Измерение сопротивления заземляющего электрода — метод трёх точек и правило TT

В системе TT (собственный заземляющий электрод, без прямого соединения с PEN сети) сопротивление этого заземляющего электрода определяет работоспособность защиты УЗО. Данное руководство рассматривает практическое измерение этого сопротивления заземления (RA) и расчётное правило, определяющее, соответствует ли измеренное значение требованиям.

Эмпирическое правило TT

IEC 60364-4-41 устанавливает для систем TT следующее требование:

$R_A \times I_{\Delta n} \leq 50\ V$

• RA — сопротивление заземляющего электрода плюс защитного проводника (Ом)
• I∆n — номинальный отключающий дифференциальный ток УЗО (А)
• 50 В — максимально допустимое напряжение прикосновения при повреждении

Подставив распространённые значения УЗО:

Практический предел: 200 Ом

Хотя расчётный предел для УЗО 30 мА теоретически допускает значение почти до 1667 Ом, на практике применяется гораздо более строгий ориентировочный показатель: заземляющий электрод с сопротивлением выше примерно 200 Ом считается нестабильным — сопротивление заземляющего электрода изменяется в зависимости от влажности почвы, температуры и времени года, а высокое базовое значение оставляет мало запаса для этих естественных колебаний. Поэтому целевым значением является RA ≤ 200 Ом для УЗО до 100 мА включительно, значительно ниже теоретического расчётного предела.

Метод трёх точек (fall-of-potential)

Стандартный метод измерения сопротивления заземляющего электрода:

1. Разместите два вспомогательных электрода по прямой линии от измеряемого заземляющего электрода, на достаточном расстоянии, чтобы исключить взаимное влияние электрических полей.
2. Пропустите известный испытательный ток между измеряемым электродом и наиболее удалённым вспомогательным электродом.
3. Измерьте напряжение между измеряемым электродом и промежуточным вспомогательным электродом; отсюда по закону Ома получают сопротивление.
4. Повторите измерение минимум 3 раза, каждый раз перемещая промежуточный вспомогательный электрод в другую позицию.
5. Измерения считаются достоверными, если они отличаются друг от друга не более чем примерно на 20%; среднее значение этих измерений является итоговым значением RA.

Распространённые ошибки

1. Размещение вспомогательных электродов слишком близко друг к другу или к основному электроду — недостаточное расстояние приводит к наложению электрических полей, что даёт недостоверное (часто заниженное) измеренное значение.
2. Проведение только одного измерения вместо измерения минимум в 3 позициях с последующим усреднением — единичное измерение может отклоняться от фактического значения из-за локальных особенностей грунта.
3. Использование теоретического расчётного предела (например, 1667 Ом при 30 мА) в качестве практической нормы — практический ориентировочный показатель около 200 Ом учитывает сезонные колебания, которые расчётный предел не принимает во внимание.
4. Путаница измерения сопротивления заземления с измерением полного сопротивления петли (Zs) — первое измеряет именно сопротивление электрод-земля в системе TT, второе измеряет полную петлю тока замыкания, включая сеть; это разные измерения с пересекающейся, но не идентичной целью.

Связанные материалы

• §411 — Защитный проводник и заземление
• Измерение полного сопротивления петли (Zs)
• §708 — Кемпинги и стоянки для автодомов