Na czym polegają pomiary rezystancji uziemienia?

Pomiary rezystancji uziemienia

Opublikowano: 17/12/2021

Uziemienie pełni bardzo ważną funkcję związaną z bezpieczeństwem. Jego jakość i sposób wykonania wpływa na skuteczność całej instalacji i zapobiega m.in. porażeniu prądem. Aby system odgromowy spełniał swoje funkcje należy regularnie mierzyć poziom rezystancji uziemienia.

Czym jest rezystancja, po co wykonuje się jej pomiary i jakie istnieją metody jej wykonywania - o tym niżej.



Spis treści

  1. Czym jest uziemienie?
  2. Na czym polega pomiar rezystancji (impedancji) uziemienia?
  3. Metody pomiaru rezystancji uziemienia
  4. Inne metody pomiary rezystancji uziemienia
  5. Jak dokonywać pomiarów rezystancji uziemienia?
  6. Podsumowanie


Czym jest uziemienie?

Uziemienie to połączenie części danego urządzenia lub instalacji elektrycznej z metalowym przedmiotem ulokowanym w ziemi (uziomem).

Na podstawie elementów użytych do wykonania uziomów można je podzielić na sztuczne i naturalne.

  • Uziom naturalny - jego rolę mogą pełnić różne metalowe elementy mające styczność z ziemią np. metalowe rury wodociągowe, metalowe elementy osadzone w fundamencie, zbrojenia w ziemi itd.
  • Uziom sztuczny - mogą nim być pręty, druty, linki, kształtowniki, płyty czy taśmy stalowe pokryte powłoką antykorozyjną i umieszczone w gruncie poziomo lub pionowo.

Uziemienia mogą występować pojedynczo, jako jeden metalowy element (uziom skupiony) lub jako wiele elementów, układanych w różnych konfiguracjach (uziomy otokowe, kratowe i promieniowe).




Na czym polega pomiar rezystancji (impedancji) uziemienia?

Pomiar rezystancji uziemienia to najprościej rzecz ujmując sprawdzenie stanu technicznego całej instalacji odgromowej.

Jej poziom zależy w głównej mierze od rezystywności gruntu. Różne rodzaje podłoża mogą wymagać mniej lub więcej pracy. Warto sprawdzić jej poziom już w fazie projektowania uziomu. Dzięki temu będziemy mogli odpowiednio dobrać elementy układów uziemiających i zdecydować o głębokości ich pogrążenia, by zyskać założoną przez nas wcześniej rezystancję uziemienia. To wszystko pozwala nam znacznie skrócić czas realizacji i oszczędzić część budżetu.

Co wyróżnia prawidłowo wykonane uziemienie? Przede wszystkim niska zakładana wartość rezystancji, mała zmienność rezystancji w czasie i maksymalna odporność elementów uziomu na korozję.

W tym miejscu warto również zaznaczyć, że istnieje kilka czynników, które wpływają na dokładność pomiarów rezystancji:

  • Prądy błądzące - prawdopodobnie główny czynnik wpływający na ewentualne błędne wyniki. W trakcie pomiarów uziemień wskazane jest zastosowanie prądu o częstotliwości jak najbardziej zbliżonej do parametrów sieciowych, ale różnej od 50Hz i harmonicznych. W praktyce jest to jednak bardzo trudne, dlatego konieczne do uniknięcia błędów jest zastosowanie miernika pozwalającego je wyeliminować.
  • Wpływ elektrod pomocniczych - im większa rezystancja elektrod pomocniczych, tym bardziej wpływa to na wynik pomiaru. Jak można sobie z tym poradzić? Osoba wykonująca pomiar powinna znać wartość rezystancji elektrod i ją zniwelować. Jak? Na przykład przez wbicie elektrod głębiej lub przez zwilżenie gruntu. Warto też zaznaczyć, że mierniki najwyższej jakości automatycznie uwzględniają i niwelują rezystancję elektrod.
  • Typ i nawilgocenie gruntu - stopień nawilgocenia gruntu ma ogromny wpływ na wymiar rezystancji uziemienia. Pomiary wykonane bezpośrednio po deszczu wskażą o wiele niższą wartość rezystancji uziemienia. Właśnie dlatego pomiarów powinno dokonać się w warunkach normalnego nawilgocenia.

Podsumowując: rezystancja uziomu mierzona jest między końcami pręta bądź płaskownika uziomowego a rezystancja uziemienia mierzona jest między uziomem a ziemią odniesienia i wynika z ilorazu napięcia uziomowego i prądu uziomowego.




Metody pomiaru rezystancji uziemienia

Zanim rozpocznie się cały proces pomiaru rezystancji uziemienia należy zbadać ciągłość przewodów odprowadzających. Istnieją trzy metody za pomocą, których możemy to zrobić:


Metoda techniczna

W tym przypadku rezystancja uziomu wyliczana jest ze stosunku prądu, który przepływa pomiędzy odłączonym uziomem a uziomem pomocniczym, który usytuowany jest w dalszej odległości od uziomu badanego.


Metoda kompensacyjna

Zwana metodą zerową. Polega na porównaniu napięcia uziomowego ze spadkiem napięcia na rezystorze i bezpośrednim odczycie rezystancji uziemienia gdy oba te pomiary są sobie równe.


Metoda udarowa

Dzięki niej wyznacza się rezystancję udarową, nie należy stosować jej do kontroli uziemień ochronnych i roboczych.

Powszechnie wykorzystywaną metodą jest metoda techniczna, głównie ze względu na to, że mocno stawia na metodykę pomiaru oraz przede wszystkim na umiejętności i wiedzę osoby wykonującej pomiar. Nikt jednak nie jest nieomylny, nawet najlepszy specjalista nie wykona dobrych pomiarów jeśli źle dobierze miernik albo wykorzystywane wyposażenie. Kluczem do skutecznych pomiarów jest więc ich odpowiedni dobór.




Inne metody pomiary rezystancji uziemienia


Metoda 2-przewodowa (2p)

Szybka i względnie rzetelna metoda, stosowana tylko wtedy gdy dostępne jest dobrze uziemione złącze pomocnicze.


Metoda 3-przewodowa (3p)

Najpowszechniejsza metoda badania uziemienia, stosowana zwłaszcza gdy nie dysponujemy dobrze uziemionym złączem pomocniczym. Często określa się go mianem metody spadku potencjału. Polega na wbiciu w grunt dwóch sond szpilowych.


Metoda 4-przewodowa (4p)

Tak naprawdę stanowi ona rozszerzenie metody 3p. Jej zaletą jest to, że pozwala wyeliminować wpływ przewodu łączącego miernik z uziemieniem na wynik pomiaru rezystancji. Stosuje się ją w sytuacjach gdy dokładność pomiaru ma bardzo duże znaczenie.


Metoda selektywna (cęgowa)

Stosowany do selektywnego pomiaru rezystancji uziemienia dla indywidualnych punktów uziemiających.


Metoda 2-cęgowa

Z jej pomocą mierzymy rezystancję uziemienia bez elektrod pomocniczych. Pomaga to w miejscach, które nie nadają się do tego, by je wbić. Cała metoda opiera się o wykorzystanie cęgów nadawczych i odbiorczych. Stosuje się ją głównie na terenach miejskich.


Metoda wysoko-częstotliwościowa

W tej metodzie stosujemy połączenie 3p. Rezystancję mierzymy przy zastosowaniu wysokiej częstotliwości (25 kHz), to pozwala na wyeliminowanie wpływu uziemień słupów połączonych przewodem odgromowym znajdujących się nieopodal.


Metoda pasywna

W przypadku tej metody wykorzystuje się prąd indukcyjny lub inny płynący w przewodach uziemiających po to, by określić rezystancję dla indywidualnych punktów uziemiających. W metodzie pasywnej wykorzystuje się jedną sondę pomocniczą.


Metoda udarowa

Metoda przydatna, chociażby ze względu na to, że pozwala na zbadanie działanie uziemienia w warunkach przejściowych np. podczas uderzenia pioruna.




Jak dokonywać pomiarów rezystancji uziemienia?

Najprostszymi przyrządami służącymi do pomiaru rezystancji są testery. Część ich modeli projektowano z myślą o kontrolowaniu uziemienia statków, samolotów podczas tankowania. Uziemienie odgrywa bowiem bardzo istotną rolę w sytuacji gdy ładowane są paliwa lub inne ciecze nieprzewodzące. Dlaczego? Ponieważ zapewnia ono odprowadzenie ładunków elektrostatycznych, a to z kolei zapobiega generowaniu iskier mogących wywołać wybuch.

Proste mierniki umożliwiają pomiar metodą techniczną, wykonanie pomiaru ciągłości połączeń ochronnych i wyrównawczych. Tego typu urządzenia można również zastosować do pomiaru rezystancji uziemienia metodą 3p i 2p. Ponadto istnieje możliwość przeprowadzenia pomiarów rezystancji elektrod pomocniczych i napięcia zakłócającego.

Co innego mierniki zaawansowane, te pozwalają na pomiar uziemień metodami 3p i 4p. Niektóre modele pozwalają na pomiar przeprowadzany prądem o częstotliwości 125 Hz, a to pozwala na wysoką odporność na zakłócenia. W części tego typu zaawansowanych urządzeń istnieje możliwość wykonania pomiaru każdą możliwą metodą, także udarową i dwucęgową.




W Izosky korzystamy z najwyższej jakości mierników marki METREL.

Zgłoś się do nas




Podsumowanie

Kontrola stanu technicznego instalacji odgromowych pod kątem spełniania wszelkich warunków skuteczności i bezpieczeństwa wymaga przeprowadzenia pomiaru rezystancji uziemienia.

Wykonanie takich pomiarów wymaga przede wszystkim rozległej wiedzy na temat budowy instalacji uziemiającej, jak i warunków ich wykonywania. To pozwoli na dobór odpowiedniej metody pomiarów rezystancji uziemień i przełoży się na najdokładniejszy możliwy wynik.

Istotny jest również sprzęt, jaki zdecydujemy się użyć. Na rynku znajdziemy wiele mierników, które różnią się poziomem zaawansowania, a co za tym idzie możliwościami. W Izosky używamy testerów marki METREL, które umożliwiają między innymi pomiary rezystancji uziemienia metodą 4p, cęgową czy pomiar rezystywności gruntu.