Pokud jde o otázky bezpečnosti lidí, je vhodnější používat měřicí techniky, které se osvědčily po desetiletí. Ve vztahu k uzemnění je touto metodou měření odporu pomocí kombinace ampérmetru a voltmetru (doporučeno GOST R 50571.16-2007). Tato metoda se někdy nazývá „třívodičový“ (nebo „třísvorkový“). Existuje také přesnější modifikace nazvaná „čtyřdrátová“ („čtyř-svorková“) metoda. Obvykle lze obě metody implementovat v jednom měřicím přístroji.
Měření zemního odporu metodou ampérmetr-voltmetr
Při provádění měření touto metodou je uzemnění odpojeno od elektrické instalace. Ve vzdálenosti minimálně 20 m od testovaného uzemnění se do země zaryje potenciální kolík. Proudový kolík je vykopán ve vzdálenosti minimálně 40 m od testovaného uzemnění. Kolíky a kostra musí být v jedné linii. Konkrétní doporučení pro vzdálenosti mezi zemí a kolíky se mohou lišit v závislosti na typu země a modelu použitého měřicího zařízení. Tato doporučení jsou zpravidla uvedena v pokynech pro instalaci měření.
Střídavý proud je přenášen do obvodu tvořeného testovanou zemí, proudovým kolíkem a ampérmetrem přes transformátor. V moderních zařízeních se většinou nejedná o sinusoidu o frekvenci 50 Hz, ale o meandr o frekvenci asi 100 – 200 Hz. Tím se kontroluje funkčnost uzemnění při vyšších harmonických a pomáhá částečně omezit vliv rušení. Pomocí voltmetru se měří napětí mezi zemí a potenciálním kolíkem. Dále se na základě Ohmova zákona vypočítá odpor uzemnění pomocí vzorce:
R = U/I,
kde U je napětí mezi uzemněním a potenciálním kolíkem a I je síla proudu v obvodu tvořeném uzemněním, proudovým kolíkem, transformátorem a ampérmetrem.
Častým problémem klasických metod měření zemního odporu je vliv bludných proudů v půdě.
Metoda ampérmetru a voltmetru má v praxi dvě varianty: třívodičové a čtyřvodičové metody, které budou dále diskutovány.
Obsah
- Třívodičový způsob
- Čtyřvodičový způsob
- Zvýšení přesnosti měření
- Výběr měřiče zemního odporu
- Jiné metody měření
- Závěry
Třívodičový způsob
Svorky pro měření napětí označme jako P1 a P2 a svorky pro měření proudu jako T1 a T2. V reálných měřicích přístrojích mohou mít tyto svorky různá označení.
Třívodičové schéma měření
U třívodičové metody jsou svorky P1 a T1 spojeny propojkou a připojeny jedním vodičem k testovanému uzemnění. Svorka P2 je připojena vodičem k potenciálnímu kolíku a svorka T2 je připojena k aktuálnímu kolíku.
Výhodou třívodičové metody je menší počet vodičů. Nevýhodou je, že odpor vodiče jdoucího k zemi má silný vliv na výsledky měření. K měření zemního odporu se proto obvykle používá třívodičová metoda, jejíž hodnota je samozřejmě vyšší než 5 Ohmů.
Čtyřvodičový způsob
Při vyšších nárocích na přesnost měření se používá čtyřvodičová metoda. Při něm jdou k testovanému uzemnění samostatné vodiče ze svorek P1 a T1, které jsou připojeny pouze přímo na zemnící svorky.
Čtyřvodičové schéma měření
Proud protéká drátem, který jde do T1. Výsledný rozdíl napětí na koncích vodiče zavádí chybu do charakteristiky měření třívodičové metody. Ale u čtyřvodičové metody je bod měření napětí (u zemních svorek) připojen k měřicímu zařízení samostatným vodičem. Tímto drátem protéká zanedbatelně malý proud (ne více než několik miliampérů), takže jeho odpor prakticky nezavádí chyby do měření.
Zvýšení přesnosti měření
Klasická metoda měření zemního odporu je citlivá na nerovnoměrnost vlastností zeminy v různých místech. Pro zlepšení přesnosti měření se proto doporučuje několikrát změnit umístění potenciálního kolíku v krocích přibližně rovných 10 % jeho jmenovité vzdálenosti od země. Rozpětí naměřených hodnot by nemělo být větší než 5 %. Pokud je větší, pak se vzdálenost mezi testovaným uzemněním a kolíky zvětší 1,5krát nebo se změní směr čáry, podél které jsou kolíky umístěny.
Výběr měřiče zemního odporu
Doposud se v literatuře pro klasickou metodu měření odporu doporučují přístroje vyvinuté Sověty. Ty už ale neodpovídají moderní realitě, protože od té doby je v našich domácnostech mnohem více elektrických zařízení. Objevila se nová zařízení (například základnové stanice pro mobilní komunikaci), která mají speciální požadavky na uzemnění. Proto má smysl obracet se na produkty předních světových značek. Ale ani zde není vše tak jednoduché – ceny často „kousají“ a mohou existovat rozdíly v domácích a zahraničních standardech.
Nejlepší variantou se jeví měřící zařízení vyráběné v Číně na nejmodernějších technologiích, ale podle specifikací a pod místní značkou ruské společnosti. Například ZhG-4300 (zkratka znamená „Iron Harry“). Toto zařízení umožňuje měřit zemní odpor v rozsahu od 0,05 ohmů do 20,9 kohmů. K dispozici je měření pomocí dvou-, tří- a čtyřvodičových metod. Napětí na svorkách nepřesahuje 10 V, což umožňuje provádět měření s vysokou úrovní elektrické bezpečnosti. Zařízení nejen vyhovuje ruským normám, je zahrnuto ve Státním registru měřicích přístrojů. Zároveň je cena 3krát nižší než cena analogů od známých zahraničních značek.
Jiné metody měření
Jednodušší, ale méně přesná je dvouvodičová metoda měření zemního odporu. Umožňuje rychle získat hodnocení odolnosti, což může být cenné například při provádění oprav. Tato metoda je popsána v samostatném článku (odkaz).
Dalším vývojem klasické metody měření byla tzv. kompenzační metoda. Umožňuje vyladit rušení způsobené bludnými proudy pomocí čistě analogových metod. Nevýhodou tohoto způsobu je složitost nastavování zařízení a vyšší nároky na kvalifikaci obsluhy, takže si nezískal příliš velkou oblibu.
Existuje také rodina bezelektrodových metod měření, které umožňují neodpojit uzemnění od elektrické instalace. Jsou založeny na použití proudových kleští. Metoda založená na použití dvou kleští platí i pro ty, které doporučuje GOST R 50571.16-2007. Nevýhodou této metody je, že ji lze přímo aplikovat pouze na systémy TT a systémy TN uzemněné sítí. Konvenční systémy TN budou vyžadovat krátkodobou propojku mezi neutrálem a zemí, což potenciálně představuje riziko pro elektrickou bezpečnost, takže během měření bude muset být vypnuto napájení celé budovy, kde je zem instalována.
Závěry
A v digitální éře je pro měření zemního odporu hlavní metoda klasická voltmetr-ampérmetr. Při jeho používání bylo nashromážděno mnoho zkušeností, takže jej lze považovat za spolehlivý. Digitální technologie umožňují okamžitě vypočítat hodnotu odporu a okamžitě vidět výsledek na displeji měřicího zařízení. Pomocí moderních technologií je navíc možné výrazně potlačit rušení při měření. Díky tomu lze zvýšit přesnost měření na 1 – 2 %, což umožňuje klasickým metodám úspěšně konkurovat metodám založeným na použití proudových kleští, jejichž chyba je znatelně vyšší.
