Měření prováděná v rámci revizí ochrany před bleskem

Tato přednáška navazuje volným způsobem na přednášku „Montáže a revize ochrany před bleskem dle souboru norem ČSN EN 62305“, s tím že předmětem přednášky je detailnější pohled na problematiku prováděných měření. 

V případě ochrany před bleskem (LPS) se provádí dvě základní měření:

1. Měření přechodových odporů spojů vodičů. Toto měření doplňuje vizuální prohlídku jímací soustavy a svodů. Při použití ocelového armování by měl být měřen celkový odpor spojitosti vodivých částí, a to zejména mezi spodním a horním dílem armování. Naměřený odpor by měl být menší nebo roven 0,2Ω. Nebude-li tato hodnota naměřena, nelze vyhodnotit, že náhodné svody zabezpečí dostatečnou ochranu před bleskem, a muselo by dojít na instalaci strojených svodů. Samozřejmě, že revizní technik ve zprávě o revizi (výchozí, pravidelné) může toto opatření pouze doporučit. Měření spojitosti vodivých částí (přechodových odporů) se provádí pomocí měřících přístrojů jejichž měřící proud je roven 200mA.

2. Měření zemního odporu zemniče (uzemňovací soustavy). Doporučuje se měřit hodnotu zemního pro každý strojený zemnič samostatně, je-li to však možné, měl by být změřen celkový zemní odpor, což je reálné zejména v případě, že je hromosvodní soustava připojena na celkovou zemní soustavu objektu (např. základové zemniče). Na rozdíl od  ČSN 34 1390 se požadavek na minimální hodnotu zemního odporu jednoho zemniče snížil na hodnotu 10Ω (z původních 15Ω). Metody měření odporu zemniče jsou poměrně detailně rozepsány v ČSN 332000-6, čl.B1, B2 a B3 (informativní příloha B).

2.1. Měření odporu zemniče využitím pomocných zemničů (sond). Jedná se o klasickou metodu v třívodičovém nebo čtyřvodičovém zapojení. Tato metoda byla mimo jiné velmi dobře popsána, v dnes již neplatné, ČSN 332000-5-54 (1/1996) v příloze NN, čl.NN 2.1.

Jedná se vlastně o nejpřesnější metodu měření zemních odporů, která se dá ovšem využít pouze tam, kde okolní terén umožňuje použití zemních elektrod.


Při využití třívodičové metody se vlastně imitují poměry tzv. ideální země. Jedná se o zemní odpory zemniče „Z“, pomocné proudové elektrody „P“ a napěťové sondy „S“. Měřící přístroj se k zemniči, který musí být od ostatních zemničů odpojen, připojí pomocí vodiče s délkou maximálně 3m. Tato délka měřícího vodiče je z hlediska odporu zanedbatelná. Napěťová sonda „S“ se umístí (zatluče do země) ve vzdálenosti 20m a proudová sonda „P“ se umístí ve vzdálenosti 40m. Jedná se vlastně o srovnávací metodu, kdy měřící proud vytváří na odporu zemniče (Rz) úbytek napětí. Jestliže nelze měřící přístroj k zemniči připojit pomocí vodiče kratšího než 3m, a délka vodiče není tedy zanedbatelná, využívá se potom tzv. čtyřvodičové Wennerovi metody.

Poznámka: Wennerova metoda se dá využít například i pro zjištění měrného odporu půdy, nebo-li rezistivity půdy.
R    je naměřená hodnota zemního odporu
B    rovnoměrná vzdálenost mezi všemi čtyřmi sondami

Připomínáme, že vzorec pro výpočet rezistivity půdy je také uveden v ČSN 33 2000-4-41 ed.2 (R = ϱmin / 100) pro půdy, kde je měrný odpor větší než 200 Ωm. Příklady středních hodnot měrného odporu půdy je uveden v ČSN 33 2000-5-54 ed.3.

2.2. Měření zemního odporu pomocí proudové metody. V podstatě se jedná o změření hodnoty odporu uzemnění postupem stejným jako při měření impedance smyčky, jen se odpor měří proti konkrétnímu danému zemniči, který je samozřejmě od ostatních zemničů odpojen. Při této metodě je však nutné nezapomenout, při celkové hodnotě odporu, vzít v úvahu také impedanci vodiče proudového zdroje (např. prodlužovacího přívodu) jehož impedance není při větších délkách zanedbatelná. Prakticky je velmi zajímavé porovnat výsledky měření zemního odporu pomocí sond a této tzv. proudové metody. Výsledky jsou většinou velmi podobné, což jenom potvrzuje poměrně vysokou přesnost obou popsaných metod.

2.3. Měření odporu zemní smyčky pomocí proudových kleští. Tato metoda využívá existenci zemních smyček v propojené uzemňovací soustavě. V případě existence minimálně dvou svodů na objektu (dle požadavků ČSN EN 62305-3 jsou dva svody minimálním požadavkem pro jakýkoliv objekt) lze tuto metodu využít.

Uvedená metoda má jak své plusy, tak i mínusy. Velkým plusem je samozřejmě to, že není nutné při měření rozpojovat vodiče zemnění a svodů, a že jakákoliv rozpojená část celkové hromosvodní soustavy (jímače, svody a zemnění) bude okamžitě indikována. Samozřejmě i při této metodě je možné změřit zvlášť zemnění a zvlášť soustavu svodů a jímačů.

Poznámka: Upozorňuji, že toto měření v žádném případě nenahrazuje fyzickou prohlídku pospojování jednotlivých částí hromosvodu a vodivých kovových částí, i když měření dokáže, že všechny části hromosvodní soustavy jsou spojeny. Mínusem je samozřejmě poměrně velká nepřesnost této metody.

Princip měření vlastně spočívá v tom, že se měří celková impedance všech připojených komponentů. Budící cívka v čelisti kleští vytváří střídavé napětí s konstantní hodnotou (E). Měřený proud, který protéká snímací cívkou v čelisti kleští, má tedy hodnotu I = E/R smyčky.

Většina klešťových ohmmetrů má ve své výbavě i kalibrační terčíky s uvedenou ohmickou hodnotou.
Jeden příklad z praxe, který ukazuje na to, že se zemní odpor, i u klešťových ohmmetrů, má měřit co nejblíže u země.
Při jedné revizi hromosvodní soustavy jsem využil právě tento klešťový ohmmetr. Při měření spojitosti na střeše objektu mi všechny hodnoty vycházeli maximálně do 1Ω. Po tomto měření jímací soustavy jsem pokračoval v měření zemních odporů,  provedl měření u zkušebních svorek (cca 1,8 m nad zemí). Naměřené hodnoty od svodu č.1 ke svodu č.3 vycházely následovně: 0,63Ω, 0,66 Ω, 400Ω. Po následné prohlídce jsem zjistil, že přizemňovací vodič nebyl dostatečně „přivařen“. Po provedené opravě již byla naměřená hodnota 0,69 Ω.


Samozřejmě, že i klasické multimetry, které se používají pro revize elektrických zařízení a instalací, umožňují měření zemních odporů. I tyto multimetry umožňují využití klasické třívodičové metody, tak jak byla popsána v bodu 2.1. Dále se dá provádět měření pomocí měřících vodičů a jedněch kleští nebo pomocí dvou kleští (zapojení pod a nad zkušební svorku).

Poznámka: Při zřízení základových zemničů bude ovšem hodnota zemního odporu maximálně do 2 Ω.
Tabulka pro měření zemních odporů, která by mohla být použita ve zprávě o revizi ochrany před bleskem, by mohla například vypadat následovně.

P.č.  Označení zkušební svorky    Odpor zemniče s připojeným ochranným vodičem ()    Odpor zemniče bez  připojeného ochranného vodiče ()    Přechodový odpor ()
               

2.4. Měření hodnoty napětí miliampérového bodu pro danou přepěťovou ochranu SPD. Touto metodou lze ověřit hodnotu tzv. tolerančního napětí miliampérového bodu, při kterém lze garantovat zajištění přepěťové ochrany připojeného prvku. Hodnota napětí je uvedena na výrobním štítku přepěťové ochrany nebo spíše v technické dokumentaci. Z hlediska měření ochrany třídy T2 (varistor) se v podstatě jedná o měření izolačního stavu, kdy se na přístroji objeví hodnota napětí měřeného obvodu. Měření lze provádět běžnými multifinkčními měřícími přístroji, které se používají pro revize elektrických instalací, kdy se využije metoda měření izolačních odporů Riso. Některé modernější revizní multifunkční přístroje umožňují již využít režim „test varistorů“.  Samozřejmě je nutné odpojit od měřené přepěťové ochrany síťové napětí a připojené spotřebiče.