Какво представлява съпротивлението на заземяването

Заземяващото устройство има съпротивление. Съпротивление на земята се състои от съпротивлението, което земята има към преминаващия ток (разпръскващо съпротивление), съпротивлението на заземяващите проводници и съпротивлението на самия заземен електрод.

Съпротивленията на заземяващите проводници и заземителния електрод обикновено са малки в сравнение със съпротивлението на разпръскване и в много случаи могат да бъдат пренебрегнати, като се има предвид, че съпротивлението на заземяването е равно на разпръскващото съпротивление.

Стойността на съпротивлението на заземяване не трябва да се увеличава повече от определена стойност, определена за всяка инсталация, тъй като в противен случай поддръжката на инсталацията може да стане опасна или самата инсталация може да се окаже в условия за работа, при които тя не е проектирана.

Цялото електрическо оборудване и електроника са създадени въз основа на някои стандартизирани стойности на заземяващото съпротивление — 0,5, 1, 2, 4,8, 10, 15, 30 и 60 ома.

1.7.101. Съпротивлението на заземяващото устройство, към което са свързани неутралите на генератора или трансформатора или клемите на еднофазния източник на ток, по всяко време на годината трябва да бъде не повече от 2 — 4 и 8 ома, съответно, на линия напрежения от 660, 380 и 220 V на трифазния източник на ток или 380.220 и 127 В еднофазен източник на ток.

Съпротивлението на заземителния електрод, разположен в непосредствена близост до неутрала на генератор или трансформатор или изхода на еднофазен източник на ток, трябва да бъде не повече от 15, 30 и 60 ома съответно при линейно напрежение 660, 380 и 220 V на трифазен източник на ток или 380, 220 и 127 V на еднофазен източник на ток. (PUE)

Съпротивлението на заземяването може да варира значително по различни причини, като метеорологични условия (дъжд или сухо време), сезон и т.н. Затова е важно периодично да се измерва съпротивлението на заземяването.

Ако се приложи напрежение U към два електрода (единични тръби), разположени в земята на голямо разстояние (няколко десетки метра), токът ще протече през електродите и земята Аз (ориз. 1).

Ориз. 1. Разпределение на потенциали между два електрода на повърхността на земята: а — верига за намиране разпределението на потенциали; б — крива на спадане на напрежението; в — диаграма на преминаването на токове.

Ако първият електрод (A) е свързан към една скоба на електростатичния волтметър, а вторият скоба е свързан към земята с помощта на железен прът — сонда в различни точки, разположени на права линия, свързваща електродите, тогава кривата на спадане на напрежението могат да се получат сто линии, свързващи електродите. Такава крива е показана на фиг. 1, б.

Кривата показва, че близо до първия електрод напрежението първо нараства бързо, след това по -бавно и след това остава непроменено. При приближаване към втория електрод (В) напрежението започва да се увеличава бавно отначало, а след това по -бързо.

Това разпределение на напрежението се обяснява с факта, че токовите линии от първия електрод се разминават в различни посоки (фиг. 1), токът се разпространява и следователно с разстоянието от първия електрод токът преминава през все по -нарастващите участъци на земята . С други думи, с разстоянието от първия електрод, плътността на тока намалява, достигайки на известно разстояние от него (за единична тръба на разстояние около 20 m) стойности, толкова малки, че може да се счита за равна на нула.

В резултат на това за единица дължина на токовия път земята има неравностойно съпротивление на тока: повече — близо до електрода и все по -малко — с разстояние от него.Това води до факта, че спадът на напрежението на единица път намалява с разстоянието от електрода, достигайки нула, когато разстоянието от една тръба е по -голямо от 20 m.

С наближаването на втория електрод поточните линии се сближават, така че съпротивлението и спадът на напрежението на единица път на тока се увеличават.

Въз основа на гореизложеното, под съпротивлението срещу разпръскване на първия електрод, ще разберем съпротивлението, което се среща по пътя си в целия слой на земята в съседство с електрода (в текущата зона на разпръскване), върху който е спад на напрежението наблюдаваното.

Следователно стойността на съпротивлението на първото заземяване

rа = Uпо дяволите/Аз

Ако има напрежение Uvg на заземяващия слой в непосредствена близост до втория електрод, тогава съпротивлението на второто заземяване

rв = Uvg /Аз

Точките на земната повърхност в зоната, в която не се наблюдава спад на напрежението (DG зона, фиг. 1), се считат за точки с нулев потенциал.

При това условие потенциалът φх всяка точка x в текущата зона на разпръскване ще бъде числено равна на напрежението между тази точка и точката с нулев потенциал, например точка D:

UxD = φх — φд = φх — 0 = φх

Съгласно горното, потенциалите на електродите А и В, наречени общи потенциали, са равни:

φа = UАД и φv = Uvg

Кривата на разпределение на потенциала върху земната повърхност по линията, свързваща електроди А и В, е показана на фиг. 2.

Ориз. 2. Крива на разпределение на потенциала по повърхността на земята

Ориз. 3. Определяне на потенциална крива на разпределение и напрежение на допир

Формата на тази крива не зависи от тока, а от формата на електродите и тяхното разположение. Кривата на разпределение на потенциала дава възможност да се определи при каква потенциална разлика ще бъде човек, докосвайки две точки на земята или до заземена точка на инсталацията и всяка точка на земята. По този начин тази крива дава възможност да се прецени дали заземяването гарантира безопасността на хората в контакт с инсталацията.

Измерването на съпротивлението на заземяването може да се извърши с помощта на различни методи:

• метод на амперметър и волтметър;

• по метода на директно отчитане с помощта на специални съотношения;

• по компенсационен метод;

• мостови методи (единични мостове).

Във всички случаи на измерване на съпротивлението на заземяването е необходимо да се използва променлив ток, тъй като при използване на постоянен ток ще възникнат поляризационни явления в точката на контакт на заземителния електрод с мокра земя, което значително изкривява резултата от измерването.

Прочетете също по тази тема: Измерване на съпротивлението на защитния заземителен контур