Измерение сопротивления заземления с помощью прибора м-416

Устройство прибора

Измерение сопротивления заземляющего устройства

Измерительное переносное устройство заключено в компактный корпус с откидной крышкой. Снизу в приборе имеется бокс для батареек, закрывающийся съёмной пластиной. По бокам корпуса расположены петли, в которых закреплён ремень для переноски прибора.

С тыльной стороны фасада измерителя крепятся все узлы монтажной схемы. На лицевой панели встроен стрелочный индикатор или цифровой дисплей. В правом нижнем углу панели установлены переключатель резисторов и клавиша включения питания. Напротив вверху расположены четыре клеммы для подключения проводов.

Лицевая панель М416

На рисунке:

1 – шкала реохорда,
2 – стрелочный индикатор,
3 – кнопка включения/выключения,
4 – винтовой корректор,
5 – ручка «реохорд»,
6 – переключатель диапазонов,
7 – клеммы.

Устройство прибора состоит из 3-х основных частей: это блок питания, генератор переменного тока и схема самого измерителя.

Важно! Модификации М416 различаются между собой незначительными особенностями: видом табло, расположением ручек управления и типом элементов питания. Принципиальная схема в разных моделях остаётся одной и той же

Проведение замеров

Проверка сопротивления заземления

Перед началом проверки сопротивления возле контура заземления в почву втыкают вспомогательные щупы. Если земля сухая, то её можно увлажнить, чтобы два стержня легко погрузились. В некоторых случаях стержни забивают в массив земли молотком. Глубина прохода вспомогательных заземлителей в массиве почвы не должна быть менее 50 см.

Провода соединяют со щупами. Третий провод подсоединяют к контуру заземления. Это соединение называют «трёхзажимной схемой». После этого снимают показания прибора.

Дополнительная информация. Отсутствующий штатный комплект заземлителей для проведения замеров можно сделать из подручного металлического профиля. Для этого подойдут стержни длиной 600 мм и поперечным сечением 80 мм2 или ø не менее 5 мм.

Большое значение имеет удельное электрическое сопротивление грунта вокруг заземляющего контура. Этот параметр определяет, как хорошо будет поглощаться электроэнергия от контура массивом почвы. Удельное сопротивление зависит от плотности, влажности, структуры грунта и наличия в нём солей, кислотных и щелочных включений.

Измерение активных сопротивлений

Измерение проводят непосредственным подключением активного сопротивления к аппарату. Если для этого понадобятся длинные концы проводов, то предварительно измеряют их сопротивление. Эту величину учитывают при снятии показаний, как и в предыдущем случае.

Порядок проведения замеров

Содержание порядка действий не зависит от вида исследуемого объекта. Измерение производится в следующей последовательности:

Поворотный рычаг устанавливают в позицию «х1».
Включив прибор кнопкой, вращают дисковую ручку «реохорд» до тех пор, пока стрелка индикатора не станет напротив о.
Если прибор показывает величину, превышающую установленный диапазон измерений, то переключают множитель на большее значение: «х5», «х20» или «х100».
Для поверки точности показаний все предыдущие операции повторяют.
Показания «реохорда» умножают на множитель.

Применяемые приборы

В связи с тем, что бытовой тестер не способен обеспечить высокое напряжение, его использовать для этой процедуры нельзя. Обычно используют приборы, которые давно выпускает промышленность, но существуют и новые модели, работающие по новым электронным технологиям. Все они характеризуются низким потреблением тока от встроенного питания. Среди них стоит отметить следующие модели:

Ф4103-М1 — популярный прибор для выполнения работ по замеру контуров разных геометрических форм и размеров. Погрешность измерений прибором составляет 4%, а частота тока — от 265 до 310 Гц. Питание аппарата осуществляется от 9 батареек А373, при этом потребление тока не превышает 160 мА.
М-416 — эксплуатация этого аппарата для измерения осуществляется довольно давно. Отличается высокой точностью снимаемых показаний и надежностью в работе. Кроме замеров сопротивления заземления, этим измерителем можно определить удельное сопротивление грунта. Диапазон измерений составляет от 0,1 до 1000 Ом.
Fluke 1625−2 GEO — является более современным прибором, способным проводить измерение с помощью одних зажимов. В этом случае заземляющие электроды не используются. Кроме замеров сопротивления заземления, можно проверять и защиту от молний.

Помимо этого, можно отметить следующие модели: MRU-101, ИС-20/1, ИС-10 и др.

Инструкция по применению

Руководство по использованию также можно найти в комплекте прибора. В первой главе говорится о том, как правильно подготовиться к выполнению работ. Порядок действий по использованию М416:

Положить устройство на стол или землю, далее откинуть крышку;
Измеритель необходимо устанавливать достаточно близко к проверяемому месту;
Тумблер нужно установить напротив указателя «Контроль 5 Ом»;
Включить прибор М416;
Двигая рычаг управления, нужно получить нулевой показатель на экран устройства;
На клеммы накинуть петли проводов с готовой изоляцией и зафиксировать их болтами;
Включив прибор, внешние концы кабеля подсоединить друг к другу. Зафиксировать показатель сопротивления;
Выполнить поверку устройства. Погрешность можно найти через сравнение показаний М416 с постоянными резисторами.

Обратите внимание! Чтобы получить наиболее точные результаты, М416 нужно установить, как можно ближе к исследуемому месту. Таким образом погрешность будет минимальной

Для более точных результатов, можно также выполнить проверку несколько раз.

Прибор м416

Такой прибор как М-416 специально предназначен для того чтобы замерить сопротивления заземляющего контура.

Такой прибор кА М-416 имеет такие технологические показатели:

Наличие 4х диапазонов для измерения;
Погрешность прибора допускается на оцифрованных отметках, которые не превышают измеряемую величину;
При сопротивлениях дополнительного заземления и электродов, которые находятся в диапазоне: 500Ом погрешность может быть до 10 Ом, если диапазон 1000 ОМ, то погрешность может достигать до 50Ом, а если диапазон от 2500 Ом, то в этом случае погрешность прибора может достигнуть до 2х сот Ом;
N – это конечный показатель;
Вх – это сопротивление, которое измеряется;
Прибор питается от сухих батареек, напряжение которых 4,5 вольт;
Ток, для работы должен быть не более 80 мА;
2х батареек хватает на 2000 замеров;
Напряжение в зажимах не меньше, чем 13 вольт;
Блуждающие переменные токи, которые имеют частоту 50 Гц, не могут превысить более половины основной погрешности;
Вес прибора не больше 3 кг;
Размеры прибора такие: 24,5х14х16 см.

Прибор М-416 используется для замера удельного сопротивления почвы и для замера активного сопротивления. Принцип действий такого прибора заключается в компенсационном способе измерения с применением электродов.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

I. НАЗНАЧЕНИЕ

Измерители сопротивления заземления М416 предназначены для измерения сопротивления заземляющих устройств, активных сопротивлений, а также могут быть использованы для определения удельного сопротивления грунта.

Предел измерения от 0,1 до 1000 ом.

Прибор М416 рассчитан для работы при температуре окружающего воздуха от -25°С до +60°С и относительной влажности 95 ± 3% при температуре +35°С.

II. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

Прибор имеет четыре диапазона измерения:

Основная погрешность прибора на оцифрованных отметках не превышает

от измеряемой величины при сопротивлениях вспомогательного заземлителя и зонда ив более:

500 ом в диапазоне 0,1 ÷ 10 ом 1000 ом в диапазоне 0,5 ÷ 50 ом 2500 ом в диапазоне 2 ÷ 200 ом 5000 ом в диапазоне 10 ÷ 1000 ом

где N — конечное значение диапазона, ом; Кх — измеряемое сопротивление, ом.

Питание прибора — сухие элементы напряжением 4,5 в.

Потребляемый ток — не более 90 ма.

Один комплект сухих элементов обеспечивает ие менее 1000 измерений.

Напряжение на зажимах прибора при разомкнутой внешней цепи и номинальном значении напряжения источника питания — не менее 13 в.

Влияние блуждающих переменных токов частотой 50 гц не превышает половины основной погрешности.

Вес прибора без упаковки — не более 3 кг.

Габаритные размеры — 245 X 140 X 160 мм.

III. СОСТАВ ПРИБОРА

Измеритель сопротивления заземления М416 — 1 шт.

Сухие элементы — 3 шт.

Паспорт, техническое описание и инструкция по эксплуатации — 1 экз.

Комплект принадлежностей для проведения измерений (поставляется по отдельному заказу) — 1

IV. ПРИНЦИП РАБОТЫ

Принцип действия прибора основан на компенсационном методе измерения с применением вспомогательного заземлителя и потенциального электрода (зонда).

Принципиальная электрическая схема прибора М416 приведена в приложении № 1.

Схема состоит из трех основных функциональных узлов: 1. Источника постоянного тока. 2. Преобразователя постоянного тока в переменный (генератора). 3. Измерительного устройства.

Источник постоянного тока Б предназначен для питания цепей генератора и усилителя переменного тока.

Измерительная цепь прибора питается переменным током от преобразователя напряжения, выполненного на транзисторах ПП1 ÷ ППЗ.

При измерении выход преобразователя подключается к вспомогательному заземлителю (зажим «4») и, через первичную обмотку трансформатора ТрЗ, — к измеряемому сопротивлению (зажим «I»),

Вторичная обмотка трансформатора ТрЗ подключается к специальному калиброванному резистору (реохорду) R7 или R8, в зависимости от величины измеряемого сопротивления.

При такой схеме включения, помимо основной цепи тока через землю, создается цепь тока через резистор R7 или R8 Схема обеспечивает равенство этих токов, что позволяет изменением величины калиброванного резистора изменять величину напряжения на резисторе R9, включенном между движком реохорда и зажимом вспомогательного заземлителя. Разностное напряжение с резистора В9 подается через усилитель и — детектор на индикатор.

Момент компенсации наступает при таком положении подвижного контакта резистора, при котором падение напряжения на участке резистора до подвижного контакта равно падению напряжения на измеряемом сопротивлении. При этом ток в цепи индикатора равен нулю.

Реохорд имеет оцифрованную шкалу, что позволяет непосредственно определять измеряемое сопротивление.

Диапазон измерения расширяется путем переключения резисторов R7 и R8, а также изменением коэффициента трансформации трансформатора ТрЗ.

Для подключения измеряемого сопротивления, вспомогательного заземлителя и зонда на приборе имеется четыре зажима, обозначенных цифрами 1, 2, 3, 4.

Для грубых измерений сопротивления заземления и измерений больших сопротивлений зажимы 1 и 2 соединяют перемычкой и прибор подключают к измеряемому объекту по трех-зажимной схеме (см. рис. 1 и 3).

Порядок проведения измерений.

Так как в настоящее время самый распространенный прибор для проведения измерения является измеритель сопротивления заземления М-416, в дальнейшем, как образец, будет рассматриваться именно это средство измерений. Данный прибор относится к системе, в которой принцип измерений основан на компенсационном методе. Запрещается для проверки пользоваться приборами, не имеющих действующего клейма о поверке, результаты которой должны заноситься в паспорт на средство измерения.

Проверить наличие элементов питания в батарейном отсеке, убедившись, что их напряжение находится в пределах нормы;
Откалибровать прибор, установив переключатель диапазонов в положение 5 Ом (контроль), ручкой реохорда установить стрелку как можно ближе к нулевой отметке. При этом на шкале должны быть показания 5 Ом;
Отсоединить контур от заземляющего проводника;
Присоединить прибор к соответствующим электродам;
Тщательно зачистив вывод измеряемого заземлителя (для того чтобы исключить влияние, которое может оказать на конечный результат переходное сопротивление), присоединить к нему прибор.

Установить переключатель диапазонов в положение, соответствующее наибольшей чувствительности (Х1), нажав кнопку «Измерение», регулятором установить стрелку на нуль. При этом на шкале реохорда будет отражен искомый результат проверки сопротивления заземлителя. Если стрелка не устанавливается на нуль, необходимо переключателем выбрать другой диапазон и показания реохорда умножить на соответствующий множитель.

Особенности схемы включения для точных измерений

Трёхзажимная схема предусматривает соединение 1 и 2 клеммы прибора М416 перемычкой. При этом на полученные данные о сопротивлении заземления значительно влияют характеристики самой электрической измерительной цепи. Из полученного результата тестирования контура следует вычитать величину сопротивления всех составляющих деталей (проводов и контактов) измерительной цепи. При такой схеме подключения результат обследования получается с большими погрешностями.

Для проведения более точных замеров (меньше 5 Ом) прибор М416 подключается по 4-х зажимной схеме. При этом клеммы 1 и 2 не перемыкаются. Подключается дополнительный провод. Зажимная схема изображена на внутренней стороне крышки аппарата.

Четырёхзажимная схема подключения

К одной из двух свободных клемм подключают провод, соединённый с дополнительным электродом. Его нужно заземлять на расстоянии от контура, равном 5-кратной длине промежутка между прибором и контуром. К расчётной длине провода нужно добавить ещё 20 метров.

Устройство прибора

Задача и особенности заземления трансформаторов.

Лицевая панель М416

На рисунке:

1 – шкала реохорда,
2 – стрелочный индикатор,
3 – кнопка включения/выключения,
4 – винтовой корректор,
5 – ручка «реохорд»,
6 – переключатель диапазонов,
7 – клеммы.

Замер сопротивления – главное о методике

Конкретные параметры и вид защитной заземляющей конструкции зависят от влажности грунта, его типа и состава, а также от мощности эксплуатируемых электрических устройств. Как правило, для обустройства контура составляют предварительный проект, учитывающий особенности монтажа электропроводки на объекте (для защиты бытовых потребителей обходятся и без него). После монтажа защитного устройства выполняют измерение его сопротивления. Процедура осуществляется при помощи специальных приборов. Они дают возможность быстро и на высоком уровне точности установить удельный показатель сопротивления заземляющей конструкции и почвы.

Проведение замера заземления

Непосредственно методика измерения предполагает выполнение следующих действий:

Искусственную электроцепь замыкают через смонтированный ЗК и производят на ней замеры снижения напряжения.
Около металлического контура ставят дополнительный электрод. Его подсоединяют к источнику напряжения.
Выполняют на участке нулевого потенциала замер сопротивления основного защитного стержня (либо более сложной конструкции заземления).

Именно по такой схеме осуществляются измерения в быту. На промышленных объектах замеры могут производиться по другим схемам, учитывающим серьезные напряжения от производственного электрооборудования. Величину сопротивления ЗК желательно определяют зимой или летом. Замеры, выполненные в другое время года, могут быть недостоверными из-за большой влажности грунта и иных климатических причин. Описанная методика измерения сопротивления защитного контура реализуется при помощи различных устройств. Для выполнения интересующей нас процедуры может использоваться мегомметр, вольтметр, амперметр. Но чаще применяется специальный прибор М416 (либо его аналог Ф4103-М1). О них и поговорим.

Сопротивление повторного заземления

Повторное заземление является важнейшим элементом комплексной системы защиты от поражения электрическим током. Оно устанавливается на приемной стороне питающей линии при наличии в подводке в ней нулевого провода РЕ или РЕN.

Как правило, в качестве повторного заземления используются как естественные, так и искусственно созданные элементы. Однако сопротивление естественных заземлителей зависят от очень многих факторов (включая климатические условия), так что с течением времени оно постоянно меняет свое значение.

В связи с этим при обустройстве этого типа заземлений предпочтение отдается искусственно созданным системам, имеющим вполне конкретные показатели.

Повторное заземление коттеджа

Заземляющий провод такого устройства выводится от заземляющего контура в сторону вводного щитка с установленной в ней главной заземляющей шиной (ГЗШ).

Необходимость в повторном заземлении своими руками монтируемом на стороне потребителя, объясняется следующими причинами:

Его наличие исключает опасные ситуации, возникающие в питающей сети при обрыве нейтрального или заземляющего провода, идущего от силовой подстанции (фото выше).
В данном случае оно может работать как самостоятельное заземление, обеспечивающее безопасные условия эксплуатации электроустановок на стороне потребителя.
При нем в квартире или частном доме можно обустроить электропроводку с третьей (заземляющей) жилой.

Наличие повторного заземления специально оговаривается в ПУЭ, отдельные положения которых предписывают его обязательную установку и испытание.

Проведение замеров

Метод амперметра-вольтметра

Чтобы провести замеры, создают электрическую цепочку, по которой ток протекает через проверяемое заземлительное устройство и токовый проводник (его также именуют вспомогательным электродом). В схеме присутствует еще и потенциальный электрод, задача которого состоит в измерении падения напряжения при протекании тока через заземлитель. Потенциальный проводник находится на участке с нулевым потенциалом — на равном удалении от вспомогательного электрода и проверяемой заземлительной системы.

Использование специальной техники

В домашних условиях редко пользуются дорогостоящим многофункциональным мультиметром. Чаще всего применяются аналоговые приборы:

МС-08;
Ф4103-М-1;
М-416;
ИСЗ-2016.

Один из самых распространенных приборов для проверки сопротивления — МС-08. Для измерений устанавливают два электрода на 25-метровом расстоянии от заземлительного устройства. Ток в цепочке образуется под действием генератора, вращаемого вручную с помощью редуктора. В результате задействования схемы и подключения прибора происходит компенсация сопротивления вспомогательных заземлителей. Если этого не случается, почва возле дополнительного заземлительного устройства искусственно увлажняется. Замеры осуществляют в различных диапазонах до тех пор, пока тестер не покажет значимых показателей (причем они не должны разниться после окончательной установки).

Измерительный прибор М-416 комфортен в использовании благодаря малому весу и шкале, где фиксируются полученные данные. М-416 включает в себя полупроводники с автономным электропитанием.

Пример использования прибора М-416:

Проверяем наличие питания у прибора. В устройстве должны находиться три батарейки — каждая по 1,5 вольта.
Устанавливаем прибор на ровную поверхность.
Проводим калибровку оборудования. Настраиваем М-416 на контроль и, нажимая на красную кнопку, устанавливаем стрелку на нулевое положение.
Выбираем трехзажимную схему для проведения замера.
Вспомогательный проводник и стержень зонда вкапываем в землю по меньшей мере на 50 сантиметров.
Соединяем провода с электродом и стержнем зонда согласно схеме.
Переключатель ставим в одну из позиций «X1». Удерживая клавишу, прокручиваем ручку до тех пор, пока стрелка на шкале не достигнет нуля. Результат умножаем на ранее вычисленный множитель. Итоговое значение является искомым.

Работа токовыми клещами

Контурное сопротивление определяют также с помощью токовых клещей. Их основное достоинство том, что не нужно отключать заземлитель и использовать вспомогательные проводники.

Через проводник заземления, в роли которого выступает вторичная обмотка, проходит переменный ток. Протеканию тока способствует первичная трансформаторная обмотка, находящаяся в измерительной головке устройства. Чтобы определить показатель сопротивления, делим данные ЭДС вторичной обмотки на величину тока, полученную при измерении клещами.

В качестве примера токовых клещей приведем тестер СА 6415. Он оснащен жидкокристаллическим монитором. Для измерения сопротивления не нужны дополнительные проводники. Также отсутствует потребность в отключении PE-проводника от электродов.

Замер сопротивления изоляции

Чтобы измерить сопротивление изоляции, используют специальный прибор — мегомметр. Устройство состоит из нескольких элементов:

генератор непрерывного тока, оснащенный ручным приводом;
добавочные сопротивления;
магнитоэлектрический логометр.

До начала проверочных работ следует удостовериться, что объект отключен от электропитания. Удаляем с изоляционного слоя пыль и грязь. После этого проводим замер в течение приблизительно 3 минут. В результате получаем данные по остаточным зарядам.

К электроцепи или оборудованию мегомметр подключаем отдельными проводниками. Изоляция отличается высоким сопротивлением. Его уровень чаще всего превышает 100 мегаом.

Как пользоваться

Перед началом работ нужно выполнить фазировку потенциальных цепей (П1 и П2) и токовых (Т1 и Т2). Она достигается присоединением цепей П1 и Т1 по одну сторону, П2 и Т2 – по другую сторону относительно подключаемого объекта.

К сведению. Соединение токовых и потенциальных цепей можно производить как в точке измерения при четырёхпроводном методе, так и разносить между собой при определении удельного сопротивления почвы.

Установка штырей имеет свои особенности:

монтаж электродов выполняется по одной линии;
между электродами выдерживается расстояние, равное пятикратной глубине погружения в грунт;
поверхность штырей должна быть очищена от грязи.

Подключения электрода к ИС 10 выполняется к гнёздам: Т1, П1, Т2, П2 в определённой последовательности.

После того, как прибор подключен к измеряемому объекту, нужно кратковременно активировать кнопку «Rx / ↵». На дисплее отобразится команда «ИЗМЕРЕНИЕ», и устройство перейдёт к режиму измерения потенциалов по входам П1 и П2.

На экране возможно появление сообщений:

« ВНЕ ДИАПАЗОНА» – это значит, что сопротивление измеряемого участка >10 кОм;
« НЕТ ЦЕПИ» – сообщение, указывающее на дефект, препятствующий поддержанию минимального тока (плохой контакт, обрыв цепи или неравномерность структуры почвы).

Руководство пользователя, прилагаемое к прибору, описывает методику двух тестов:

двух,- трёх,- или четырёхпроводной метод – 2П, 3П, 4П;
автоматического определения сопротивления грунта – Rуд.

Важно! Наличие в составе активного сопротивления объекта индуктивной или ёмкостной компоненты изменят показания на дисплее. В отражённом результате будут учтены и они

Первый способ

В меню устройства выбирается четырёхпроводный метод нажатием кнопки «РЕЖИМ». Из представленных опций выделяется «4П». Далее кнопкой «Rx / ↵», запускается измерение. Числовое значение сопротивления заземления выводится на экран.

Этот метод существенно уточняет результаты измерения, потому что не учитывает сопротивления измерительных шнуров и переходные сопротивления точек подсоединения.

Второй способ

Измерители сопротивления ис 10 используют для определения удельного сопротивления грунта, в котором расположен защитный контур. Прежде, чем заземлить объект, желательно знать этот показатель. На уже защищённых объектах его необходимо периодически тестировать.

При пользовании прибором выполняются следующие действия:

располагаются электроды на расстоянии, в 5 раз превышающем заглубление электродов, с соблюдением прямолинейности;
присоединяются штыри к выходам Т1, П1 и П2, Т2;
прибор переводится в режим «4П» и запускается кнопкой «Rx / ↵»;
снимаются показания сопротивления RE.

При помощи формулы находится удельное сопротивление.

R уд = 2π * d * RЕ,

где d – межэлектродный интервал, м.

При производстве измерений с автоматическим определением R уд нужно:

в опции «РЕЖИМ» выделить режим «R уд»;
сравнить сохранённые в приборе расстояния между заземлителями и при необходимости изменить функцией «УСТ. РАССТ»;
курсорами ▲ или ▼ выставить расстояние от 1 до 99 м с интервалом в 1 м;
подтвердить выбор кнопкой «Rx / ↵».

Внимание! Измерения этого значения допустимы только по четырёхпроводному методу. Он запускается автоматически

Результат выводится на дисплей в единицах: «Ом*м», «кОм*м» или «МОм*м». Величину метража между электродами прибор запоминает до следующих измерений или до введения других значений.

Применение прибора с электроизмерительными клещами позволяет узнать распределение токов в процентном соотношении между отдельными заземлителями в многоэлементном контуре. По данным временного мониторинга (при составлении ежегодных протоколов измерения), отражаемых в паспорте заземляющего устройства, можно оценивать темп и характер старения элементов. На этом же основании следят за изменением структуры грунта по периметру контура.

Портативный измеритель отвечает всем современным требованиям измерительных приборов. Простой интерфейс и подробная информация, отображаемая на дисплее, делают измерения понятным и простым процессом. Прочный корпус и удобные гнёзда для подключения электродов способствуют долгой и безотказной эксплуатации.