezentowano przykład pomiarów uziomów  linii elektroenergetycznych.

Wprawdzie wynik pomiaru wskazuje  rezystancję uziomu badanego  i  sumę  rezystancji wszystkich  równoległych  rezystancji uziomów,  jednak w praktyce udział  tych dodatkowych  rezystancji w przypadku istnienia pętli zwarcia  jest pomijalny  i praktycznie wynik pomiaru jest rezystancją mierzonego uziemienia skupionego. W ten sam sposób możemy mierzyć  rezystancje uziemienia słupów  trakcyjnych instalacji elektrycznej kolei lub słupów oświetleniowych. Na rysunku 7 pokazano sposób pomiaru  rezystancji uziemienia  instalacji odgromowej.

Pomiar  ten może być wykonywany na przewodniku łączącym instalację z danym badanym uziomem, a niekoniecznie na samym uziomie i oczywiście bez konieczności  jego rozłączania. Pokazujemy również przykłady pomiarów pojedynczych systemów uziemienia z utworzeniem pętli zwarcia do gruntu i z wykorzystaniem przewodu neutralnego (rys. 8).

Ze względów bezpieczeństwa  (wykluczenie możliwości porażenia na skutek różnicy potencjałów) w obydwu powyższych przypadkach główny przewód uziemiający systemu (Mec) musi być na czas pomiarów odłączony od głównej szyny uziemienia (Meb).

Obecnie nastąpił duży wzrost zainteresowania odbiorców pomiarem rezystancji uziemień metodą cęgową. Także  i oferta  rynkowa mierników jest coraz większa. KEW 4200 z uwagi na wysokie parametry techniczne i atrakcyjną cenę z pewnością może być najczęściej kupowanym przyrządem tego typu.

Autor: mgr inż. Sławomir Binder – BIALL Sp. z o.o.

Zobacz w naszym sklepie