Principes et méthodes d'essai de résistance au sol de terre - Éditeurs EE
Une mauvaise mise à la terre contribue à des temps d'arrêt, mais un manque de bonne terre est aussi dangereuse et augmente le risque de défaillance de l'équipement.
Au fil du temps, les sols corrosifs à haute teneur en eau et de sel et des températures élevées peuvent dégrader les tiges de terre et leurs connexions. Ainsi, bien que le système sol avait de faibles valeurs de résistance au sol de terre lorsqu'elle est initialement installée, la résistance du système de mise à la terre peut augmenter si les tiges sont corrodés.
Les testeurs sont mise à la terre des outils de dépannage indispensables pour vous aider à maintenir la disponibilité. Il est recommandé que tous les motifs et les connexions au sol sont contrôlés au moins tous les ans comme une partie de votre plan de maintenance prédictive normale. Si une augmentation de la résistance de plus de 20% mesurée lors de ces contrôles périodiques, le technicien devra vérifier la source du problème et effectuer la correction pour abaisser la résistance en remplaçant ou en ajoutant des tiges de terre pour le système au sol.
Le US National Electrical Code (NEC) L'article 100 définit un terrain comme: « une connexion conductrice, qu'elle soit intentionnelle ou accidentelle, entre un circuit électrique ou de l'équipement et de la terre, ou à un corps conducteur qui sert à la place de la terre ».
Mise à la terre comprend en fait deux sujets différents: mise à la terre et mise à la terre de l'équipement. mise à la terre de la terre est une connexion intentionnelle d'un conducteur de circuit, généralement le neutre, à une électrode de masse placée sur la terre. mise à la terre de l'équipement assure que l'équipement d'exploitation au sein d'une structure est mise à la terre correctement.
Ces deux systèmes de mise à la terre doivent être conservés séparément, sauf pour les connexions entre les deux systèmes. Cela empêche les différences de potentiel de tension d'un embrasement possible par la foudre. Le but d'un terrain est de fournir un chemin sûr pour la dissipation des courants de défaut, la foudre, les décharges statiques, des signaux EMI et RFI et les interférences.
Le National Fire Protection Agency des États-Unis (NFPA) et de l'Institut des ingénieurs électriciens et électroniciens (IEEE) recommandent une valeur de résistance au sol de 5 ou moins. L'objectif de la résistance au sol est de réaliser économiquement et physiquement la plus faible valeur de résistance au sol possible qui fait sens.
Ce qui affecte la résistance de mise à la terre?
Quatre variables influent sur la résistance à la terre d'un système au sol: la longueur ou la profondeur de l'électrode de masse; le diamètre de l'électrode de masse; le nombre d'électrodes de masse et la conception du système de sol.
Longueur / profondeur de l'électrode de masse
Conduire des électrodes de masse plus profonde est un moyen très efficace pour réduire la résistance au sol. Le sol ne correspond pas à sa résistivité et peut être imprévisible. Le niveau de résistance peut généralement être réduite de 40% supplémentaires en doublant la longueur de l'électrode de masse. Il est parfois impossible de conduire des barres au sol plus profond - dans les zones composées de roches, par exemple. Dans ces cas, d'autres méthodes, y compris le ciment de terre sont viables.
Diamètre de l'électrode de masse
Nombre d'électrodes de masse
L'utilisation de plusieurs électrodes de masse offre une autre façon de réduire la résistance au sol. Plus d'une électrode est enfoncé dans le sol et connecté en parallèle à abaisser la résistance. Pour les électrodes supplémentaires soient efficaces, l'espacement des tiges supplémentaires doit être au moins égale à la profondeur de la tige menée.
Les sphères d'électrodes de masse d'influence intersecteront et la résistance ne sera pas abaissée sans espacement approprié. Le tableau 1 donne différentes résistances au sol qui peuvent être utilisés en tant que règle empirique.
Tableau 1: résistances au sol pour une utilisation en règle générale.
la conception du système de sol
les systèmes de mise à la terre simples sont constitués d'une seule électrode de masse enfoncé dans le sol. L'utilisation d'une seule électrode de masse est la forme la plus commune de mise à la terre. les systèmes de mise à la terre complexes sont constitués de plusieurs tiges de terre, reliés, les réseaux de treillis ou grille, plaques de masse, et les boucles de masse.
Mesure de la résistivité du sol
résistivité du sol est nécessaire pour déterminer la conception du système de mise à la terre pour les nouvelles installations (applications sur le terrain vert) pour répondre à vos exigences de résistance au sol. Idéalement, vous trouverez un endroit la plus faible résistance possible. Piètres conditions du sol peuvent être surmontés grâce à des systèmes de mise à la terre plus élaborés. La composition du sol, teneur en humidité et de la température tout résistivité du sol d'impact. Le sol est rarement homogène et sa résistivité varie géographiquement et à différentes profondeurs. La teneur en humidité change de façon saisonnière, varie en fonction de la nature des sous-couches de la terre et la profondeur de la nappe d'eau permanente. Il est recommandé que les tiges de terre soient placés aussi profondément que possible dans la terre que le sol et l'eau sont généralement plus stables à des couches plus profondes.
Calcul de la résistivité du sol
La procédure de mesure décrite ici utilise la méthode Wenner et utilise la formule:
ρ = résistivité moyenne du sol à la profondeur A: ohm-cm.
A = la distance entre les électrodes en cm.
R = la valeur de résistance mesurée en ohms de l'instrument de test.
Mesure de la résistance du sol
Pour tester la résistivité du sol, connecter le testeur de sol comme représenté sur la Fig. 1. Quatre terre piquets sont positionnés dans le sol, en ligne droite, à égale distance les uns des autres. La distance entre les piquets au sol de terre doit être au moins trois fois supérieure à la profondeur de jeu. Le testeur de terre Fluke1625 génère un courant connu par les deux piquets extérieurs et la chute de potentiel de tension est mesurée entre les deux piquets intérieurs. Le testeur calcule automatiquement la résistance du sol en utilisant la loi d'Ohm (V = IR).
Fig. 1: test des trajets de courant dans le procédé sans piquet.
Un profil est produit qui peut déterminer un système de résistance à la terre appropriée en changeant plusieurs fois de la profondeur et de distance. Les mesures de résistivité du sol sont souvent corrompues par l'existence de courants terrestres et leurs harmoniques.
Placer les enjeux
Il est essentiel que la sonde soit placée en dehors de la sphère d'influence de l'électrode de masse sous test et la terre auxiliaire pour atteindre le plus haut degré de précision lors de l'exécution d'un test de résistance à la terre 3 pôles ou les surfaces actives de la résistance se chevauchent et invalider toute des mesures.
Le tableau 2 est un guide pour le réglage de la sonde (de pieu interne) et la masse auxiliaire (pieu externe). Repositionner le jeu interne (sonde) 1 m dans les deux sens et de prendre une nouvelle mesure pour tester la précision des résultats et de veiller à ce que les piquets sont en dehors des zones d'influence. S'il y a un changement important dans la lecture (30%), vous devez augmenter la distance entre la tige de terre testé, le jeu intérieur (sonde) et le jeu extérieur (terre auxiliaire) jusqu'à ce que les valeurs mesurées restent assez constantes lors du repositionnement du pieu interne (sonde).
Le Fluke 1625 Mesureur de terre peut mesurer les résistances de boucle de terre pour les systèmes multi-terre à l'aide de pinces uniquement en cours. Cette technique de test élimine l'étape dangereuse de déconnexion motifs parallèles, ainsi que le processus de recherche des emplacements appropriés pour des piquets de terre auxiliaires.
Vous pouvez également effectuer des essais au sol de la terre dans des endroits que vous ne l'avez pas pensé auparavant: l'intérieur des bâtiments, sur des pylônes électriques ou partout où vous n'avez pas accès au sol.
Avec cette méthode d'essai, deux pinces sont placées autour de la tige de mise à la terre ou le câble de raccordement et chacun est connecté à l'appareil d'essai (voir Fig. 2). enjeux de la terre ne sont pas utilisés du tout. Une tension connue est induite par une pince, et le courant est mesuré à l'aide du second dispositif de serrage. Le testeur détermine automatiquement la résistance de boucle de masse à ce piquet de terre. S'il n'y a qu'un seul chemin à la terre, la méthode sans piquet ne fournira pas une valeur acceptable et la chute de potentiel méthode d'essai doit être fonctionne sur le principe utilisés.Procédé testeur de terre que dans les systèmes parallèles / multi-terre, le filet la résistance de tous les chemins de terre sera extrêmement faible par rapport à une seule voie (celle en cours de test). Ainsi, la résistance nette de tous theparallel le chemin de retour des résistances est effectivement nul. mesure sans piquet ne mesure que les résistances individuelles de tige de masse en parallèle aux systèmes de mise à la terre. Si le système sol ne soit pas parallèle à la terre, vous avez soit un circuit ouvert ou être mesure de la résistance de boucle de masse.
Fig. 2: Configuration de la méthode sans piquet.
mesures d'impédance de sol
Lors d'une tentative pour calculer les courants de court-circuit possibles dans les centrales électriques et d'autres situations de haute tension / courant, la détermination de l'impédance de mise à la terre complexe est importante, car l'impédance sera composé d'éléments inductifs et capacitifs. Parce que inductivité et la résistivité sont connus dans la plupart des cas, l'impédance réelle peut être déterminée à l'aide d'un calcul complexe.
Etant donné que l'impédance dépend de la fréquence, le Fluke 1625 utilise un signal de 55 Hz pour ce calcul soit aussi proche de la fréquence de fonctionnement de tension possible. Cela garantit que la mesure est proche de la valeur à la fréquence de fonctionnement vraie. Les techniciens des services publics d'alimentation test des lignes de transmission à haute tension sont intéressés par deux things.The résistance au sol en cas d'un coup de foudre et l'impédance du système entier en cas d'un court-circuit sur un point précis de la ligne. Court-circuit dans ce cas signifie un fil actif se détache et touche la grille métallique d'une tour.
Dans les bureaux centraux
Lors d'une vérification de mise à la terre d'un bureau central, il y a trois mesures différentes nécessaires.
Avant l'essai, recherchez la barre de sol maître (MGB) au sein du bureau central pour déterminer le type de système de mise à la terre. Le MGB aura conduit de liaison au sol au neutre (MGN) multi-mise à la terre ou d'un service entrant, le champ du sol, le tuyau d'eau et de l'acier de construction ou de construction (voir Fig. 3).
Fig. 3: La mise en page d'un bureau central typique.
Tout d'abord, effectuer le test sans piquet sur tous les motifs individuels provenant de la MGB (voir Fig. 4). Le but est de faire en sorte que tous les motifs sont reliés, en particulier le MGN. Il est important de noter que vous ne mesurez pas la résistance individuelle, mais la résistance de la boucle de ce que vous enserre. Connecter le contrôleur de mise à la terre et à la fois l'induction et de détection des pinces, qui sont placés autour de chaque connexion pour mesurer la résistance de boucle de la MGN, corps de base, le tuyau d'eau et de l'acier de construction. D'autre part, effectuer l'essai 3 pôles chute de potentiel de l'ensemble du système au sol, la connexion à la MGB (voir figure 5). Pour se rendre à la terre à distance, de nombreuses compagnies de téléphone utilisent des paires de câbles inutilisés qui sortent jusqu'à un mile. Notez la mesure et répéter ce test au moins chaque année.
Fig. 4: test sans piquet d'un bureau central.
En troisième lieu, de mesurer les résistances individuelles du système au sol en utilisant le test sélectif de l'appareil d'essai de mise à la terre (voir Fig. 6). Branchez le testeur. Mesurer la résistance du MGN; la valeur est la résistance de la jambe particulière du MGB. Ensuite, mesurer le champ du sol. Cette lecture est la valeur de résistance réelle du champ central au sol de bureau.
Fig. 5: Effectuez les 3 pôles test de chute de potentiel de l'ensemble du système au sol.
Fig. 6: Mesure des résistances individuelles du système au sol en utilisant le test sélectif.
Ces méthodes d'essai fournissent la mesure la plus précise des bureaux centraux, car il vous donne les résistances individuelles et leur comportement réel dans un système de sol. Bien précis, les mesures ne seraient pas montrer comment le système se comporte comme un réseau car, tout est connecté en cas de coup de foudre ou de courant de défaut.
Tout d'abord, effectuer le test chute de potentiel 3 pôles sur chaque jambe du MGB et enregistrer chaque mesure. En utilisant la loi d'Ohm à nouveau, ces mesures doivent être égales à la résistance du système. Des calculs, vous verrez que vous êtes entre 20 et 30% sur la valeur totale de RE.
Tableau 2: Un guide pour les pieux interne et externe.
La profondeur de l'électrode de masse