MERANIE ODPOROV UZEMNENIA UZEMŇOVAČOV

1. MERANIE ODPOROV UZEMNENIA UZEMŇOVAČOV Cvičenia

2. MERANIE ODPOROV UZEMNENIA UZEMŇOVAČOV ÚLOHA: • Oboznámenie sa so všeobecnými zásadami merania odporu uzemnenia. • Porovnanie jednotlivých metód merania prechodového odporu uzemnenia. • Rozlíšenie najpoužívanejších druhov a tvarov uzemňovačov.

3. Všeobecné zásady merania odporu uzemnenia • V okolí každej uzemňovacej elektródy, ktorou preteká prúd, vzniká úbytok napätia. Tento úbytok je najväčší v blízkosti uzemňovacej elektródy a s narastajúcou vzdialenosťou od elektródy klesá. Z nameraného úbytku napätia sa dá určiť priebeh potenciálu. Tento je závislý od rozmerov uzemňovacej elektródy a od merného odporu pôdy. • Väčšina metód merania odporu uzemnenia sa zakladá na tom, že meraným uzemňovačom preteká prúd a na uzemňovači sa meria úbytok napätia. K takejto metóde merania potrebujeme okrem meraného uzemňovača jednu prúdovú a jednu napäťovú sondu ( elektródu). Prechodový odpor elektródy sa určuje z Ohmovho zákona (R = U/I ). Aby sa meranie uskutočnilo s čo najmenšou chybou, musí byť pomocná napäťová sonda vzdialená od meraného uzemňovača minimálne 20 m a pomocná prúdová sonda 40 m. Snažíme sa, aby prúdová sonda mala malý odpor, čím sa aj chyby merania zmenšia.

4. Meranie odporu uzemnenia • Odpor uzemnenia musí byť taký, aby pri vniknutí vyššieho napätia na strane nízkeho napätia (pri jednopólovom zemnom spojení na strane vyššieho napätia) nevzniklo, prípadne nezostalo, na neutrálnom alebo uzemňovacom vodiči (uzle) nedovolené dotykové napätie. Meranie odporu uzemnenia možno uskutočniť napr. pri meraní jednoduchých uzemňovačov rôznymi meracími systémami využívajúcimi mostíkové, kompenzačné a iné metódy, ale zložité uzemňovacie siete radšej len metódou volt-ampérovou. Nippoldtova metóda, prevádzkový Terromet, alebo spomenutá kompenzačná metóda prístrojom IMU sú len ilustračné nakoľko na trhu je dostupný celý rad meračov.

5. Volt-ampérová metóda • Keď nemáme k dispozícii špeciálne prístroje na meranie odporu uzemnenia, odpor môžeme určiť z merania prúdu a napätia. Uzemňovacou elektródou musí počas merania pretekať striedavý prúd. Sonda S1, pomocou ktorej meriame úbytok napätia musí byť od meraného uzemňovača vzdialená aspoň 20 m. Pomocný uzemňovač (pre spätný prívod prúdu ku zdroju) S2 má byť vzdialený ďalších 20 m. Merací obvod napájame z pomocného zdroja, najlepšie z transformátora T s oddeleným vinutím.

6. Nippoldtova metóda • Pomerne veľmi presnou, ale málo používanou metódou na určenie odporov uzemnenia je Nippoldtova metóda. Princíp merania spočíva v tom, že zmeriame prechodový odpor medzi uzemňovačom a dvoma pomocnými elektródami umiestnenými v teréne tak, aby s meraným uzemňovačom vytvárali rovnostranný trojuholník. Pomocou Terrometu alebo VA - metódou zmeriame odpory medzi jednotlivými elektródami.

7. Terromet • Pre Terromet je zdrojom napätia jednosmerné dynamko na ručný pohon spojené s dvoma rotačnými komutátormi Kp1 a Kp2. Jednosmerný prúd z dynamka D prechádza jednou otočnou cievkou na prepínač Kp1, ktorý ako mechanický striedač ho premení na prúd obdĺžnikového tvaru. Prúd prechádza zemou od uzemňovača k pomocnej, tzv. prúdovej elektróde S2. Medzi uzemňovačom a tzv. napäťovou elektródou S1 vzniká úbytok striedavého napätia, na ktoré je cez mechanický komutátor Kp2 pripojená druhá otočná cievka. Pretože zmena otáčok pôsobí selektívne, nemajú bludné prúdy (ktoré sú inej frekvencie ako merací striedavý prúd), vplyv na údaj prístroja. Prechodový odpor vyšetrovaného uzemňovača ukáže Terromet priamo na stupnici. Uzemňovací odpor napäťovej elektródy nemá na presnosť merania podstatný vplyv, lebo je zapojený v sérii s odporom R=10 kiloohmov. Rozsah merania je od 0-100 Ohmov.

8. Kompenzačná metóda • Princíp prístrojov, ktoré využívajú kompenzačnú metódu je založený na tom, že striedavý prúd, ktorý preteká meraným uzemňovačom a prúdovou elektródou, indukuje do kompenzačného člena napätie úmerné veľkosti pretekajúceho prúdu. V kompenzačnom člene sa usmerní jednak toto indukované napätie, ako aj napätie získané na napäťovej sonde. Systémom regulačných odporov sa vyrovnáva výchylka galvanometra na nulu.Regulačné odpory sú ociachované priamo v ohmoch. Princíp prístroja je na obrázku.

9. Druhy uzemnení a tvary uzemňovačov • Uzemnením sa má docieliť vodivé spojenie so zemou.Prechodový odpor uzemnenia ochranného aj funkčného musí byť malý . Uzemnenie sa zriaďuje pripojením na zhotovený alebo náhodný uzemňovač. Zhotovené uzemnenie môžeme realizovať pásikovým uzemňovacom, tyčovým uzemňovačom, alebo doskovým uzemňovačom. • Pásikový uzemňovač je realizovaný najčastejšie ako pozinkovaný oceľový pásik, hrubý cca 3-4 mm s prierezom aspoň 100 - 150 mm2 alebo kruhovým priemerom 8-10 mm. Uzemňovač sa umiestňuje pod povrch zeme do nezamŕzajúcej hĺbky, resp. na miestach, kde pôda v horných vrstvách príliš nepresychá. • Tyčový uzemňovač, predstavujú pozinkované profily hrúbky 3-4 mm, rúrky alebo tyče priemeru aspoň 15 mm, prierezu 100 - 150 mm2. Tyče sa vrážajú do zeme do takej hĺbky, aby horný koniec tyče bol aspoň 0,5 m pod úrovňou terénu. Keď sa použije niekoľko tyčových uzemňovačov vzdialenosť medzi tyčami má byť rovná dvojnásobku dĺžky tyče. • Doskový uzemňovač je obvykle žiarovo pozinkovaná, alebo pocínovaná oceľová doska s hrúbkou najmenej 3mm a s plochou aspoň 0,5 m2 (jednostranne), obdĺžnikového tvaru. Doskové uzemňovače sa kladú do zeme zvislo. Horná hrana dosky má byť tiež minimálne 0,5 m pod povrchom terénu. Keď sa použije niekoľko doskových uzemňovačov, majú byť od seba vzdialené aspoň 3 m.

10. Výpočet prechodového odporu z geometrických rozmerov uzemňovača • Odpor pásikového uzemňovača kde l - dĺžka pásika; a - šírka pásika; h - hĺbka uloženia pod povrchom zeme; k - vodivosť pôdy v mieste uzemnenia • Odpor tyčového uzemňovača kde l - dĺžka tyče pod povrchom zeme; d -priemer tyče; k - vodivosť pôdy v mieste uzemnenia • Odpor doskového uzemňovača kde F - celkový povrch uzemňovacej dosky v m2;k - vodivosť pôdy v mieste uzemnenia

11. Ochrana proti korózii • Všetky spoje uzemňovačov a podzemné spoje uzemňovacích vodičov sa musia chrániť proti koróziou pasívnou ochranou (napr. zaliatím asfaltom alebo inou izolačnou látkou, protikoróznym náterom a pod.) Protikorózna ochrana však nesmie ovplyvňovať vodivosť spojov. • Ak je uzemňovací vodič z mechanických dôvodov pri prechode do zeme uložený v rúrke , rúrka sa musí utesniť asfaltovou alebo inou izolačnou látkou. • Ak sa uzemňovací vodič pripája na uzemňovaciu elektródu zváraním, musí sa po pripojení obnoviť protikorózna ochrana povrchu. Uzemňovací vodič (zvod) v mieste pripojenia musí mať plný prierez a nesmie sa pripájať svorkami alebo iným spôsobom ako zvarom.