Измерение сопротивления заземления

В устройствах связи, автоматики и телемеханики, а также в раз­личных других электротехнических установках железнодорожного транспорта применяют рабочие, защитные и вспомогательные заземле­ния. Рабочие заземления предназначены для использо­вания «земли» в качестве обратного провода, защитные — для защиты людей, обслуживающих электроустановки, от поражения электрическим током при повреждении изоляции, а также для защи­ты линий, приборов и аппаратуры от опасных напряжений и электри­ческих помех. Вспомогательные заземления используются при различ­ных электрических измерениях и называются измерительны­ми заземлениями.

Сопротивление заземления со­стоит из сопротивления электрода-заземлителя, провода, соединяюще­го заземлитель с аппаратурой, пе­реходного контакта между заземлителем и грунтом, сопротивления грунта, окружающего заземлитель. Прохождение тока в земле меж­ду двумя одиночными электродами-заземлителями А и Г, размещен­ными на значительном расстоянии друг от друга, можно представить по рис. 168,а. Земля между элект­родами А и Г является объемным проводником. Электрический ток от источника (/, проходя через заземлитель А, на пути к заземлителю Г растекается в грунте в пределах зоны АБ, в которой наблюдается заметное падение напряжения вследствие прохождения тока. По мере удаления от электрода А падение напряжения на единицу длины, из­меряемое вольтметром V, уменьшается и на расстоянии более 20 м от заземлителя ток проходит в таком большом объеме земли (участок БВ, рис. 168, б), что его плотность, сопротивление земли и падение напря­жения на единицу длины на этом участке практически равняются нулю На этом участке, называемом зоной нулевого потенциала, вольтметр V не покажет изменения напряжения. Зона, в которой наблюдается падение напряжения, называется зоной растекания, или зоной тока в земле, и обычно не превышает 20 м.

После прохождения участка БВ электрический ток входит в зазем­литель Г, проходя зону растекания ВГ, в которой он встречает сопро­тивление, и вольтметр снова покажет изменение (увеличение) падения напряжения.

Таким образом, при измерении напряжения между двумя заземлителями можно видеть, что напряжение заметно изменяется в пределах зон растекания, которые представляют собой сопро­тивление заземлений. Учитывая это, отдельные заземле­ния должны быть расположены друг от друга на расстоянии, превы­шающем длину двух зон растекания.

Рис. 36 Распределение потенциала в грунте между двумя заземлителями

Расстояние заземлителя от путей электрифицированных железных дорог должны быть не менее 200 м.

Сопротивление грунта зависит от его состава и влажности, оказы­вающей основное влияние на величину сопротивления заземления. Так как состояние грунта в течение года изменяется (летом грунт высыхает, а зимой промерзает), сопротивление заземлений также может изменяться. Для проверки состояния заземлений периодически измеряют их сопротивление.

Метод амперметра-вольтметра

Для проведения измерительных работ необходимо искусственно собрать электрическую цепь, в которой ток течет через испытуемый заземлитель и токовый электрод (его еще называют вспомогательным). Также в этой схеме задействуется потенциальный электрод, назначение которого – замер падения напряжения во время протекания электрического тока по заземлителю. Потенциальный электрод нужно расположить одинаково далеко от токового электрода и испытуемого заземлителя, в зоне с нулевым потенциалом.

Рис. 37 Измерение сопротивления заземления методом амперметра-вольтметра

Чтобы измерить сопротивление методом амперметра-вольтметра необходимо воспользоваться законом Ома. Итак, по формуле R=U/I находим сопротивление контура заземления. Такой метод хорошо подходит для измерений в частном доме. Чтобы получить нужный измерительный ток,можно воспользоваться сварочным трансформатором. Также подойдут и другие виды трансформаторов, вторичная обмотка которых электрически не связана с первичной.