19 wrzesień 2022
Pomiary rezystancji uziemienia to zadanie proste tylko z pozoru. Stosowana metodyka pomiaru uzależniona jest od wielu aspektów takich jak: rodzaj uziemienia, warunki glebowe, otoczenie badanego obiektu itd. Pomiary uziemienia wymagają nie tylko szerokiej wiedzy i doświadczenia od pomiarowca, ale i rzetelnego oraz dokładnego narzędzia do ich realizacji.
Zabieganie o zwiększenie bezpieczeństwa stanowi obecnie nowy, pozytywny trend w szeroko pojętej Energetyce. Kwestia ta stała się priorytetowym aspektem przy projektowaniu nowych i modernizacji istniejących obiektów elektroenergetycznych. Coraz częściej bada się poziom spodziewanych napięć rażenia w przypadku wystąpienia zwarć doziemnych, który to parametr stanowi bezpośrednie odzwierciedlenie poprawności wykonania układu uziemiającego oraz stosuje inne metody pomiaru w przypadkach, w których tradycyjna, stosowana od lat metoda techniczna może dostarczyć błędne wyniki.
Wychodząc naprzeciw zapotrzebowaniu na zaawansowany przyrząd do analizy uziemień, firma Metrel stworzyła całkowicie nowe urządzenie, stanowiące najnowocześniejsze i najbardziej rozbudowane rozwiązanie tego typu dostępne na rynku. Analizator uziemień Metrel MI 3290, bo o nim mowa, łączy w sobie (jako jedyny na świecie) wszystkie znane metody pomiaru uziemień pozwalając na miarodajny i pewny pomiar uziemień wszystkich rodzajów obiektów elektroenergetycznych, od nieskomplikowanych instalacji po rozbudowane siatki uziemiające podstacji wysokich napięć oraz słupy elektroenergetyczne, kratowe czy konstrukcje nietypowe.
W urządzeniu Metrel MI 3290 oferuje następujące funkcje i metody pomiaru uziemień:
2-przewodowa metoda pomiaru uziemień
2-przewodowa metoda pomiaru uziemień może być stosowana, jeśli dostępne jest dobrze uziemione złącze pomocnicze (np. rury wodociągowe itp.). Główną zaletą tej metody jest fakt, że nie wymaga ona dodatkowych uziemień pomocniczych. Metoda ta jest szybka i względnie rzetelna.
Podczas pomiaru prąd sinusoidalny Ie wprowadzany jest do gruntu za pomocą sondy pomocniczej H. Impedancja sondy pomocniczej powinna być jak najniższa w celu wymuszenia odpowiednio wysokiego prądu. Impedancja Rc może zostać zmniejszona poprzez zastosowanie dodatkowych sond równolegle lub przez użycie uziomu naturalnego. Impedancja uziemienia Ze określana jest na podstawie stosunku napięcia i prądu. Z reguły impedancja Rc jest znacznie niższa niż Ze. W takim przypadku wynik może być uznany jako ~ Ze.
3-przewodowa metoda pomiaru uziemień
3-przewodowa metoda pomiaru to najpowszechniejsza metoda badania uziemień. Jest jedynym wyjściem w sytuacji, gdy nie dysponujemy dobrze uziemionym złączem pomocniczym.
Pomiar wykonywany jest za pomocą dwóch sond szpilowych wbijanych w grunt. Minusem stosowania 3 przewodów jest fakt, że rezystancja złącza E dodawana jest do wyniku. Podczas pomiaru prąd sinusoidalny Ie wprowadzany jest do gruntu za pomocą sondy pomocniczej H. Impedancja sondy pomocniczej powinna być jak najniższa w celu wymuszenia odpowiednio wysokiego prądu. Impedancja Rc może zostać zmniejszona poprzez zastosowanie dodatkowych sond równolegle.
4-przewodowa metoda pomiaru uziemień
Metoda ta stanowi rozwinięcie metody 3-przewodowej. Zaletą stosowania pomiaru 4-przewodowego jest to, że rezystancja przewodu łączącego złącze pomiarowe E i badany obiekt nie ma wpływu na wynik pomiaru.
Metoda pomiaru uziemienia - selektywna (cęgowa)
Ten rodzaj pomiaru może być stosowany do selektywnego pomiaru rezystancji uziemienia indywidualnych punktów uziemiających systemu. Bednarki/złącza kontrolne nie muszą być odłączane podczas pomiaru. Układ przewodów tożsamy jest z metodą 4-przewodową.
Metoda pomiaru uzmienia 2-cęgowa
Metoda ta stosowana jest do pomiaru uziemień wielokrotnych. Najważniejszą zaletą tej metody jest brak konieczności umieszczania w gruncie sond pomocniczych, aczkolwiek możliwość jej zastosowania ograniczona jest do konkretnego przypadku, w którym to uziemienia wielokrotne nie są połączone w gruncie. Podczas tego pomiaru, prąd generowany przez cęgi nadawcze zamyka się w obwodzie: badane uziemienie + równoległe połączenie pozostałych uziemień i mierzony jest przez cęgi odbiorcze, a na podstawie zmierzonej wartości mierzona jest rezystancja obwodu. Metoda ta sprawdza się najlepiej na terenach miejskich, gdzie często nie ma miejsca na umieszczenie sond pomiarowych w gruncie.
Metoda pomiaru wysoko-częstotliwościowa (25 kHz)
Pomiar przy zastosowaniu wysokiej częstotliwości pozwala na wyeliminowanie wpływu uziemień sąsiadujących słupów połączonych ze sobą przewodem odgromowym (automatyczna kompensacja składowej indukcyjnej). W tej metodzie stosowane jest połączenie 3-przewodowe.
Metoda selektywna przy użyciu cęgów elastycznych (1-4)
Metoda ta pozwala na praktyczny pomiar indywidualnych punktów w systemie uziemiającym. Dzięki zastosowaniu cęgów prąd płynący do góry (np. po konstrukcji wsporczej słupa) jest kompensowany, przez co pomiar dotyczy tylko konkretnego obiektu. Bednarki nie muszą być odpinane podczas pomiaru co ma istotny wpływ na bezpieczeństwo. W tej metodzie stosowane jest połączenie 4-przewodowe. Poprzez zastosowanie 4 sztuk cęgów możemy całkowicie wyeliminować wpływ równoległego połączenia słupów wysokiego napięcia przez kabel odgromowy co pozwala na selektywny pomiar uziemienia indywidualnych słupów. To rozwiązanie dostępne jest tylko w analizatorze uziemień MI 3290 firmy Metrel.
Metoda pasywna (cęgi elastyczne)
Ta unikatowa metoda pomiarowa wykorzystuje “prąd indukcyjny” lub inny prąd płynący w przewodzie uziemiającym w celu określenia wybranych rezystancji uziemienia indywidualnych punktów uziemiających. Metoda ta wykorzystuje jedynie jedną sondę pomocniczą (S).
Metoda pomiaru uziemienia - udarowa
Udarowa impedancja systemu uziemiającego jest przydatnym parametrem pozwalającym na zbadanie działania systemu uziemiającego w warunkach przejściowych (np. uderzenia pioruna), określając bezpośrednią relację pomiędzy szczytem napięciowym i prądowym.
Specyfika każdego obiektu elektroenergetycznego i jego uziemienia jest inna, aby skutecznie zbadać bezpieczeństwo do każdej sytuacji trzeba podejść indywidualnie stosując metodę adekwatną do parametrów koniecznych do określenia. Firma Metrel w analizatorze MI 3290 przekazała w ręce inżynierów pomiarowców wszelkie niezbędne narzędzia do pewnej i kompletnej weryfikacji systemów uziemiających.
FAQ - najczęściej zadawane pytania
Dlaczego pomiary rezystancji uziemienia są uważane za zadanie złożone?
Pomiary rezystancji uziemienia są uważane za złożone, ponieważ ich metodyka zależy od wielu aspektów, takich jak rodzaj uziemienia, warunki glebowe, otoczenie badanego obiektu, a także wymagają szerokiej wiedzy, doświadczenia oraz rzetelnego i dokładnego narzędzia od pomiarowca.
Jaka jest główna zaleta analizatora uziemień Metrel MI 3290?
Główną zaletą analizatora uziemień Metrel MI 3290 jest to, że łączy on w sobie (jako jedyny na świecie) wszystkie znane metody pomiaru uziemień, co pozwala na miarodajny i pewny pomiar uziemień wszystkich rodzajów obiektów elektroenergetycznych.
Kiedy można zastosować 2-przewodową metodę pomiaru uziemień?
2-przewodowa metoda pomiaru uziemień może być stosowana, jeśli dostępne jest dobrze uziemione złącze pomocnicze, takie jak rury wodociągowe. Jej główną zaletą jest brak konieczności stosowania dodatkowych uziemień pomocniczych.
Jaka jest kluczowa zaleta metody 4-przewodowej nad 3-przewodową w pomiarach uziemień?
Kluczową zaletą 4-przewodowej metody pomiaru uziemień w porównaniu do 3-przewodowej jest to, że rezystancja przewodu łączącego złącze pomiarowe E i badany obiekt nie ma wpływu na wynik pomiaru, co stanowi rozwinięcie i ulepszenie metody 3-przewodowej.
W jakich sytuacjach metoda pomiaru uziemienia 2-cęgowa jest najbardziej użyteczna?
Metoda 2-cęgowa jest szczególnie przydatna do pomiaru uziemień wielokrotnych, zwłaszcza na terenach miejskich, gdzie często brakuje miejsca na umieszczenie sond pomiarowych w gruncie. Jej najważniejszą zaletą jest brak konieczności umieszczania sond pomocniczych w gruncie, aczkolwiek jej zastosowanie jest ograniczone do przypadków, gdy uziemienia wielokrotne nie są połączone w gruncie.
Jaką unikatową funkcję oferuje Metrel MI 3290 w kontekście selektywnego pomiaru za pomocą cęgów elastycznych?
Metrel MI 3290 oferuje unikatowe rozwiązanie w metodzie selektywnej przy użyciu cęgów elastycznych, gdzie zastosowanie 4 sztuk cęgów pozwala całkowicie wyeliminować wpływ równoległego połączenia słupów wysokiego napięcia przez kabel odgromowy. To umożliwia selektywny pomiar uziemienia indywidualnych słupów, a to rozwiązanie jest dostępne tylko w tym analizatorze firmy Metrel.
Kamil Turowski