OPAKOVÁNÍ: Měření zemních odporů zemničů

Zemní odpor zemniče R_z umístěného v zemi je výsledný činný odpor mezi připojovací svorkou zemniče a některým z míst země ve vzdáleném okolí, kde je již vliv zemniče neuplatňuje.

Je to součet těchto odporů:

• odporu připojovací svorky,
• odporu svodu,
• odporu zemniče,
• přechodového odporu mezi zemničem a půdou,
• odporu půdy obklopující zemnič až do okruhu (vzdálenosti), kde je již vliv zemniče neuplatní.

Na hodnotu zemního odporu má největší vliv odpor půdy. Ten je velmi závislý na vodivosti půdy (tedy na její kvalitě a druhu).

Protože zemnič má na půdu ve svém okolí určitý vliv, je třeba se u této záležitosti na chvíli zastavit. Kolem zemniče, kterým prochází proud do země (např. při poruše či úderu blesku do bleskosvodu), se v půdě vytvoří elektrické pole - viz obrázek. O jeho existenci a o průběhu jeho potenciálu se můžeme přesvědčit měřením napětí v okolí zemniče voltmetrem, který připojíme na dvě pomocné elektrody. Jednu z těchto elektrod zarazíme ve větší vzdálenosti od zemniče (např. 30 metrů) a druhou budeme postupně zatloukat do země v různých vzdálenostech od zemniče a pomocí voltmetru budeme měřit napětí pro jednotlivé vzdálenosti elektrody od zemniče.

Napětí, která naměříme, budou v grafickém vyjádření tvořit křivku, jejíž maximum se nachází nad zemničem. Křivka nejprve klesá velmi prudce, potom pozvolněji a v určité vzdálenosti od zemniče je již naměřené napětí nulové a elektrické pole zemniče se zde již neuplatňuje. Pro zemniče běžných rozměrů a provedení je tato vzdálenost 20. V této vzdálenosti tedy končí vliv měřeného zemniče a mluvíme o neutrální zemi.

Měření potenciálu zemniče.

Protože pro každou polohu pohyblivé elektrody při měření napětí U_x muselo platit

a protože poruchový proud I byl po celou dobu měření stálý, udává křivka v jiném měřítku i průběh zemního odporu R_zx v závislosti na vzdálenosti od zemniče.

Zemní odpor zjištěný z měření napětí zemniče vzhledem k neutrální zemi ve vzdálenosti nejméně 20m lze pokládat za celkový zemní odpor zemniče. Při měření tedy potřebujeme změřit zemní odpor R_z, který je vyznačen hodnotou

Schéma principu zapojení měřicího obvodu při měření zemního odporu je na obrázku níže. Abychom mohli změřit proud I protékající měřeným zemničem a zemí, je nutné zarazit do země ještě další, pomocný zemnič (proudovou elektrodu) a to ve vzdálenosti asi 40m od zemniče. To proto, aby byla vzdálena alespoň 20 metrů od (nám již známé) napěťové elektrody a neovlivnila tak měření napětím svým polem. Průběh napětí mezi jednotlivými elektrodami je na obrázku naznačen také. Napěťová elektroda, která se používá k měření napětí se zaráží do země ve vzdálenosti 20m od zemniče. Změřením hodnot U a I pomocí voltmetru a ampérmetru lze z uvedeného vztahu zjistit velikost zemního odporu zemniče.

Kontrolu, zda je napěťová sonda v neutrální zemi a tedy naměřená hodnota zemního odporu správná, provedeme tak, že změníme její polohu. Norma ČSN 332000-6-61 doporučuje provést dvě kontrolní měření - první se sondou přemístěnou o 6m blíže k měřenému zemniči a druhé se sondou o 6m dále od původní vzdálenosti od měřeného zemniče. Pokud jsou výsledky i po změně polohy sondy přibližně stejné, je sonda v neutrální zemi mimo vliv jednotlivých zemničů a střední hodnotu všech tří měření je možné považovat za správnou hodnotu zemního odporu zemniče. Jsou-li výsledky jednotlivých měření výrazně odlišné, musíme zvětšit vzdálenost pomocného zemniče od zemniče měřeného a měření opakovat pomocný zemnič.

Měření zemního odporu s pomocným zemničem.

Protože zem i její jednotlivé vrstvy jsou v podstatě elektrolyty, nesmí se při měření použít v žádném případě stejnosměrný proud (docházelo by k polarizaci elektrod a elektrolytickému rozkladu půdy). Pro měření je nejvhodnější střídavý proud jiné frekvence než 50Hz, protože zemí často procházejí střídavé proudy této frekvence a ty by mohly měření nepříznivě ovlivnit. Obvykle se používají kmitočty 38 až 42Hz nebo 62 až 78Hz.

Pro měření zemního odporu se v současné době používají takřka výhradně analogové či digitální měřiče uzemnění, které pracují na uvedeném principu. Přesnost moderních digitálních měřičů uzemnění bývá 2 procenta. V současné době se pro měření zemních odporů zemničů používají i klešťové přístroje.

Pro zobrazení zdroje ukázky klikněte zde.