Как проверить качество заземления

Эксплуатация электрооборудования и переферийных устройств, включённых в кабельную сеть, сопряжено с повышенной опасностью. Чтобы избежать формирования остаточного заряда и исключить риск пробоя по токопроводящим частям, каждый прибор, эксплуатирующийся под напряжением, должен быть зезмелён. Безопасность эксплуатации достигается при периодической проверке заземляющих устройств, а также целостности и допустимого сопротивления изоляции токопроводящей жилы.

Как устроено заземление, и зачем проверять его параметры

Заземление – это токопроводящая жила, которая соединяет металлические детали корпуса электрооборудования с рабочим нулём. Если силовой кабель неисправен, и фазный ток перетекает на корпус прибора, в цепи формируется КЗ, что взывает мгновенное срабатывание автомата УЗО. Эта защитная функция предотвращает риск поражения потребителя электрическим током.  

Проверка заземления электрооборудования необходима для достижения следующих целей:

• Измерение сопротивления заземлителя – при слишком большом показателе автоматический выключатель не успеет распознать наступление аварийной ситуации.
• Анализ остаточного тока на корпусе установки после заземления. Нормативный параметр не должен превышать 50 В, но всегда стремится к нулю.
• Моделирование тока КЗ для определения работоспособности защитного автомата в комплексе с заземлителем. При выполнении данной операции, эксперт проводит искусственное замыкание фазного кабеля с нулевым.

Классический заземлитель – это токопроводящие металлические стержни в количестве 3 штук, соединённые между собой перемычками из того же материала на сварке. Заземляющее устройство погружается в грунт основания здания и соединяется с шиной в распределительном щитке на объекте.

Изменение параметров заземлителей с течением времени

Учитывая, что заземлитель устанавливается в природном грунте, показатели сопротивления со сменой сезонов могут изменяться:

• Повышение или понижение температуры сказывается на токопроводящих свойствах элемента.
• Изменение влажностного режима способствует многократной корректировке сопротивления контура в течение года.

На качество заземления значительно влияют габариты токопроводящего элемента – при их увеличении, количество корректировок сопротивления снижается, что повышает стабильность работы электроустановок.

Проверка параметров защитного заземления

Во время испытания контура заземления уполномоченное лицо от электролаборатории, с которой был заключён договор, выполняет проверку следующих нормируемых параметров:

• Анализ целостности токопроводящих частей, а также отсутствия сильного физического износа из-за длительного нахождения в условиях агрессивного грунта.
• Инспекция качества сварных соединений заземляющих стержней.
• Проверка дальности расположения оборудования от сооружения, к которому оно подключается.
• Анализ клеммных, болтовых, обжимных соединений в щитке.
• Инструментальный контроль параметров сопротивления заземлителя.
• Проверка отсутствия токов утечки, путём замеров вольтамперных характеристик контура в разных эксплуатационных условиях.

На основе инспекции контура, эксперт составляет дефектную ведомость, а также протокол по результатам замеров с применением специального оборудования. Все полученные показатели сопоставляются с нормируемыми значениями, приведёнными в ПУЭ.

Проверка наличия и правильности подключения защитного заземления

Данный этап проверки состояния заземляющего устройства может выполнить каждый домашний мастер с минимальными знаниями электротехники. Чтобы убедиться в корректности подключения защитного заземления в бытовой однофазной сети, необходимо осуществить следующие действия:

• Открыть квартирный, этажный или домовой распределительный щиток.
• Проверить наличие 3 кабелей – фазного (коричневая обмотка), нулевого (синий или голубой провод), заземляющий проводник (двухцветный – жёлто-зелёный).
• Визуальный контроль позволяет убедиться в наличии контура заземления на объекте.
• На завершающем этапе анализа корректного подключения, необходимо убедиться в независимости нулевой и заземляющей жил друг от друга.

Если заземляющая шина присоединена к рабочему нулю, такая схема может вызывать повышенную опасность при работе, что приводит к сбоям в эксплуатации прибора и риску поражения электротоком.

Методы измерения параметров заземляющих устройств

При проверке заземления, аттестованные сотрудники электролаборатории, помимо визуального контроля, используют специальное метрологическое оборудование. Каждый из измерительных приборов работает, согласно индивидуальной методике. Наиболее часто применяемые на практике способы контроля параметров заземляющих устройств подробно описываются ниже. 

Применение мультиметра

Классический бытовой мультиметр, который можно приобрести в любом электротехническом магазине, позволяет быстро и точно определить показатели заземляющего устройства. При выполнении измерений, эксперт проводит следующие регламентные процедуры:

• В силовую кабельную сеть подаётся рабочее напряжение.
• На мультиметре выставляются нужные настройки – прибор переключается в режим считывания показателей изменяющегося напряжения в сети переменного тока.
• Контактные щупы оборудования, при соблюдении полюсности, одновременно касаются фазного и нулевого кабеля.
• Если напряжение в кабельной линии присутствует, стрелка индикатора покажет численное значение, близкое к 220В с незначительными погрешностями.
• Такая же процедура повторяется при касании щупов одновременно с фазным и заземляющим кабелями. Показания приборов должны быть идентичны предыдущему измерению.

При равных характеристиках напряжения в цепи между фазными, нулевым и заземляющим проводниками, кабельная сеть собрана с соблюдением технологической схемы, что допускает нормальную эксплуатацию оборудования.

Метод амперметра-вольтметра

Сопротивление заземляющего устройства также может быть измерено методом амперметра-вольтметра, согласно следующему алгоритму:

• Технологическая схема испытания аналогична предыдущей методике.
• Прибор одновременно замеряет численные показатели изменения сопротивления при искусственном понижении напряжения в сети.
• Для определения сопротивления в определённый момент времени, сила тока делится на разницу значений между номинальным и пониженным напряжением, в соответствии с законом Ома.
• Полученные показатели сопоставляются с минимально допустимыми значения, согласно требованиям нормативной документации.

Нормативные показатели, в свою очередь, зависят от типа электрооборудования и категории объекта.

Использование специализированных приборов

Аккредитованные электролаборатории проводят измерение сопротивления заземляющих устройств с применением специализированного поверенного оборудования:

• Классические приборы, применяемые для контроля сопротивления в бытовых сетях – Ф4103-М1 или ИСЗ-2016.
• Универсальное метрологическое оборудование – М-416.
• Контрольный аппарат, обеспечивающий дистанционную передачу данных на ПК – ИС-10.
• Сложное профессиональное оборудование ИС-20/1 или MRU-101.

При использовании любого из перечисленных выше приборов, эксперт выполняет стандартную схему измерений:

• Оборудование проверяется на предмет работоспособности, при необходимости, производится его калибровка.
• При проведении проверки, аппарат должен располагаться строго горизонтально.
• Индикатор устройства устанавливается в позицию «контроль», после чего производится изменение отклонения стрелки до нулевого значения.

В остальном, прибор в точности повторяет принцип работы классического мультиметра – 2 щупа попеременно прикладываются к фазному, нулевому и заземляющему контактам с последующим считыванием показателей.

Измерение токовыми клещами

Проверка заземляющих устройств может быть осуществлена с применением токовых клещей, согласно определённой методике:

• Заземление остаётся в рабочем положении при проведении испытаний.
• При контроле не требуется применение щупов.
• Токовые клещи прикладываются к фазному, нулевому или защитному проводнику с целью считывания показаний вольтамперных характеристик.

Как и во многих других случаях, для получения значений сопротивления, необходимо разделить напряжение на полученную в ходе испытаний силу тока, согласно формуле закона Ома.

Измерения переходного сопротивления

При проведении измерения сопротивления заземляющих устройств, повышенное внимание уделяется визуальному и инструментальному контролю переходных зон. К таким местам относятся точки сопряжения проводников, зафиксированных с применением сварки, клеммных, обжимных или болтовых соединений.

Анализ таких зон проводится с целью определения измерения сопротивления при прохождении электротока к конечному заземлителю, расположенному в грунтовом основании. При значительных колебаниях рабочих параметров, заряд проходит с меньшей скоростью, что снижает уровень защиты контура заземления.

Как измерять переходное сопротивление

Измерение переходного сопротивления осуществляется с применением универсального метрологического оборудования типа М-416, либо его аналогов, которые состоят на балансе в каждой электролаборатории. Рассматриваемый вид испытаний характеризуется наличием ряда отличительных особенностей и нюансов:

• Предельно допустимый показатель переходного сопротивления составляет не более 0,05 Ом.
• Для полноценного анализа токопроводящей жилы важно определить переходное сопротивление для каждого сопряжения.
• Испытания проводятся при переменном напряжении, которое моделируется путём включения в цепь генератора электротока.

Полученные на основе контрольных замеров показатели сравниваются с нормативными требованиями, на основе чего эксперт выдаёт предписания о необходимости проведения ремонтных работ на отдельных участках кабельной линии.

Как часто замеряется

В соответствии с требованиями ПУЭ, контрольные мероприятия по анализу переходного сопротивления контура заземления должно осуществляться не реже, чем в указанные ниже сроки:

• Поверхностный осмотр качества сопряжений – 1 раз в 6 месяцев.
• Детальный анализ наличия окисления, следов коррозии и других дефектов соединений – 1 раз в 12 месяцев.
• Единожды – при сдаче объекта в эксплуатацию, во время проведения капитального ремонта или восстановительных операций, в случае наступления аварийной ситуации.

Если в отношении кабельной линии назначаются внеочередные или экспертные проверки, анализ сопротивления переходных участков осуществляется в составе комплексной экспертизы.

Сопротивление повторного заземления

При сборке некоторых электротехнических схем используется принцип глухозаземлённой нейтрали. В таких случаях нулевой кабель подключается к защитному, что создаёт повторное заземление. Для таких схем особенно важно проведение контрольных замеров, так как это обеспечивает повышенную безопасность эксплуатации энергооборудования, а именно:

• Повторное заземление гарантирует защиту даже при случайном повреждении нейтрали или контура заземления.
• Схема позволяет работать нулевым проводникам как самостоятельным элементам защиты.
• При организации бытовой сети допускается устройство дополнительного заземляющего кабеля.

Нормативные требования регламентируют обязательное подключение повторного заземления в схему для отдельной категории энергопринимающих установок.

Какая периодичность измерений

Повторное заземление подвергается визуальному, инструментальному контролю с той же периодичностью, что и места сопряжений кабельных линий. При оформлении заказа на проведение испытаний учитывается тип и причина назначения проверки – профилактическая, экстренная, либо единичная, которая осуществляется в ходе выполнения пусконаладочных работ после монтажа.

При эксплуатации промышленного объекта повышенной категории ответственности, либо при наличии большого количества абонентов, эксплуатирующие службы могут самостоятельно регламентировать периодичность проведения испытаний, для чего формируется отдельный штат аттестованных электриков.

Плановые проверки

Профилактические проверки заземляющих элементов цепи проводятся в соответствии с требованиями ведомственных нормативов РД-34.22.121-87 или ПУЭ:

• Визуальный контроль осуществляется не реже, чем 1 раз в 6 месяцев.
• Детальный анализ с частичным вскрытием грунтового основания в месте укладки заземляющего контура – 1 раз в 12 месяцев.
• Сопротивление защитных устройств на каждом из участков цепи проводится 1 раз в 6 лет, или чаще, согласно внутренним регламентам балансодержателя кабельной сети.

Техническое заключение экспертной организации с протоколами испытаний подлежат замене по истечению нормативного срока. В противном случае, существует риск штрафных санкций или приостановки эксплуатации кабельной сети силами надзорных органов.

Внеочередные

Срочная инспекция заземлителей назначается при наступлении любой из следующих ситуаций:

• При включении в кабельную сеть новых потребителей, что способствует увеличению нагрузки.
• При наступлении аварийной ситуации, пожара или других обстоятельств непреодолимой силы.
• В случае выполнения реконструкции или капитального ремонта объекта.
• В ходе пусконаладочных мероприятий, по заверении монтажа.

Кроме того, проверка качества заземления может быть назначена в случае наличия подозрений на некорректную работу оборудования, включённого в сеть.

Пусковые или вводные

Вводные инспекции назначаются, когда монтаж кабельных линий уже окончен, но оборудование не допускается к нормальной эксплуатации в рабочем режиме. Как правило, испытания проводятся с целью контроля качества первичного монтажа и анализа корректности подключения всех энергораспределяющих устройств.

Без экспертизы надзорные органы не имеют право передать кабельную линию на баланс коммунальных служб. Основанием для успешного проведения испытаний является технический отчёт электролаборатории, в котором указываются сведения о соответствии смонтированного заземления нормативным требованиям.

Условия проведения испытаний

Перед началом замеров сопротивления и визуальной инспекции качества заземления, представители лаборатории обязаны выполнить ряд регламентных требований:

• Контроль проводится при положительной температуре наружного воздуха.
• Экспертиза осуществляется в сухую погоду, без дождя.
• Обследования заземления в паводковой период запрещены.
• Работы должны проводиться силами аттестованных специалистов, имеющих специальные допуски к работам рассматриваемой категории.
• Перед началом испытаний, уполномоченное лицо должно проверить работоспособность сети, а также проанализировать корректность подключения электрооборудования.

Результатом работы официальной электролаборатории является технический отчёт, содержаний выводы о пригодности контура заземления к эксплуатации. Документ утверждается личными подписями лаборантов, а также синей печатью юридического лица, с которым был заключен договор.

Заключение

Проверка качества заземления – это обязательная регламентная операция, которая проводится с целью повышения безопасности эксплуатации электрооборудования, включённого в кабельную сеть. Во время выполнения инспекции, аттестованные лаборанты анализируют внешний вид сети, корректность сопряжения всех кабельных элементов, а также замеряют сопротивление. Полученные показатели сопоставляются с требованиями нормативной документации, на основании чего оформляется технической отчёт, содержащий выводы о возможности последующего использования силовой кабельной линии.