POLITECHNIKA WROCŁAWSKA Wydział Elektryczny Rok studiów: 4 Semestr: 8 Rok Akademicki: 2009/10 |
|
|---|---|
| Laboratorium Bezpieczeństwa Elektrycznego | |
| Ćwiczenie nr 4 | Prowadzący: dr inż. Janusz Konieczny |
Celem ćwiczenia jest utrwalenie wiadomości dotyczących terminologii, klasyfikacji i właściwości uziomów stosowanych w urządzeniach niskiego napięcia oraz poznanie zasad przeprowadzania pomiarów rezystancji uziemień i rezystywności gruntu.
Pomiar rezystancji uziemienia metodą techniczną uziomu pionowego głębokiego
Pomiar rezystancji uziemienia metodą kompensacyjną za pomocą IMU - Indukcyjnego Miernika Uziomu uziomu pionowego głębokiego
Pomiar rezystancji uziemienia za pomocą specjalistycznego miernika MRU-101 uziomu pionowego głębokiego
Pomiar i porównanie różnych rodzajów uziomów
Pomiar rezystywności gruntu
Miliamperomierz A1 - nr I8-IVa-2768, multimetr kl.0,1 magnetoelektryczny
Woltomierz V1 - wbudowany w zasilacz
Woltomierz V2 – nr 019/I8/490/T/1412-13
Miernik specjalistyczny IMU - nr I8-IVa-2795
Miernik specjalistyczny MRU-101 - nr I8-IVa-4171
U1 [V] |
UEM = U2 [V] |
IEM [mA] |
REM [Ω] |
a [cm] |
Rodzaj uziomu | Metoda pomiaru/ przyrząd |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 30,0 | 17,0 | 75 | 226,7 | 35 | Głęboki, pionowy | Techniczna |
| - | - | - | 220,0 | 35 | IMU Kompensacyjną | |
| - | - | - | 202,0 | 35 | MRU-101 |
Tabela 1 Pomiar uziomu pionowego głębokiego różnymi metodami
REM [Ω] |
a [cm] |
Rodzaj uziomu | Metoda pomiaru/ przyrząd |
|---|---|---|---|
| 897 | 35 | Pionowy płytki | MRU-101 |
| 65,7 | 35 | Krzyżowy głęboki | MRU-101 |
| 76,9 | 35 | Krzyżowy płytki | MRU-101 |
| 57,9 | 35 | Kratowy głęboki | MRU-101 |
| 71,3 | 35 | Kratowy płytki | MRU-101 |
| 54,1 | 35 | Okrągły głęboki | MRU-101 |
| 63,6 | 35 | Okrągły płytki | MRU-101 |
Tabela 2 Tabela z wynikami pomiarów rożnych typów uziemień
ρ [Ω·cm] |
a [cm] |
Rodzaj uziomu | Metoda pomiaru/ przyrząd |
|---|---|---|---|
| 9,62 | 20 | Pionowy głęboki | MRU-101 |
Tabela 3: Pomiar rezystywności gruntu za pomocą MRU-101
Pomiar rezystancji uziemienia metodą techniczną
$$\begin{matrix}
R_{\text{EM}} = \frac{U_{\text{EM}}}{I_{\text{EM}}}\lbrack\Omega\rbrack;\text{\ U}_{\text{EM}} \equiv U_{2} = \frac{1}{2} \cdot U_{1} \\
R_{\text{EM}} = \frac{18,60V}{60mA} = 310\Omega \\
\end{matrix}$$
pomiar rezystywności gruntu metodą techniczną (Wennera)
$$\rho = 2\pi a \cdot \frac{U_{23}}{I_{14}}\left\lbrack \text{Ωm} \right\rbrack;a \geq 5 \cdot l,gdzie\ l = dlugosc\ elektrod\ pomiarowych$$
Pomiar rezystancji uziemienia oraz rezystywności gruntu to bardzo ważne pomiary. Podstawą do zaprojektowania uziomu jest pomiar rezystywności gruntu. Rezystancja tego uziomu zależy od jego konfiguracji (pionowy, poziomy, kratowy, otokowy, etc.), głębokości ułożenia oraz rezystywności gruntu w którym jest osadzony. Od rezystywności gruntu zależy również napięcie dotykowe oraz napięcie uziomowe. Przy projektowaniu uziomów uwzględnia się sezonową zmianę rezystywności gruntu za pomocą współczynnika korygującego kR aby obliczyć największą spodziewaną wartość rezystancji uziemienia.
Pomiar rezystywności gruntu przeprowadza się stosując czteroelektrodową metodę Wennera. Układ ten przedstawiono na rysunku 2. Niezbędne wzory i założenia podano w tym sprawozdaniu w punkcie 6.
Metoda pomiaru rezystancji uziemiania wynika z analizy rozkładu potencjału elektrycznego w gruncie w czasie pomiaru. Wynika z niej że między badanym uziomem a elektrodą prądową występuje tzw. strefa „potencjału zerowego”, w tej właśnie strefie umieszczamy elektrodę napięciową.
W ćwiczeniu porównywaliśmy również właściwości uziomów pionowych, krzyżowych i kratowych w wykonaniu płytkim i głębokim. Największą rezystancję, zgodnie z przewidywaniami, miał uziom pionowy płytki a najmniejszą kratowy głęboki.
Załącznik1
Wrocław, dnia 07.06.2010
PROTOKÓŁ Nr 1
z badania uziemienia
Nazwa obiektu: budynek D-20, Laboratorium Bezpieczeństwa Elektrycznego
Adres: Ul. Janiszewskiego 8
Rodzaj uziemienia: pionowe głębokie
Lokalizacja uziemienia: Wanna elektrolityczna
Oznaczenie identyfikacyjne uziemienia: -----
Wyniki oględzin widocznych elementów uziemienia: pozytywne
Zastosowany układ pomiarowy: trójelektrodowy
Przyrządy użyte w czasie pomiarów: MRU-101 - nr I8-IVa-4171
Największe dopuszczalne wartości wielkości sprawdzanych
Grunt: suchy, wilgotny, mokry1
Wyniki pomiarów (podać tylko wartości niezbędne dla oceny badania przy zastosowanej metodzie pomiarowej):
Zmierzone napięcie uziomowe: UEM=...........[V]
Zmierzony prąd pomiarowy: IEM=...........[A]
Zmierzona rezystancja uziemienia: REM= …..... [Ω]
Wyniki obliczeń rezystancji uziemienia (jeżeli obliczenia są potrzebne).
REM=UEM/IEM= …......Ω
Przyjęty współczynnik sezonowych zmian rezystywności gruntu: kR=1,3
Największa spodziewana rezystancja uziemienia: RE=REM x kR= …...............[Ω]
Największy spodziewany prąd uziomowy: IE= ...................................[A]
Największe spodziewane napięcie uziomowe: UE= UEM x (IE/IEM)= …......[V]
Wyniki badań uziemienia:
Uziemienie spełnia stawiane mu wymogi: tak – nie1)
Uwagi dodatkowe:
Data wykonania badania: 16.05.2010
Termin następnego badania : 16.05.2012
Przeprowadzający pomiary:
świadectwo kwalifikacyjne nr: E1-408/061/09
Załącznik1
Wrocław, dnia 07.06.2010
PROTOKÓŁ Nr 2
z pomiarów i obliczeń rezystywności gruntu
Nazwa obiektu: budynek D-20, Laboratorium Bezpieczeństwa Elektrycznego, wanna elektrolityczna
Adres: Ul. Janiszewskiego 8
Zastosowany układ pomiarowy: czteroelektrodowy (Wennera)
Przyrządy użyte w czasie pomiarów: MRU-101 - nr I8-IVa-4171
Ocena wilgotności grunt dla wyboru współczynnika sezonowych zmian rezystywności gruntu: suchy, wilgotny, mory1)
Przyjęty współczynnika sezonowych zmian rezystywności gruntu: kR=1,3
Wyniki pomiarów
Nr punktu pomiarowego1) |
Rozstaw elektrod „a” | U23 | I14 | U23 / I14 | 2 π a | ρ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| [cm] | [V] | [A] | [Ω] | [cm] | Ω·cm | |
| 1 | 35 | 9,62 | ||||
| 1)Wg oznaczeń na załączonym planie terenu lub załączonym opisie punktów pomiarowych |
Uwagi dodatkowe: .............................................................................................
…........................................................................................................................
Data wykonania pomiarów: 07.06.2009
Przeprowadzający pomiary:
świadectwo kwalifikacyjne nr: E1-408/061/09
Niepotrzebne skreślić↩