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Comment mesurer la résistance de mise à la terre
La sécurité utilisation de l'énergie électrique dépend non seulement de l'installation correcte de l'installation électrique, mais également du respect des exigences fixées dans la documentation réglementaire pour son fonctionnement. Le circuit de mise à la terre d'un bâtiment, en tant qu'élément d'un équipement électrique de protection, nécessite une surveillance périodique de son état technique.
Comment fonctionne le dispositif de mise à la terre
En mode d'alimentation normal, boucle de masse Conducteur PE connecté aux boîtiers de tous les appareils électriques, le système d'égalisation du potentiel du bâtiment et est inactif: à travers lui, grosso modo, aucun courant ne passe, sauf pour les petits arrière-plans.
Comment la mise à la terre protège les humains
En cas d'urgence liée à la rupture de la couche d'isolation du câblage, une tension dangereuse apparaît sur le corps de l'appareil défectueux et circule à travers le conducteur PE à travers la boucle de terre jusqu'au potentiel de terre.
Pour cette raison, l'amplitude de la haute tension transmise aux parties non conductrices devrait diminuer à un niveau sûr, ce qui ne peut pas causer de blessures électriques à une personne qui est en contact avec le cas d'un équipement défectueux à travers le sol.
Lorsque le conducteur PE ou la boucle de terre est rompu, il n'y a pas de chemin de drain de tension et le courant traversera le corps humaincoincé entre les potentiels d'un appareil endommagé et le sol.
Par conséquent, lors de l'utilisation d'un équipement électrique, il est important de maintenir la boucle de terre en bon état et de surveiller son état avec des mesures électriques périodiques.
Comment un dysfonctionnement se produit-il au niveau du dispositif de mise à la terre
Dans un nouveau circuit en état de service, le courant électrique accidentel traversant le conducteur PE pénètre dans les électrodes du collecteur qui entrent en contact avec leur surface avec le sol et, à travers elles, va régulièrement au potentiel de la terre. Dans ce cas, le flux principal est divisé également en ses parties constituantes.
À la suite d'une exposition prolongée à un sol hostile, le métal des conducteurs actuels est recouvert d'un film d'oxyde de surface. La corrosion naissante aggrave progressivement les conditions de passage du courant, augmente la résistance électrique des contacts de l'ensemble de la structure. La rouille formée sur les pièces en acier est généralement générale, et dans certaines régions, un caractère local prononcé. Cela est dû à la présence inégale de solutions chimiquement actives de sels, alcalins et acides qui sont constamment dans le sol.
Les particules de corrosion résultantes sous forme de flocons individuels s'éloignent du métal et arrêtent ainsi le contact électrique local. Au fil du temps, il y a tellement d'endroits de ce type que la résistance du circuit augmente et que le dispositif de mise à la terre, perdant la conductivité électrique, devient incapable d'éliminer de manière fiable le potentiel dangereux dans le sol.
Seules des mesures électriques opportunes permettent de déterminer le moment de l'état critique du circuit.
Principes de mesure de la résistance du dispositif de mise à la terre
La méthode d'évaluation de l'état technique du circuit est basée sur la loi classique du génie électrique, identifiée par Georg Om pour la section du circuit. À cet effet, il suffit de faire passer un courant à travers un élément contrôlé à partir d'une source de tension calibrée et de mesurer le courant transmis avec un haut degré de précision, puis de calculer la valeur de résistance.
Ampèremètre et voltmètre
Étant donné que le circuit fonctionne dans le sol avec toute sa surface de contact, il doit être évalué lors de la mesure. Pour ce faire, à une faible distance (environ 20 mètres) du dispositif de mise à la terre surveillé, des électrodes sont enterrées: la principale et la supplémentaire.Ils sont alimentés en courant par une source stabilisée de tension alternative.
Un courant électrique commence à circuler le long d'un circuit formé de fils, d'une source d'EMF et d'électrodes avec une partie conductrice souterraine du sol, dont la valeur est mesurée par un ampèremètre.
Un voltmètre est connecté à la surface de la boucle de terre nettoyée en métal pur et au contact de l'électrode de terre principale.
Il mesure la chute de tension dans la zone entre le sectionneur de terre principal et la boucle de terre. En divisant la valeur de la lecture du voltmètre par le courant mesuré par l'ampèremètre, vous pouvez calculer la résistance totale de l'ensemble du circuit.
Avec des mesures grossières, elles peuvent être limitées et, pour calculer des résultats plus précis, il sera nécessaire de corriger la valeur obtenue en soustrayant la valeur de résistance des conducteurs de connexion et l'influence des propriétés diélectriques du sol sur la nature des courants de propagation dans le sol.
Réduite de cette valeur et mesurée par la première action, la résistance totale donnera le résultat souhaité.
La méthode décrite est assez simple et inexacte, présente certains inconvénients. Par conséquent, pour effectuer de meilleures mesures effectuées par des spécialistes des laboratoires électriques, une technologie plus avancée a été développée.
Méthode de compensation
La mesure est basée sur l'utilisation de conceptions prêtes à l'emploi d'instruments métrologiques de haute précision fabriqués par l'industrie.
Avec cette méthode, l'installation des électrodes principales et auxiliaires dans le sol est également utilisée.
Ils sont transportés sur une longueur d'environ 10 ÷ 20 mètres et sont enterrés sur la même ligne, capturant la boucle de terre testée. Une sonde de mesure est connectée au bus du dispositif de mise à la terre, essayant de placer l'appareil plus près du contact du bus. Les conducteurs de connexion relient les bornes de l'appareil aux électrodes installées dans le sol.
La source de l'EMF variable fournit un courant I1 au circuit connecté, qui passe à travers un circuit fermé formé par l'enroulement primaire du transformateur de courant CT, les fils de connexion, les contacts d'électrode et la masse.
L'enroulement secondaire du transformateur CT perçoit le courant I2 égal au courant primaire et le transfère à la résistance du rhéostat R, ce qui permet à la ré-corde "b" de régler l'équilibre entre les tensions U1 et U2.
Le transformateur d'isolement IT traduit le courant I2 traversant son enroulement primaire en son circuit secondaire, fermé au dispositif de mesure V.
Le courant I1 traversant le sol dans la zone située entre l'électrode de masse principale et la boucle de masse forme une chute de tension U1 dans la zone que nous mesurons, qui est calculée par la formule:
U1 = I1 ∙ rx.
Le courant I2 traversant la section du rhéostat R "ab" avec résistance rab forme une chute de tension U2, définie par l'expression:
U2 = I2 ∙ rab.
Pendant la mesure, déplacez le bouton d'enregistrement pour que l'écart de la flèche de l'instrument V soit mis à zéro. Dans ce cas, l'égalité est vraie: U1 = U2.
On obtient alors: I1 ∙ rx = I2 ∙ rab.
La conception du dispositif étant telle que I1 = I2, la relation est observée: rx = rab. Il ne reste plus qu'à découvrir la résistance du complot ab. Mais pour cela, il suffit d'agrandir la poignée du potentiomètre et de monter une flèche sur sa partie mobile, qui se déplacera selon une échelle fixe, graduée à l'avance dans les unités de résistance du rhéostat R.
Ainsi, la position du pointeur à flèche du rhéostat lors de la compensation des chutes de tension en deux sections vous permet de mesurer la résistance du dispositif de mise à la terre.
En utilisant un transformateur d'isolement IT et une conception spéciale de la tête de mesure V, ils permettent un désaccordage fiable de l'appareil des courants parasites. Le mécanisme de mesure de haute précision contribue à un faible impact résistances transitoires sonde pour le résultat de la mesure.
Les appareils fonctionnant selon la méthode de compensation permettent une mesure précise de la résistance des éléments individuels.Pour ce faire, il suffit de connecter un conducteur pris du point 1 à une extrémité du circuit mesuré, et une sonde de mesure (point 2) et un fil du point 3 de l'électrode auxiliaire à l'autre extrémité.
Dispositifs de mesure de la résistance du dispositif de mise à la terre
Au cours du développement du secteur de l'énergie, les instruments de mesure ont été constamment améliorés pour faciliter l'utilisation et obtenir des résultats très précis.
Il y a seulement quelques décennies, seuls les compteurs analogiques de l'URSS de marques telles que MS-08, M4116, F4103-M1 et leurs modifications étaient largement utilisés. Ils continuent de travailler aujourd'hui.
Maintenant, ils sont complétés avec succès par de nombreux appareils utilisant la technologie numérique et des appareils à microprocesseur. Ils simplifient quelque peu le processus de mesure, ont une grande précision et stockent les résultats des derniers calculs en mémoire.
Méthode de mesure de la résistance du dispositif de mise à la terre
Une fois l'appareil livré au lieu de mesure et retiré de la mallette de transport, le jeu de barres est prêt à connecter le conducteur de contact: ils nettoient le lieu de connexion de la pince crocodile avec une lime de la corrosion ou installent une pince avec une pince à vis forçant la couche supérieure de métal.
Mesure de résistance à trois fils
Les exigences pour un fonctionnement sûr exigent que des mesures soient prises lorsque le disjoncteur est éteint dans le panneau d'alimentation d'entrée du bâtiment ou lorsque le conducteur PE est retiré du sectionneur de terre. Sinon, en cas d'urgence, le courant de fuite traversera le circuit et l'appareil ou le corps de l'opérateur.
Le conducteur de connexion est connecté à l'appareil et à la pince.
À une distance spécifiée, les électrodes de terre sont enfoncées dans le sol avec un marteau. Des bobines avec des conducteurs de connexion sont accrochées sur eux et leurs extrémités sont connectées.
Réglez les contacts des fils dans la prise de l'appareil, vérifiez la disponibilité du circuit pour le fonctionnement et l'amplitude de la tension d'interférence entre les électrodes installées. Il ne doit pas dépasser 24 volts. Si cette position n'est pas remplie, vous devrez modifier l'emplacement d'installation des électrodes et revérifier ce paramètre.
Il ne reste plus qu'à appuyer sur le bouton pour effectuer la mesure automatique et supprimer le résultat calculé de l'affichage.
Cependant, il est impossible de se calmer après avoir reçu le résultat de la première mesure. Pour tester votre travail, vous devez effectuer une petite série de mesures de contrôle, en réorganisant la broche potentielle sur de courtes distances. L'écart de toutes les valeurs de résistance obtenues ne doit pas diverger de plus de 5%.
Mesure de résistance à quatre fils
Pour utiliser des méthodes de détection électrique verticale, des mesureurs de résistance de boucle de terre peuvent être utilisés dans un circuit à quatre fils, en arrangeant les électrodes de réception selon la méthode Wenner ou Schlumberger.
Cette méthode est plus adaptée aux études approfondies et au calcul de la résistivité électrique du sol.
L'option de connexion de l'appareil IS-20/1 selon ce schéma est illustrée dans l'image.
Mesurer la résistance de l'électrode de masse à l'aide de pinces multimètres
Lors de l'utilisation de la méthode, il est nécessaire d'avoir un courant de fond de l'installation électrique du bâtiment à la boucle de terre. Sa valeur dans la plupart des appareils fonctionnant sur ce type ne doit pas dépasser 2,5 ampères.
Mesure de la résistance de boucle sans rupture du circuit d'électrode de masse à l'aide de pinces de mesure
En utilisant le compteur IS-20 / 1m, il est possible d'effectuer une évaluation électrique de l'état du dispositif de mise à la terre du bâtiment selon le schéma suivant.
Mesure de la résistance de boucle sans électrodes auxiliaires à l'aide de deux pinces de mesure
Avec cette méthode, il n'est pas nécessaire d'installer des électrodes supplémentaires dans le sol, mais vous pouvez effectuer des travaux en utilisant deux pince de courant. Ils devront être transportés le long de la barre omnibus du dispositif de mise à la terre à une distance de plus de 30 centimètres.
Le choix de la méthodologie de mesure dépend des conditions de fonctionnement spécifiques de l'équipement et est déterminé par les spécialistes du laboratoire.
L'évaluation de l'état du dispositif de mise à la terre peut être effectuée à différents moments de l'année. Cependant, il convient de garder à l'esprit que pendant la période de forte présence d'humidité dans le sol lors du dégel automne-printemps, les conditions de propagation des courants dans le sol sont les plus favorables et par temps sec et chaud - les pires.
Les mesures estivales avec un sol séché reflètent le plus qualitativement l'état réel du contour.
Certains électriciens recommandent de réduire la valeur de résistance pour renverser le sol près des électrodes avec des solutions salines. Il faut comprendre que cette mesure est temporaire et inefficace. Avec le départ de l'humidité, l'état de conductivité s'aggrave à nouveau et les ions de sel dissous vont détruire le métal situé dans le sol.
En conclusion
Tous les lecteurs attentifs et les électriciens expérimentés sont invités à regarder l'image ci-dessous, qui montre une méthode simple, à première vue, pour mesurer la résistance du dispositif de mise à la terre, qui n'a pas trouvé une large application pratique dans les laboratoires.
Expliquez dans les commentaires quels processus électriques se produisent avec cette méthode et comment ils affectent la précision de la mesure. Testez vos connaissances, bonne chance!
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