Prinzipien und Testmethoden der Erdungswiderstand - EE Publishers
Eine schlechte Erdung trägt zu Ausfallzeiten, sondern ein Mangel an eine gute Erdung ist auch gefährlich und erhöht das Risiko eines Geräteausfalls.
Im Laufe der Zeit korrosive Böden mit hohen Feuchtigkeits- und Salzgehalt und hohen Temperaturen können Boden Stangen und die Verbindungen abbauen. Also, auch wenn das Bodensystem erdnahen Bodenwiderstandswerte hatten, als ursprünglich installiert, der Widerstand des Erdungssystem kann steigen, wenn die Erdungsstäbe korrodieren.
Grounding Tester sind unverzichtbare Tools zur Fehlerbehebung Sie uptime halten zu helfen. Es wird empfohlen, dass alle Gründe und Masseverbindungen mindestens einmal jährlich als Teil Ihres normalen prädiktiven Wartungsplanes überprüft werden. Sollte eine Erhöhung des Widerstands von mehr als 20% während dieser periodischen Kontrollen gemessen werden, sollte der Techniker die Ursache des Problems untersuchen und die Korrektur um den Widerstand zu senken, indem sie zu ersetzen oder das Hinzufügen von Bodenstangen mit dem Bodensystem.
Der US National Electrical Code (NEC) Artikel 100 definiert einen Boden als: „eine leitende Verbindung, ob absichtlich oder zufällig, zwischen einer elektrischen Schaltung oder der Ausrüstung und der Erde, oder zu einem leitenden Körper, der anstelle der Erde dient“.
Erdung umfasst eigentlich zwei verschiedene Themen: Erdung und Erdung der Geräte. Erdung ist eine absichtliche Verbindung von einem Schaltungsleiter, in der Regel der neutral, mit einer Masseelektrode in der Erde gelegt. Erdung der Geräte gewährleistet, dass innerhalb einer Struktur Betriebsmittel ordnungsgemäß geerdet ist.
Diese beiden Erdungsanlagen müssen getrennt mit Ausnahme von Verbindungen zwischen den beiden Systemen gehalten werden. Dies verhindert, dass Unterschiede in Spannungspotential von einem möglichen Überschlag von Blitzeinschlägen. Der Zweck eines Boden ist ein sicherer Weg für die Ableitung von Fehlerströmen, Blitzschlag, elektrostatische Aufladungen zu schaffen, EMI und RFI-Signalen und Störungen.
Die US National Fire Protection Agency (NFPA) und Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) empfehlen einen Massewiderstandswert von 5 oder weniger. Das Ziel in Bodenwiderstand ist den niedrigste Bodenwiderstandswert möglich, den Sinn körperlich wirtschaftlich und macht zu erreichen.
Was beeinflusst den Erdungswiderstand?
Vier Variablen beeinflussen den Erdungswiderstand eines Erdungssystem: Länge oder Tiefe der Masseelektrode; der Durchmesser der Masseelektrode; die Anzahl der Masseelektroden und Massesystemdesign.
Länge / Tiefe der Masseelektrode
Fahrmasseelektroden tiefer ist eine sehr effektive Art und Weise Erdungswiderstand zu senken. Der Boden ist nicht konsistent in seinem spezifischen Widerstand und kann unberechenbar sein. Der Widerstandsgrad kann in der Regel durch ein weiteres 40% reduziert werden, indem die Länge der Masseelektrode verdoppelt. Es ist manchmal unmöglich Boden Stangen tiefer zu fahren - in den Bereichen Rock zusammengesetzt, zum Beispiel. In diesen Fällen sind alternative Verfahren einschließlich Erdungs Zement rentabel.
Durchmesser der Masseelektrode
Anzahl der Masseelektroden
mehrere Erdungselektroden bietet eine weitere Möglichkeit Erdungswiderstand zu senken. Mehr als eine Elektrode wird in den Boden getrieben und parallel verbunden, um den Widerstand zu verringern. Für zusätzliche Elektroden wirksam zu sein, wobei der Abstand der zusätzlichen Stangen muss mindestens gleich der Tiefe der Abtriebsstange sein.
Die Erdungselektroden Einflußbereiche überschneiden werden, und der Widerstand wird nicht ohne korrekten Abstand abgesenkt werden. In Tabelle 1 sind verschiedene Bodenwiderstände, die als Faustregel verwendet werden kann.
Tabelle 1: Bodenwiderstände für die Verwendung als Faustregel.
Bodensystemdesign
Einfache Erdungsanlagen bestehen aus einer einzigen Masseelektrode in den Boden getrieben. Die Verwendung einer einzelnen Masseelektrode ist die häufigste Form der Erdung. Komplexe Erdungsanlagen bestehen aus mehreren Erdungsstangen, verbunden ist, Geflecht- oder Gitternetze, Bodenplatten und Masseschleifen.
Bodenwiderstandsmessung
Bodenwiderstand ist notwendig, wenn das Design des Erdungssystem für Neuinstallationen (grüne Feldanwendungen) Bestimmung Ihrer Erdwiderstand Anforderungen gerecht zu werden. Idealerweise würden Sie einen Ort mit möglichst geringen Widerstand finden. Schlechte Bodenverhältnisse können mit aufwendigeren Erdungsanlagen überwunden werden. Die Zusammensetzung des Bodens, dem Feuchtigkeitsgehalt und der Temperatur alle Auswirkungen Bodenwiderstands. Der Boden ist selten homogen und sein spezifischer Widerstand variiert geographisch und in verschiedenen Tiefen. Feuchtigkeitsgehalt ändert saisonal, variiert je nach der Art der Subschichten der Erde und der Tiefe des permanenten Wassertisches. Es wird empfohlen, dass die Bodenstangen in die Erde, so tief wie möglich angeordnet werden, wie Boden und Wasser im Allgemeinen stabile bei tieferen Schichten sind.
Die Berechnung Bodenwiderstands
Das Messverfahren beschrieben hier verwendet das Wenner-Verfahren und verwendet die Formel:
ρ = die durchschnittliche Bodenwiderstands auf die Tiefe A in: ohm-cm.
A = der Abstand zwischen den Elektroden in cm.
R = den gemessenen Widerstandswert in Ohm vom Prüfgerät.
Messung der Bodenfestigkeit
In den Bodenwiderstand zu testen, das Erdungstesters, wie in Fig. 1. Vier Erdungs Pfählen im Boden in einer geraden Linie angeordnet sind, im gleichen Abstand voneinander haben. Der Abstand zwischen dem Erdungs Einsätzen sollte mindestens dreimal größer ist als die Tiefe der Anteile sein. Die Fluke1625 Erdungsmesser erzeugt einen bekannten Strom durch die beiden äußeren Masse Einsätze und der Abfall des Spannungspotentials zwischen den beiden inneren Boden Stakes gemessen. Der Tester berechnet automatisch den Bodenwiderstand mit dem Ohmschen Gesetz (V = IR).
Abb. 1: Teststrompfade im spießlosen Methode.
Ein Profil erzeugt wird, dass ein geeignetes Erdwiderstand System durch Ändern der Tiefe und den Abstand mehrmals bestimmen kann. Bodenwiderstandsmessungen werden oft durch das Vorhandensein von Erdströme und deren Harmonischen beschädigt.
Die Platzierung der Einsätze
Es ist wichtig, daß die Sonde außerhalb des Einflussbereiches der Erdungselektrode zu prüfender und der Hilfs Erde gelegt werden, um den höchsten Grad an Genauigkeit zu erreichen, wenn eine 3-polige Erdungswiderstandsprüfung oder die effektiven Widerstandsbereiche Durchführung überlappt und die Unwirksamkeit jeden Messungen.
Tabelle 2 ist eine Führung für die Einstellung die Sonde (innerer Einsatz) und die Hilfsmasse (äußereer Einsatz). Neupositionierung der inneren Einsatzes (Sonde) 1 m in jede Richtung und nehmen eine neue Messung die Genauigkeit der Ergebnisse zu testen und sicherzustellen, dass der Boden Einsätze außerhalb der Einflußzonen sind. Wenn es eine signifikante Änderung der Messwert (30%) ist, sollte der Abstand zwischen dem Erdungsstab unter Test erhöhen, können die inneren Anteile (Sonde) und dem äußeren Einsatz (Hilfsmasse), bis die Messwerte bleiben ziemlich konstant, wenn die Neupositionierung innerer Einsatz (Sonde).
Das Fluke 1625 Erdungsmesser kann Erdungsschleifenwiderstände für Mehr geerdete Systeme messen nur Stromzangen verwenden. Diese Testtechnik beseitigt den gefährlichen Schritt des parallelen Grund trennt, sowie den Prozess der Suche nach geeigneten Standorten für Hilfs Erdspieße.
Sie können auch Erdungs Tests an Orten führen Sie nicht in Betracht gezogen haben, bevor: in Gebäuden, auf Strommasten oder überall Sie keinen Zugang zu Boden haben.
Bei diesen Testverfahren werden zwei Klammern um den Erdungsstab oder das Verbindungskabel angeordnet ist und jeweils mit dem Tester verbunden ist (siehe Fig. 2). Erde Einsätze werden nicht verwendet. Eine bekannte Spannung wird durch eine Klammer induziert, und der Strom gemessen wird, um die zweite Klemme verwendet wird. Der Tester bestimmt automatisch die Erdschleife Widerstand bei dieser Erdspieß. Wenn es nur einen Weg der spießlosen Methode zur Masse ist, wird kein akzeptabler Wert bieten und den Fall-of-Potential Testmethode muss steht.Verwendung Erde Tester auf dem Prinzip funktioniert, dass parallel / multi-geerdeten Netzen, das Netz Widerstand aller Massepfade wird extrem gering sein im Vergleich zu einem einzelnen Weg (der unter Test). So ist der Nettowiderstand aller theparallel Rückpfad Widerstände ist effektiv Null. Ohne Elektroden Messung misst nur einzelne Erdspieß Widerstände parallel zur Erde Erdungsanlagen. Wenn das Erdungssystem ist nicht auf der Erde parallel ist, werden Sie entweder einen offenen Stromkreis haben oder Masseschleifenwiderstand sein messen.
Abb. 2: Setup für die ohne Elektroden Methode.
Erdimpedanz Messungen
Bei dem Versuch, um mögliche Kurzschlußströme in Kraftwerken und anderen Hochspannungs- / Stromsituationen zu berechnen, die komplexe Impedanz Erdungs Bestimmung ist wichtig, da wird die Impedanz aus induktiven und kapazitiven Elementen gebildet werden. Da Induktivität und Widerstand in den meisten Fällen bekannt sind, kann die tatsächliche Impedanz eine komplexe Berechnung ermittelt werden.
Da die Impedanz abhängt Frequenz verwendet der Fluke 1625 ein 55 Hz-Signal für diese Berechnung so nahe wie möglich zu Spannungsbetriebsfrequenz zu sein. Dies stellt sicher, dass die Messung auf den Wert bei der wahren Betriebsfrequenz liegt. Energieversorgungs Techniker Testhochspannungsübertragungsleitungen sind daran interessiert, zwei things.The Erdwiderstand im Fall eines Blitzschlags und die Impedanz des gesamten Systems im Fall eines Kurzschlusses an einem bestimmten Punkt in der Zeile. Kurzschluss in diesem Fall bedeutet ein aktiver Draht losbricht und berührt das Metallgitter eines Turms.
An zentralen Stellen
Wenn eine Erdungsprüfung einer zentralen Stelle der Durchführung gibt es drei verschiedene Messungen erforderlich.
Vor der Prüfung lokalisiert den Hauptboden bar (MGB) in der Zentrale die Art des Erdungssystemes zu bestimmen. Die MGB wird Leitungen haben Boden der Multi geerdeten neutralen Leiter (MGN) oder ankommenden Dienst verbindet, wobei der Grundkörper, Wasserrohr und strukturelle oder Gebäude Stahl (siehe Fig. 3).
Abb. 3: Das Layout eines typischen Büro.
Zunächst führen die ohne Elektroden Test auf alle einzelnen Gründen aus der MGB kommen (siehe Fig. 4). Das Ziel ist es, sicherzustellen, dass alle Gründe verbunden sind, vor allem die MGN. Es ist wichtig zu beachten, dass Sie nicht die einzelne Widerstandsmessung, aber der Schleifenwiderstand von dem, was Sie rund um eingespannt sind. Verbinden das Erdungsmesser und sowohl die induzierende und Sensorklemmen, die sich um jede Verbindung gesetzt werden, um den Schleifenwiderstand der MGN, Bodenfeld, Wasserrohr und das Gebäude Stahl zu messen. Zweitens führen die 3-poligen fall-of-Potential-Test des gesamten Bodensystem, mit dem MGB verbunden werden (siehe Fig 5). Um zu erhalten, verwenden viele Telefone entfernte Erde Unternehmen nicht verwendete Kabelpaare so viel wie eine Meile Ausgehen. Notieren Sie die Messung und wiederholen Sie diesen Test mindestens einmal im Jahr.
Abb. 4: Spießlos Prüfung von einem zentralen Büro.
Drittens sind die Einzelwiderstände des Erdungssystems messen den selektiven Test der Erdungsmesser (siehe Fig. 6). Den Tester. Den Widerstand der MGN; der Wert ist, der Widerstand des jeweiligen Schenkels des MGB. Dann misst das Bodenfeld. Diese Lesart ist der tatsächliche Widerstandswert des Zentralen Bodenfeldes.
Abb. 5: Führen Sie die 3-poligen Herbst-of-Potential Test des gesamten Bodensystem.
Abb. 6: Messen Sie die Einzelwiderstände des Erdungssystems der selektiven Test.
Diese Testverfahren bieten die genaueste Maß der zentralen Büros, weil es Ihnen die einzelnen Widerstände und ihr tatsächliches Verhalten in einem Bodensystem gibt. Obwohl genaue würden die Messungen nicht zeigen, wie das System als Netzwerk verhält, weil im Fall eines Blitzeinschlags oder Fehlerstrom, alles verbunden ist.
Führen Sie zuerst die 3-polige Herbst-of-Potenzial-Test an jedem Bein vom MGB und jede Messung aufzuzeichnen. Unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes wieder, sollten diese Messungen auf den Widerstand des gesamten Systems gleich sein. Aus den Berechnungen werden Sie sehen, dass Sie zwischen 20 und 30% auf den Gesamt RE Wert sind.
Tabelle 2: Ein Leitfaden für die inneren und äußeren Einsätze einzustellen.
Tiefe der Masseelektrode