מדידת עמידות בפני כדור הארץ: סקירה של שיטות מדידה מעשיות

וסילי בורוצקי
נבדק על ידי מומחה: וסילי בורוצקי
פורסם על ידי ויקטור קיטייב
עדכון אחרון: אוקטובר 2019

הארקה משמשת ליישום פרויקטים שונים של מערכות חשמל. עצם המושג "הארקה" נחשב באופן סכמטי על ידי חיבור חלק ממעגל חשמל לפוטנציאל האדמה.

לולאת הקרקע מכילה מוליך ואלקטרודה המוטמעת עמוק באדמה. הפעולה המסורתית בתרגול חשמלי היא מדידת ההתנגדות להארקה של רשתות שעדיין מושקות וכבר פועלות. נתאר כיצד ואיך מבוצעת פעולה חשובה זו.

בשביל מה נדרשות המדידות?

פיתרון מזהיר למשימות הבאות מושג על ידי התנגדות אפסית מושלמת במעגל ההארקה:

  1. למנוע מתח על המקרים של מכונות טכנולוגיות.
  2. להשיג פוטנציאל התייחסות יעיל של ציוד חשמלי.
  3. ביטול לחלוטין של זרמים סטטיים.

ניסיון אמיתי בהנדסת חשמל מראה: אי אפשר להשיג תוצאה באפס מושלם.

מדידת התנגדות כדור הארץ
הנוהל לביצוע המדידות הדרושות באמצעות המכשיר לקביעת ההתנגדות של אוטובוס ההארקה. נהלים כאלה מתבצעים על פי לוח זמנים שאושר על ידי הנהלת ארגון השירות.

בכל מקרה, אלקטרודה מקורקת מייצרת סוג כלשהו של התנגדות.

הערך הספציפי של ההתנגדות נקבע על ידי:

  • התנגדות אלקטרודה בנקודת המגע עם האוטובוס המוליך;
  • אזור המגע בין אלקטרודת האדמה לקרקע;
  • מבנה אדמה המעניק התנגדות שונה.

התרגול של מדידת ההתנגדות של לולאת הקרקע מעיד כי ניתן להזניח את שני הגורמים הראשונים, אך בכפוף לתנאים הגיוניים:

  1. האלקטרודה הקרקעית עשויה מתכת מוליכה מאוד.
  2. גוף סיכת האלקטרודה מנוקה בזהירות ונטוע היטב באדמה.

הגורם השלישי נשאר - פני השטח ההתנגדות של האדמה. זה נתפס כחלק העיצובי העיקרי למדידת ההתנגדות של לולאת הקרקע.

זה מחושב בזכות הנוסחה:

R = pL / A,

איפה: p הוא ההתנגדות לקרקע, L הוא ההעמקה המותנית, A הוא אזור העבודה.

כדי להגן על בעלי הבית / הדירה, כל סוגי הציוד החשמלי לבית חזק צריכים להיות מצוידים בהארקה:

בבדיקת התנגדות, כל אחד מקווי ההארקה נבדק בנפרד. ההתנגדות בין גוף ההארקה לכל חלק שאינו מוליך בציוד החשמלי, שעשוי להיות תחת מתח, צריכה להיות פחות מ 0.1 אוהם.

סקירה של שיטות מדידה

ישנן מספר אפשרויות למדידת התנגדות לולאה קרקעית, שכל אחד מהם מדויק למדי לקבוע את הערך הרצוי.

מערכת איתור 3 נקודות

כך, למשל, לרוב מיושמת טכניקת מעגל תלת-נקודתית על בסיס השפעת ירידה פוטנציאלית.

מעגל שלוש נקודות למדידות
תרשים גרפי של מה שמכונה מערכת שלוש נקודות, המשמשת לעיתים קרובות כאשר יש צורך למדוד את ערך ההתנגדות של לולאת האדמה

המדידות מבוצעות בשלושה שלבים עיקריים:

  1. מדידת מתח באלקטרודה E1 ובדיקה E2.
  2. מדידת חוזק הזרם על האלקטרודה E1 והבדיקה E3.
  3. חישוב (לפי הנוסחה R = E / I) של ההתנגדות של אלקטרודת ההארקה.

לטכניקה זו, דיוק המדידות תלוי באופן הגיוני במיקום ההתקנה של בדיקת ה- E3. מומלץ להכניס אותו לאדמה במרחק - באופן אופטימלי מחוץ לאזור שנקרא ESE (התנגדות יעילה של אלקטרודות) E1 ו- E2.

מדידות על הטכנולוגיה "62%"

אם מבנה האדמה להצבת אלקטרודת ההארקה שונה בתוכן הומוגני, שיטת "62%" לקביעת ההתנגדות של לולאות קרקע מבטיחה ביצועים טובים.

מערך מדידה לטכנולוגיה 62%
התוכנית לטכנולוגיית המדידה תחת השם המעניין "62%". עם זאת, השם נלקח מהמרווח האופטימלי בין האלקטרודות, בו מתקבלת תוצאה מקובלת.

השיטה מתאימה למעגלים עם אלקטרודה הארקה יחידה. דיוק העדות כאן נובע מהאפשרות למקם את בדיקות העבודה בקטע ישר, יחסית לאלקטרודה הארקה.

בקרת נקודות התקנת בדיקה

העמקת אלקטרודות, זמרחק לגשש E1, ממרחק לגשש E2, מ
1,813,721,9
2,415,2524,4
3,016,7526,8
3,618,329,25
5,521,635,0
6,022,536,6
9,026,242,65

שיטה מפושטת לנקודה מפושטת

השימוש בשיטת מדידה זו מצריך נוכחות של הארקה טובה נוספת בנוסף לזו שתיבחן. הטכניקה רלוונטית באזורים מאוכלסים בצפיפות, שם לעיתים קרובות לא ניתן להפעיל אלקטרודות עבודה נלוות רחבות.

מדידה דו-נקודתית
הליך מדידה מפושט מתבצע על פי סכמת שתי נקודות. בעזרת טכנולוגיה זו נדרשת פחות מניפולציה של ציוד וחישובים, אך דיוק החישובים נמוך

שיטת המדידה הנקודה לנקודה שונה בכך שהיא מציגה בו זמנית את התוצאה עבור שני התקני הארקה המחוברים בסדרה. זה מסביר את הדרישות לביצועים באיכות גבוהה של ההארקה השנייה, כדי לא לקחת בחשבון את ההתנגדות שלו.

לביצוע החישובים נמדדת גם ההתנגדות של אוטובוס היבשה. התוצאה המתקבלת מופחתת מתוצאות המדידות הכלליות.

הדיוק של שיטה זו משאיר הרבה רצוי בהשוואה לשניים לעיל. כאן, המרחק בין אלקטרודת הקרקע ממלא תפקיד חשוב אשר ההתנגדות שלו נמדדת על ידי הקרקע השנייה. כברירת מחדל, טכניקה זו אינה מיושמת. זוהי סוג של אלטרנטיבה כאשר אינך יכול להשתמש בשיטות מדידה אחרות.

מדידה מדויקת של ארבע נקודות

עבור מרבית אפשרויות מדידת ההתנגדות, טכנולוגיית 4 הנקודות נחשבת לדרך האופטימלית ביותר, בנוסף לאפשרויות דו ו -3 נקודות. טכנולוגיית מדידה כזו ניתנת במכשירים הדומים לבוחן של סדרת 4500. אם לשפוט על פי שם השיטה, ארבע אלקטרודות עבודה ממוקמות בשורה אחת ובמרחקים שווים על משטח העבודה.

דפוס מדידה של ארבע נקודות
על פי סכימה זו של ארבע נקודות, המדידות המדויקות ביותר נעשות. משתמשים בציוד מודרני וניתן לבצע עבודות מבלי לנתק את מעגל ההארקה

הגנרטור הנוכחי של המכשיר מחובר לאלקטרודות הקיצוניות, כתוצאה מהן זורם ביניהן זרם שערכו ידוע. בשני המכשירים האחרים מחוברים שני אלקטרודות עבודה פנימיות.

קיים ערך של ירידת מתח במסופים אלה. תוצאת המדידה הסופית היא התנגדות הקרקע (ב- Ohms), שערך המכשיר מוצג בתצוגה.

מכשירי סדרת 4500 משמשים לרוב למדידת מתח מגע. באמצעות מודול מיוחד, המכשיר מייצר מתח קטן באדמה - חיקוי של נזק בכבלים.

במקביל, הזרם הזורם במעגל הקרקע מצוין בסולם המכשיר. הקריאות על המסך נלקחות כבסיס ומוכפלות בערך המשוער של הזרם באדמה. בדרך זו מחושב מתח המגע.

מדידת סדרה 4500
יישום אמצעים לפיקוח על מצב ציוד חשמלי וקווי הארקה. לעבודה משתמשים במכשיר המדידה כמו 4500

לדוגמה, הערך המרבי של הזרם הצפוי באזור התקלה הוא 4000A. על המסך של המכשיר מצוין ערך של 0.100. אז עוצמת מתח המגע תהיה 400 וולט (4000 * 0.100).

מדידה עם הכלי S.A6415 (6410, 6412, 6415)

הייחודיות של שיטה זו היא היכולת לבצע מדידות מבלי לנתק את מעגל ההארקה. יודגש גם כי מותר למדוד את ההתנגדות הכוללת של מתקן ההארקה על ידי הכללת המרכיב ההתנגד של כל החיבורים במעגל ההארקה.

עיקרון הפעולה הוא כדלקמן:

  1. שנאי מיוחד במעגל יוצר זרם.
  2. זרם זורם במעגל משכיל.
  3. בעזרת גלאי סינכרוני נרשם האות הנמדד.
  4. האות שהתקבל מומר על ידי ה- ADC.
  5. התוצאה מוצגת על LCD.

המכשיר מצויד במודול (מגבר סלקטיבי), שבזכותו מנקים את האות השימושי ביעילות מהפרעות מסוגים שונים - n.ch. וח. רעש. כפות הקרציות במצב המנוגד שלהן יוצרים מעגל נרגש, המכסה את מוליך הקרקע.

הוראות למדידה עם הכלי S.A6415

רצף הפעולות בעבודה עם המכשיר מסדרת C.A6415 מתואר באופן מובנה בהוראות המצורפות למכשיר ייחודי זה.

מכשיר C.A6415 למדידת התנגדות כדור הארץ
מכשיר מדידה ייחודי הוא צבת, שבזכותו פשוט יחסית וקל למדידת ההתנגדות של קווי המתאר האדמה בתנאים שונים

לדוגמא, יש צורך למדוד את התנגדות ההארקה של מודול חשמלי (שנאי, מד חשמלי וכו ').

רצף הפעולות:

  1. פתח את אוטובוס ההארקה על ידי הסרת כיסוי המגן.
  2. תפוס במוליך הקרקע (אוטובוס או אלקטרודה ישירה) עם הצבת.
  3. בחר במצב מדידה "A" (מדידה נוכחית).

הערך הנוכחי המרבי של המכשיר הוא 30A, אם כן, אם חורג מהנתון הזה, לא ניתן לבצע מדידה. הסר את המכשיר ונסה שוב בנקודה אחרת.

עבוד עם המכשיר S.A6415
התהליך של ביצוע מדידות באמצעות מכשירי מדידה מסוג C. A6415 ו- 3770. תוצאות המדידה נרשמות בטבלה והושוו ב- MOT הבא.

כאשר הערך הנוכחי המתקבל בסולם נופל בטווח המותר, אתה יכול להמשיך לעבוד על ידי מעבר המכשיר למדידת ההתנגדות "?".

התוצאה המוצגת בתצוגה תציג את ערך ההתנגדות הכולל, כולל:

  • אלקטרודה ואוטובוס קרקע;
  • מגע ניטראלי עם האלקטרודה הקרקעית;
  • מגע של החיבורים בקו שבין האלקטרודה הנייטרלית לאלקטרודה.

בעת העבודה עם פינצטה יש לזכור: הקריאות המוערכות של המכשיר בנוגע להתנגדות הארקה נובעות ככלל בגלל מגע לקוי של אלקטרודת ההארקה עם האדמה.

כמו כן, אוטובוס שנשא זרם קרוע עשוי להיות הגורם להתנגדות גבוהה. דמויות עמידות גבוהה בנקודות החיבור (השבבים) של המוליכים יכולות גם להשפיע על קריאות המכשיר.

הנחיות כלליות למדידת USG

לפני מעגל קרקעלדוגמא עבור דוד גז, יש צורך לקבל מידע מדויק באיזה אזור תונח האלקטרודה הקרקעית. לעתים קרובות, מומלץ להתייחס לטבלאות הקיימות כדי לקבוע את ערכי ה" p "של האדמה.

עם זאת, אפשרות זו עם טבלאות מספקת נתונים מעידים בלבד. לכן אסור לסמוך עליהם. הערכים האמיתיים של עמידות בקרקע עשויים להשתנות באופן משמעותי.

אפשרות מס '1: פריימר בשכבה יחידה

אם לאדמה יש מרכיב הומוגני, ההתנגדות שלה נמדדת בשיטה של ​​"אלקטרודה מבחן".

הארקה חד שכבתית
מבנה אדמה הומוגנית. בתנאים כאלה, מדידה וחישוב התנגדות הרבה יותר קל מאשר ביצוע אותה עבודה על קרקעות רב שכביות.

השיטה כוללת ביצוע הליך מסוים בשני שלבים:

  1. קח בדיקת בקרת מוטות שאורכן מעט גדול יותר מעומק לשונית העיצוב.
  2. טבלו את הגשוש באדמה בצורה אנכית לחלוטין לעומק סימניה של הפרויקט.
  3. הקצה שנותר מעל פני כדור הארץ משמש למדידת ההתנגדות להתפשטות (Rr).
  4. USG נקבע על ידי הנוסחה p = Rr * Ψ.

רצוי לבצע את ההליך מספר פעמים בנקודות שונות באתר העבודה. מדידות אלטרנטיביות עוזרות להשגת מדידות עמידות בפני קרקע.

אפשרות מס '2: אדמה רב שכבתית

במצב כזה, USG נמדד בשיטה של ​​חישה צעדית. כלומר, בדיקת הבקרה שקועה לעומק העבודה בשלבים ובמיקום של כל שלב מבוצעות מדידות התנגדות. חישובי USG ממוצעים נעשים על ידי נוסחאות לכל מדידה פרטנית.

אדמה רב שכבתית
אדמה רב שכבתית. בתנאים כאלה, יש צורך לחשב את ההתנגדות של כל שכבה בודדת. חישובי אדמה רב שכביים דורשים עבודה רבה יותר

ואז, על סמך המאפיינים האקלימיים של האזור, הם מוצאים את הערכים לשינויים עונתיים. באופן זה (די מסובך) מתקבלים הערכים המחושבים של ה- UGS של השכבות העליונות.השכבות הבסיסיות נחשבות כלא נתונות לשינויים עונתיים ולכן החישוב עבורן מוגבל למדידה וחישוב מעט יותר פשוטים.

דרישות ביצוע

עבודה מסוג זה מתבצעת כמובן על ידי כוח אדם מוסמך המייצג ארגונים מיוחדים. לכן, השירותים אחראים בדרך כלל להפעלת לוחות חשמל בבנייני מגורים. מותר לבצע מדידות בנקודות אלה רק באמצעות גישה לשירותים אלה.

מעגלים חשמליים הם מערכות מסוכנות. למרות העובדה שתקשורת ביתית מיועדת למתחים של פחות מ- 1000 וולט, מתח זה קטלני לבני אדם. יש להקפיד על כל אמצעי זהירות הבטיחות בעת הטיפול בציוד חשמלי. הדיוט לעתים קרובות אמצעים כאלה פשוט לא ידועים.

עם התכונות של בניית הארקה לאמבטיה בדירה עירונית תציג המאמר הבאהמכיל את הכללים וההנחיות לעבודה.

מסקנות ווידאו שימושי בנושא

ביצוע מדידות בפועל באמצעות הכלי:

ביצוע עבודות הקשורות לאימות התנגדות להארקה נדרש, ללא קשר למורכבות המעגל החשמלי וקטגוריית המתקן בו מותקן או מותקן ומופעל ציוד חשמלי. ארגונים מתמחים רבים מוכנים לספק שירותים כאלה.

אנא השאר הערות בבלוק למטה. יתכן שאתה יודע דרך פשוטה ויעילה למדידת ההתנגדות של לולאות קרקע, שלא ניתנה במאמר. שאל שאלות, שתף מידע שימושי ותמונות בנושא.

האם המאמר היה מועיל?
תודה על המשוב שלך!
לא (12)
תודה על המשוב שלך!
כן (76)
תגובות מבקרים
  1. ויקטור

    בפעם אחת עשיתי הארקה בשיטת שתי הנקודות בגלל חוסר היכולת להשתמש בשיטות אחרות. מהניסיון שלי אני אגיד שלא כדאי לבנות אותו בעצמך בלי ניסיון מתאים, כי ללא מכשירי מדידה לא תהיה דיוק מדידה. קשה מאוד לחשב אפילו עבור חלק מאנשי המקצוע. באופן כללי, האפשרות הנפוצה ביותר ובו זמנית אמינה היא למדוד מתאר ליניארי בארבע נקודות.

  2. גרגורי

    אני מסכים לחלוטין עם ויקטור, מחבר ההערה הקודמת. ללא קשר לסוג ההארקה, עדיף לספק עבודות אלה עם חשמלאי מנוסה, ועל הקבלן לא רק להיות גישה לעבודות כאלה, אלא גם חינוך ותעודה מתאימים. זה חשוב. עדיף שהכל יהיה מסודר למקסימום אמין שכן, למשל, סופות רעמים אינן נדירות, ברק שנכנס לבניין הוא מאוד מאוד סביר!

בריכות

משאבות

מחמם