Miernik rezystancji uziemień MRU-120

Firma SONEL S.A. wprowadziła do oferty nowy, unikalny przyrząd do pomiaru rezystancji uziemień oraz rezystywności gruntu. Jest to miernik MRU-120 umożliwiający wykonywanie pomiarów wieloma różnymi metodami, dzięki czemu użytkownik będzie mógł wykonać jednym miernikiem pomiary różnych typów uziemień w różnych warunkach.

 

Fot. 1. Miernik MRU-120

 

Ergonomia użytkowania

Przyrząd jest produkowany w nowej obudowie, niezwykle funkcjonalnej i ergonomicznej. Oprócz połączenia elementów plastikowych oraz gumowych (elastomer), obudowa charakteryzuje się przesuwaną wokół miernika pokrywą, która może znajdować się w czterech położeniach pracy:

• pokrywa na górze przyrządu – przyrząd nieużywany i zabezpieczony przed uszkodzeniami mechanicznymi,
• pokrywa zatrzaśnięta pod miernikiem,
• pokrywa pod kątem 45 stopni – miernik może stać na płaskiej powierzchni (Fot. 1),
• pokrywa pod miernikiem, pod kątem 90 stopni – w tym położeniu pokrywa pełni rolę podpórki dla miernika, gdy jest on noszony na szyi przy pomocy paska. Dzięki temu użytkownik może obsługiwać miernik jedną ręką.

Obudowa jest uszczelniona, aby chronić elektronikę przyrządu przed wpływem warunków środowiskowych. Miernik jest przystosowany do pracy w trudnych warunkach pomiarowych.

MRU-120 wyposażony jest w duży, czytelny wyświetlacz graficzny, który może zostać podświetlony. Na wyświetlaczu prezentowane są szczegółowe dane pomiarowe:

• wynik pomiaru rezystancji uziemienia lub rezystywności,
• wartości rezystancji sond pomocniczych,
• wartości napięcia i częstotliwości zakłóceń,
• komunikaty o ograniczeniach prądu pomiarowego, możliwych błędach dodatkowych.

Dzięki tym informacjom, użytkownik ma możliwość dokładnej oceny pomiaru.

Pomiary rezystancji uziemień oraz rezystywności gruntu można wpisać do pamięci o pojemności 1000 pomiarów. Zgromadzone dane można przesłać do komputera przy pomocy standardowego przewodu USB lub za pośrednictwem interfejsu bezprzewodowego, w który wyposażony jest MRU-120.

Przyrząd zasilany jest z wysokowydajnych akumulatorów, które umożliwiają wykonanie do kilkuset pomiarów w zależności od wybranej metody pomiarowej. Istnieje również możliwość zasilania miernika ze standardowych baterii alkalicznych typu LR14 (rozmiar C). Dzięki temu w sytuacjach awaryjnych, użytkownik nie traci możliwości wykonywania pomiarów. Dodatkową zaletą jest możliwość ładowania akumulatorów miernika z gniazdka zapalniczki samochodowej o napięciu 12V.

Przy tych wszystkich możliwościach, MRU-120 wraz z pakietem akumulatorów waży zaledwie 2 kg, co wydatnie przekłada się na komfort użytkowania.

 

Metody pomiarowe

Jak wspomniano we wstępie, MRU-120 posiada możliwość pomiarów rezystancji uziemień różnymi metodami:

• dwuprzewodową,
• trójbiegunową bez dodatkowych cęgów oraz z cęgami,
• trójbiegunową czteroprzewodową,
• dwucęgową bez pomocniczych sond wbijanych w grunt,

Dodatkowo można wykonać pomiary:

• rezystywności gruntu,

Przed wykonaniem pomiaru, miernik sprawdza, czy w badanym obiekcie nie występuje zbyt wysokie napięcie zakłócające. Możliwy jest pomiar przy napięciu zakłócającym AC+DC do 24V. Powyżej tej wartości pomiary są blokowane.

Aby wyeliminować zakłócenia o częstotliwościach sieciowych, częstotliwość napięcia oraz prądu pomiarowego wynosi 125Hz dla sieci 50Hz. Dla sieci 60Hz częstotliwość prądu pomiarowego wynosi 150Hz. Użytkownik sam określa typ sieci w menu.

Należy zaznaczyć, że MRU-120 generuje napięcie i prąd pomiarowy sinusoidalny. Większość mierników wykonuje pomiary prądem przemiennym o kształcie prostokątnym.

 

Dwuprzewodowy pomiar rezystancji

   Przyrząd posiada możliwość pomiaru ciągłości obwodów ochronnych i wyrównawczych (Rys.1). Pomiary wykonywane są prądem większym od 200mA. Aby wyeliminować wpływ rezystancji przewodów pomiarowych na wynik pomiaru, przyrząd potrafi zapamiętać ich rezystancję oraz odjąć ją od wyniku pomiaru (funkcja Auto-Zero).

 

Rys. 1. Pomiar rezystancji metodą dwuprzewodową.

 

Trzy- i czteroprzewodowy pomiar rezystancji uziemień

Zastosowany pomiar rezystancji uziemienia oparty jest na metodzie technicznej z wykorzystaniem dwóch elektrod pomocniczych wbijanych w grunt: prądowej i napięciowej. W czasie pomiaru uziemienia mierzone są również rezystancje elektrod pomocniczych, a ich wartości są podawane wraz z ostatecznym wynikiem rezystancji uziemienia.

W przypadku pomiarów uziemień o małych wartościach rezystancji (poniżej 1Ω), można wykonać pomiar rezystancji z wykorzystaniem dodatkowego czwartego przewodu (linia przerywana na Rys.2). Powoduje to wyeliminowanie rezystancji przewodu łączącego miernik z uziemieniem.

 

Rys. 2.  Pomiar rezystancji uziemienia metodą trój- i czteroprzewodową.

 

Pomiar rezystancji uziemień wielokrotnych z użyciem dodatkowych cęgów

Miernik MRU-120 posiada bardzo pożyteczną funkcję, pozwalającą na szybkie i proste wykonanie pomiarów uziemień wielokrotnych bez rozpinania złącza kontrolnego mierzonego uziomu. Na Rys. 3 pokazano schemat połączenia. Należy zaznaczyć, że pomiar ten nadal jest zgodny  z techniczną metodą spadku napięcia. Cęgi prądowe służą do pomiaru tylko tej części prądu, która płynie przez badany uziom. Dzięki temu nie ma potrzeby rozłączania złącza kontrolnego.

 

Rys. 3. Pomiar rezystancji uziemienia z dodatkowymi cęgami prądowymi.

 

Warunkiem poprawności pomiaru jest to, aby uziomy nie były połączone metalicznie poniżej punktu przypięcia cęgów (np. otok wokół budynku), gdyż prąd będzie zamykał się w obwodzie metalicznym a nie poprzez grunt. Metaliczne połączenie może spowodować dodatkowe błędy pomiarowe.

 

Pomiar z wykorzystaniem dwóch par cęgów

Metody techniczne opisane powyżej są zgodne z normami PN-IEC 61557 oraz PN-IEC 61364. Ich wadą jest praco- i czasochłonność. Ponadto w pewnych warunkach metody z dodatkowymi sondami wbijanymi w grunt są bardzo trudne do zastosowania, np. w terenach zabudowanych.

Dlatego wychodząc naprzeciw oczekiwaniom klientów, MRU-120 umożliwia wykonanie pomiarów bez wbijania sond, z wykorzystaniem podwójnych cęgów (Rys. 4).

Metoda opiera się na generowaniu prądu pomiarowego przez cęgi nadawcze oraz na pomiarze spadku napięcia w obwodzie przez cęgi pomiarowe. Z prawa Ohma miernik oblicza rezystancję zamkniętej pętli (badanego uziemienia oraz pozostałych elementów pętli).

 

Rys. 4. Pomiar rezystancji uziemienia podwójnymi cęgami.

 

Na Rys. 5 pokazano schemat pomiaru uziemienia słupa. Dla takiego połączenia (cztery słupy z uziemieniami o wartości 5Ω każdy) rezystancja badanego uziemienia będzie wynosiła:

 

Rys. 5. Pomiar rezystancji uziemienia słupa.

 

Wyniki zawsze obarczone są błędem dodatnim, a wielkość tego błędu zależy od liczby równolegle połączonych uziomów. Gdyby liczba pozostałych słupów wynosiła 10 zamiast 3 (przy stałej rezystancji uziemienia każdego ze słupów wynoszącej 5Ω), mierzona rezystancja miałaby wartość:

Metoda ta jest skuteczna tylko w przypadku uziemień wielokrotnych, które nie mają metalicznych połączeń pod ziemią. Metoda podwójnych cęgów nie nadaje się do pomiaru pojedynczych uziemień, ponieważ nie będzie zamkniętego obwodu dla przepływu prądu.

 

Pomiar rezystywności gruntu

Pomiary rezystywności gruntu są wykorzystywane do przygotowania projektów systemów uziemień, w ochronie katodowej czy też w geologii. Funkcja pomiarowa jest metrologicznie identyczna jak czterobiegunowy pomiar rezystancji uziemienia, zawiera jednak dodatkową procedurę wpisywania odległości pomiędzy elektrodami przed pomiarem.

 

Rys. 8. Pomiar rezystywności gruntu.

 

Miernik podaje wynik według metody pomiarowej Wennera, która zakłada równe odległości „d” pomiędzy elektrodami. Wynikiem pomiaru jest wartość rezystywności, wyświetlana automatycznie w zależności od ustawionej w mierniku odległości według wzoru:

Miernik dostarczany jest wraz z akcesoriami w poręcznym futerale. W standardzie znajdują się:

• cztery sondy pomiarowe do wbijania w grunt (30cm),
• komplet przewodów pomiarowych (50m przewód na szpuli, dwa 25m przewody na szpuli, dwa przewody krótkie),
• krokodylek,
• sonda ostrzowa,
• akumulator, zasilacz sieciowy, szelki do noszenia miernika,
• przewód USB.

Dodatkowo można dokupić cęgi nadawcze oraz pomiarowe, dłuższe sondy, odbiornik radiowy do przesyłania danych do komputera oraz oprogramowanie do tworzenia dokumentacji pomiarowej.

Przyrząd posiada w zestawie certyfikat kalibracji oraz objęty jest trzyletnią gwarancją producenta.

mgr inż. Marcin Szkudniewski
SONEL S.A.
58-100 Świdnica
ul. Wokulskiego 11