Pomiar rezystancji uziemienia metodą clamp-on (kleszczową) — bez elektrod pomocniczych

Przewodnik o metodzie 3-punktowej omawia klasyczny pomiar spadku potencjału (fall-of-potential) z dwiema elektrodami pomocniczymi w gruncie. Ten artykuł omawia alternatywną technikę, niewymagającą żadnej elektrody pomocniczej: metodę clamp-on (nazywaną też metodą „bez kołków”, stakeless), mierzoną przyrządem kleszczowym wokół samego przewodu uziemiającego lub elektrody.

Zasada działania

Miernik rezystancji uziemienia clamp-on indukuje poprzez jedne kleszcze znane napięcie przemienne na badanym przewodzie uziemiającym i mierzy tymi samymi lub drugimi kleszczami wynikowy prąd, który płynie przez elektrodę uziemiającą i wraca przez wszystkie inne, równolegle obecne drogi uziemienia. Ze stosunku między indukowanym napięciem a zmierzonym prądem wynika rezystancja badanej elektrody — bez konieczności wbijania elektrod pomocniczych w grunt.

Kluczowy warunek: wiele równoległych dróg uziemienia

Metoda clamp-on opiera się na założeniu, które nie sprawdza się w każdej sytuacji: badana elektroda musi być połączona poprzez sieć uziemienia równolegle z co najmniej jedną inną, niezależną elektrodą uziemiającą lub połączeniem, tak aby powstał zamknięty obwód prądu, przez który indukowany prąd testowy może wrócić. Im więcej równoległych dróg uziemienia jest obecnych, tym bardziej zmierzona wartość zbliża się do rzeczywistej rezystancji pojedynczej elektrody (łączna rezystancja pozostałych dróg staje się wtedy pomijalnie mała w porównaniu z badaną elektrodą).

Przy pojedynczej, izolowanej elektrodzie uziemiającej bez równoległej drogi uziemienia — co często występuje w indywidualnej instalacji TT budynku mieszkalnego z jednym tylko prętem uziemiającym — taki zamknięty obwód jest całkowicie nieobecny. W takiej sytuacji metoda clamp-on daje bezużyteczny wynik pomiaru: dla takiej pojedynczej elektrody jedyną odpowiednią techniką pozostaje metoda 3-punktowa (fall-of-potential).

Kiedy metoda clamp-on rzeczywiście się nadaje

Metoda clamp-on jest szczególnie przydatna w sytuacjach z natury posiadających wiele równoległych połączeń uziemienia, na przykład:

• Sieci z wieloma, wzajemnie połączonymi elektrodami uziemiającymi (np. szereg słupów lub szaf niskiego napięcia połączonych ze sobą przez przewód PEN lub wspólną sieć uziemienia).
• Sytuacje, w których praktycznie trudno lub niemożliwe jest wbicie elektrod pomocniczych w grunt (utwardzona nawierzchnia, ograniczona przestrzeń wokół miejsca pomiaru).

Znaczenie praktyczne

Przed użyciem miernika clamp-on należy ustalić, czy badana elektroda rzeczywiście stanowi część sieci z wieloma równoległymi drogami uziemienia. Jeśli nie, konieczna jest metoda 3-punktowa — wygoda metody clamp-on (brak elektrod pomocniczych, szybszy pomiar) nie przeważa nad wynikiem, który nieprawidłowo odzwierciedla rzeczywistą rezystancję elektrody uziemiającej.

Częste błędy

1. Stosowanie metody clamp-on do pojedynczej, izolowanej elektrody uziemiającej (np. indywidualnej instalacji TT budynku mieszkalnego) — bez równoległej drogi uziemienia nie daje to wiarygodnej wartości.
2. Brak sprawdzenia, czy rzeczywiście obecnych jest wiele równoległych dróg uziemienia przed pomiarem, i traktowanie wyniku jako reprezentatywnego mimo to.
3. Wybór metody clamp-on wyłącznie ze względu na wygodę (brak potrzeby elektrod pomocniczych) bez oceny, czy sytuacja rzeczywiście się do tego nadaje.
4. Bezpośrednie porównywanie wyników clamp-on z pomiarami 3-punktowymi bez świadomości, że obie metody mierzą nieco inny aspekt konfiguracji uziemienia — zwłaszcza przy ograniczonej liczbie równoległych dróg wyniki mogą się różnić.

Powiązane

• Pomiar rezystancji uziemienia — metoda 3-punktowa i reguła TT
• §411 — Przewód ochronny i uziemienie
• Pomiar impedancji pętli (Zs)