Metody měření zemních odporůIng. Jiří Ondřík, GHV Trading spol. s r.o.

1. Definice, pojmy

Uzemnění Uzemnění elektrického zařízení je provedení spojení, aby dané místo přístroje,zařízení, nebo sítě bylo udržováno na potenciálu země.

Účel uzemnění

♦ Udržování části el. obvodu na potenciálu země♦ Umožnění funkčnosti el. zařízení♦ Ochrana el. zařízení před účinky přepětí a velkých proudů♦ Ochrany lidí před úrazem při dotyku neživých částí, které mohou být v případě poruchy

pod napětím, odpojením nebo snížením dotykového napětí na bezpečnou míru.

Požadavky na uzemnění

♦ Požadovaný zemní odpor♦ Přípustné napětí na uzemňovací soustavě♦ Přípustné dotykové napětí♦ Proudová zatížitelnost♦ Mechanická a korozní odolnost

Zemní odpor

Elektrický odpor, který klade zemnič proudu, který jím protéká do země. Skládá sez povrchového odporu zemniče ( hlavně oxidy na povrchu ) a z odporu zeminy, předevšímv blízkosti povrchu zemniče.

Rezistivita ( měrný odpor ) ρ

Základní podklad pro výpočet zemního odporu zemničů. Udává se v tabulkách projednotlivé typy půd. Jednotka je Ωm,

Model rezistivityMěrný odpor ρ [Ωm]Odpovídá teoretickému odporu v Ωválce země o φ1m2 a délce 1m.Je závislý na typu půdy, vlhkosti, teplotě

Rezistivita některých typů půd

Typ půdy Rezistivita v Ωm

Mokřina jednotky až 30Jílovitá půda 20 - 100Humus 10 – 150Jílovitý písek 50 – 500Křemičití písek 200 – 3000Kamenitá půda 1500 – 3000

Důvod měření rezistivity

♦ Výběr umístění a tvaru elektrod před instalací♦ Získání el. charakteristiky zemních elektrod

2. Metody měření rezistivity

Wennerova metoda ( geoelektrická )

- Měření pomocí 4 elektrod- Elektrody jsou umístěny v přímce ve

vzdálenostech a- Klasická 4 vodičová metoda měření odporu- Proud prochází mezi elektrodami E a H- Měří se úbytek napětí ∆V mezi elektrodami S

a ES pomocí voltmetru.

ρ = 2 * Π * a * R

a - vzdálenost elektrodR - naměřený odporρ - rezistivita v Ωm v hloubce h = 3/4 a

Platnost vztahu

Hloubka elektrod h je mnohem menší, než rozestup elektrod aNaměřená hodnota platí za předpokladu homogenní půdyRezistivita kolísá s ročním obdobímDoporučuje se a = 4 m minimálně

3. Měření odporu zemní elektrody

Zemní elektroda ( zemnič ) existuje, chceme ověřit bezpečnost

Vhodnost použití různých metod měřeníMetoda Venkov- elektrody

lze rozmístitMěsta – elektrody

se rozmisťujíšpatně

Existuje víceparalelních svodů

62% XTriangulární X62 % variantní X X XMěření PE smyčky X XKlešťová metoda X

Princip měření zemní elektrody

Proud prochází mezi elektrodami E a HÚbytek napětí V se měří mezi elektrodami A a S,která je na potenciálu země.

R E = U ES / I EH

Vliv potenciálu elektrod

Kolem elektrod, kterými teče proud je plochavlivu.Umístit elektrodu mimo vliv elektrod

3.1. Metoda 62% ( 2 elektrody )

- Metoda využívá 2 elektrody- Pozice elektrody S mimo vliv elektrod E a H ( vliv na přesnost)- Ideální umístění elektrody S ve vzdálenosti 62% z E – H- Posuv S o ± 10 % v linii E – H pro zjištění vlivu zemních potenciálů- K získání korektního výsledku je třeba umístit elektrodu H do vzdálenosti alespoň 25 m.

3.2 Metoda triangulární ( 2 elektrody )

- Metoda využívá 2 elektrody- Použití v místech, kde nelze dosáhnout dostatečná vzdálenost elektrody H- Přesnost je nižší, než u metody 62%- Elektrody E , H a S tvoří vrcholy rovnostranného trojúhelníka- Elektroda S se umisťuje ve 2 opačných bodech- Jsou –li naměřené hodnoty různé, je třeba zvětšit vzdálenost- Měření se považuje za korektní, liší – li se hodnoty jen v několika %- Je třeba měření opakovat s větší vzdáleností- Před měřením se musí odpojit zemní svod

3.3 Metoda 62 % variantní

- Metoda využívá 1 elektrodu- H elektrodu tvoří uzemnění distribučního transformátoru- Elektroda E je PE vodič, zemní svod- Měřicí princip je 62%- Elektroda S se umisťuje stejným způsobem mez E a H- Zemní odpor je dán podílem měřeného napětí a dodávaného proudu přístrojem

- Rozdíly proti metodě 62%:- Měřicí napětí se bere ze sítě- Není třeba odpojit zemní svod

3.4. Metoda měření ve smyčce Fáze - PE

- Metoda nevyužívá pomocné elektrody- Použití ve městech, kde je problém rozmisťovat elektrody- Měřený odpor zahrnuje také vnitřní odpor transformátoru a přívodů

R měř > R zemní

3.5 Metoda měření klešťovým přístrojem

Metoda nevyžaduje pomocné elektrodyElektroinstalace má více paralelních svodůMěření se provádí obemknutím vodiče2 cívky – vysílací a přijímací

I = E / R smyčky

E = Generované střídavé napětíI = proud v obvodu

R smyčky = Rx + paral. komb. R1 až RnNapř.R smyčky = 1Ω + 0,1Ω = 1,1Ω

Rx >> R 1 – Rn

Rsmyč = Rx

4. Ukázka některých měřicích přístrojů pro měření uzemnění