Revizní přístroje na měření uzemnění, přehled metod

Nejprve pár nezbytných pojmů

Zemní odpor je 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) je základní podklad pro výpočet zemního odporu zemničů. Udává se v tabulkách pro jednotlivé typy půd. Pohybuje se v širokém rozsahu od jednotek (humus 10 – 150) až po několik tisíc (kamenitá půda) Ωm. Model rezistivity viz Obr. 1. Získat hodnotu měrného odporu před instalací je důležité pro výběr umístění
a tvaru elektrod. K požadavkům na uzemnění patří požadovaný zemní odpor, přípustné napětí na uzemňovací soustavě, přípustné dotykové napětí, proudová zatížitelnost a mechanická a korozní odolnost.

Metody měření rezistivity

Wennerova metoda (geoelektrická) –Tato metoda využívá měření pomocí 4 elektrod. Elektrody jsou umístěny v přímce ve vzdálenostech a, je to klasická 4 vodičová metoda měření odporu, proud prochází mezi elektrodami E a H a měří se úbytek napětí ΔV mezi elektrodami S a ES pomocí voltmetru. ρ = 2 * II * a * R kde a je vzdálenost elektrod, R je naměřený odpor a ρ - rezistivita v Ωm v hloubce h = 3/4 a. Vztah platí pro hloubku elektrod h mnohem menší, než rozestup elektrod a pro homogenní půdu. Rezistivita kolísá s ročním obdobím. Doporučená vzdálenost a je minimálně 4 m.

Schlumbergerova metoda - Tato metoda šetří čas v „poli“… pokud technik potřebuje provést více měření k vytvořeno profilu odporu, stačí při této metodě posunovat pouze 2 elektrody. Lépe vybavené měřiče zemního odporu umožňují vybrat si z obou metod tu vhodnější a zobrazují i na displeji schéma zapojení včetně vzdáleností.

Princip měření zemní elektrody

Měřící proud prochází mezi elektrodami E a H a úbytek napětí V se měří mezi elektrodami E a S, která je na potenciálu země. RE = UES / IEH Kolem elektrod, kterými teče proud, je tzv. plocha vlivu, a proto je třeba umístit elektrodu mimo jejich vliv

Metoda 62 %

Využívá 2 elektrody. Ze statistiky víme, že Ideální je umístění elektrody S ve vzdálenosti 62 % ze vzdálenosti E – H. Případný vliv zemních potenciálů elektrod E a H můžeme zjistit posuvem elektrody S o ± 10 % v linii E – H. K získání korektního výsledku je třeba umístit elektrodu H do vzdálenosti alespoň 25 m. Na obrázku je tester zemních odporu C.A 6462, který umožňuje snadné a bezpečné testování zemních odporů ve 3 automatických rozsazích a měření rezistivity půdy. Robustní velmi odolné pouzdro zajišťuje stupeň krytí IP 53. Přístroj nabízí měření pomocí metod 4P i 3P. Integrovaný akumulátor napájí přístroj po velmi dlouhou dobu a usnadňuje provádění testů kdekoli potřebujete.

Metoda 62 % - variantní

Variantu používají často přístroje pro měření elektrických instalací. Tato metoda využívá 1 elektrodu, H elektrodu
tvoří uzemnění distribučního transformátoru, elektroda E je zde PE vodič. Měřicí princip je 62 %, elektroda S se umisťuje stejným způsobem mezi elektrody E a H, zemní odpor je dán podílem měřeného napětí a proudu dodávaného přístrojem. Rozdíl oproti metodě 62 % je vtom, že měřicí napětí se bere ze sítě, a ne z baterie. Při měření není třeba třeba odpojit zemní svod, přesnost metody 3P multifunkčního přístroje pro měření elektrických instalací C.A 6116N je pro měření od 0,01 Ω 2,5% + 5 dig, Pracovní nejistota je 9% + 20 dig.

Metoda měření klešťovým přístrojem

Metoda nevyžaduje pomocné elektrody. Používá se s výhodou tam, kde má měřená elektroinstalace více paralelních svodů. Měření se provádí obemknutím vodiče. Přístroje jsou vybaveny vysílací a přijímací cívkou. I = E / R smyčky
kde E = Generované střídavé napětí a I = proud v obvodu.Naměřený odpor je roven součtu měřeného odporu a paralelní kombinace dalších svodů: R = Rx + R1 II R2 II R3 II+…. R10, měřicí kmitočet je f = 2403 Hz. Metodu patentovala v roce 1996 firma Chauvin Arnoux. V současné době si uživatel může vybrat již ze třech variant klešťového měřiče uzemnění této firmy dle své potřeby. Přístroje měří skutečnou impedanci v rozsahu do 1500 Ω a 500 μH, unikající proud, dotykové napětí a indukčnost. Verze C.A 6417 je navíc vybavena bezdrátovou komunikací BT pro komunikaci s Androidem. OLED displej zajišťuje čitelnost za všech světelných podmínek.

Měření zemní smyčky pomocí dvou kleští

Jedná se o stejnou metodu jako při měření uzemnění jedněmi kleštěmi. V tomto případě jedny kleště vysílají měřicí signál (32 V / 1367 Hz) a druhé měří proud ve smyčce. Měřicí kmitočet u tohoto přístroje je 128 Hz. Rozdělení kleští oproti speciálním klešťovým přístrojům může být výhodně např. kvůli tloušťce čelistí, nebo z důvodu umístění přístrojů. Metodu také nelze použít při jednom jediném svodu. Vhodným přístojem pro měření touto metodou je C.A 6472.

Měření zemního odporu na sloupech VN a VVN se soupravou Pylon Earth firmy Chauvin Arnoux

Měřicí systém Pylon Earth patří k nejsofistikovanějším měřicím zařízením v tomto oboru. Základ soupravy tvoří digitální měřič zemního odporu, specifického odporu půdy a propojení s označením C.A 6472. Ten umožňuje všechna měření pomocímetod 2P, 3P a 4P a dle potřeby zvolit Wennerovu nebo Schlumbergerovu metodu, nebo zvolit selektivní měření pomocí kleští. Ve spojení s jednotkou PYLON BOX C.A 6474 je vhodný pro selektivní měření uzemnění sloupů VN a VVN bez vypnutí nebo rozpojení vedení. Pružné převodníky délky 5 m nebo 8 m měří současně na 4 kanálech a díky tomu není potřeba odpojovat vrcholová lana. Tester umožňuje nastavení 3 stupňů citlivosti a několikeré ovinutí pružného převodníku kolem stojny sloupu pro další zvýšení citlivosti. Rozlišení při měření odporu je 0,001 Ω. Všechna standardní měření doplňuje ještě např. měření krokového napětí a měření parazitních napětí a proudů. Funkce SWEEP přístroje umožňuje provést frekvenční analýzu při měření na sloupech VN a VVN. V tomto režimu naměří a uloží do paměti přístroje 14 hodnot zemního odporu při frekvenci, která se mění od 61 Hz do 5078 Hz. Díky této funkci lze studovat např. chování instalace při úderu blesku.