Systemy uziemienia
Jak ocenić stan instalacji uziemiającej
Systemy uziemienia mają kluczowe znaczenie dla bezpiecznej i niezawodnej pracy sieci energetycznej. W przypadku zwarcia prąd zwarciowy oraz impedancja uziemienia powodują wzrost napięcia (GPR/EPR), co prowadzi do powstania napięć krokowych i dotykowych, które mogą stanowić zagrożenie.
Systematyczne testy pomagają sprawdzić, czy siatki uziemiające bezpiecznie rozpraszają prądy zwarciowe, chroniąc personel i mienie.
Pomiary impedancji uziemienia, napięć krokowych i dotykowych, rezystywności gruntu oraz ciągłości siatki uziemiającej zapewniają pewność niezbędną podczas planowania, uruchamiania i konserwacji.
Zapewnienie bezpieczeństwa personelu i integralności systemu
Bezpieczeństwo osobiste
W przypadku awarii systemu podwyższony potencjał uziemienia może powodować niebezpieczne napięcia przy dotknięciu i przy stąpaniu. Bez sprawdzonych pomiarów nie można zapewnić bezpieczeństwa personelu, zwłaszcza w stacjach elektroenergetycznych i w ich pobliżu oraz w sąsiedztwie konstrukcji metalowych, na które przenoszone są potencjały.
Starzejąca się infrastruktura
Korozja, obciążenia mechaniczne występujące podczas trzęsień ziemi oraz nieprawidłowe wykonanie instalacji mogą zwiększyć impedancję uziemienia lub zakłócić ciągłość sieci uziemiającej. Uszkodzenia mogą pozostać niewykryte, o ile nie przeprowadza się okresowych testów ciągłości przy użyciu wysokiego prądu oraz pomiarów impedancji.
Zmiany w sposobie uziemienia punktu neutralnego
W przypadku przejścia z sieci z pośrednio na bezpośrednio uziemiony punktem neutralny – co często jest konieczne ze względu na duży udział kabli – prądy zwarcia doziemnego znacznie wzrastają.
Pomiary mogą pomóc w sprawdzeniu, czy potencjał wynikający z napięć krokowych i dotykowych nadal mieści się w dopuszczalnych granicach.
Rosnące prądy zwarciowe
W miarę podłączania do sieci coraz większej liczby odnawialnych źródeł energii połączenie generatorów rozproszonych z wyższymi prądami obciążeniowymi w liniach przesyłowych może prowadzić do wzrostu prądów zwarciowych.
Może to zwiększyć wzrost potencjału uziemienia, prowadząc do wyższych, potencjalnie niebezpiecznych napięć krokowych i dotykowych.
Metody badawcze
Metody pomiarowe w systemach uziemienia
Pomiar impedancji uziemienia
Pomiar impedancji uziemienia
Impedancja uziemienia określa, jak dobrze system uziemienia łączy się z otaczającym gruntem. Wyższa wartość wskazuje na pogorszenie stanu. W przypadku zwarcia przepływ prądu zwarciowego przez impedancję uziemienia powoduje wzrost potencjału uziemienia (GPR, EPR).
Pomiar napięcia przy dotknięciu
Pomiar napięcia dotykowego rażeniowego
Napięcia krokowe i dotykowe powstają w wyniku wystąpienia różnic potencjałów w stacji elektroenergetycznej lub w sytuacji, gdy podczas awarii linii energetycznej lub w sieci energetycznej znajdziemy się zbyt blisko systemu uziemienia. Przeprowadzenie pomiaru w celu sprawdzenia, czy nie wystąpiły krytyczne różnice potencjałów, może stanowić zagrożenie dla zdrowia.
SRT
Pomiar rezystywności gruntu
Przed wykonaniem instalacji uziemiającej przeprowadza się badanie oporności elektrycznej gruntu (rezystywność). Znajomość rezystywności gruntu jest niezbędna przy projektowaniu siatki uziemiającej spełniającej wszystkie kryteria bezpieczeństwa i funkcjonalności. Do wykonania tego pomiaru stosuje się zazwyczaj metodę Wennera lub Schlumbergera.
Test ciągłości siatki uziemienia
Test ciągłości siatki uziemienia
Siatka uziemiająca musi niezawodnie przewodzić cały prąd zwarciowy. Pomiar rezystancji przy wysokim natężeniu prądu pozwala sprawdzić obciążalność prądową między różnymi elementami instalacji, takimi jak pionowe przewody uziemiające i punkty uziemienia. Metoda ta pozwala na wczesne wykrycie nieprawidłowości w wykonaniu instalacji oraz jej zużycia.
Pomiar impedancji uziemienia
Impedancja uziemienia określa, jak dobrze system uziemienia łączy się z otaczającym gruntem. Wyższa wartość wskazuje na pogorszenie stanu. W przypadku zwarcia przepływ prądu zwarciowego przez impedancję uziemienia powoduje wzrost potencjału uziemienia (GPR, EPR).
Pomiar napięcia dotykowego rażeniowego
Napięcia krokowe i dotykowe powstają w wyniku wystąpienia różnic potencjałów w stacji elektroenergetycznej lub w sytuacji, gdy podczas awarii linii energetycznej lub w sieci energetycznej znajdziemy się zbyt blisko systemu uziemienia. Przeprowadzenie pomiaru w celu sprawdzenia, czy nie wystąpiły krytyczne różnice potencjałów, może stanowić zagrożenie dla zdrowia.
Pomiar rezystywności gruntu
Przed wykonaniem instalacji uziemiającej przeprowadza się badanie oporności elektrycznej gruntu (rezystywność). Znajomość rezystywności gruntu jest niezbędna przy projektowaniu siatki uziemiającej spełniającej wszystkie kryteria bezpieczeństwa i funkcjonalności. Do wykonania tego pomiaru stosuje się zazwyczaj metodę Wennera lub Schlumbergera.
Test ciągłości siatki uziemienia
Siatka uziemiająca musi niezawodnie przewodzić cały prąd zwarciowy. Pomiar rezystancji przy wysokim natężeniu prądu pozwala sprawdzić obciążalność prądową między różnymi elementami instalacji, takimi jak pionowe przewody uziemiające i punkty uziemienia. Metoda ta pozwala na wczesne wykrycie nieprawidłowości w wykonaniu instalacji oraz jej zużycia.
Zalecane rozwiązania
Znajdź odpowiednie rozwiązanie dla swojej aplikacji
CPC 100 + CP CU1 + HGT1
Ten wielofunkcyjny tester umożliwia kompleksową ocenę stanu średnich i dużych instalacji uziemiających. Charakteryzuje się szerokim zakresem dynamicznym i wysoką czułością, co pozwala mierzyć bardzo małe napięcia i wyraźnie odróżniać je od zakłóceń i szumów.
Wielofunkcyjny system testowy do uruchamiania i utrzymania stacji elektroenergetycznych
Kompaktowy, ręczny tester uziemienia do pomiaru impedancji uziemienia, impedancji dotykowej oraz impedancji stopnia. Umożliwia przeprowadzanie bezpiecznych, selektywnych pod względem częstotliwości i zgodnych z normami pomiarów w terenie.
COMPANO 100 + CIB1 + HGT1
Urządzenie stanowi przenośny, zasilany akumulatorowo zestaw testowy przeznaczony do prób z wymuszeniem prądu pierwotnego oraz podstawowych badań elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej. Rozwiązanie jest odpowiednie do badań średniej wielkości układów uziemiających.
Umożliwia podłączenie kabli do wymuszeniem prądu przeznaczonych dla sieci średniego napięcia (SN), a także pomiar impedancji kabli oraz prądu płynącego w ekranach kablowych.
COMPANO 100 + HGT1
Ten tester jest zalecany do małych instalacji uziemiających, takich jak niewielkie stacje elektroenergetyczne i słupy przesyłowe. Jest to przenośne, zasilane bateryjnie urządzenie służące do wymuszenia sygnału od strony pierwotnej i wtórnej oraz do podstawowych badań zabezpieczeń (EAZ). Nadaje się do pomiarów impedancji uziemienia, rezystancji gruntu, ciągłości obwodu oraz napięcia krokowego i dotykowego.
Zgodność z przepisami bezpieczeństwa
Normy EN 50522, IEEE 81 oraz IEEE 80/81 określają maksymalny wzrost potencjału uziemienia oraz dopuszczalne napięcia skokowe i dotykowe w zależności od czasu trwania zwarcia jednofazowego. Przestrzeganie tych norm pomaga zapobiegać występowaniu niebezpiecznych poziomów napięcia w stacjach elektroenergetycznych i w ich pobliżu podczas rzeczywistych zwarć, chroniąc w ten sposób ludzi i zwierzęta przed obrażeniami.
Produkty powiązane
Powiązane filmy
Energy Talks
Powiązane odcinki podcastu
Czym jest impedancja uziemienia i dlaczego jest ważna?
Impedancja uziemienia określa jakość połączenia między instalacją uziemiającą a otaczającym gruntem. Ma ona bezpośredni wpływ na wzrost potencjału uziemienia w przypadku zwarcia, co z kolei wpływa na bezpieczeństwo personelu.
W jaki sposób ocenia się napięcia krokowe i dotykowe?
Pomiary przeprowadza się w obrębie sieci uziemiającej oraz w jej pobliżu, a wyniki ocenia się zgodnie z limitami bezpieczeństwa określonymi w normach EN 50522 lub IEEE 80/81.
Jaka jest różnica między zasilaniem przez linię energetyczną a zasilaniem za pomocą sondy prądowej?
Wprowadzanie prądu do linii energetycznej wymaga odłączenia linii i jej zdalnego uziemienia, aby symulować rzeczywisty rozkład prądu zwarciowego. Metoda ta sprawdza się idealnie w przypadku dużych stacji elektroenergetycznych. Wprowadzanie prądu za pomocą sondy prądowej jest często łatwiejsze do wykonania w przypadku mniejszych systemów uziemienia i słupów przesyłowych.
Kiedy należy przeprowadzać badania instalacji uziemiających?
W celu uzyskania danych dotyczących oporności gleby niezbędnych do zaprojektowania nowego systemu uziemienia należy przeprowadzić pomiary rezystywności gruntu. Podczas uruchamiania należy sprawdzić zgodność z obowiązującymi normami. W ramach konserwacji należy przeprowadzać okresowe oceny stanu technicznego, aby zapewnić długoterminowe bezpieczeństwo i niezawodność systemu.
Czym jest metoda spadku potencjału (FOP)?
Test FOP mierzy napięcie między systemem uziemienia a odległym punktem odniesienia przy rosnącej odległości. Pozwala to określić rzeczywistą rezystancję uziemienia oraz uzyskać wartość spodziewanego wzrostu potencjału, znanego jako wzrost potencjału uziemienia (EPR) lub wzrost potencjału gruntu (GPR).
Jaka jest różnica między metodą Wennera a metodą Schlumbergera?
W metodzie Wennera wszystkie cztery sondy badawcze ustawia się w linii prostej, zachowując między nimi równe odstępy, co sprawia, że jej przygotowanie jest proste i łatwe.
Metoda Schlumbergera również wykorzystuje cztery sondy, ale odległości między nimi są nierówne. Różne pomiary głębokości wymagają przesunięcia tylko dwóch sond, co sprawia, że metoda ta jest bardziej wydajna w przypadku szczegółowych badań gruntu.
Kiedy należy mierzyć rezystywność gruntu?
Rezystywność gruntu należy zmierzyć na etapie planowania i projektowania instalacji uziemiającej, jeszcze przed rozpoczęciem budowy. Dostarcza ona niezbędnych danych potrzebnych do prawidłowego doboru wymiarów siatki uziemiającej oraz spełnienia wymagań bezpieczeństwa i funkcjonalności w sytuacjach awaryjnych.
Szukasz wskazówek na ten temat?