Meten van aardingsweerstand: overzicht van praktische meetmethoden

Aarding wordt gebruikt bij de uitvoering van diverse projecten van elektrische systemen. Het begrip “aarding” wordt schematisch beschouwd als het aansluiten van een deel van een elektrisch circuit op het aardpotentiaal.

Het aardingscircuit bevat een geleider en een elektrode die diep in de grond is ingebracht. Een traditionele handeling in de elektrotechnische praktijk is het meten van de aardingsweerstand van zowel nog in gebruik te nemen als reeds in bedrijf zijnde netwerken. Wij vertellen u hoe en op welke manier deze belangrijke handeling wordt uitgevoerd.

Waarom zijn metingen nodig?

Een schitterende oplossing voor de onderstaande taken wordt bereikt met een ideale nulweerstand in de aardingsketen.

1. Het voorkomen van spanning op de behuizing van industriële machines.
2. Het bereiken van een effectief referentiepotentiaal voor elektronische apparatuur.
3. Het volledig elimineren van statische stromen.

Echter, de elektrotechnische ervaring leert dat het onmogelijk is om een resultaat van perfect nul te verkrijgen.

Procedure voor het uitvoeren van de benodigde metingen met behulp van een apparaat voor het bepalen van de weerstand van de aardingsrail. Dergelijke procedures worden uitgevoerd volgens een schema dat wordt goedgekeurd door het management van de onderhoudsorganisatie.

In elk geval levert de geaarde elektrode enige weerstand op.

De specifieke waarde van de weerstand wordt bepaald door:

• de weerstand van de elektrode op het contactpunt met de geleidende rail;
• het contactgebied tussen de aardelektrode en de grond;
• de bodemstructuur, die verschillende weerstanden geeft.

De praktijk van het meten van de aardingscircuitweerstand geeft aan dat de eerste twee factoren kunnen worden verwaarloosd, mits aan redelijke voorwaarden wordt voldaan:

1. De aardelektrode is gemaakt van metaal met hoge elektrische geleidbaarheid.
2. De schacht van de elektrode is grondig gereinigd en stevig in de grond geplaatst.

Blijft de derde factor over – de resistieve bodemoppervlakte. Dit wordt gezien als het belangrijkste rekenonderdeel voor het meten van de weerstand van het aardingscircuit.

Het wordt berekend met behulp van de formule:

R = pL / A,

waarbij: p – de soortelijke weerstand van de grond, L – de voorwaardelijke diepte, A – het werkzame oppervlak.

Om de eigenaren van huis/appartement te beschermen, moeten alle soorten krachtige huishoudelijke elektrische apparatuur van aarding worden voorzien:

Bij het testen van de weerstand wordt elke aardingsleiding afzonderlijk gecontroleerd. De weerstand tussen het aardingsonderdeel en elk niet-stroomvoerend deel van de elektrische apparatuur dat onder spanning kan komen, moet kleiner zijn dan 0,1 ohm.

Overzicht van meetmethoden

Er zijn verschillende opties om de weerstand van de aardlus te meten, die elk zeer nauwkeurig de gewenste waarde kunnen bepalen.

3-punts bepalingssysteem

Zo wordt bijvoorbeeld vaak de methode van het driepuntsschema toegepast, die is gebaseerd op het effect van potentiaalverval.

Grafisch schema van het zogenaamde driepuntssysteem, dat vrij vaak wordt gebruikt wanneer de weerstandswaarde van het aardingscircuit moet worden gemeten.

De metingen worden in drie basisstappen uitgevoerd:

1. Meting van de spanning over elektrode E1 en sonde E2.
2. Meting van de stroom op elektrode E1 en sonde E3.
3. Berekening (met formule R = E / I) van de weerstand van de aardelektrode.

Voor deze methode hangt de nauwkeurigheid van de metingen logisch af van de plaats van installatie van sonde E3. Het wordt aanbevolen om deze in de grond te plaatsen op een afstand – optimaal buiten het zogenaamde ESE-gebied (effectieve elektrodeweerstand) van E1 en E2.

Metingen volgens de '62%' techniek

Als de bodemstructuur voor de plaatsing van de aardelektrode een homogene samenstelling heeft, belooft de methode '62%' voor het bepalen van de weerstanden van aardingslussen een goede effectiviteit.

Het schema voor de meettechniek met de interessante naam '62%'. De naam is echter afkomstig van de optimale afstand tussen de elektroden, waarbij een acceptabel resultaat wordt verkregen.

De methode is toepasbaar voor schema's met een enkele aardelektrode. De nauwkeurigheid van de metingen wordt hier bepaald door de mogelijkheid om de werksondes op een rechtlijnig traject te plaatsen, ten opzichte van de aardelektrode.

De punten voor installatie van de controlesondes

Vereenvoudigde tweepuntsmethode

Toepassing van deze meetmethode vereist de aanwezigheid van een extra goede aarding naast de aarding die wordt onderzocht. De methode is relevant voor dichtbevolkte gebieden, waar het vaak niet mogelijk is om uitgebreid met hulpwerkelektroden te werken.

De vereenvoudigde meetmethode wordt uitgevoerd volgens een tweepuntsschema. Bij deze techniek zijn minder handelingen met apparatuur en berekeningen nodig, maar de nauwkeurigheid van de berekeningen is niet hoog.

De tweepuntsmeetmethode onderscheidt zich doordat deze tegelijkertijd het resultaat toont voor twee in serie geschakelde aardingsinrichtingen. Dit verklaart ook de eisen aan de hoge kwaliteit van de uitvoering van de tweede aarding, om de weerstand ervan niet te hoeven verrekenen.

Voor het uitvoeren van berekeningen wordt ook de weerstand van de aardingsrail gemeten. Het verkregen resultaat wordt afgetrokken van de resultaten van de totale metingen.

De nauwkeurigheid van deze methode laat te wensen over in vergelijking met de twee voorgaande. De afstand tussen de aardelektrode waarvan de weerstand wordt gemeten en de tweede aarding speelt hier een belangrijke rol. Standaard wordt deze methode niet toegepast. Het is een soort alternatief wanneer andere meetmethoden niet kunnen worden gebruikt.

Nauwkeurige metingen met vier punten

Voor de meeste varianten van weerstandsmetingen wordt, naast de 2- en 3-puntsmethoden, de 4-puntstechniek als de meest optimale beschouwd. Deze meettechniek is aanwezig in apparaten zoals de tester van de 4500-serie. Zoals de naam van de methode al aangeeft, worden op de werkplek vier werkelektroden in een lijn en op gelijke afstanden geplaatst.

Met dit schema - het vierpuntsschema - worden de meest nauwkeurige metingen uitgevoerd. Er wordt moderne apparatuur gebruikt en het is mogelijk om werkzaamheden uit te voeren zonder de aardingsketen te onderbreken.

De stroomgenerator van het apparaat wordt aangesloten op de uiteinden van de elektroden, waardoor er een stroom tussen hen vloeit waarvan de waarde bekend is. Op de andere klemmen van het apparaat zijn twee interne werkelektroden aangesloten.

Op deze klemmen is de waarde van de spanningsval aanwezig. Het eindresultaat van de metingen is de aardingsweerstand (in Ohm), waarvan de waarde het apparaat op het display weergeeft.

Apparaten uit de serie 4500 worden vaak gebruikt voor het meten van aanraakspanning. Het apparaat genereert met behulp van een speciale module een kleine spanning in de grond – simulatie van een kabelbeschadiging.

Tegelijkertijd wordt op de schaal van het apparaat de stroom aangegeven die door het aardcircuit vloeit. De metingen op het scherm worden als basis genomen en vermenigvuldigd met de geschatte stroomsterkte in de grond. Op deze manier wordt de aanraakspanning berekend.

Uitvoering van maatregelen voor de controle van de toestand van elektrotechnische apparatuur en aardingslijnen. Voor het werk wordt een meetinstrument van het type 4500 gebruikt.

Bijvoorbeeld, de maximale waarde van de verwachte stroom in het beschadigde gedeelte is 4000A. Op het scherm van het apparaat wordt een waarde van 0,100 genoteerd. De waarde van de aanraakspanning is dan 400V (4000*0,100).

Meting met apparaat C.A6415 (6410, 6412, 6415)

Het unieke van deze methode is de mogelijkheid om metingen uit te voeren zonder de aardingsketen te onderbreken. Ook moet hier de voordelige kant worden benadrukt, dat het meten van de totale weerstand van het aardingsapparaat is toegestaan door middel van het opnemen van de resistieve component van alle verbindingen in de aardingsketen.

Het werkingsprincipe is ongeveer als volgt:

1. Door een speciale transformator wordt er een stroom in de keten gecreëerd.
2. De stroom vloeit in de gevormde lus.
3. Met behulp van een synchrone detector wordt het meetsignaal geregistreerd.
4. Het verkregen signaal wordt omgezet door een ADC.
5. Het resultaat wordt weergegeven op een LCD-scherm.

Het apparaat is uitgerust met een module (selectieve versterker) waardoor het nuttige signaal effectief wordt gereinigd van verschillende soorten storingen – laagfrequente en hoogfrequente ruis. Met de bekken van de tang in hun gekoppelde toestand wordt een geëxciteerde lus gevormd die de aardingsgeleider omvat.

Instructie voor meting met apparaat C.A6415

De volgorde van handelingen bij het werken met het apparaat van de serie C.A6415 wordt begrijpelijk beschreven in de bijgevoegde handleiding van dit unieke apparaat.

Uniek meetinstrument – tang, waarmee het relatief eenvoudig en gemakkelijk is om de weerstand van het aardingscircuit onder verschillende omstandigheden te meten

Bijvoorbeeld, er is een noodzaak om de aardingsweerstand van een elektrische module (transformator, elektriciteitsmeter, enz.) te meten.

Volgorde van handelingen:

1. Toegang tot de aardingsrail verkrijgen door de beschermkap te verwijderen.
2. De aardingsgeleider (rail of direct de elektrode) met de tang vastpakken.
3. Kies de meetmodus 'A' (stroommeting).

De maximale stroomwaarde van het apparaat is 30A, dus als dit getal wordt overschreden, mag de meting niet worden uitgevoerd. U moet het apparaat verwijderen en de meting op een ander punt herhalen.

Het proces van het uitvoeren van metingen met meetapparatuur van het type S.A6415 en 3770. De meetresultaten worden in een tabel vastgelegd en vergeleken bij de volgende onderhoudsbeurt.

Wanneer de op de schaal verkregen stroomwaarde binnen het toegestane bereik valt, kunt u verder werken door het apparaat over te schakelen op weerstandsmeting «?».

Het op het display weergegeven resultaat toont de totale weerstandswaarde, inclusief:

• de aardelektrode en de aardingsrail;
• het contact van de nul met de aardelektrode;
• het contact van verbindingen op de lijn tussen de nul en de aardelektrode.

Bij het werken met de tangen moet u er rekening mee houden dat te hoge meetwaarden van de aardingsweerstand meestal worden veroorzaakt door slecht contact van de aardelektrode met de grond.

Ook een gebroken stroomvoerende rail kan een oorzaak zijn van hoge weerstand. Hoge weerstandswaarden op verbindingspunten (splitsingen) van geleiders kunnen ook de metingen beïnvloeden.

Algemene aanbevelingen voor het meten van de soortelijke grondweerstand

Voordat u een aardcircuit aanlegt, bijvoorbeeld voor een gasketel, moet u exacte informatie verkrijgen over in welke grondsoorten de aardelektrode zal worden geplaatst. Vaak wordt geadviseerd om bestaande tabellen te raadplegen om de waarden van “p” van de grond te bepalen.

Deze optie met tabellen geeft echter slechts indicatieve gegevens. Daarom moet u er niet op vertrouwen. De werkelijke waarden van de grondweerstand kunnen aanzienlijk verschillen.

Optie #1: enkellaags grond

Als de grond een homogene samenstelling heeft, wordt de soortelijke weerstand gemeten met de methode van de 'proefelektrode'.

Structuur van homogene grond. Onder deze omstandigheden is het meten en berekenen van de weerstand aanzienlijk eenvoudiger dan hetzelfde werk uit te voeren op meerlaagse gronden.

De methode omvat het uitvoeren van een bepaalde procedure in twee stappen:

1. Neem een staafvormige controlesonde met een lengte die iets groter is dan de ontwerpdiepte van de installatie.
2. Plaats de sonde strikt verticaal in de grond tot de ontwerpdiepte.
3. Het uiteinde dat boven het grondoppervlak blijft, wordt gebruikt om de spreidingsweerstand (Rr) te meten.
4. Bepaal de soortelijke weerstand van de grond met de formule p = Rr * Ψ.

Het is raadzaam om de procedure meerdere keren op verschillende punten van de werkplek uit te voeren. Alternatieve metingen helpen om nauwkeurige resultaten van de grondweerstandsmetingen te verkrijgen.

Optie #2: meerlaags grond

Voor deze situatie wordt de meting van de soortelijke weerstand van de grond uitgevoerd met de methode van stapsgewijze sondering. Dat wil zeggen, de controlesonde wordt in stappen tot de werkdiepte ingebracht en in elke stap worden metingen van de soortelijke weerstand verricht. De berekening van de gemiddelde soortelijke weerstand van de grond wordt uitgevoerd met formules voor elke afzonderlijke meting.

Meerlaagse grond. Onder dergelijke omstandigheden moet de weerstand van elke afzonderlijke laag worden berekend. Berekeningen voor meerlaagse grond vereisen meer werk.

Vervolgens worden, op basis van de klimaateigenschappen van het gebied, waarden voor seizoensvariaties gevonden. Op deze (vrij ingewikkelde) manier verkrijgt men de berekende waarden van de soortelijke bodemweerstand van de bovenste lagen. De onderliggende lagen worden beschouwd als niet onderhevig aan seizoensveranderingen, dus de berekening voor hen blijft beperkt tot een enigszins vereenvoudigde meting en berekening.

Eisen aan de uitvoering van werkzaamheden

Werkzaamheden van deze aard worden uiteraard uitgevoerd door gekwalificeerd personeel van gespecialiseerde organisaties. Zo zijn nutsbedrijven meestal verantwoordelijk voor de exploitatie van stroomverdelingskasten in woonhuizen. Metingen op deze punten zijn alleen toegestaan na overleg met deze diensten.

Elektrische circuits behoren tot gevaarlijke systemen. Hoewel de communicatie in de huishoudelijke sector is ontworpen voor spanningen onder 1000V, is deze spanning dodelijk voor de mens. Alle nodige veiligheidsmaatregelen moeten worden nageleefd bij het omgaan met elektrische apparatuur. Een leek is zich vaak niet bewust van dergelijke maatregelen.

Het volgende artikel informeert u over de bijzonderheden van het aanleggen van een aardverbinding voor een bad in een stadsappartement, en bevat de regels en richtlijnen voor het uitvoeren van het werk.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Het uitvoeren van metingen in de praktijk met behulp van een apparaat:

De uitvoering van werkzaamheden in verband met het controleren van de aardingsweerstand is verplicht, ongeacht de complexiteit van het elektrische schema en de categorie van het object waar de elektrische apparatuur wordt geïnstalleerd of is geïnstalleerd en in gebruik is. Veel gespecialiseerde organisaties zijn bereid dergelijke diensten aan te bieden.

Laat uw reacties alstublieft achter in het onderstaande blok. Het is niet uitgesloten dat u een eenvoudige en effectieve manier kent om de weerstand van aardingslussen te meten die niet in het artikel wordt genoemd. Stel vragen, deel nuttige informatie en foto's over het onderwerp.