Измерение сопротивления заземления: методы измерения сопротивления заземления

Контур заземления – важный элемент защитного электрооборудования. Он соединяется с системой выравнивания потенциалов строительного объекта и всеми корпусами электроприборов, оберегая людей от получения электротравмы при соприкосновении с токопроводящей цепью. Для соблюдения требований безопасности нужно периодически проверять состояние и эффективность заземляющих устройств.

Как работает заземление

Заземление обеспечивает уменьшение напряжения между электроустановкой и землей до безопасного уровня. При нормальной работе электрооборудования и цепей через контур проходят только малые фоновые токи. При пробое изоляционного слоя проводки на корпусе оборудования возникает высокое напряжение. Оно отводится через контур по РЕ-проводнику на потенциал земли. В итоге напряжение на нетоковедущих поверхностях оборудования уменьшается до безопасного значения.

При повреждении заземляющих устройств напряжение не отводится. Если при этом человек окажется между потенциалами неисправного электроприбора и землей, через его тело будет проходить ток. Поэтому во избежание электротравм при эксплуатации электрического оборудования важно поддерживать эффективность заземления и периодически проверять его состояние.

Причины проблем с сопротивлением заземления

В нормально работающем контуре ток в аварийной ситуации по РЕ-проводнику идет на контактирующие с грунтом токоотводящие электроды. Общий поток равномерно делится на составляющие и следует на потенциал земли. Но продолжительное пребывание тоководов в агрессивной среде грунта приводит к окислению металла и появлению на его поверхности окисной пленки.

Из-за коррозийных явлений ухудшается протекание тока, и увеличивается электрическое сопротивление контактов. Коррозия в виде отстающих от металлической поверхности чешуек нарушает локальный электрический контакт. При дальнейшем коррозийном повреждении тоководов сопротивление контура возрастает, заземляющее устройство становится менее проводимым и не справляется со своими задачами. Для выяснения состояния контура заземления выполняются замеры сопротивления заземляющих устройств.

Цель замеров сопротивления ЗУ

Качество заземления характеризуется величиной сопротивления протеканию тока. Чем ниже это значение, тем лучше справляются со своими задачами заземляющие устройства. Основные способы уменьшения сопротивления – увеличение площади заземляющих электродов и уменьшение удельного электрического сопротивления почвы.
Чтобы снизить сопротивление, можно увеличить число или глубину заземляющих электродов. Измерение сопротивления заземляющих устройств помогает минимизировать риск аварий, поломки электроустановок и нанесения урона здоровью или жизни людей.

Типы заземляющих устройств

Есть 3 вида заземления:
— Рабочее – определенные точки электрической цепи соединены с землей. Этот тип заземления осуществляется при помощи прибивных предохранителей, резисторов и других элементов. Оно необходимо для безопасного функционирования в нормальных и аварийных рабочих условиях.
— Заземление молниезащиты – молниеприемники и разрядники соединяются с землей, чтобы токи молнии отводились в землю без ущерба для электроустановки и находящихся рядом людей.
— Защитное заземление – металлические части, по которым не проходит ток, но есть риск оказаться под напряжением в случае замыкания на корпус. Для обеспечения безопасности соединяются с землей.

Нормальные величины для сопротивления заземляющих устройств

Согласно Правилам устройства электроустановок, оптимальная периодичность измерений сопротивления заземления – не реже, чем единожды в год. При этом первая проверка осуществляется сразу после монтажных работ, чтобы удостовериться, что схема заземлена правильно.

Норматив величины сопротивления заземления зависит от напряжения источника в цепи.

Трехфазный ток в источнике с напряжением:	Однофазный ток в источнике с напряжением:	Норма сопротивления заземления
660 В	380 В	Не превышает 2 Ом
380 В	220 В	Не превышает 4 Ом
220 В	127 В	Не превышает 6 Ом

 

Как измеряют сопротивление заземления

Методика измерения сопротивления заземляющих устройств основывается на разных теоретических базах:

• по формуле Дуайта (вычисляет сопротивление заземления в зависимости от радиуса электрода, глубины его погружения в землю и среднего удельного сопротивления грунта)
• по принципу падения потенциала
• по стандартному 3-проводному методу (другое название — метод 62%)
• по двухточечному методу (с последовательно включенными двумя устройствами заземления — методика, отлично подходящая для городских условий)
• по методу двух клещей (когда передающие клещи провоцируют ток в контуре, а дополнительные — снимают его величину)
• по методу Веннера (выявляет зависимость между расстоянием от электрода до электрода и глубиной, где течет ток).

Замер сопротивления контура заземления проходит с применением измерительных приборов М416 или Ф4103-М1. Ход работ таков:

• Элементы питания устанавливаются в измеритель заземления.
• Устанавливается переключатель в положение «Контроль», при этом стрелку индикатора нужно привести в отметку «0» после нажатия кнопки и вращения рукоятки «реохорд». Соединительные провода подключаются к прибору-измерителю, как указано в инструкции.
• Зонд и заземлитель (которые выступают в качестве вспомагательных электродов) углубляют до 0,5 м, затем подключают к ним соединительные провода.
• Переключатель устанавливают в «Х1», нажимают кнопку и двигают стрелку индикатора вращением ручки реохорда в нулевое положение. Результат умножается на необходимый множитель.

 

Методы замеров сопротивления заземляющих устройств

По 3-проводной схеме (3П) сопротивление заземляющего устройства измеряется при значениях выше 5 Ом. В остальных случаях прибор подключается по 4-проводной схеме (4П). Нужный метод измерения выбирается кнопкой «Режим». При использовании метода 4П выполняются следующие действия:

• Определяется максимальная диагональ (Д) заземляющего устройства (ЗУ).
• ЗУ соединяется измерительными кабелями с гнездами Т1 и П1.
• В грунт на дистанции 1,5 Д, но не менее 20 м от ЗУ, устанавливается потенциальный штырь П2.
• В грунт на расстоянии больше 3Д, но не меньше 40 м от ЗУ, устанавливается токовый штырь Т2.
• К разъему Т2 прибора подключается соединительный кабель.
• Проводится серия замеров. При этом потенциальный штырь П2 последовательно устанавливается в грунт на расстоянии 10, 20, …, 90% от дистанции до токового штыря Т2. При этом ЗУ и измерительные штыри обычно размещаются на одной линии. Амплитудное значение напряжения помехи (при его наличии) измеряется в вольтах и отображается на индикаторе. В таком случае нужно отыскать подходящее направление размещения штырей, чтобы минимизировать значение напряжения помехи.

• Строится график зависимости сопротивления от дистанции между ЗУ и П2. При равномерном возрастании сопротивления в средней части графика истинным считается значение между точками с наименьшей разницей величины сопротивления (не более 5%). Иначе все расстояния от ЗУ до П2 и Т2 нужно увеличить в 1,5–2 раза или сменить направление расположения штырей.

При использовании 3-проводного метода нужно выбрать его кнопкой «Режим», подсоединить измерительный кабель наименьшей длины к гнезду Т1. Замеры выполняются аналогично, но важно учесть, что измеренная величина сопротивления ЗУ включает сопротивление измерительного кабеля, подсоединенного к гнезду Т1.

 

Используемые приборы и средства

Сопротивление ЗУ замеряется специальными приборами – измерителями сопротивления заземления типа ИС-10, EurotestXE 2,5 кВ MI 3102H, М416, Ф4103-М1, MRU различных конфигураций и др. Дополнительно используются диэлектрические боты и перчатки, защитная каска и инструмент с изолирующими рукоятками.

В процессе проведения работ используется инструмент для забивания электродов в грунт на глубину не менее 0,5 м. Прибор подключается к корпусу электроустановки с помощью щупа, в роли которого применяется квадратный напильник с глухоприсоединенным медным проводом сечением 2,5 мм².

 

Периодичность проведения замеров

Периодичность необходимых замеров сопротивления ЗУ основывается на правилах эксплуатации технических устройств. Для зданий действуют индивидуальные правила, включающие общие рекомендации по осмотру контура заземления. Периодичность замеров значится в специальных справочных материалах, используемых при реализации профилактических мероприятий. В большинстве случаев для поддержания работоспособности электросети достаточно осматривать участки заземления раз в полгода.

Замеры сопротивления переносного электрооборудования и дымовых труб должны проводиться ежегодно и включать обследование грунта возле заземленного электрооборудования. Сопротивление ЗУ в виде опор воздушных ЛЭП с напряжением до 1 кВт необходимо измерять с периодичностью раз в 6 лет, а с напряжением более 1 кВт – раз в 12 лет. Замеры сопротивления ЗУ нужно проводить во время максимальной засухи или замерзания грунта.

Инженерный центр «ПрофЭнергия» имеет огромный опыт и высокоточное оборудование, позволяющее оперативно измерять сопротивление заземляющих устройств и проводить другие электротехнические работы.

Инженерный центр «ПрофЭнергия» имеет все необходимые лицензии для измерения сопротивления заземляющих устройств, слаженный коллектив профессионалов и сертификаты, которые дают право осуществлять все необходимые испытания и замеры. Оставив выбор на электролаборатории «ПрофЭнергия» вы выбираете надежную и качествунную работу своего оборудования!

Если Вы хотите заказать замер сопротивления заземления, а также по другим вопросам, звоните по телефону: +7 (495) 181-50-34.

90000 The most common methods of measuring the resistance of an earth electrode 90001 90002 Earth resistance of an earth electrode 90003 90004 When an earth electrode system has been designed and installed, it is usually necessary to measure and confirm the earth resistance between the electrode and «true Earth». The most commonly used method of measuring the earth resistance of an earth electrode is the 3-point measuring technique shown in Figure 1. 90005 90006 The most common methods of measuring the resistance of an earth electrode 90004 This method is derived from the 4-point method, which is used for soil resistivity measurements.90005 90004 The 3-point method, called the 90010 «fall of potential» method 90011, comprises the Earth Electrode to be measured and two other electrically independent test electrodes, usually labelled P (Potential) and C (Current). These test electrodes can be of lesser «quality» (higher earth resistance) but must be electrically independent of the electrode to be measured. 90005 90013 90013 Figure 1 — The 3-point Method of Earth Resistance Measurement 90004 An alternating current (I) is passed through the outer electrode C and the voltage is measured, by means of an inner electrode P, at some intermediary point between them.90005 90017 90004 The Earth Resistance is simply calculated using Ohm’s Law: 90010 Rg = V / I. 90011 90005 90022 90004 Other more complex methods, such as the Slope Method or the Four Pole Method, have been developed to overcome specific problems associated with this simpler procedure, mainly for measurements of the resistance of large earthing systems or at sites where space for locating the test electrodes is restricted. 90005 90004 Regardless of the measurement method employed, 90010 it should be remembered that the measurement of earth resistance is as much an art as it is a science 90011, and resistance measurements can be affected by many parameters, some of which may be difficult to quantify.As such, it is best to take a number of separate readings and average them, rather than rely on the results of a single measurement. 90005 90004 When performing a measurement, the aim is to position the auxiliary test electrode C far enough away from the earth electrode under test so that the auxiliary test electrode P will lie outside the effective resistance areas of both the earth system and the other test electrode ( see Figure 2). 90005 90031 90031 Figure 2 — Resistance areas and the variation of the measured resistance with voltage electrode position 90033 90034 90010 If the current test electrode, C, is too close 90011, the resistance areas will overlap and there will be a steep variation in the measured resistance as the voltage test electrode is moved.90037 90034 90010 If the current test electrode is correctly positioned 90011, there will be a ‘flat’ (or very nearly so) resistance area somewhere in between it and the earth system, and variations in the position of the voltage test electrode should only produce very minor changes in the resistance figure. 90037 90042 90004 The instrument is connected to the earth system under test via a short length of test cable, and a measurement is taken. 90005 Measurement accuracy can be affected 90010 by the proximity of other buried metal objects to the auxiliary test electrodes 90011.Objects such as fences and building structures, buried metal pipes or even other earthing systems can interfere with the measurement and introduce errors. 90004 Often it is difficult to judge, merely from visual inspection of the site, a suitable location for the tests stakes 90010 and so it is always advisable to perform more than one measurement to ensure the accuracy of the test 90011. 90005 90051 90052 Fall of Potential Method 90053 90004 This is one of the most common methods employed for the measurement of earth resistance and is best suited to small systems 90010 that do not cover a wide area 90011.It is simple to carry out and requires a minimal amount of calculation to obtain a result. 90005 90058 90058 Measuring earth resistance with fall of potential method (photo credit: eblogbd.com) 90004 90010 This method is generally not suited to large earthing installations 90011, as the stake separations needed to ensure an accurate measurement can be excessive, requiring the use of very long test leads (refer to Table 1). 90005 90004 Normally, the outer test electrode, or current test stake, is driven into the ground 30 to 50 metres away from the earth system, (although this distance will depend on the size of the system being tested — refer to Table 1) and the inner electrode, or voltage test stake, is then driven into the ground mid-way between the earth electrode and the current test stake, and in a direct line between them.90005 90004 90010 Table 1 90011 — Variation of current and voltage electrode separation with maximum earth system dimensions, in metres 90005 90070 90071 90072 90073 Maximum dimension across 90051 earth system 90075 90073 Distance from ‘electricalcentre’ 90051 of earth system to voltage test stake 90075 90073 Minimum distance from 90051 ‘electrical centre’ of earth system 90051 to current test stake 90075 90083 90072 90073 1 90075 90073 15 90 075 90073 30 90 075 90083 90072 90073 2 90075 90073 20 90 075 90073 40 90 075 90083 90072 90073 5 90075 90073 30 90 075 90073 60 90 075 90083 90072 90073 10 90 075 90073 43 90 075 90073 85 90 075 90083 90072 90073 20 90 075 90073 60 90 075 90073 120 90 075 90083 90072 90073 50 90 075 90073 100 90 075 90073 200 90 075 90083 90072 90073 100 90 075 90073 140 90 075 90073 280 90 075 90083 90140 90141 90004 The Fall of Potential method incorporates a check to ensure that 90010 the test electrodes are indeed positioned far enough away for a correct reading to be obtained 90011.It is advisable that this check be carried, as it is really the only way of ensuring a correct result. 90005 90004 90010 To perform a check on the resistance figure, two additional measurements should be made: 90011 90005 90150 90034 The first with the voltage test electrode (P) moved 10% of the original voltage electrode-to-earth system separation away from its initial position, and 90037 90034 The second with it moved a distance of 10% closer than its original position, as shown in Figure 3.90037 90155 90156 90156 Figure 3 — Checking the validity of a resistance measurement 90004 If these two additional measurements are in agreement with the original measurement, within the required level of accuracy, then the test stakes have been correctly positioned and the DC resistance figure can be obtained by averaging the three results. 90005 90004 However, 90010 if there is substantial disagreement amongst any of these results 90011, then it is likely that the stakes have been incorrectly positioned, either by being too close to the earth system being tested, too close to one another or too close to other structures that are interfering with the results.90005 90004 The stakes should be repositioned at a larger separation distance or in a different direction and the three measurements repeated. This process should be repeated until a satisfactory result is achieved. 90005 90051 90052 The 62% Method 90053 90004 The Fall of Potential method can be adapted slightly for use with medium sized earthing systems. This adaptation is often referred to as the 62% Method, 90010 as it involves positioning the inner test stake at 62% of the earth electrode-to-outer stake separation 90011 (recall that in the Fall-of-Potential method, this figure was 50%).90005 90004 All the other requirements of test stake location — that they be in a straight line and be positioned away from other structures — remain valid. 90005 90004 When using this method, it is also advisable to repeat the measurements with the inner test stake moved ± 10% of the earth electrode-inner test stake separation distance, as before. 90005 90004 90178 90179 90005 90004 The main disadvantage with this method is that the theory on which it is based relies on the assumption that the underlying soil is homogeneous, which in practice is rarely the case.Thus, care should be taken in its use and a soil resistivity survey should always be carried out. 90005 90004 90010 Alternatively, one of the other methods should be employed. 90011 90005 90051 90052 Other Test Methods 90053 90004 Many other methods exist for taking earth resistance measurements. Many of these methods have been designed in an attempt to alleviate the necessity for excessive electrode separations, when measuring large earth systems, or the requirement of having to know the electrical centre of the system.90005 90004 90010 Three such methods are briefly described below. 90011 Specific details are not given here, but instead the reader is referred to the relevant technical paper where these systems are described in detail. 90005 90150 90034 The slope method 90037 90034 The star-delta method 90037 90034 The four-potential method (Wenner method) 90037 90155 90051 90205 (a) The Slope Method 90206 90004 90010 This method is suitable for use with large earthing systems, such as power substation earths.90011 It involves taking a number of resistance measurements at various earth system to voltage electrode separations and then plotting a curve of the resistance variation between the earth and the current. 90005 90004 Using this method it is possible to calculate the theoretical optimum location for the voltage electrode and thus, from the resistance curve, calculate the true resistance. 90005 90004 The additional measurement and calculation effort tends to relegate this system to use with only very large or complex earthing systems.90005 90215 90215 Potential probe locations for using the slope method (figure credit: Whitham D. Reeve) 90004 For full details of this method, refer to paper 62975, written by Dr G.F. Tagg, taken from the proceedings of IEE volume 117, No 11, Nov. 1970. 90005 90004 90010 NETA WORLD TechTips ‘Slope Method’ by by Jeff Jowett AVO International: 90011 90005 90004 Download paper 90005 90051 90205 (b) The Star-Delta Method 90206 90004 This technique is well suited to use with large systems in built up areas or on rocky terrain, where it may be difficult to find suitable locations for the test electrodes, particularly over long distances in a straight line.90005 90004 90010 Three test electrodes, set up at the corners of an equilateral triangle with the earth system in the middle 90011, are used and measurements are made of the total resistance between adjacent electrodes, and also between each electrode and the earthing system. 90005 90004 Using these results, a number of calculations are performed and a result can be obtained for the resistance of the earth system. This method, developed by W. Hymers, is described in detail in Electrical Review, January тисяча дев’ятсот сімдесят п’ять.90005 90004 90010 NETA WORLD TechTips ‘Ground Testing in Difficult Installations’ by Jeffrey R. Jowett (Megger): 90011 90005 90004 Download paper 90005 90051 90205 (c) The Four Potential Method (Wenner method) 90206 90004 This technique, helps overcome some of the problems associated with the requirement 90010 for knowing the electrical centre of the earthing systems being tested 90011. 90005 90004 This method is similar in set up to the standard Fall of Potential method, 90010 except that a number of measurements are made with the voltage electrode at different positions 90011 and a set of equations are used to calculate the theoretical resistance of the system.90005 90004 The main draw back with the Four Potential method is that, like with the Fall of Potential method, it can require excessive electrode separation distances if the earthing system being measured is large. 90005 90004 90010 NETA WORLD TechTips ‘Ground Resistance Testing: Four Potential Method’ by Jeffrey R. Jowett (Megger): 90011 90005 90004 Download paper 90005 90004 90262 90010 Reference // 90011 Earthing Techniques by Lightning & Surge Technologies 90265 90005 .90000 The easiest way to measure ground resistance using clamp meter, but be carefull! 90001 90002 Why clamp meter / tester for grounding? 90003 90004 The ground clamp meter / tester is an effective and time-saving tool when used correctly 90005 because the user does not have to disconnect the ground system 90006 to make a measurement or place probes in the ground. 90007 90008 The easiest way to measure ground resistance using clamp meter (photo credit: Linemanchannel.com via Youtube) 90004 The method is based on Ohm’s Law, where: 90007 90004 90005 R (resistance) 90006 = V (voltage) / I (current) 90007 90004 The clamp includes a transmit coil, which applies the voltage and a receive coil, which measures the current.The instrument applies a known voltage to a complete circuit, measures the resulting current flow and calculates the resistance (see figure 1). 90007 90017 90017 Figure 1 — Clamp method for measuring ground resistance 90004 The clamp method requires a complete electrical circuit to measure. The operator has no probes and therefore can not set up the desired test circuit. The operator must be certain that earth is included in the return loop. The clamp tester measures the complete resistance of the path (loop) that the signal is taking.All elements of the loop are measured in series. 90007 90004 The method assumes that 90005 only the resistance of the ground electrode under test contributes significantly 90006. Based on the math behind the method (to be reviewed below), the more returns, the smaller the contribution of extraneous elements to the reading and, therefore, the greater the accuracy. 90007 90004 The major advantage of the clamp method is 90005 that it is quick and easy 90006. The ground electrode does not have to be disconnected from the system to take the measurement and no probes need to be driven and no cables connected.90007 90004 In addition, it includes the bonding and overall connection resistance. Good grounding must be complemented by «bonding», having a continuous low-impedance path to ground. Fall of potential measures only the ground electrode, not the bonding (leads must be shifted to make a bonding test). 90007 90004 Because the clamp uses the grounding conductor as part of the return, 90005 an «open» or high resistance bond 90006 will show up in the reading. 90007 90035 90035 Checking the ground resistance using clamp meter (on photo: Fluke earth / ground clamp meter; credit: Amazon) 90004 The clamp ground tester also allows the operator to measure the leakage current flowing through the system.If an electrode has to be disconnected, the instrument will show whether current is flowing to indicate whether it is safe to proceed. 90007 90004 Unfortunately, the clamp ground tester is often misused 90005 in applications where it will not give an effective reading 90006. The clamp method is effective only in situations where there are multiple grounds in parallel. It can not be used on 90005 isolated grounds as there is no return path 90006. 90007 90004 Therefore, it can not be used for installation checks or commissioning new sites.It also can not be used if an alternate lower resistance return exists not involving the soil 90005 (such as with cell towers) 90006. 90007 90004 Unlike with fall of potential testing, there is no way of proofing the result, meaning the results must be taken on «faith.» The clamp ground tester does fill a role as one tool that the technician could have in his «bag», but not the only tool. 90007 90051 90052 Clamp ground testing theory and methodology 90053 90004 Understanding how and why the clamp method works helps in understanding where it will and will not operate, and how to optimize its use.As mentioned, the clamp test method is based on Ohm’s Law (R = V / I). 90007 90004 Understanding Ohm’s law and how it applies to series and parallel circuits is the first step to understanding 90005 how and why a clamp ground tester works 90006. 90007 90004 90005 The following graphics will show and explain the following: 90006 90007 90064 90065 Series circuit, 90066 90065 Parallel circuit, 90066 90065 Parallel-series circuit and 90066 90065 The math used to determine the total current and resistance 90066 90073 90051 90075 Series Circuit 90076 90077 90077 Figure 2 — Determining the total current and resistance with series circuit 90004 In a series circuit (figure 2), total current and total resistance are calculated as follows: 90007 90004 90005 I 90083 t 90084 90006 = I 90083 1 90084 = I 90083 2 90084 = I 90083 3 90084 90051 90005 R 90083 t 90084 90006 = R 90083 1 90084 + R 90083 2 90084 + R 90083 3 90084 90007 90051 90075 Parallel Circuit 90076 90107 90107 Figure 3 — Determining the total current and resistance with parallel circuit 90004 In a parallel circuit (figure 3), total current and total resistance are calculated as follows: 90007 90004 90005 I 90083 t 90084 90006 = I 90083 1 90084 + I 90083 2 90084 + I 90083 3 90084 90051 90005 R 90083 t 90084 90006 = 1 / (1 / R 90083 1 90084 + 1 / R 90083 2 90084 + 1 / R 90083 3 90084) 90007 90051 90075 Parallel-Series Circuit 90076 90137 90137 Figure 4 — Determining the total current and resistance with parallel-series circuit 90004 In a parallel-series circuit (figure 4), total current and total resistance are calculated as follows: 90007 90004 90005 I 90083 t 90084 90006 = I 90083 1 90084 + I 90083 2 90084 = I 90083 3 90084 = I 90083 4 90084 + I 90083 5 90084 90051 90005 R 90083 t 90084 90006 = 1 / (1 / R 90083 1 90084 + 1 / R 90083 2 90084) + 1 / (1 / R 90083 3 90084 + 1 / R 90083 4 90084) 90007 90051 90052 Clamp Test Methodology 90053 90004 The head of a clamp ground tester includes two cores (see figure 5).One core 90005 induces a test current 90006 and the other measures 90005 how much was induced 90006. The input or primary voltage of the test current inducing core is kept constant, so the current actually induced into the test circuit is directly proportional to the loop resistance. 90007 90179 90179 Figure 5 — Clamp Test Methodology 90004 The important thing to remember with clamp testing is that clamp ground testers effectively make loop resistance measurements. Clamp measurements are 90005 loop measurements 90006.For the clamp method to work there must be a series- parallel resistance path (90184 and the lower the better 90185). 90007 90004 The more electrodes or ground paths in the system the nearer the measurement gets to the actual electrode 90005 under test’s true resistance 90006. 90007 90004 The following figure shows 90005 a pole ground configuration 90006, one of the most effective applications of the clamp ground tester. 90007 90195 90195 Figure 6 — Pole ground configuration 90004 The circuit diagram for this configuration follows (90005 based on a clamp ground tester being clamped around pole 6 90006): 90007 90201 90201 Figure 7 — Circuit diagram for above configuration based on a clamp ground tester being clamped around pole 6 90004 The clamp ground tester is clamped around one of the electrodes and then measures the resistance of the entire loop.The remaining ground electrodes are all in parallel, and, as a group, are in series with the ground electrode being measured. 90005 If the clamp tester is clamped around pole # 6 90006, the measurement of the resistance of the entire loop would be calculated using the following equation: 90007 90004 R 90083 loop 90084 = R 90083 6 90084 + (1 / (1 / R 90083 1 90084 + 1 / R 90083 2 90084 + 1 / R 90083 3 90084 + 1 / R 90083 4 90084 + 1 / R 90083 5 90084) ) 90007 90004 For six similar ground electrodes with a resistance of 90005 10 Ω each 90006, the measurement of the total loop resistance would be: 90007 90004 R 90083 loop 90084 = 10 + (1 / (1/10 + 1/10 + 1/10 + 1/10 + 1/10)) 90051 R 90083 loop 90084 = 10 + (1 / (5/10)) 90051 R 90083 loop 90084 = 10 + 2 90007 90004 90005 R 90083 loop 90084 = 12 Ω 90006 90007 90004 The measurement of the loop resistance is relatively close to the resistance of the ground electrode being tested.If there were 60 similar ground electrodes with a resistance of 90005 10 Ω each 90006, the measurement of the total loop resistance would be: 90007 90004 90005 R 90083 loop 90084 90006 = 10 Ω + 0.17 Ω = 10.17 Ω 90007 90004 The more ground electrodes in parallel, the smaller the impact of the resistance of the electrodes not being tested and the closer the loop resistance is to the resistance of the electrode being tested. 90005 If the electrode being measured has a high resistance, the test will indicate that there is a problem.90006 90007 90004 Using the six electrode example, if electrode number 6 had a resistance of 90005 100 Ω 90006 and all the other electrodes had resistances of 90005 10 Ω 90006, the measurement of the loop resistance would be: 90007 90004 R 90083 loop 90084 = 100 + (1 / (1/10 + 1/10 + 1/10 + 1/10 + 1/10)) 90051 R 90083 loop 90084 = 100 + (1 / (5/10)) 90051 R 90083 loop 90084 = 100 + 2 90007 90004 90005 R 90083 loop 90084 = 102 Ω 90006 90007 90004 In the following example, the clamp ground tester would indicate the bad ground.If the 90005 100 Ω 90006 electrode was one of the electrodes not being measured, the impact on the overall measurement would be minimal: 90007 90004 R 90083 loop 90084 = 10 + (1 / (1/10 + 1/100 + 1/10 + 1/10 + 1/10)) 90051 R 90083 loop 90084 = 10 + (1 / (41/100)) 90051 R 90083 loop 90084 = 10 + 2.44 90007 90004 90005 R 90083 loop 90084 = 12.44 Ω 90006 90007 90004 90005 NOTE // 90006 Please note that the measured resistance will always be higher than the actual resistance of the ground electrode being tested.Any error present is on the side of safety, as resistance guidelines are for maximum ground resistance. 90007 90303 90004 This means that if 90005 the measured resistance is below target level for the ground electrode 90006, the operator can be assured that actual resistance will also be below the target. 90007 90308 90051 90052 To conclude // 90053 90004 In summary, remember that a clamp ground tester measurement is a 90005 measurement of the resistance of the entire loop 90006. There must be a loop resistance to measure.If there is not a loop to measure the operator can create one with a temporary jumper lead. The greater the number of parallel paths, the closer the measured value will be to the actual earth resistance of the electrode under test. 90007 90004 The clamp ground tester 90005 can easily indicate a poor electrode 90006 whether there are a few parallel paths in series with the measured value, or many parallel paths present. 90007 90004 Remember that the earth path must be in the circuit to measure ground resistance.This caveat sounds obvious, but if you have metal structures involved there may be a connection through that, rather than the earth mass. 90007 90051 90052 Examples of measuring ground rod resistance using clamp meter 90053 90004 90326 90327 90007 90004 90330 90327 90007 90004 90184 90005 Reference // 90006 Guide to Clamp Ground Testing by MEGGER 90185 90007 .90000 90001 90002% PDF-1.4 % 506 0 obj > endobj xref 506 86 0000000016 00000 n 0000003447 00000 n 0000003580 00000 n 0000004627 00000 n 0000004769 00000 n 0000004796 00000 n 0000005105 00000 n 0000005219 00000 n 0000008295 00000 n 0000010601 00000 n 0000010753 00000 n 0000011299 00000 n 0000011779 00000 n 0000012056 00000 n 0000012630 00000 n 0000012657 00000 n 0000012978 00000 n 0000013253 00000 n 0000013803 00000 n 0000016706 00000 n 0000020139 00000 n 0000023720 00000 n 0000026323 00000 n 0000026957 00000 n 0000027390 00000 n 0000027477 00000 n 0000027705 00000 n 0000028396 00000 n 0000028621 00000 n 0000029128 00000 n 0000030994 00000 n 0000033698 00000 n 0000047570 00000 n 0000047683 00000 n 0000047753 00000 n 0000047841 00000 n 0000048029 00000 n 0000053674 00000 n 0000053744 00000 n 0000053829 00000 n 0000057192 00000 n 0000057465 00000 n 0000057638 00000 n 0000057927 00000 n 0000060933 00000 n 0000061011 00000 n 0000061090 00000 n 0000061187 00000 n 0000061336 00000 n 0000061660 00000 n 0000061715 00000 n 0000061831 00000 n 0000061909 00000 n 0000062235 00000 n 0000062290 00000 n 0000062406 00000 n 0000062484 00000 n 0000062809 00000 n 0000062864 00000 n 0000062980 00000 n 0000063058 00000 n 0000063383 00000 n 0000063438 00000 n 0000063554 00000 n 0000070184 00000 n 0000070223 00000 n 0000103038 00000 n 0000103077 00000 n 0000113173 00000 n 0000113212 00000 n 0000185440 00000 n 0000185518 00000 n 0000253801 00000 n 0000254256 00000 n 0000254334 00000 n 0000366320 00000 n 0000366769 00000 n 0000366847 00000 n 0000457123 00000 n 0000457574 00000 n 0000457652 00000 n 0000548085 00000 n 0000548533 00000 n 0000552009 00000 n 0000684266 00000 n 0000002016 00000 n trailer ] / Prev 3530785 >> startxref 0 %% EOF 591 0 obj > stream h ެ UmLSg> m — ի C.\ +] RhA, (ȥ @ ~ MqN7t [b \ 4Y2-̒-sjdv {f ٟ y: 90003.90000 Ground Resistance Measurements ~ Electrical Knowhow 90001 90002 In Article «90003 Ground Resistance Calculations 90004», I explained the following points: 90002 90006 90007 Calculating Ground Resistance, 90008 90007 Calculating Ground Resistance for substations, 90008 90007 Verifying Ground Grid Conductor Installation, 90008 90007 Design Guidelines and Requirements. 90008 90015 90016 Also, In Article «90017 90003 Introduction to Earthing System 90004», I explained the following points: 90002 90002 90006 90007 Introduction, 90008 90007 Determining Ground Resistance, 90008 90007 Soil Resistivity.90008 90015 90002 Today, I will explain the Ground Resistance Measurements. 90016 90003 90033 Ground Resistance Measurement 90034 90004 90017 90002 90003 90033 90002 90034 90004 90003 90033 90002 90034 90004 90002 A careful measurement of the resistance of the ground installation as constructed is desirable. Extreme precision is not always possible in measurement, but the results should be more dependable than values ​​calculated by design engineering. 90002 90050 90051 90052 90053 90003 Instruments Used For Ground Resistance Measurements 90004 These are some of the instruments used for ground resistance measurements: 90006 90007 Direct-indicating megohmmeter with self-contained hand- or power-driven internal generator, 90008 90015 90006 90007 Direct- indicating megohmmeter with self-contained battery, 90008 90015 90006 90007 Direct-indicating megohmmeter with a rectifier using an external alternating-current supply, 90008 90015 90006 90007 Resistance Bridge with a galvanometer and batteries.90008 90015 90002 90073 90074 90075 90076 90050 90051 90052 90053 90003 Ground Impedance Measurement Methods 90004 There are many Ground Impedance Measurement Methods as follows: 90083 90006 90007 The 2-Point Method, 90008 90007 The 3-Point Method, 90008 90007 The Fall of Potential Method, 90008 90007 The 62% Rule, 90008 90007 The Ratio Method, 90008 90007 The Tag Slope Method, 90008 90007 The Intersecting Curve Method, 90008 90007 Staged Fault Tests, 90008 90007 Driving Point Impedance, 90008 90007 The SGM Method.90008 90015 90016 But, There are four basic methods of measuring ground resistance: 90017 90006 90007 Fall-of-Potential Method, 90008 90007 Two-Point Method, 90008 90007 Three-Point Method, 90008 90007 Ratio Method. 90008 90015 90002 In this ground inspection course, I will explain only the most used method for Ground Impedance Measurement which is the Fall-of-Potential Method. 90002 90073 90074 90075 90076 90003 90033 90002 Fall-of-Potential Method 90034 90004 90050 90051 90052 90053 90003 Uses for Fall-of-Potential Method 90004 Use the Fall-of-Potential Slope Method for determining the resistance of large areas such as substation yards , ground perimeters of large buildings, and other large areas.90003 Figure 1 90004 shows the measurement arrangement for this method of testing. 90073 90074 90075 90076 90141 90051 90052 90144 90073 90074 90052 90144 90003 Figure 1. Fall-of-Potential method for ground resistance measure 90004 90073 90074 90075 90076 90050 90051 90052 90053 90003 The Measurement Arrangement for Fall-of-Potential Method 90004 1 Place the current probe (cp) a minimum of 328 feet (100 meters) from the ground grid boundaries. On large size plants or substations this distance (c), is longer.The formula for this distance is: grid, grounding system, or substation diagonal of the area in meters (DL) equals the square root of one of the sides squared (a2) plus the other side squared (b2) or 90016 90017 2 Insert the (cp) probe into the earth a minimum of 2 feet (0.6 m) in depth.3- Insert the potential probe (pp) into the earth in a straight line with the CP at distance (p) from the ground grid (g ) you are measuring. 4 A minimum of 3 different measurements at 3 different distances must be recorded.They are equal to 0.2C, 0.4C, and 0.6C and are represented as R1, R2, and R3 respectively as in Figure 2. 90141 90051 90052 90144 90073 90074 90052 90144 90003 Figure 2. Resistance values ​​related to distance 90004 90073 90074 90075 90076 Pass a test current through the ground grid through the cp. The pp measures the 90177 voltage 90178 produced between the ground grid and the surface of the ground. The instrument directly measures the resistance (R) of the ground grid by dividing the measured voltage by the test current (E / I).90016 5 Calculate the slope variation coefficient using the following formula: 90017 90003 90177 μ 90178 90004 is a measure of the change of the slope in the resistance curve.μ should be less than or equal to 1.59 (90177 μ 90178 90177 90178 ≤ 1.59 ). If 90177 μ 90178 is not less than or equal to 1.59, do the whole measuring process again with a longer (C) distance.6- Include the key plans of the location, the weather, and soil conditions when filling out your report. 90073 90074 90075 90076 90050 90051 90052 90053 90003 Interpretation of the Result 90004 1 Obtain the value, pt / c, from the table of values ​​in 90003 Figure 3 90004, once you calculate the slope variation coefficient 90177 μ.90178 90177 2 90178 pt is the distance of the potential probe position to the ground grid where the true resistance value should be measured. 3 Measure the true resistance by inserting the potential probe at the corresponding distance pt. Take an average value of the measured true resistances from at least three different compass directions from the grid. This result is the ground resistance of the grid. 90073 90074 90075 90076 90211 90051 90052 90214 90003 VALUES OF PT / C FOR VARIOUS VALUES OF (90177 μ 90178) 90004 90073 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 9022 2 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90052 90222 90222 90222 90222 90222 90222 90074 90075 90076 90003 Figure 3.Table of values ​​for PT / C related to 90177 μ 90178 90004 90002 90016 90003 90033 Example # 1: 90034 90004 90017 90002 90002 Plot the measured resistance values ​​against the potential probe spacing found from the curve in 90003 Figure 4 90004. 90141 90051 90052 90144 90073 90074 90052 90144 90003 Figure 4. Plotted resistance values ​​90004 90073 90074 90075 90076 90002 Calculate for μ using the resistance values ​​below. Use the slope variation coefficient formula shown below also.90002 90002 90016 From Figure 3 for μ = 0.96; pt / C = 0.550 90017 90016 Measure the true resistance by positioning the potential probe at a distance equal to pt or 0.550 (C), or from Figure 4, pt = 0.550 (100m) = 55 m. 90017 90002 90002 90002 90002 90050 90051 90052 90053 90003 Factors Affecting Ground Impedance Measurement 90004 90002 90006 90007 Difficulty reaching true remote earth reference voltage, 90008 90007 Effect of Auxiliary Electrode Location (Earth Current Return), 90008 90007 Size and location of voltage probes, 90008 90007 Interaction Between Instrumentation Wires, 90008 90007 Interference from Overhead Lines and their Grounding, 90008 90007 Background 60 Hz Voltage and Harmonics, 90008 90007 Ground Impedance Magnitude.90008 90015 These factors will be discussed in the next Article. 90073 90074 90075 90076 90016 In the next Article, I will explain 90003 the Factors affecting Ground Resistance Measurement Reliability 90004. Please, keep following. 90017 .