Для чего необходима проверка наличия цепи между заземлителем и заземляемыми элементами?

Проверка наличия цепи между заземлителем и заземляемыми элементами – это вид испытания, в ходе которого проверяется надежность «обнуления» металлических конструкций (корпусов электрических щитов, электродвигателей, корпусов светильников и заземляющих контактов розеток).

Данная услуга необходима всем организациям, эксплуатирующим и монтирующим электроустановки и кабельные сети. Этот вид испытания проводится согласно графику планово-предупредительных работ по предписанию МЧС России, Ростехнадзора и других организаций, контролирующих  состояние электрических сетей. Проверка проводится не реже 1 раза в 3 года для объектов административного назначения: школ, объектов ЖКХ, жилых зданий, офисных зданий. Для опасных производственных объектов испытание проводится не реже 1 раза в год.

Цель данного испытания — выявить, надежно ли заземлены конструкции, которые в процессе эксплуатации могут попасть под напряжение в связи с нештатными ситуациями. Надежное «обнуление» исключает поражение обслуживающего персонала или сотрудников организации электрическим током, поэтому данный параметр имеет одно из важнейших значений.

Результатом выполнения данного испытания является протокол №2 технического отчета. В составе технического отчета протокол хранится в службе главного энергетика до следующих испытаний. В документе отмечены проверяемые элементы, значения переходных сопротивлений, а также заключения по результатам проверки испытаний.

Корпус электрооборудования может накапливать электрический потенциал. Если не принимать никаких мер, то условия работы обслуживающего персонала становятся опасными. От поражения током людей спасает система заземления. Чтобы она служила долго и не теряла своих качеств, ее необходимо проверять на исправность и целостность.

Проверка исправности цепи заземления: с какой целью проводится

Нет таких элементов в энергообеспечивающих объектах, которые не были бы подвержены износу. Ресурс цепи заземления также не безграничен. Для продления работоспособности проводятся систематические инспектирующие мероприятия ЗУ.
Проверка непрерывности цепи заземления предполагает замеры переходных сопротивлений контактов.
Факторы увеличения сопротивления:

• Появление трещин в соединении. Их может спровоцировать постоянная вибрация или скачок давления. Механическое разрушение также часто становится следствием высокой температуры.
• Закисление верхнего слоя. Он образуется из-за наслоений — грязи, пыли, осадков и т. д.
• Во время монтажных работ цепи. Ослабление болтов и гаек «разбалтывает» цепь. При недостаточном прижатии контактов и соединений металлосвязь долго не прослужит.

Задача проверяющих — установить факт роста значения сопротивления. Если она обнаруживается, составляются акты с перечнем рекомендованных ремонтов.

Проверка наличия цепи заземления: кто в ней нуждается

Инспекция целостности заземления — обязательная часть обслуживания объекта.
Регламентирующие документы для измерения металлосвязи:

• ГОСТ Р 50571.16-2007.
• ПТЭЭП (п.№3).
• ПУЭ (раздел 1.7).

Проверки продиктованы необходимостью исключения травмоопасных ситуаций. Известно, что поражение током относится к наиболее тяжелым травмам, которые часто влекут фатальный исход.
Контроль состояния заземления распространяется на объекты:

• ангары для хранения тяжелой техники;
• электрические подстанции;
• складские комплексы, которые обслуживаются при помощи электромеханизмов (подъемных и тяговых);
• линии электропередач (в том числе — воздушные);
• административные и социальные учреждения;
• производственные предприятия;
• любые электрифицированные сооружения, предназначенные для хранения материальных ценностей.

Замеры особенно важны для производств, оснащенных силовым оборудованием в больших объемах. Это могут быть медучреждения, исследовательские лаборатории, производства с высокоточными станками или сложными электроустановками.

Общие сведения о видах испытаний

Испытания проводятся в строгом соответствии с требованиями ПУЭ, которые регламентируют последовательность этапов, а также алгоритмы каждого вида обследования с применением специализированных инструментов. Все используемые на практике методы инспекции заземлителей подробно описываются ниже.

Для обеспечения безопасности при эксплуатации силовых электроустановок, в цепь включается защитный проводник PE, который выполняет ряд важных функций:

• Предотвращает пробой по корпусу электроустановки, что исключает поражение потребителя разрядом электрического тока.
• Данный элемент соединяет открытые проводники, на которых существует риск возникновения заряда.
• PE-проводник используется не только для соединения открытых металлических поверхностей, но также периферийного оборудования, включённого в цепь.
• Главная функция данного кабеля заключается в обеспечении непрерывной связи с заземляющими устройствами, по которым заряд равномерно распределяется, по заземлителю.

При проведении проверки наличия цепи, эксперт анализирует не только равномерность распределения электротока по проводнику, целостность, сопротивление изоляции, но также и корректность сопряжения нулевого кабеля с глухозаземлённой нейтралью в трёхфазных трансформаторах.

Меры по обеспечению защиты электроустановок также достигаются путём создания универсальной схемы заземления. Её суть состоит в совмещении нулевого PE-проводника, подробно описанного выше и рабочего нейтрального кабеля N. В результате сборки такой схемы, получается единый PEN-проводник, при испытаниях которого выполняются следующие регламентные требования:

• Данная схема работает исключительно для трёхфазных кабельных линий, если они не являются периферийным ответвлением от высоковольтной сети к стандартным бытовым потребителям.
• Как правило, PEN-проводники интегрируются в сети с номинальным напряжением до 1000В.
• При проверке наличия цепи между заземляющими устройствами, осуществляется инспекция корректности подключения. PEN-проводник должен быть проложен единой независимой изолированной жилой без подключения к нему периферийных токопроводящих устройств.
• PEN-кабель используется при соединении токопроводящих элементов оборудования во время организации системы уравнивания потенциалов.
• Инспекция данных кабельных линий подразумевает проверку фактической площади сечения сердечника и сопоставление её значения с минимально допустимыми нормируемыми параметрами.
• PEN-кабеля должны отвечать требованиям ПОТЭУ и ПУЭ на предмет минимального сечения, сопротивления изоляции и токопроводящих свойств. Рассматриваемые токопроводящие элементы должны полностью отвечать правилам для устройства как защитных, так и нулевых рабочих кабелей.
• Все PEN-элементы должны быть покрыты диэлектрической изоляцией, толщина и сопротивление которой полностью соответствует параметрам фазных силовых кабельных линий.

Проверка цепи между заземлителями и заземляющими устройствами при подключении PEN-проводника подразумевает инспекцию обжимных элементов в случае их разделения на нулевой и защитный кабели.

На данном этапе, при проведении проверки наличия цепи между заземлителями и заземляющими устройствами, определяется фактическое сечение токопроводящих элементов, проложенных в земле для их дальнейшего сравнения с таблицей ПУЭ №1.7.4:

Приведённая выше таблица наглядно показывает минимально допустимые габариты и площадь сечения каждого заземляющего кабеля.

Если токопроводящая жила подключается к главной заземляющей шине, при проведении испытаний, согласно регламентным требованиям, эксперт также проверяет её сечение. П. 1.7.117 Правил Устройства Электроустановочных изделий нормирует следующие численные показатели, в зависимости от материала сердечника кабеля с расчётным напряжением не выше 1000В:

• Для медной сплошной или составной жилы – не менее 10 мм2.
• Для алюминиевой жилы, обладающей более высоким сопротивлением – от 16 мм2.
• Стальные кабеля не отличаются эффективностью и повышенной электропроводностью, в связи с чем минимальная площадь заземляющего проводника должна быть не менее 75 мм2.

Если данное требование не выполняется, при написании заключения, уполномоченное лицо выдаёт предписание о необходимости замены кабельной линии.

При организации схемы уравнивания потенциалов, согласно нормативам, поперечный профиль каждого кабеля должен иметь площадь не менее 50% от заземляющего защитного провода силовой электроустановки в цепи.

В ходе проведения проверки наличия цепи между заземлителями и заземляемыми элементами, необходимо учитывать требования ПУЭ п. 1.7.137, в частности:

• Сечение медных жил в системе уравнивания потенциалов должно быть не менее 6 мм2.
• Алюминиевые кабели – от 16 мм2 и более.
• Стальные сердечники – не менее 50 мм2.
• Если в цепи соединяются от двух и более проводников для основного электрооборудования, защитный кабель в системе уравнивания потенциалов должен иметь площадь не менее, чем наиболее тонкий элемент заземления.

При проведении инспекции, замеряется сечение каждого провода, после чего эксперт заносит сведения в протокол и сопоставляет с регламентными требованиями. В случае несоответствия данных показателей, выдаётся соответствующее предписание о невозможности нормальной эксплуатации электроустановочного изделия.

Метод измерений

Проверка наличия цепи и нормируемой величины сопротивления осуществляется, согласно следующей методике:

• Анализ прочности сварных соединений на предмет отсутствия трещин, расслоений.
• При определении прочности сварки допускается использовать рентген-аппарат, а также молоток с массой бойка от 1000 г для проверки качества металла шва методом импульсного воздействия.
• При определении площади профиля токопроводящей жилы применяют стандартное метрологическое оборудование, геометрические формулы.

Для успешного завершения инспекции, необходимо испытать несколько участков с фиксацией полученных показателей для каждой итерации.

Состав и описание используемых при измерении приборов

Инструментальный контроль, который сводится к определению сопротивления в местах сопряжения заземляющих кабелей, чаще всего, осуществляется универсальными прибором ИФН-300, которым располагает каждая аттестованная электролаборатория. Перед началом испытаний, устройство переводится в режим омметра. Метрологическое оборудование имеет следующие технические характеристики, функциональные особенности:

• Высокая амплитуда измерений – от 0,01 до 1000 Ом.
• Минимальная ошибка определения сопротивления – не более 0,03R + 3 e.м.р.).
• Параметры силы тока не превышают 200 мА.
• При измерении постоянного электротока для кабельных линий с сопротивлением, не превышающим 10 Ом, напряжение варьируется в диапазоне от 9В до 12В.
• Сопротивление определяется, согласно классическому закону Ома, после замера напряжения на нужной кабельной жиле, при постоянной силе тока.
• Устройство снабжено удобной функцией корректировки нулевых значении, что минимизирует возможную погрешность при обследовании.
• Современное метрологическое оборудование оснащается удобной функцией беспроводного обмена данных с компьютером.

Перед началом испытаний, лаборант обязан предоставить поверочный сертификат на применяемый прибор с указанием даты последнего контроля. Если такого документа не имеется, результаты проверки считаются недействительными.

Порядок проведения измерений

В ходе измерения сопротивления, эксперт выполняет следующую последовательность действий:

• На приборе выбирается режим измерения Rm.
• Контроль начинается после запуска оборудования, нажатием кнопки Rx.
• Устройство присоединяется к цепи, согласно схеме, указанной в руководстве по эксплуатации.
• Каждый численный показатель, который высвечивается на индикаторе в течение 20 секунд, автоматически записывается в память прибора.
• При сбое в результатах необходимо произвести коррекцию нуля.
• Оборудование попеременно присоединяется к каждому новому кабелю, после чего замеры проводятся, согласно описанному выше алгоритму.
• Если сопротивление в переходных местах превышает 1 Ом, показания на экране блокируются, после чего прибор подлежит перезагрузке.

При проведении нескольких испытаний подряд, каждые показатели должны быть замаркированы, согласно номеру протокола для конкретной кабельной линии.

Измерение переходных сопротивлений контактных соединений

Итак, поговорим про измерение сопротивления металлосвязи. Все нетоковедущие части должны быть соединены в одну цепь и иметь электрический потенциал, равный потенциалу земли. Наличие и непрерывность этой цепи необходимо регулярно проверять качественно и количественно, измеряя переходные сопротивления контактных соединений. Это и есть проверка наличия цепи между заземленными установками и элементами заземленных установок.
Для краткости специалисты называют наличие цепи между заземленными установками и элементами заземленной установки металлосвязью, а проверку наличия цепи, соответственно, проверкой металлосвязи. Смысл проверки заключается в измерении переходных сопротивлений в местах соединения заземляемых элементов электроустановки с заземляющими проводниками.
В ходе измерения металлосвязи значение переходного сопротивления сравнивается с максимально допустимым. В соответствии с ПТЭЭП полученное значение не должно превышать 0,05 Ом:
“Проверка наличия цепи между заземленными установками и элементами заземленной установки: Не должно быть обрывов и неудовлетворительных контактов. Переходное сопротивление контактов должно быть не выше 0,05 Ом.ПТЭЭП, прил. 3, табл. 28, п. 28.5

Проверка металлосвязи при помощи многофункционального измерителя Metrel MI 3102H CLДля проведения проверки подойдет микроомметр или омметр, обладающий достаточной чувствительностью, чтобы измерять значения с разрешением 0.01 Ом.
Контактное соединение — это две сцепленные металлические поверхности. Даже если они тщательно обработаны, отшлифованы и отполированы, между ними есть микроскопические шероховатости. Площадь соприкосновения поверхностей определяется множеством точек, а их количество зависит от силы прижатия контактов, температуры, наличия загрязнений, геометрической формы контактов и т.д. Также встречаются случаи небрежного, неквалифицированного монтажа – отсутствия наконечников или опайки многожильных проводов, гроверных шайб, подсоединения нескольких проводников на один контакт, присоединение алюминиевых проводников к медной шине и т.п.
Со временем, под влиянием вибраций, температурных колебаний, коррозии, текучести металла (в большей степени алюминия) и других механических воздействий затяжка болтовых соединений ослабевает, что приводит к снижению площади соприкосновения и росту переходного сопротивления. Время от времени такие соединения необходимо проверять и подтягивать.
Помимо этого, переходные сопротивления увеличиваются по мере окисления контактов. Это объясняется тем, что окисные пленки имеют очень высокое удельное электрическое сопротивление. При прочих равных условиях, на поверхности алюминиевых проводников окисные пленки образуются быстрее, чем на медных. Нарушение непрерывности цепи заземления, а также рост переходных сопротивлений могут привести к поражению людей электрическим током, выводу оборудования из строя, увеличению риска возгораний, а также значительных энергетических потерь, за счет появления токов утечки, недостаточных для срабатывания защитной аппаратуры.

Требования доступности наличия цепи заземления

Проверка цепи между заземлителями и заземленными элементами должна проводиться регулярно, для этого к проверяемым объектам необходимо обеспечить соответствующий доступ. Согласно действующим нормам для плановой и экстренной проверки всегда должны находиться в свободном доступе для специалистов как основные магистрали заземления, так и их  ответвления внутри зданий и снаружи. Однако, нарушением правил не является отсутствие доступа к нулевым жилам и оболочкам кабеля, армированным частям железобетонных конструкций, защитным проводникам, проложенным как в изоляционных коробах, так и  внутри строительных объектов.

Квалификация специалистов проверки наличия цепи заземления

Проверка наличия цепи между заземленными установкам и элементами заземленной установки — один из этапов плановых электротехнических измерений, к которым необходимо привлекать  только специалистов определенной квалификации.

В бригаде, которая производит измерения, не может быть менее двух специалистов. Группа по электробезопасности каждого не должна быть ниже третьей. Все замеры могут производиться исключительно в светлое время суток при температуре не ниже 30 и не выше 40 градусов. Вблизи измерительных приборов и объекта измерений не должны находиться магнитные поля.

Результаты проверки металлосвязи

По результатам измерений составляется протокол проверки наличия цепи между заземленными установками и элементами заземленной установки. Результаты проведенных измерений заносятся в данный протокол: в таблице результатов отображается местоположение и наименование проверяемого электрооборудования, количество проверенных элементов и максимальное значение переходного сопротивления. В случае, если обнаружено не заземленное оборудование или измеренное значение сопротивления превышает максимально допустимое, данные факты должны быть отражены в заключении протокола и дефектной ведомости.

Возможные риски некачественного заземления и отсутствия протокола измерения

В случае отказа от проведения замеров металлосвязи сеть защитного заземления может прерваться, следствием чего будет накопление опасного потенциала на корпусе заземляемого электрооборудования.

Как следствие, возможны следующие негативные последствия:

• получение людьми электротравмы;
• вывод оборудования из строя с невозможностью восстановления;
• повышение рисков возгорания изоляции электропроводки, наименее защищенных частей электроустановки;
• энергетические потери по причине возникновения в системе токов утечки;
• регулярное срабатывание систем защиты, что может приводить к браку продукции и потере ценных данных на компьютерах.

Выводы о необходимости регулярной периодической проверке металлосвязи

Как часто проводить проверку металлосвязи? Периодичность проведения измерений определяет ответственный за электрохозяйство, руководствуясь требованиями ПТЭЭП, правил охраны труда и других нормативных документов. Как правило, эксплуатационные испытания проводят 1 раз в 3 года. Более подробную информацию вы найдете в нашей таблице периодичности электроизмерений, ссылку на которую найдёте чуть ниже.
Итак, если нулевой и заземляющий проводники разделены, то все металлические нетоковедущие части обязательно должны быть заземлены! Групповые кабельные линии, кроме осветительных, должны быть защищены не только от перегрузки и КЗ, но и от утечки на землю.
Проверку контактных соединений нетоковедущих частей с заземляющими проводниками необходимо проводить регулярно. Это обязательная составляющая приемо-сдаточных и эксплуатационных испытаний электроустановки. В ходе проверки определяется не только сам факт наличия цепи, но и измеряется величина переходного сопротивления. В соответствии с ПТЭЭП переходное сопротивление не должно превышать 0,05 Ом.
Не заземленные элементы нужно подключить к системе уравнивания потенциалов при помощи неразрывных защитных проводников. В зависимости от ситуации их можно соединить с ближайшим КУПом, PE-шиной в электрощите или полосой заземления. В случае обнаружения переходных сопротивлений, превышающих максимально допустимое значение, необходимо выяснить причину дефекта, провести очистку контактного соединения, подтянуть болтовые соединения и принять необходимые меры для предотвращения повторения подобной ситуации.