Измерение сопротивления заземляющих устройств

Система заземления — не просто очередной элемент электросети, а важная защита людей и оборудования. Правильное измерение сопротивления заземляющих устройств позволяет определить надежность заземления, вовремя обнаружить проблемы и снизить риск травм и повреждений. В этой статье мы разберёмся, что такое сопротивление заземляющих устройств, какие методы используют инженеры, как подготовиться к измерениям, какие оборудование и технические требования нужны, а также рассмотрим частые ошибки и ответы на часто задаваемые вопросы. Мы постараемся сделать текст понятным как для начинающих электриков, так и для опытных специалистов, сохранив практическую направленность и конкретные шаги.

Измерение сопротивление заземляющих устройств

Измерение сопротивления заземляющих устройств — ключевой процесс для оценки эффективности защитных заземляющих контуров. В любом здании, где есть электроприборы и розетки, важно понимать, какое сопротивление имеет контур заземления. Небольшое сопротивление означает хорошее заземление; слишком высокое — риск токов утечки, ударов и сбоев электрооборудования. Современные требования по электробезопасности во многих странах предусматривают допустимые пределы сопротивления для конкретных объектов: жилые дома, производственные площадки, объекты энергетики и т. д. Впрочем, даже в частном доме контроль заземления не будет лишним, особенно если вы проложили новые кабели, модернизировали электрощитовую или заменили оборудование.

Что такое заземляющее устройство и зачем его измерять

• Определение: заземляющее устройство — это совокупность металлических элементов (электродов, стержней, контуров), соединённых с нулём или с землёй, и обеспечивающее безопасный путь от тока к земле.
• Зачем измерять: чтобы проверить, насколько эффективно заземление выполняет свою функцию, снизить риск поражения электрическим током и повреждений оборудования при аварийных режимах.
• Что включают измерения: сухой остаток, сопротивление контура заземления, сопротивление между заземляющим контуром и грунтом, сопротивление металлических частей, безопасность соединений.

Виды методов измерения сопротивления заземляющих устройств

• Метод прокола штыря (малогабаритные участки): применяется для небольших заземлений в бытовых условиях. Просто вставляем временный заземляющий штырь в землю, оцениваем сопротивление по схеме, обычно с использованием измерительного прибора.
• Метод 3-поточного измерения (редко встречается в быту, чаще в промышленности): характерен для больших заземляющих контуров, где требуется точная оценка сопротивления на разных частях контура.
• Метод Штейнера/Лоусона: классический подход для точного определения сопротивления заземления через заземляющий электрод и «проводниковые» элементы. В этом методе важна стабильная земля и минимальные помехи.
• Метод ослабления сопротивления от грунта: учитывает влажность, температуру грунта, состав почвы, почвенный слой и другие параметры, влияющие на сопротивление.
• Лабораторные контрольные измерения: проводятся в условиях сервисного обслуживания или перед допуском объекта к эксплуатации, иногда с использованием стационарного тестового оборудования.

Оборудование и приборы для измерения

• Контурные тестеры/мультиметры с функцией измерения сопротивления заземления: компактные онлайн-устройства, пригодные для быстрой оценки.
• Токовые клещи/переключатели: измеряют сопротивление относительно определённых точек контура.
• Тестеры заземления с внешними заземляющими электродами: предназначены для точного измерения сопротивления на больших площадях.
• Водяные или металлические электроды: используются как временные заземляющие элементы в зависимости от метода.
• Резервуары и кабели с защитной оболочкой: для безопасного подключения к заземляющему контуру.
• Лабораторное оборудование: пробы грунта, измерительные лупы и стойки для точной фиксации.

Нормы, требования и допуски

• Общие требования: чем ниже сопротивление заземления, тем лучше. В жилых помещениях часто рекомендуют значения в диапазоне нескольких десятков Ом до сотен Ом в зависимости от характеристик электроустановки.
• В промышленных условиях: допустимое сопротивление может быть ниже — от 0,5 до 10 Ом зависит от уровня напряжения, характера оборудования и требований по ПТЭЭП.
• Частота измерений: регулярные проверки, особенно после проведения работ по реконструкции или ремонта, после сильных дождей и весной, когда влажность повышается.
• Документация: результаты замеров должны храниться в журнале обслуживания электросистем, с указанием даты, условий измерений и применённых методик.

Подготовка к измерениям

• Обеспечьте безопасность: наденьте защитную каску, очки, перчатки; убедитесь, что на объекте нет токоведущих частей, если вы работаете не в присутствии ответственных лиц.
• Выберите правильный метод: для бытовых условий чаще используется упрощённый метод с временными электродами; для промышленных площадок — более точные методы с расчётами.
• Подготовьте оборудование: зарядите приборы, запаситесь кабелями, стабилизирующими элементами, электродами, зажимами; возьмите блоки питания для конкретных приборов.
• Обеспечьте условия для точности: избегайте измерений во время дождя или сильного ветра; учтите влажность, температуру и состояние грунта в день замеров.
• Схема и маршрут: заранее определите точки подключения и маршрут прокладки временных электродов, чтобы избежать перекрещивания и помех.

Этапы проведения измерения сопротивления заземляющих устройств

• Шаг 1: планирование и безопасность. Определяем точки заземления, выбираем методы и инструменты. Проверяем исправность средств индивидуальной защиты.
• Шаг 2: подготовка электроустановки. Отключаем питание по инструкции, фиксируем схему контура заземления.
• Шаг 3: установка временных электродов. В зависимости от метода — размещаем электроды в грунт на заданном расстоянии и глубине.
• Шаг 4: подключение приборов. Соединяем измеритель с проводниками и электродами, проверяем надёжность контактов.
• Шаг 5: выполнение измерения. Проводим серию замеров, записываем данные, обычно — несколько повторов для повышения надёжности.
• Шаг 6: анализ результатов. Сравниваем полученные значения с нормами, определяем необходимость усиления контура заземления.
• Шаг 7: документирование. Вносим результаты в журнал, фиксируем условия измерения, методику, точность прибора.

Частые ошибки и как их избегать

• Неправильное расстояние между электродами: влияет на точность, особенно при методах 3-поточного измерения; следуйте регламентам по расстоянию.
• Нестабильное грунтовое состояние: сухая погода может увеличить сопротивление; повторите измерение при более благоприятных условиях.
• Неправильная калибровка прибора: без проверки калибровки результаты могут быть неверными.
• Игнорирование температурных и влажностных факторов: они существенно влияют на сопротивление грунта.
• Неправильная фиксация контактов: плохой контакт даёт ложные высокие значения; используйте надёжные зажимы и чистые поверхности.
• Неучёт влияния металла вокруг: металлические предметы и коммуникации рядом с участком измерения могут искажать результаты.

Практические советы по улучшению заземления

• Увеличение количества заземляющих электродов: распределение по периметру здания улучшает эффективность контура.
• Грунт с высокой влажностью: при дефиците влаги можно использовать увлажняющие растворы в зоне электродов, если это допускается нормами.
• Уменьшение сопротивления контактной зоны: обработка и очистка мест соединений, обеспечение хорошего контакта.
• Дополнительные заземляющие пластины: установка пластин в точках с наименьшим грунтовым сопротивлением.
• Регулярный контроль: периодические проверки помогают выявлять ухудшение контура и вовремя принимать меры.

Таблица сравнения методов измерения

Практический пример: как провести измерение в частном доме

• Ситуация: дом с металлическим каркасом и заземлением в виде стержневой системы.
• Подготовка: отключаем питание, выбираем метод Штейнера, подготавливаем 3 временных электрода на расстоянии 5–7 метров друг от друга.
• Выполнение: устанавливаем электроды, подключаем измеритель, проводим серию замеров.
• Анализ: сопротивление контура заземления составляет около 25 Ом — в пределах допустимого для некоторых систем, но при резких изменениях купленных приборов может потребоваться усиление контура.
• Рекомендации: при необходимости добавить ещё стержни в качестве дополнительных заземляющих точек и проверить соединения.

Как выбрать прибор для измерения сопротивления заземляющих устройств

• Надежность и сертификация: ищите устройства, сертифицированные по соответствующим стандартам.
• Диапазон измерения: выбирайте прибор, который способен охватить ожидаемые значения в вашем объекте.
• Порты и аксессуары: наличие совместимых электродов, кабелей и зажимов упрощает работу.
• Удобство использования: интуитивно понятный интерфейс, сохраняемость данных, возможность экспорта в отчет.
• Пылезащита и влагостойкость: учитывайте условия эксплуатации.

Частые вопросы по теме (FAQ)
Что считается нормальным сопротивлением заземления в жилом доме?
Обычно сопротивление контура заземления в жилых домах стремится к диапазону от нескольких десятков до нескольких сотен Ом, в зависимости от конкретной схемы и требований. В любом случае менее 100 Ом чаще предпочтительно, но точное значение следует проверять по местным нормам и характеристикам установки.

Нужно ли проводить измерение сопротивления заземляющих устройств после каждого ремонта?
Да, если ремонт затрагивает электрические контуры или заземляющую систему, то рекомендуется повторное измерение для подтверждения безопасности и соответствия нормам.

Можно ли проводить измерения без отключения питания?
В большинстве случаев нет. Работы с заземлением требуют отключения питания или выполнения под контролем специалиста. Соблюдайте инструкции по технике безопасности и используйте защитные средства.

Какие риски существуют при неправильном измерении?
Неправильное измерение может привести к ложному выводу об аварийной ситуации, что в итоге может повлечь риск поражения электрическим током или повреждения оборудования. Поэтому важно соблюдать методику и инструкции по эксплуатации приборов.

Как часто следует проверять заземляющие устройства на предприятии?
Частота зависит от условий эксплуатации и требований нормативных документов. Обычно проводят ежегодные повторные измерения, а при изменениях в инфраструктуре — сразу после изменений.

Полезные чек-листы для специалистов

• Чек-лист подготовки:
  • Проверка наличия лицензий и документов.
  • Подготовка средств индивидуальной защиты.
  • Обеспечение безопасной зоны вокруг рабочей области.
  • Подготовка прибора и электродов.
• Чек-лист измерений:
  • Отключено ли питание и закрыты ли соответствующие автоматические выключатели?
  • Правильно ли расположены временные электроды?
  • Надёгость контактов с электродами.
  • Выполнены ли несколько повторных измерений?
• Чек-лист анализа:
  • Сравнение с нормативами и допусками.
  • Оценка влияния погодных условий.
  • Решение о необходимости усиления контура.