Защитное заземление. Измерение сопротивления заземлителя

Лабораторная работа № 2

Цель работы:уяснить необходимость выполнения заземления и получить навыки измерения сопротивления заземлителя.

Общие сведения:

Заземлителем называется металлический проводник или группа проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей. Заземляющими проводниками называются металлические проводники, соединяющие заземляемые части электроустановки с заземлителем. Совокупность заземлителя и заземляющих проводников называется заземляющим устройством.

Заземлением называется преднамеренное электрическое соединение какой-либо части электроустановки с заземляющим устройством. Сопротивлением заземления (заземляющего устройства) называется сумма сопротивлений заземлителя относительно земли и заземляющих проводников. Сопротивление заземлителя относительно земли определяется как отношение напряжения на заземлителе относительно земли к току, проходящему через заземлитель в землю. Сопротивление заземления может сильно изменяться от времени года и состояния погоды (дождь или сухая погода). Сопротивление заземления не должно повышаться более некоторого установленного ПУЭ значения, так как иначе обслуживание установки может стать небезопасным или сама установка может оказаться в недопустимых условиях работы, например:

1) согласно ПУЭ сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединяются нейтрали генераторов и трансформаторов напряжением до 1 кВ мощностью меньше 100 кВА, должно быть не более 10 Ом, а при большей мощности - не более 4 Ом;

2) сопротивление заземляющего устройства для заземления электрооборудования напряжением до

1 кВ при мощности генератора или трансформатора менее 100 кВА должно быть не более 1 О Ом, а при большей мощности - не более 4 Ом.

Если к двум заземлителям - одиночным трубам, расположенным в земле на большом расстоянии (50-60 м), приложить напряжение и (рис. 1, а), то через землю и заземлители пойдет ток.

Если один зажим электростатического вольтметра соединить с первым заземлителем, а второй зажим при помощи железного штыря - зонда соединять с землей в точках, расположенных на прямой, соединяющей заземлители, то можно получить кривую падения напряжения по линии, соединяющей заземлители (рис. 1, а). Из кривой видно, что вблизи заземлителей напряжение растет, а далее на среднем участке между трубами остается неизменным.

Такое распределение напряжения объясняется тем, что линии тока у первого заземлителя расходятся, а у второго сходятся, следовательно, плотность тока вблизи заземлителей большая, а на большом расстоянии от них ничтожно малая.

На основании сказанного выше сопротивление первого заземлителя r_A=U_АД/I, а второго r_B=U_Br/I

Точки поверхности земли в зоне, падение напряжения в которой равно нулю (зона ДГ, рис. 1), называются точками нулевого потенциала.

Потенциал φ_Х любой точки х в зоне заземлителя будет равен напряжению между этой точкой и точкой нулевого потенциала, например точкой Д:

а потенциалы заземлителей А и В, называемые полными потенциалами, будут равны:
φ_А =U_АД и φ_в =U_BГ

Кривая распределения потенциала на поверхности земли на линии, соединяющей заземлители А и В, дана на рис. 2, форма ее зависит только от формы заземлителей и их расположения.

Измерение сопротивления заземления можно производить различными методами, например методом амперметра и вольтметра; методом компенсации; при помощи специальных логометров и др. Во всех случаях измерения сопротивления заземления применяют переменный ток.