Измерение параметров заземления
Методические указания к лабораторной работе № 6
для студентов 4-6 курсов всех факультетов
и форм обучения
Новосибирск 1988
УДК 621.316.935 (07)
Составитель Ю.И. Фадин
Рецензенты: М.Д. Горбатенков, А.Э. Каспер
Работа подготовлена на кафедре охраны труда
@ Новосибирский электротехнический институт, 1988 г.
ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗАЗЕМЛЕНИЯ
Цель работы
Ознакомиться cметодами измерения параметров заземления, применяемыми в реальных условиях.
Общие сведения
Для защиты человека от поражения электрическим током, а также для обеспечения нормальной работы электрических сетей, применяют заземление. Различают рабочее и защитное заземление .
Рабочее заземление предназначено для ограничения перенапряжений в сетях для обеспечения действий релейной защиты и т.д. Сюда относятся: заземление нейтралей трансформаторов в установках 110 кВ и выше, заземление нейтралей генераторов, заземление разрядников и т.п.
Защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Защитное заземление предназначено для снижения напряжения прикосновения при пробое фазы на металлические нетоковедущие части до допустимой величины .
Под заземляющим устройством подразумевают совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземлителем называется металлический проводник или группа проводников, находящихся в непосредственом соприкосновении с землей; заземляющие проводники - это металлические проводники, соединяющие заземляемые части электроустановок с заземлителем.
По расположению заземлителей относительно заземляемых корпусов заземления делятся на выносные и контурные. При выносном заземлении заземлители располагаются на некотором удалении от заземленного оборудования (рис. 1, а), при контурном - заземлители располагаются по контуру вокруг заземляемого оборудования (рис. 1, б) на расстоянии нескольких метров друг от друга.
В качестве искусственных заземлителей (электродов заземления) применяют угловую сталь 50х5О мм (или близкую по размеру), стальные трубы диаметром 30-60 мм. Последние годы настоятельно рекомендовано применять прутковую сталь (как наименее дешевую и дефицитную по сравнению с трубами и уголками) диаметром 12-16 мм и длиной до 5 м.
Рис. 1. Заземление (вид в плане): а - выносное; б - контурное; 1 - наружный контур; 2 - внутренний контур; 3 - электроды заземления; 4 - корпуса двигателей; 5 - корпус здания.
Электроды заземления погружаются в грунт вертикально в специально подготовленную траншею (рис. 2). Трубы и уголковую сталь обычно забивают, а прутковую сталь закручивают в грунт с помощью специальных приспособлений.
Вертикальные электроды заземления 3, соединенные между собой при помощи сварки стальной полосой (шиной) сечения 25x4 или 40х4 мм 2 , образуют внешний (наружный) контур заземленияI (рис. 1). Внутри здания обычно по периметру прокладывается стальной шиной внутренний контур (магистраль) заземления 2 (рис. 1). Наружный контур заземления соединяется с внутренним не менее, чем в двух местах (рис. 1). Подлежащее заземлению оборудование 4 подсоединяется непосредственно к внутреннему контуру заземления.
В процессе проектирования, монтажа и эксплуатации заземления возникает необходимость измерять параметры заземления. Так, например, проектировщикам необходимо знать точное значение удельного сопротивления грунта () в тех местах, где будет монтироваться заземление. После монтажа, а также в процессе эксплуатации необходимо регулярно измерять величину сопротивления заземления, от которой зависит безопасность обслуживающего и технологического персонала, и которая регламентируется Правилами устройств электроустановок. Кроме того, в процессе эксплуатации регулярно измеряется сопротивление заземляющих проводников. Знакомству с методами измерений и применяемыми при этом приборами посвящена настоящая работа.
В лабораторной работе предлагается выполнить следующее:
1) измерить удельное сопротивление грунта методом четырех электродов (для трех видов грунта); и методом контрольного электрода (для одного вида грунта);
2) определить численные значения сопротивления заземляющих устройств (одиночного электрода и контура заземления) методом амперметра-вольтметра; и с помощью прибора М-416;
3) измерить сопротивление заземляющей проводки с помощью прибора М-416.
Краткое описание лабораторной установки
Передняя панель лабораторной установки
показана на рис. 3. Удельное сопротивление
методом четырех электродов замеряется
с помощью электродов
.
ПереключателемS
1
устанавливается вид грунта (глина,
глинозем, песок). Удельное сопротивление
грунта методом контрольного электрода
замеряют с помощью электродовR
з
,R
5
,R
ВСП
.
При определении численных значений сопротивлений заземляющих устройств используются сопротивления RX (контурное заземление подстанции) и RX1 - заземление опоры ЛЭП (условно представлено одиночным заземлителем). При этих измерениях используются дополнительные электроды RЗ и RВСП. При определении сопротивления заземляющих устройств методом амперметра-вольтметра используется понижающий трансформатор 220/12 В. Напряжение на трансформатор от сети подается включением выключателя Q. При этом загорается световое табло HL. Напряжение 12 В снимается с клемм XS1. При этом величина тока в цепи 12 В регулируется ступенчатым реостатом RP с помощью переключателя S2 (рис. 3).
Для измерения сопротивления заземляющей проводки используется схема, изображенная в центральной части передней панели стенда (рис. 3). Три электроприёмника (ЭП1-ЭПЗ) подключены и сети, а корпуса их соединены с заземлителем R З . ПереключателемS3 преподаватель устанавливает предельные значения сопротивлений заземляющих устройств.
УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ
Измеритель заземлений М-416 необходимо
отрегулировать перед началом измерений.
Для этого клеммы прибора 1-2 и 3-4 попарно
перемыкаются. Переключатель прибора
устанавливается в положение "Контроль
5
",
нажимается красная кнопка и вращением
ручки "Реохорд" добиваются установки
стрелки индикатора на нулевую отметку.
На шкале реохорда при этом должно быть
показание 5±0,3 Ом.
Независимо от выбранной схемы измерения проводятся в следующей последовательности:
1. Переключатель прибора устанавливается в положение "XI".
2. Нажимается кнопка и вращением ручки "Реохорд" добиваются максимального приближения стрелки индикатора к нулю.
3. Результат измерения равен произведению показателя шкалы реохорда на множитель. Если измеряемое сопротивление больше 10 Ом, переключатель устанавливается в положение "Х5","Х20", "Х100", и повторяется операция по п. 2.