Zasada pomiaru
Zasada pomiaru wykonywanego przez przyrząd jest zilustrowana na rysunku poniżej:
Ilustracja pomiaru rezystancji pętli
Szczęki przyrządu zawierają dwie cewki, jedną prądową i drugą napięciową.
Podczas pomiaru rezystancji pętli (R), cewka napięciowa jest źródłem siły elektromotorycznej (E).
W rezultacie działania cewki napięciowej w pętli generowany jest przepływ prądu (I), którego wartość jest mierzona przez cewkę prądową.
Na podstawie wartości parametrów E oraz I przyrząd oblicza wartość rezystancji R jako wynik stosunku:
R = E/I
Metody pomiaru rezystancji elektrod uziemienia
1. Systemy wieloelektrodowe
W przypadku systemu uziemienia składającego się z wielu równolegle połączonych prętów (np.: słupy wysokiego napięcia,
systemy telekomunikacyjne, budynki przemysłowe itp.) każdy z osobna uziemiony, schemat połączeń przyrządu można naszkicować,
jak pokazano na rysunku poniżej
Przyrząd podaje sumę R = R1 + R0 jako wartość zmierzoną w której:
R1 = rezystancja badanego obiektu
R0 = R2 || R3 || R4 = rezystancja równa sumie równolegle połączonych rezystancji R2, R3, R4
Uwaga:
Zależność (1) można uważać za obowiązującą tylko wtedy, gdy możemy pominąć efekt „wzajemnego oddziaływania” pomiędzy prętami
połączonymi równolegle, tj. z prętami umieszczonymi w wystarczającej odległości D między sobą (gdzie D jest równe co
najmniej 5-krotności długości pojedynczego pręta lub 5-krotności maksymalnej przekątnej systemu),
tak aby nie wpływały one na siebie.
W przypadku, gdy obowiązuje wzór (1), wartość parametru R0 jest zwykle znacznie mniejsza niż wartości parametru R1,
a błąd jest pomijalny przy założeniu, że R0 ~ 0. W ten sposób możemy powiedzieć, że opór zmierzony przez przyrząd
odpowiada rezystancji badanego pręta, w każdym razie wynik jest zawyżony co zapewnia bezpieczeństwo w ramach doboru prądu RCD.
Tę samą procedurę można wykonać, wykonując kolejne pomiary na pozostałych połączonych prętach równolegle w celu oceny wartości
rezystancji R2, R3 i R4.
2. Systemy uziemienia z jednym prętem
Zgodnie ze swoją zasadą działania, przyrząd może wykonywać pomiary wyłącznie na pętli rezystancyjnej. Oznacza to, że nie ma
możliwości pomiaru układów wykonanych tylko z jednego pręta uziemienia. W takich przypadkach nadal można ocenić, czy rezystancja
uziemienia badanego pręta jest niższa niż maksymalna dopuszczalna wartość rezystancji uziemienia instalacji mierzonej
metodą tradycyjną, wykorzystując uziom pomocniczy umieszczony blisko instalacji, tworząc w ten sposób sztuczną pętlę rezystancyjną.
Poniżej opisano dwie różne metody przeprowadzania takiej oceny.
A. Pomiar rezystancji uziemienia pręta metodą 2-punktową
Jak pokazano na rysunku poniżej, w odpowiedniej odległości od badanego pręta o rezystancji RA, należy do niego
podłączyć uziom pomocniczy o rezystancji RB i optymalnych właściwościach pod względem uziemienia
(np.: uziomem pomocniczym może być rura metalowa, budynek żelbetowy itp.). Uziomy te muszą być połączone ze sobą
przewodem o odpowiednio dużym przekroju, aby uzyskać pomijalną wartość RL. Uziom pomocniczy nie może być galwanicznie połączony
pod ziemią z badanym prętem RA.
W tych warunkach rezystancja zmierzona przez przyrząd wynosi:
R = RA + RB + RL ~ RA+RB (2)
Uwaga:
Zależność (2) można uważać za obowiązującą tylko wtedy, gdy możemy pominąć efekt „wzajemnego oddziaływania” pomiędzy uziomami
połączonymi szeregowo, tj. z uziomami umieszczonymi w wystarczającej odległości od siebie (równej co
najmniej 5-krotności długości pojedynczego pręta lub 5-krotności maksymalnej przekątnej systemu),
tak aby nie wpływały one na siebie. Oczywiście uziomy nie mogą być galwanicznie połączone ze sobą pod ziemią.
Dlatego jeśli wartość zmierzona przez przyrząd jest niższa niż maksymalna dopuszczalna wartość rezystancji uziemienia instalacji,
której dotyczy pręt uziemiający RA (np.: gdzie 30mA RCD dla RT < 50V / 30mA = 1667Ω), wtedy pręt RA kwalifikuje się,
jako pręt uziemiający.
B. Pomiar rezystancji uziemienia pręta metodą 3-punktową
Jeżeli w odpowiedniej odległości od badanego pręta o oporności RA, istnieją dwie niezależne pomocnicze sondy uziemiające
o oporach RB i RC, posiadające optymalne cechy związane z uziemieniem (np. rura metalowa, budynek żelbetowy itp.), których
wartość można porównać z wartością RA.
Jako pierwszy pomiar (patrz rysunek poniżej) połącz badany pręt RA z sondą RB i użyj przyrządu do pomiaru wartości rezystancji R1.
Metoda 3-punktowa - pomiar pierwszy R1
Jako drugi pomiar (patrz rysunek poniżej) połącz sondę RB z sondą RC i użyj przyrządu do pomiaru wartości rezystancji R2.
Metoda 3-punktowa - pomiar drugi R2
Jako trzeci pomiar (patrz rysunek poniżej) połącz sondę RC z badanym prętem RA i użyj przyrządu do pomiaru wartości rezystancji R3.
Metoda 3-punktowa - pomiar trzeci R3
W tych warunkach, zakładając, że rezystancja kabli połączeniowych jest pomijalna, obowiązują następujące zależności:
R1 = RA + RB (3)
R2 = RB + RC (4)
R3 = RC + RA (5)
gdzie wartości R1, R2 i R3 były zmierzone przez przyrząd.
Uwaga:
Zależność (3), (4) i (5) można uważać za obowiązującą tylko wtedy, gdy możemy pominąć efekt „wzajemnego oddziaływania”
pomiędzy prętami połączonymi szeregowo, tj. z prętami umieszczonymi w wystarczającej odległości między sobą (równej co
najmniej 5-krotności długości pojedynczego pręta lub 5-krotności maksymalnej przekątnej systemu),
tak aby nie wpływały one na siebie. Oczywiście uziomy te nie mogą być galwanicznie połączone ze sobą pod ziemią.
Wynikami zależności (3), (4) i (5) są:
RA = (R1 + R3 – R2) / 2 → rezystancja sondy uziemienia A
i w konsekwencji:
RB = R1 – RA → rezystancja sondy uziemienia B
RC = R3 – RA → rezystancja sondy uziemienia C
Pomiar uziemienia metodą cęgową można wykonać następującymi przyrządami: T2000,
T2100, PM2301