كيفية قياس مقاومة التأريض

سلامة استخدام الطاقة الكهربائية لا يعتمد فقط على التثبيت الصحيح للتركيب الكهربائي ، ولكن أيضًا على الامتثال للمتطلبات المنصوص عليها في الوثائق التنظيمية لتشغيلها. تتطلب دائرة التأريض للمبنى ، كجزء من المعدات الكهربائية الواقية ، مراقبة دورية لحالتها الفنية.

كيف الجهاز التأريض

في وضع امدادات الطاقة العادية ، حلقة الأرض موصل PE متصلاً بمباني جميع الأجهزة الكهربائية ، ونظام التسوية المحتمل للمبنى وغير نشط: من خلاله ، تقريبًا ، لا تمر التيارات ، باستثناء تلك التي في الخلفية الصغيرة.

كيف يحمي التأريض البشر

في حالة حدوث حالة طوارئ تتعلق بانهيار طبقة العزل في الأسلاك ، تظهر الجهد الخطير على جسم الجهاز المعطوب ويتدفق عبر موصل PE عبر الحلقة الأرضية إلى الأرض المحتملة.

نتيجة لهذا ، يجب أن ينخفض ​​حجم الجهد العالي الذي يتم إرساله إلى الأجزاء غير الموصلة إلى مستوى آمن ، وهو غير قادر على التسبب في إصابة كهربائية لشخص ملامس لحالة المعدات المعطلة عبر الأرض.

عندما يتم كسر موصل PE أو حلقة الأرض ، لا يوجد مسار لاستنزاف الجهد و سوف تمر الحالية من خلال جسم الإنساناشتعلت بين إمكانات الأجهزة التالفة والأرض.

لذلك ، عند تشغيل المعدات الكهربائية ، من المهم الحفاظ على حلقة الأرض في حالة جيدة ومراقبة حالتها بواسطة القياسات الكهربائية الدورية.

كيف يحدث عطل في جهاز التأريض

في دائرة جديدة قابلة للخدمة ، يدخل التيار الكهربائي للحادث من خلال موصل PE إلى أقطاب التجميع التي تلامس سطحها بالأرض ومن خلالها تذهب بالتساوي إلى الأرض المحتملة. في هذه الحالة ، يتم تقسيم التيار الرئيسي بالتساوي إلى الأجزاء المكونة له.

نتيجة التعرض الطويل للتربة المعادية ، يتم طلاء المعدن من الخيوط الحالية بغشاء أكسيد السطح. التآكل الأولي يفاقم تدريجيا ظروف مرور التيار ، ويزيد من المقاومة الكهربائية لجهات اتصال الهيكل بأكمله. عادة ما يكون الصدأ المتكون على الأجزاء الفولاذية عامًا ، وفي بعض المناطق شخصية محلية واضحة. ويرجع ذلك إلى الوجود غير المتساوي للحلول النشطة كيميائيًا للأملاح والقلويات والأحماض الموجودة دائمًا في التربة.

تتحرك جزيئات التآكل الناتجة في شكل رقائق فردية بعيداً عن المعدن ، وبالتالي توقف التلامس الكهربائي المحلي. بمرور الوقت ، هناك العديد من الأماكن التي تزداد فيها مقاومة الدائرة ويصبح جهاز التأريض ، الذي يفقد التوصيل الكهربائي ، غير قادر على إزالة الإمكانات الخطرة بشكل موثوق في الأرض.

فقط القياسات الكهربائية في الوقت المناسب تسمح بتحديد لحظة الحالة الحرجة للدائرة.

المبادئ المنصوص عليها في قياس مقاومة جهاز التأريض

تعتمد طريقة تقييم الحالة الفنية للدائرة على القانون الكلاسيكي للهندسة الكهربائية ، الذي حدده جورج أوم لقسم الدائرة. لهذا الغرض ، يكفي تمرير تيار عبر عنصر متحكم فيه من مصدر جهد معايرة وقياس التيار المرسِل بدرجة عالية من الدقة ، ثم حساب قيمة المقاومة.

مقياس التيار الكهربائي وطريقة الفولتميتر

نظرًا لأن الدائرة تعمل في الأرض مع سطح التلامس بالكامل ، فيجب تقييمها عند القياس. للقيام بذلك ، على مسافة صغيرة (حوالي 20 مترًا) من جهاز التأريض الذي يتم رصده ، يتم دفن الأقطاب الكهربائية: الرئيسية والإضافية.يتم تزويدهم بالتيار من مصدر ثابت للتيار المتردد.

يبدأ التيار الكهربائي بالتدفق على طول دائرة مكونة من الأسلاك ومصدر EMF والأقطاب الكهربائية مع جزء موصل تحت الأرض من التربة ، يتم قياس القيمة بواسطة مقياس التيار الكهربائي.

يتم توصيل الفولتميتر بسطح حلقة الأرض التي يتم تنظيفها بالمعدن النقي وتلامس قطب الأرض الرئيسي.

إنه يقيس انخفاض الجهد في المنطقة بين مفتاح التأريض الرئيسي وحلقة الأرض. بقسمة قيمة قراءة الفولتميتر على التيار المقاس بواسطة مقياس التيار الكهربائي ، يمكنك حساب المقاومة الكلية لقسم الدائرة بأكملها.

من خلال القياسات الخشنة ، يمكن أن تقتصر على ، ولحساب نتائج أكثر دقة ، سيكون من الضروري تصحيح القيمة التي تم الحصول عليها عن طريق طرح قيمة المقاومة للموصلات الموصلية وتأثير الخواص العازلة للتربة على طبيعة التيارات المنتشرة في التربة.

إذا تم تخفيض هذه القيمة وقياسها في الإجراء الأول ، فإن المقاومة الكلية ستعطي النتيجة المرجوة.

الطريقة الموصوفة بسيطة للغاية وغير دقيقة ، لها عيوب معينة. لذلك ، لإجراء قياسات أفضل قام بها متخصصون في المختبرات الكهربائية ، تم تطوير تقنية أكثر تطوراً.

طريقة التعويض

يعتمد القياس على استخدام التصميمات الجاهزة للأدوات المترولوجية عالية الدقة التي تصنعها الصناعة.

باستخدام هذه الطريقة ، يتم أيضًا استخدام تركيب الأقطاب الرئيسية والمساعدة في التربة.

يتم حملها بطول حوالي 10 إلى 20 مترًا ويتم دفنها على نفس الخط ، مع الاستيلاء على حلقة الأرض المختبرة. يتم توصيل مسبار القياس بحافلة جهاز التأريض ، في محاولة لوضع الجهاز بالقرب من جهة اتصال الحافلة. توصيل الموصلات توصيل محطات الجهاز مع أقطاب كهربائية مثبتة في الأرض.

يعطي مصدر المتغير EMF تيار I1 إلى الدائرة الموصلة ، والتي تمر عبر دائرة مغلقة مشكلة باللف الأولي لمحول التيار المقطعي المحوسب ، وأسلاك التوصيل ، وملامس القطب الكهربائي والأرض.

اللف الثانوي للمحول CT يتصور I2 الحالي يساوي واحد الابتدائي وينقله إلى مقاومة rheostat R ، والذي يسمح reochord "ب" لتعيين التوازن بين الفولتية U1 و U2.

يقوم محول تكنولوجيا المعلومات المعزول بترجمة I2 الحالي الذي يمر عبر لفه الأساسي إلى دائرته الثانوية ، وهو مغلق أمام جهاز القياس V.

التيار I1 المتدفق على طول الأرض في المنطقة الواقعة بين القطب الأرضي الرئيسي وحلقة الأرض يشكل انخفاضًا في الجهد U1 في المنطقة التي نقيسها ، ويتم حسابها بواسطة الصيغة:

U1 = I1 x rx.

يمثل التيار I2 الحالي الذي يمر عبر الجزء من مقاومة متغيرة R "ab" مع مقاومة rab انخفاض الجهد U2 ، والذي يحدده التعبير:

U2 = I2 ∙ rab.

أثناء القياس ، حرك مفتاح الحساب بحيث يتم ضبط انحراف سهم الأداة V إلى صفر. في هذه الحالة ، تحمل المساواة: U1 = U2.

ثم نحصل على: I1 ∙ rx = I2 ∙ rab.

منذ تصميم الجهاز بحيث I1 = I2 ، لوحظ العلاقة: rx = rab. يبقى فقط لمعرفة مقاومة المؤامرة ab. لكن ، لهذا يكفي أن نجعل مقبض مقياس الجهد أكبرًا وأن يعلق سهمًا على جانبه المتحرك ، والذي سيتحرك على نطاق ثابت ، متخرجًا مقدمًا في وحدات المقاومة في مقاومة متغيرة.

وبالتالي ، فإن موضع مؤشر السهم من مقاومة متغيرة عند التعويض عن انخفاض الجهد في قسمين يسمح لك لقياس مقاومة جهاز التأريض.

باستخدام تقنية محول العزلة IT وتصميم خاص لرأس القياس V ، يحققان فكًا موثوقًا للجهاز من التيارات الشاردة. آلية قياس عالية الدقة تساهم في انخفاض تأثير المقاومة عابرة دقق في نتيجة القياس.

تسمح الأجهزة التي تعمل وفقًا لطريقة التعويض بقياس دقيق لمقاومة العناصر الفردية.للقيام بذلك ، يكفي توصيل موصل مأخوذ من النقطة 1 إلى نهاية الدائرة المقاسة ، ومسبار قياس (النقطة 2) وسلك من النقطة 3 من القطب الإضافي إلى الطرف الآخر.

أجهزة لقياس مقاومة جهاز التأريض

أثناء تطوير قطاع الطاقة ، تم تحسين أدوات القياس بشكل مستمر من حيث تسهيل الاستخدام والحصول على نتائج دقيقة للغاية.

منذ بضعة عقود فقط ، تم استخدام المقاييس التماثلية فقط من الاتحاد السوفيتي لماركات مثل MS-08 و M4116 و F4103-M1 وتعديلاتها على نطاق واسع. يواصلون العمل اليوم.

الآن يتم استكمالها بنجاح بواسطة العديد من الأجهزة التي تستخدم التكنولوجيا الرقمية وأجهزة المعالج الدقيق. إنها تبسط إلى حد ما عملية القياس ، وتتمتع بالدقة العالية ، وتخزين نتائج أحدث الحسابات في الذاكرة.

طريقة لقياس مقاومة جهاز التأريض

بعد تسليم الجهاز إلى مكان القياس وإزالته من صندوق النقل ، يعد قضيب التوصيل جاهزًا لتوصيل موصل التلامس: يقوم بتنظيف المكان لربط مشبك التمساح بملف من التآكل أو تثبيت مشبك بمشبك لولبي يفرض الطبقة العليا من المعدن.

قياس ثلاثة أسلاك المقاومة

تتطلب متطلبات التشغيل الآمن إجراء قياسات عند إيقاف تشغيل قاطع الدائرة في لوحة طاقة الإدخال بالمبنى أو عند إزالة موصل PE من مفتاح التأريض. خلاف ذلك ، في حالة الطوارئ ، فإن تيار التسرب يمر عبر الدائرة والجهاز أو جسم المشغل.

موصل التوصيل متصل بالجهاز والمشابك.

على مسافة محددة ، يتم وضع أقطاب الأرض في الأرض بمطرقة. يتم تعليق الملفات ذات الموصلات المتصلة عليها ويتم توصيل نهاياتها.

اضبط ملامسات الأسلاك في مقبس الجهاز ، وتحقق من استعداد الدائرة للتشغيل وحجم جهد التداخل بين الأقطاب الكهربائية المثبتة. يجب ألا يتجاوز 24 فولت. إذا لم يتم الوفاء بهذا الموقف ، فسيتعين عليك تغيير موقع تثبيت الأقطاب الكهربائية وإعادة فحص هذه المعلمة.

يبقى فقط للضغط على الزر لإجراء القياس التلقائي وإزالة النتيجة المحسوبة من الشاشة.

ومع ذلك ، من المستحيل تهدئة بعد تلقي نتيجة القياس الأول. لاختبار عملك ، تحتاج إلى إجراء سلسلة صغيرة من قياسات التحكم ، وإعادة ترتيب دبوس المحتملة على مسافات قصيرة. لا ينبغي أن يتفاوت التباين في جميع قيم المقاومة التي تم الحصول عليها بأكثر من 5٪.

قياس مقاومة أربعة أسلاك

لاستخدام طرق الاستشعار الكهربائي العمودي ، يمكن استخدام عدادات مقاومة حلقة الأرض في دارة من أربعة أسلاك ، لترتيب أقطاب الاستلام وفقًا لطريقة Wenner أو Schlumberger.

هذه الطريقة أكثر ملاءمة للدراسات المتعمقة وحساب المقاومة الكهربائية للتربة.

يظهر خيار الاتصال لجهاز IS-20/1 وفقًا لهذا المخطط في الصورة.

قياس مقاومة القطب الأرض باستخدام متر المشبك

عند استخدام هذه الطريقة ، من الضروري وجود تيار خلفية من التركيب الكهربائي للمبنى إلى حلقة الأرض. لا ينبغي أن تتجاوز قيمتها في معظم الأجهزة العاملة على هذا النوع 2.5 أمبير.

قياس المقاومة حلقة دون كسر دائرة القطب الأرض باستخدام المشابك القياس

باستخدام مقياس IS-20 / 1m ، يمكنك إجراء تقييم كهربائي لحالة جهاز تأريض المبنى وفقًا للمخطط التالي.

قياس مقاومة الدائرة دون أقطاب مساعدة باستخدام اثنين من المشابك القياس

مع هذه الطريقة ، ليس من الضروري تثبيت أقطاب كهربائية إضافية على الأرض ، ولكن يمكنك القيام بالعمل باستخدام اثنين المشبك الحالي. ستحتاج إلى حملها على طول شريط بسبيل جهاز التأريض لمسافة تزيد عن 30 سم.

يعتمد اختيار منهجية القياس على ظروف التشغيل المحددة للمعدات ويتم تحديدها بواسطة أخصائيي المختبرات.

يمكن إجراء تقييم لحالة جهاز التأريض في أوقات مختلفة من السنة. ومع ذلك ، يجب ألا يغيب عن البال أنه خلال فترة التواجد الكبير للرطوبة في التربة خلال ذوبان خريف الربيع ، فإن ظروف انتشار التيارات في الأرض هي الأكثر ملاءمة ، وفي الطقس الجاف الحار - الأسوأ.

تعكس القياسات الصيفية مع التربة المجففة نوعياً الحالة الحقيقية للكفاف.

يوصي بعض كهربائيين بتقليل قيمة المقاومة لتسرب التربة بالقرب من الأقطاب الكهربائية مع حلول الملح. يجب أن يكون مفهوما أن هذا الإجراء مؤقت وغير فعال. مع رطوبة الرطوبة ، تزداد حالة الموصلية سوءًا ، وستدمر أيونات الملح المذاب المعدن الموجود في التربة.

في الختام

جميع القراء المهتمين والكهربائيين ذوي الخبرة مدعوون إلى إلقاء نظرة على الصورة أدناه ، والتي توضح طريقة بسيطة للوهلة الأولى لقياس مقاومة جهاز التأريض ، والتي لم تجد تطبيقًا عمليًا واسعًا في المختبرات.

اشرح في التعليقات ما هي العمليات الكهربائية التي تحدث مع هذه الطريقة وكيف تؤثر على دقة القياس. اختبر معلوماتك ، حظا سعيدا!