Metodologija Otpor Uzemljenja

Bosne Srebrene 127 75000 Tuzla BiH T: +387 35 280 682 F: +387 35 280 686 www.inzio.com.ba [email protected]

DD INSTITUT ZA ZAŠTITU, EKOLOGIJU I OBRAZOVANJE TUZLA

METODOLOGIJA MJERENJE I ISPITIVANJE OTPORA UZEMLJENJA

Tuzla, 2011 godine

MJERENJE I ISPITIVANJE OTPORA UZEMLJENJA

Sadržaj: A.PRIMJENJENJA METODOLOGIJA 1.1. SVRHA ISPITIVANJA 1.2. GLAVNO UZEMLJENJE 1.3. GROMOBRANSKI SISTEMI 1.4.REFERENCE 1.5.MJERNI PRINCIPI/GRANICE 1.6.MJERENJE OTPORA UZEMLJENJA SA DVA PROVODNIKA, UNUTRAŠNJIM IZVOROM, BEZ SONDI 1.7.MJERENJE OTPORA PETLJE UZEMLJENJA, SPOLJNI IZVOR, BEZ SONDI 1.8. TRO/ČETVOROŽILNO MJERENJE OTPORA UZEMLJENJA, UNUTRAŠNJI GENERATOR, DVIJE SONDE 1.9. MJERENJE OTPORA UZEMLJENJA SA STRUJNIM KLIJEŠTIMA I DVIJE SONDE 1.10. MJERENJE OTPORA UZEMLJENJA SA DVOJE STRUJNIH KLIJEŠTA 1.11. ŠEME POVEZIVANJA 1.12.KVALIFIKACIONA STRUKTURA 1.13.OZNAČAVANJE I PISANJE IZVJEŠTAJA

DD INSTITUT ZA ZAŠTITU,EKOLOGIJU I OBRAZOVANJE TUZLA


A

PRIMJENjENA METODOLOGIJA

Ova metodologija predstavlja uputstvo za mjerenje i ispitivanje otpora uzemljenja . 1.1.

SVRHA ISPITIVANJA

Uzemljenjem izloženih provodnih dijelova, obezbjeđuje se da napon dodira ostane ispod opasne granice u slučaju kvara. Na slici 1, REH i RED predstavlja otpore uzemljenja.

Slika 1. Ekvivalent strujnih krugova niskonaponske instalacije



1.2.

GLAVNO UZEMLJENJE

Instalacija / distributivna tačka / izvor električne energije su uzemljeni preko tzv. glavnog uzemljenja. Uzemljenje je izevedeno metalnom elektrodom ( elektrodama ) nabijenim u zemlju. Sistem uzemljenja zavisi od njegoove namjene ( veličine objekta, specifičnog otpora uzemljenja, maksimalno dozvoljenog otpora , itd. ) U TN sistemima uzemljenje je realizovano pri izvoru i/ili distributivnim tačkama. Otpor uzemljenja je obično vrlo mali ( ispod 1 Ω ). TT instalacije imaju svoja glavna uzemljenja. Otpor uzemljenja je obično veći nego u TN sistemima ( od nekoliko Ω do nekoliko stotina Ω ). Iz ovog razloga i mali naponi dodira mogu izvesti opasne struje kroz ljudsko tijelo. S toga TT sistemi obično imaju dodatnu zaštitu u vidu ZUDS-a.



1.3.

GROMOBRANSKI SISTEMI

Uzemljenje se koristi i pri izradi gromobranskih sistema. Gromobranski spust sistema za zaštitu od atmosferskog pražnjenja mora imati relativno mali otpor ( između 1 Ω i 10 Ω ) da bi mogao štiti objekata od udara groma.



1.4.

REFERENCE:  

Metodologija: IEC 60364-6 ( poglavlje 61.3.6.2), Mjerni instrumenti : IEC 61557-5



1.5. MJERNI PRINCIPI/GRANICE: Mjerenje otpora uzemljenja može biti veoma kompleksan zadatak. Sistem uzemljenja može biti velik, sa više lokalnih sistema povezanih ispod ili iznad zemlje, itd.. Stoga je bitan izbor odgovarajuće metode ispitivanja, kao i instrumenta. Granice vrijednosti otpora Za glavno uzemljenje moraju se ispuniti sljedeći uslovi: 𝑅𝐸𝐻 <

𝑈𝐶𝑙𝑖𝑚 𝐼𝑎

………………….

Jednačina 1

REH - Otpor glavnog uzemljenja UClim - Granica napona dodira ( obično 50 V ) Ia - Struja koja će izazvati prekid napajanja u određenom vremenskom period. Ako je instaliran ZUDS Ia = I∆N Pojedine sonde gromobranskih sistema moraju imati relativno mali otpor ( između 1Ω i 10 Ω ). Mjerenje cjelokupnog i selektivnog otpora uzemljenja Veliki sistemi uzemljenja i sistemi gromobranske zaštite imaju više tačaka uzemljenja. U ovom slučaju se moraju ispitati svi uzemljivači pojedinačno. Model sistema uzemljenja se može predstaviti jednostavnom paralelnom vezom otpornika. Svaki otpornik predstavlja otpor uzemljenja jedne tačke uzemljenja prema modelu:  Ukupan ( globalno, cio sistem ) otpor uzemljenja je paralelna veza otpora ( RE1, RE2, RE3, RE4 ...),  Individualni ( parcijalni, selektivni ) otpori uzemljenja su RE1, RE2, RE3, RE4 ...

Slika 1: Model strujnih krugova sistema uzemljenja sa više tačaka uzemljenja



1.6. MJERENJE OTPORA UZEMLJENJA SA DVA PROVODNIKA, UNUTRAŠNJIM IZVOROM, BEZ SONDI Test sa dva provodnika se može koristiti ako postoji dobro uzemljenja referentna tačka ( npr. Izvor/distributivna uzemljenja preko neutralnog provodnika ). Prednost ove metode je da nema potrebe za sondama pri ispitivanju. Metoda je brza i relativno pouzdana.

Slika 2. : Mjerenje ukupnog uzemljenja – test sa dva provodnika Na primjeru kao na slici 2 se mjeri sljedeća otpornost:

𝑅𝐸𝐴𝑅𝑇𝐻_2𝑃 = 𝑅𝑁𝑑 + 𝑅𝐸ℎ + 𝑅𝐸𝑑 [ Ω ]

................. Jednačina 2.

REARTH_2P ............. Rezultat ispitivanja sa dva provodnika Obično su otpori RED i RNd mnogo niži od REh. U ovom slučaju rezultat se može smatrati kao REh. Napomene:  Primjenljivo u TT sistemima ako je otpor uzemljenja pri mjerenim instalacijama veći od referentnog ( dobro uzemljenje ).  Neprimjenljivo u TN i IT sistemima.  Primjenljivo u urbanim sredinama, ako ne postoji prikladno mjesto za sonde.  Primjenljivo u uslovima gdje je združeno više lokalnih uzemljenja, koji predstavljaju veliki sistem uzemljenja.  Nema potrebe za sondama.



1.7. MJERENJE OTPORA PETLJE UZEMLJENJA, SPOLJNI IZVOR, BEZ SONDI U TT sistemima metodom mjerenja otpora petlje uzemljenja, prema IEC 61557-3 mjeri se sljedeći otpor uzemljenja: RLOOP = RLH + REh + REd + RT [ Ω ] ..............

Jednačina 3.

Ako je ukupan otpor uzemljenja REH veći od otpora RED i povratnog voda ( otpor faznih provodnika, sekundarnog namotaja energetskog transformatora ), rezultat se može posmatrati kao približno REH. Napomene:     

Primjenljivo u TT sistemima, gdje je otpor uzemljena mjerene instalacije veći od ( dobro uzemljenog ) referentnog. Nije primjenljivo u TN i IT sistemima! Primjenljivo u urbanim sredinama, ako nema odgovarajućeg prostora za ispitne sonde. Primjenljivo u uslovima gdje je združeno više lokalnih uzemljenja, i predstavljaju veliki sistem uzemljenja. Nema potrebe za sondama.



1.8 TRO/ČETVOROŽILNO MJERENJE OTPORA UZEMLJENJA, UNUTRAŠNJI GENERATOR, DVIJE SONDE Mjerenje otpora uzemljenja sa tri provodnika je standardni test. Ovo je jedina metoda, ako nije na raspolaganju vod dobro uzemljenog objekta. Mjerenje se izvodi sa dvije sonde. Nedostatak ove metode je otpor kontakta priključka E, koji je dodat u rezultat.

Slika 3.: Mjerenje otpora uzemljenja sa tri provodnika – standardna metoda Prednost korištenja metode sa četiri provodnika je da se u rezultat ne uključuje otpor na izvodu E.

Slika 4.: Mjerenje otpora uzemljenja sa četiri provodnika – standardna metoda Primjer na slici 4 prikazuje mjerenje električnog otpora:

𝑅𝐸𝐻 =

𝑈𝑉 𝐼𝑔𝑒𝑛

, ................

Jednačina 4

Igen = IRE1 + IRE2 + IRE3 + IRE4, .................

Jednačina 5

UV – pad napona na otporu uzemljenja, mjereno iznad priključka S i ES Igen - Struja ispitivanja instrumenta. Napomene:  Metoda obezbjeđuje tačne rezultate u opsegu od 0 Ω do nekoliko 1000 Ω



  

Metoda nije primjenljiva za velike objekte , pri kojima je vezano više sondi, jer bi sonde za ispitivanje morali postaviti na velike razdaljine Ako se mjeri otpor uzemljenja pojedinih uzemljivača, mjerna tačka se mora odvojiti od sistema. U TN sistemima PE (PEN) provodnik se mora odvojiti.

Slika 5.: Selektivno mjerenje otpora uzemljenja - standardna metoda Igen = IRE2 ........................... Jednačina 6 Prema jednačini 6 ispitna struja protiče samo kroz parcijalni otpor RE2 i samo se isti mjeri. Napomene:   

Tačni rezultati od 0 Ω naviše, nema ograničenja broja tačaka mjerenja Nije primjenljivo na velikim sistemima uzemljenja, jer se sonde moraju postaviti na velike razdaljine od objekta. Odvajanje je prilično komplikovano , metoda ispitivanja sa strujnim kliještima je mnogo efikasnija i jednostavnija.



1.9 MJERENJE OTPORA UZEMLJENJA SA STRUJNIM KLJIŠTIMA I DVIJE SONDE Ova metoda je primjenljiva za mjerenje otpora uzemljenja individualnih sondi sistema uzemljenja. Sonde se ne moraju odvajati od sistema tokom mjerenja.

Slika 6.: Selektivno mjerenje otpora uzemljenja – metoda sa jednim strujnim kliještima U primjeru na slici 6. mjere se sljedeći otpori:

𝑅𝐸2 = 𝐼

𝑈𝑉

𝑐𝑙𝑎𝑚𝑝 ∙𝑁

𝐼𝑐𝑙𝑎𝑚𝑝 =

𝑈𝑉

=𝐼

𝑅𝐸2

..................... Jednačina 7

𝑅𝐸1 II𝑅𝐸2 II𝑅𝐸3 II𝑅𝐸4 … ∙ 𝐼𝑔𝑒𝑛 𝑅𝐸2

.....................Jednačina 8

Iclamp ................. Struja kroz kliješta N ....................... Stepen transformacije struje u kliještima Igen ..................... Ispitna struja mjernog instrumenta Parcijalne struje IRE2 ( slika 6 ) se mjere strujnim kliještima. Napomene:  Nije primjenljivo na velikim sistemima uzemljenja, povezanim sistemima uzemljenja, jer se mjerne sonde moraju postaviti na veliku udaljenost od objekta.  U velikim sistemima, izmjerena parcijalna struja , je samo mali dio ispitne struje Igen. Na tačnost mjerenja malih vrijednosti struja utiču i male vrijednosti spoljašnjih struja smetnji, koje se takođe moraju uzeti u obzir.  Za sistemne sa nekoliko desetina sondi za uzemljenje se ova metoda ne preporučuje.



1.10 MJERENJE OTPORA UZEMLJENJA SA DVOJE STRUJNIH KLIJEŠTA Ovaj mjerni sistem se koristi za mjerenje otpora uzemljenja sondi za uzemljenje, podzemnih veza uzemljivača, itd. Ova metodazahtjeva zatvorenu petlju, da bi se mogla stvoriti ispitna struja.

Slika 7.: Mjerenje otpora uzemljenja sa dvoje strujnih kliješta Kliješta za pobudu stvaraju napon na sistemu uzemljenja. Napon generiše struju za ispitivanje u petlji. Prema primjeru na slici 7 vidimo da:

𝑅𝐸2 + ( 𝑅𝐸1 II𝑅𝐸3 II𝑅𝐸4 … ) =

𝑈𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟 𝐼𝑐𝑙𝑎𝑚𝑝

1 𝑁

.................... Jednačina 9

Ugenerator – Unutrašnji izvorni napon instrumenta, napajanje strujnih kliješta za pobudu Iclamp – Struja kroz mjerna strujna kliješta N – Stepen transformacije strujnih kliješta Ukupan otpor uzemljenja sondi RE1, RE3 i RE4 vezanih u paralelnu vezu je mnogo niži od otpora mjerne sonde, tako da se može smatrati da je RE2 mjereno = RE2. Ostali individualni otpori se mogu izmjeriti, tako što se ostale elektrode obuhvate sa strujnim kliještima. Napomene:       



Primjenljivo u kompleksnim sistemima uzemljenja sa mnogo paralelnih vezanih sondi Primjenljivo za mjerenje otpora uzemljenja u transformatorskim stanicama Posebno je pogodanza mjerenja u urabanim srdinama. Nema potrebe za odvajanje mjerenih sondi Primjenljivo za ispitivanje pojedinačnih i glavnih uzemljivača Veoma brzo ispitivanje, nema potrebe za mjernim sondama i za odvajanje uzemljivača ( ukrsnih komada ) Tačni rezultati mjerenja vrijednosti otpora ispod 10 Ω. Mjerni opseg je ograničen na nekoliko desetina Ω. Pri većim vrijednostima otpora struja ispitivanja padne na nekoliko mA. Pri mjerenju malih vrijednosti struja, moraju se uzeti u obzir struje greške, koje mogu uticati na tačnost rezultata . Minimalni razmak između kliješta za pobudu i mjernih kliješta je 30 cm. ( osim kada su izolovani )



1.11 ŠEME POVEZIVANJA

Slika 8.Test sa dva provodnika ( samo za TT sisteme ), bez sondi

Slika 9: Test sa 3 provodnika, dvije sonde i pravolinijska lokacija sondi



Slika 10.: Test sa 3 provodnika, dvije sonde i raspored sondi u jednakostraničan trougao.

Slika 11. Test sa strujnim kliještima i dvije sonde



Slika 12. Metoda ispitivanja ( pojedinih uzemljivača ) sa dvoje strujnih kliješta.

Slika 13. Mjerenje otpora uzemljenja transformatora sa dvoje strujnih kliješta



Slika 14. Mjerenje otpora uzemljenja sa dvoje strujnih kliješta u TN sistemima



1.12. KVALIFIKACIONA STRUKTURA RADNIKA Periodične preglede, mjerenja i ispitivanja mogu obavljati i odgovarajuće isprave izdati pravna lica koja u radnom odnosu na neodređeno vrijeme imaju najmanje tri radnika odgovarajuće stručne kvalifikacije od kojih jednog radnika sa VII stepenom stručne spreme elektrotehničke struke odnosno diplomiranog inžinjera elektrotehnike sa položenim stručnim ispitom i tri godine radnog iskustva u struci, ako isto lice nema naučno zvanje magistra ili doktora nauka iz oblasti elektrotehničke struke. Zavisno od vrste opreme koja se ispituje, ispitivanja treba da obavljaju najmanje dva radnika.



1.13. OZNAČAVANjE I PISANjE IZVEŠTAJA Nakon obavljenih mjerenja i ispitivanja izdaje se zapisnik koji sadrži:        

Naziv pravnog lica koje je izvršilo periodične preglede, ispitivanja i mjerenja, Naziv podnosioca zahtjeva Naziv objekta ili opreme na kojima su vršena ispitivanja i mjerenja Nazive standarda, pravilnika, propisa, normativa ili tehničkih preporuka koji su korišteni pri pregledu, mjerenju ili ispitivanju, Naziv korištenog mjernog uređaja ili mjernog instrumenta Naziv primjenjene mjerne metode Datum i mjesto pregleda Ime i prezime, stručnu spremu i radno iskustvo u struci zaposlenika koji su izvršili preglede, mjerenja i ispitivanja.

Sastavni dio zapisnika čine izvještaji i protokoli sa podacima o izvršenim pregledima, mjerenjima i ispitivanjima i ocjenom da li dobijeni rezultati zadovoljavaju, potpisani od odgovornih stručnih zaposlenika sa visokom stručnom spremom. Zapisnik se radi u 4 ( četiri ) primjerka, od kojih pravno lice koj je vršilo mjerenja i ispitivanja zadržava 4 primjerka. Rezultati se mogu definisati na sljedeći način: Zadovoljava Nezadovoljava Ograničeno zadovoljava Neprimjenljivo

Predmet pregledan i rezultati su zadovoljavajući Predmet pregledan i rezultati su nezadovoljavajući Predmeti su obavljeni u ograničenim uslovima, koje treba navesti i poštovati pri upotrebi sistema Predmet nije moguće ispitati u pojedinim uslovima pregleda


Metodologija Otpor Uzemljenja

Recommend Documents