- 1 -

MANUAL

de

Tehnici si metode de m�surare a instala�iilor

de legare la pamânt Material realizat de: LEM Instruments GmbH ARC BRASOV SRL Palmerstrasse 2 si Str. Gradinarilor nr.22 A-2351 Wiener Neudorf RO-2200 Brasov Tel:+43 2236 691-0 Tel: 068 472577 Fax: +43 2236 691415 Fax: 068 419749

- 2 -

CUPRINS Pag. De ce împ�mântare ? ...……………………………………………………… 1 De este împ�mântarea �i la ce serve�te ?…....……………………….……… 1 Valori ale rezisten�ei de împ�mântare ……………………………….……… 1 Electrozi de împ�mântare …………………………………………………... 2 Tipuri de sisteme de împ�mântare …………………………………………. 4 Testarea rezisten�ei de împ�mântare - Rezistivitatea solului …..….………... 4 M�surarea rezistivit��ii solului. Metoda cu 4 poli …………….……………. 5 Testarea rezisten�ei împ�mânt�rii. Metoda cu 3 poli cu c�dere de poten�ial 7 Testarea rezisten�ei de împ�mântare în sisteme existente. Metoda selectiv� cu cle�te de curent .…………………………………………………………..

8

Testarea rezisten�ei de împ�mântare în sisteme existente. Metoda f�r� ��ru�i 10 Testarea rezisten�ei de împ�mântare. Metoda cu 2 poli…....……….……….. 10 M�surarea impedan�ei împ�mânt�rii …………………..…………….……… 11 M�surarea rezisten�ei de împ�mântare în substa�ii ……………….………… 11 M�surarea rezisten�ei de împ�mântare în sediile centrale ………………….. 12 M�surarea rezisten�ei de împ�mântare în celule (stâlpi) pentru transmisii radio �i microunde …….……….……………………………………………

13

M�surarea rezisten�ei de împ�mântare în celule de comutare de la distan�� .. 14 M�surarea rezisten�ei de împ�mântare la sistemele de protec�ie industriale / comerciale împotriva desc�rc�rilor electrice atmosferice (paratr�snet) …….

15

Instrumente de testare a împ�mânt�rii UNILAP GEO / GEO X …………… 16 Instrumente de testare a împ�mânt�rii SATURN GEO / HANDY GEO ….. 17

- 3 -

De ce împ�mântare?

Exist� mai multe motive pentru a efectua împ�mântarea, dar cel mai important dintre ele este asigurarea siguran�ei personalului. Urm�toarele agen�ii si organiza�ii au recomand�ri �i/sau standarde pentru împ�mântare, pentru a demonstra faptul c� siguran�a personalului este protejat�.

Organiza�iile care ofer� reguli �i ghiduri pentru împ�mântare sunt: Comisia Electrotehnic� Interna�ional� (C.E.I.), Comitetul European pentru Standardizare Electrotehnic� (CENELEC), Laboratoarele Sponsorilor (UL), Asocia�ia Na�ional� de Protec�ie împotriva Focului, Institutul Na�ional American de Standarde (INAS), Administra�ia de S�n�tate �i Siguran�� a Minelor (ASSM), Administra�ia Profesional� a S�n�t��ii �i Siguran�ei (OSHA), Industria Standard de Telecomunica�ii (TIA) �i altele.

Împ�mântarea optim� nu este necesar� doar pentru siguran�a angaja�ilor, dar �i pentru a oferi protec�ie cl�dirilor �i echipamentelor. Un sistem de împ�mântare bine realizat va îmbun�t��i siguran�a echipamentului �i va reduce posibilitatea apari�iei electrocut�rilor, a distrugerilor �i daunelor prin loviturile de tr�znet sau a defec�iunilor din circuitele electrice. Ce este împ�mântarea �i la ce serve�te?

Codul Electric Na�ional (CEN) define�te împ�mântarea ca fiind: “o conectare conductibil�, inten�ionat� sau accidental� dintre un circuit electric sau echipament �i p�mânt, sau alt corp conductibil care se afl� pe post de p�mânt.” Când vorbim despre împ�mântare ne referim de fapt la dou� subiecte diferite, legare la p�mânt �i împ�mântare a echipamentelor. Legarea la p�mânt este o conectare inten�ionat� a unui conductor, de obicei neutru, la un electrod plasat în p�mânt. Împ�mântarea echipamentelor este asigurarea faptului c� echipamentul opera�ional dintr-o structur� este p�mântat într-un mod corespunz�tor. Este necesar ca cele dou� sisteme de împ�mântare s� fie �inute separat, excep�ie f�când o conectare dintre cele dou� sisteme, cu scopul de a preveni diferen�ele de poten�ial dintr-o posibil� conturnare cauzat� de traznet. Scopul împ�mânt�rii, în afara protec�iei oamenilor, cl�dirilor �i echipamentelor, este s� ofere o cale sigur� de disipare a curen�ilor de scurgere, ce apar ca urmare a loviturilor de tr�znet, a desc�rc�rilor statice, a semnalelor �i interferen�elor EMI (curen�i electromagnetici) �i RFI (frecven�e radio). Valori ale rezisten�ei de împ�mântare

Exist� o mare confuzie în ceea ce prive�te o bun� împ�mântare �i ceea ce trebuie s� fie o valoare de împ�mântare bun�. În mod ideal, împ�mântarea trebuie s� aib� o rezisten�� de zero ohmi. CEN afirm� c�: “Un singur electrod format dintr-o tij�, o �eav� / tub sau disc care nu are o rezisten�� la p�mânt de 25 de ohmi sau mai pu�in, trebuie s� fie m�rit cu un electrod suplimentar…” Odat� ce este ad�ugat� împ�mântarea suplimentar�, se îndeplinesc cerin�ele pentru CEN. Asta nu înseamn� c� valoarea actual� a împ�mânt�rii trebuie s� fie de 25 de ohmi sau mai pu�in. Valoarea rezisten�ei împ�mânt�rii variaz� de la o ramur� industrial� la alta.

Industria telecomunica�iilor a folosit deseori 5 ohmi sau mai pu�in ca valori pentru împ�mântare sau conexiuni. Scopul valorilor de rezisten�� ale împ�mânt�rilor este de a atinge cea mai mic� valoare de împ�mântare posibil�, care este eficient� din punct de vedere economic �i fizic, pentru a se putea asigura protec�ia corespunz�toare.

- 4 -

Electrozi de împ�mântare Sunt forma�i din trei componente de baz�: 1) Conductor de împ�mântare 2) Conexiunea/leg�tura dintre conductor �i

electrodul de împ�mântare 3) Electrodul de împ�mântare

Sfera de influen��: Rezisten�a unui electrod de împ�mântare are trei componente de baz�: A) Rezisten�a electrodului de împ�mântare �i conexiunile la electrod

B) Rezisten�a de contact a p�mântului din

jurul electrodului C) Rezisten�a por�iunii de p�mânt din jurul

electrodului de împ�mântare

- 5 -

Electrozi de împ�mântare multipli – Interac�iune A) Rezisten�a electrodului de împ�mântare �i leg�tura sa este în general foarte sc�zut�, tijele de

împ�mântare sunt realizate, în general, din material conductibil/cu rezisten�� sc�zut�, cum ar fi cupru sau înveli� de cupru.

B) Rezisten�a de contact a p�mântului înconjur�tor la electrod: Biroul de Standarde a ar�tat aceast� rezisten�� ca fiind aproape neglijabil�, cu condi�ia ca electrodul de împ�mântare s� nu fie acoperit cu vopsea sau gr�sime, etc, �i sa fie în contact ferm cu p�mântul.

C) Rezisten�a por�iunii de p�mânt din jur: Electrodul de împ�mântare este înconjurat de p�mânt format din straturi concentrice de aceea�i grosime. Straturile cele mai apropiate de electrodul de împ�mântare au cea mai mica suprafa�� rezultând cel mai mare grad de rezisten��. Urm�toarele straturi încorporeaz� o suprafa�� mai mare, rezultând o rezisten�� sc�zut�. Astfel se ajunge la un punct în care straturile suplimentare ofer� rezisten�� sc�zut� por�iunii de p�mânt din jurul electrodului de împ�mântare.

CEN precizeaz� ca electrodul de împ�mântare trebuie s� fie instalat în a�a fel încât s� aib� 2,4 m în lungime �i s� fie în contact cu solul. Exist� trei variable care afecteaz� rezisten�a electrodului de împ�mântare: 1. P�mântul însu�i 2. Lungimea/adâncimea electrodului de împ�mântare 3. Diametrul electrodului de împ�mântare M�rirea diametrului electrodului de p�mânt are un efect foarte mic în sc�derea rezisten�ei. De exemplu, diametrul electrodului de împ�mântare poate fi dublat, dar rezisten�a va sc�dea doar pân� la cel mult 10%. O modalitate foarte eficient� de sc�dere a rezisten�ei este introducerea electrodului de împ�mântare mai adânc în sol. Pentru c� p�mântul este alc�tuit din straturi, rezistivitatea se schimb� �i variaz� considerabil la nivelul stratului �i al adâncimii respectivului strat. Solul nu este consecvent în ceea ce prive�te rezistivitatea sa, ci este foarte imprevizibil. �inând cont de aceste aspecte, este de o importan�� capital� ca electrodul s� fie instalat sub limita de inghe�, pentru ca rezisten�a la p�mânt s� nu creasc� foarte mult prin înghe�area solului înconjur�tor. În general vorbind, prin dublarea lungimii electrodului de împ�mântare, nivelul de rezisten�� poate fi redus cu înc� 40%. Exist� ocazii în care este fizic imposibil ca tijele de împ�mântare s� fie introduse mai adânc, în zone formate din stânci, granit, etc. Metodele alternative, ca de exemplu cimentul de împ�mântare (bentonita), sunt viabile.

- 6 -

Pentru o instalare mai rapid� a tijelor de împ�mântare, care s� îndeplineasc� cerin�ele dumneavoastr� specifice, poate fi utilizat tabelul de rezisten�e de împ�mântare din pagina 5. De re�inut este faptul c� acest tabel poate fi utilizat doar ca regul� de baz�, deoarece solul este format din straturi �i rar se prezint� ca fiind omogen, astfel încât valorile rezisten�elor vor varia mult. O alta modalitate de reducere a rezisten�ei de împ�mântare este utilizarea electrozilor de împ�mântare multipli. In acest sistem, mai mul�i electrozi sunt introdu�i în p�mânt �i conecta�i în paralel pentru a reduce rezisten�a. Fiecare electrod de împ�mântare are sfera sa proprie de influen�� �i pentru ca electrozii adi�ionali s� fie eficien�i, spa�iul dintre tijele adi�ionale trebuie s� fie cel pu�in egal cu adâncimea la care este introdus� tija. F�r� spa�iile acestea corespunz�toare, sferele de influen�� se intersecteaz� �i sc�derea rezisten�ei va fi minimal�. Tipuri de sisteme de împ�mântare

Exist� dou� tipuri de sisteme de împ�mântare, unul simplu iar cel�lalt complex. Cel simplu const� dintr-un singur electrod introdus în p�mânt. Utilizarea unui singur electrod de împ�mântare este cea mai obi�nuit� form� de împ�mântare �i poate fi g�sit� la case �i la cl�diri administrative. Sistemul complex const� din tije multiple conectate, re�ele cu ochiuri sau tip grilaj, discuri �i scoabe de împ�mântare. Aceste sisteme sunt instalate în mod caracteristic/special la sta�iile de transformare, oficii centrale �i celule pe �antiere.

Testarea rezisten�ei de împ�mântare. Rezistivitatea solului De ce trebuie m�surat� rezistivitatea solului? Scopul m�sur�rii rezistivit��ii solului, atunci când este selectat� o amplasare a unei sub-sta�ii sau a unui birou central, este de a g�si un loc care are cea mai mic� rezisten�� posibil�. Odat� ce a fost selectat un loc, m�surarea rezistivit��ii solului va oferi informa�iile necesare pentru a proiecta �i construi un câmp de împ�mântare care s� îndeplineasc� condi�iile de rezisten�� de împ�mântare. Exist� un num�r de factori care afecteaz� rezistivitatea solului, unul din ace�tia fiind compozi�ia solului. Solul este rar omogen �i rezistivitatea solului va varia geografic �i la adâncimi diferite.

- 7 -

Cel de-al doilea factor care afecteaz� rezistivitatea solului este umiditatea sau cantitatea de ap� din sol. Concentra�ia de umiditate se schimb� în func�ie de sezon �i variaz� în func�ie de natura straturilor inferioare ale p�mântului �i a adâncimii re�elei de ap� permanente. Tabelul din pagina 5 arat� diferite tipuri de soluri �i efectele pe care umiditatea le are asupra asupra rezistivit��ii lor. Deoarece rezistivitatea solului este în a�a o leg�tur� strâns� cu umiditatea �i umiditatea este prezent� la nivelul solului, se poate presupune în mod logic c� atunci când umiditatea cre�te, rezistivitatea descre�te �i viceversa. A�a cum se poate vedea în tabel, schimbarea rezistivit��ii de sus pân� jos poate avea loc cu un factor de 50.

Rezistivitatea Solului RE

Rezisten�a de împ�mântare (�)

Adâncimea tijei de împ�mântare (m) Banda de împ�mântare (m) Tipul Solului �m

3 6 10 5 10 20 Humus umed, mla�tin�, smârc

30 10 5 3 12 6 3

Sol cultivat, sol argilos �i lutos

100 33 17 10 40 20 10

Sol nisipos argilos

150 50 25 15 60 30 15

Sol nisipos umed 300 66 33 20 80 40 20 Sol nisipos uscat 1000 330 165 100 400 200 100 Beton 1:5 400 - - - 160 80 40 Pietri� umed 500 160 80 48 200 100 50 Pietri� uscat 1000 330 165 100 400 200 100 Sol pietros 30000 1000 500 300 1200 600 300 Stânc� 10000000 - - - - - - Valori de rezisten�� a împ�mânt�rii Rezistivitatea solului depinde de compozi�ia solului, umiditate �i temperatur�. Este de a�teptat ca rezistivitatea solului s� varieze în timpul anului în acele zone ale ��rii unde schimb�rile de sezon aduc schimb�ri în con�inutul de umiditate �i temperatur� ale solului. Pentru ca sistemul de împ�mântare s� fie eficient, trebuie s� fie proiectat în a�a fel încît s� reziste condi�iilor celor mai defavorabile. Deoarece solul �i apa sunt în general mult mai stabile în straturi mai adânci, este recomandabil ca tijele de legare la p�mânt s� fie plasate cât mai adânc posibil, cel mai bine în pânza de ap� freatic�. De asemenea, aceste tije trebuie instalate acolo unde exist� temperatur� stabil�, adic� sub limita de înghe�. Aten�ie! Solul care are are o rezistivitate sc�zut� este deseori foarte coroziv datorit� prezen�ei apei �i s�rurilor, iar acest sol poate eroda tijele de împ�mântare �i leg�turile acestora. De aceea este imperios necesar ca împ�mânt�rile �i câmpurile de împ�mântare s� fie verificate cel pu�in o data pe an. De�i rezisten�a la împ�mântare se va schimba în func�ie de sezon �i de-a lungul timpului, orice cre�tere a rezisten�ei mai mare de 20% trebuie analizat� �i trebuie întreprinse ac�iuni de corectare pentru diminuarea rezisten�ei.

- 8 -

M�surarea rezistivit��ii solului. Metoda cu 4 poli. Rezistivitatea solului

Procedura de m�surare descris� mai jos folose�te metoda Wenner, acceptat� universal, creat� de Dr. Frank Wenner de la Biroul S.U.A. de Standarde, în 1915. (F. Wenner, “O metod� de m�surare a rezistivit��ii p�mântului”, Buletin, Biroul Na�ional de Standarde, Buletin 12(4) 258, p. 478-496, 1915/16 Formula este urm�toarea: � = 2 � A R Unde: � = rezistivitatea medie a solului la adâncimea A, în ohmi – cm � = constanta 3,1416 A = distan�a dintre electrozi în cm R = valoarea m�surat� a rezisten�ei în ohmi, cu instrumentul de testare

Calcularea acestei m�suri poate fi simplificat� prin transformarea distan�ei din cm în picioare, de unde rezult� urm�toarea ecua�ie: � = 191.5 A R Unde: � = rezistivitatea mediea solului la adâncimea A în ohm-cm (�cm) A = distan�a dintre electrozi în picioare (1 picior = 0.3048 m) R = valoarea în ohmi (�) a rezisten�ei m�surate cu instrumentul de testare Not�: Se împart �cm la 100 pentru a-i transforma în �m. De exemplu, v-a�i decis s� instala�i 3m de tij� de împ�mântare ca parte a sistemului de împ�mântare. Pentru a m�sura rezistivitatea solului la o adâncime de 3m este necesar ca spa�iul dintre electrozii testa�i s� fie de 3m. Adâncimea la care ace�ti electrozi trebuie introdu�i este de A/20. Pentru a m�sura rezistivitatea solului, porni�i GEO (aparatul de testare) �i citi�i valoarea rezisten�ei în ohmi. În acest moment, dac� rezisten�a înregistrat� de aparat este de 100 �, rezistivitatea solului pentru 1 metru cub ar fi: � = 2 x � x 3 x 100 � = 1885 �m

- 9 -

Testarea rezistivit��ii solului Pentru a testa rezistivitatea solului, conecta�i aparatul de testare a împ�mânt�rii dup� cum este indicat în figura al�turat�.

��ru�ii de împ�mântare sunt pozi�iona�i în linie dreapt�, la distan�e egale unul fa�� de cel�lalt, distan�e care reflect� adâncimea care trebuie m�surat�. ��ru�ii de împ�mântare nu trebuie introdu�i mai adânc de 1/3 din distan�a dintre doi ��ru�i al�tura�i. Un curent fix (continuu) �i de valoare cunoscut� este generat de GEO între cei doi t�ru�i exteriori �i o sc�dere a poten�ialului (care reprezint� o consecin�� a rezisten�ei) este m�surat� automat între cei doi ��ru�i de

p�mânare interiori. GEO arat� aceast� rezisten�� în ohmi. Deoarece rezultatele m�sur�torilor sunt deseori distorsionate �i invalidate din cauza unor buc��i de metal subterane �i acvifere subterane etc., întotdeauna sunt recomandate m�sur�tori adi�ionale, în care axa ��ru�ilor trebuie rotit� la 90 grade. Prin schimbarea adâncimii �i distan�ei de mai multe ori, este creat un model care poate determina un sistem potrivit cu rezisten�a împ�mânt�rii. M�sur�torile rezistivit��ii solului sunt deseori deformate �i/sau împiedicate de existen�a curen�ilor de punere la p�mânt �i armonicele lor. Pentru a preveni acest lucru, GEO folose�te un Sistem Automat de Control al Frecven�elor (ACF), care selecteaz� automat frecven�a de testare cu cel mai mic zgomot, care permite ob�inerea unei înregistr�ri clare.

- 10 -

Instalarea ��ru�ilor Pentru a atinge cel mai înalt grad de precizie când este realizat� o rezisten�� de împ�mântare în 3 – poli (puncte, stâlpi) este esen�ial ca proba (sonda) s� fie plasat� în afara sferei de influen�� a electrodului de împ�mântare testat �i p�mântul auxiliar. Dac� acest lucru nu se face în afara sferei de influen��, zonele efective de rezisten�� se vor suprapune �i vor invalida orice m�sur�toare realizat�.

Urm�torul tabel este un ghid pentru amplasarea probei (S/P2) �i p�mântul auxiliar (H/C2)

Distan�a aproximativ� pân� la probele auxiliare, utilizând metoda 62% (în m) Adâncimea electrodului testat C1/E Distan�a p�nâ la proba P2/S Distan�a pân� la proba auxiliar�

C2/H 2 15 25 3 20 30 6 25 40

10 30 50 Pentru a testa precizia rezultatelor �i pentru a se asigura c� ��ru�ii de împ�mântare sunt în afara sferelor de influen��, se repozi�ioneaz� ��ru�ul de împ�mântare P2/S trei picioare = 0.9144 m în orice direc�ie �i se face o nou� m�sur�toare. Dac� valoarea m�surat� r�mâne constant� în limite acceptabile, distan�a dintre ��ru�ii de împ�mântare este suficient�. Dac� exist� o schimbare semnificativ� în înregistr�ri (30%), trebuie m�rit� distan�a dintre tija de împ�mântare testat� �i P2/S �i C2/H pân� când valorile m�surate r�mân aproape constante, atunci când ��ru�ul de împ�mântare P2/S este repozi�ionat.

- 11 -

Testarea rezisten�ei împ�mânt�rii. Metoda cu 3 poli cu c�dere de poten�ial Aceast� metod� este utilizat� pentru a m�sura capacitatea de disipare a unui singur electrod de împ�mântare, re�ele de împ�mântare, funda�ii de împ�mântare �i alte sisteme de împ�mântare. Diferen�a de poten�ial este m�surat� cu un voltmetru, iar fluxul de curent cu un ampermetru, în mod intern, de c�tre GEO.

Folosind legea lui Ohm: R = E / I, putem calcula R Conecta�i aparatul de testare al împ�mânt�rii dup� cum se vede în figur�. Ap�sa�i pe START �i citi�i valoarea rezisten�ei RE. Aceasta este valoarea real� a electrodului de împ�mântare testat. Dac� acest electrod de împ�mântare este în paralel sau în serie cu alte tije de împ�mântare, valoarea RE reprezint� valoarea total� a tuturor rezisten�elor. Deseori, introducerea unei singure tije de împ�mântare în sol nu duce la înregistrarea unei rezisten�e destul de sc�zute sau dorite, acest fapt fiind valabil în special în cadrul substa�iilor �i oficiilor centrale, unde sunt necesare rezisten�e mai mici de 3 �. În acest caz, indica�iile pentru instalarea ��ru�ilor auxiliari de împ�mântare s-ar putea s� nu v� plaseze în afara sferei de influen��. Lua�i distan�a maxim� a câmpului de împ�mântare, fie în linie dreapt�, fie în diagonal�, iar intervalul pentru primul ��ru� de referin�� s� fie de dou� ori distan�a de mai sus. Tabelul poate fi utilizat ca ghid pentru instalarea ��ru�ilor de referin�� pentru sistemele de împ�mântare complexe. M�sur�torile rezistivit��ii solului sunt deseori deformate �i/sau împiedicate de existen�a curen�ilor de punere la p�mânt �i armonicele lor. Pentru a preveni acest lucru, GEO folose�te un Sistem Automat de Control al Frecven�elor (ACF), care selecteaz� automat frecven�a de testare cu cel mai mic zgomot, care permite ob�inerea unei înregistr�ri clare.

- 12 -

Testarea rezisten�ei de împ�mântare în sisteme eistente. Metoda selectiv� cu cle�te de curent Nu este necesar� deconectarea! Aceast� metod� unic� �i exlusiv� LEM a fost creat� pentru a m�sura rezisten�ele electrozilor de împ�mântare individuali, în toate tipurile de sisteme de împ�mântare, incluzând re�ele de împ�mântare �i cabluri de leg�tur� în bucl�, obi�nuite în substa�ii, stâlpi de înalt� tensiune cu cabluri de împ�mântare �i instala�ii comerciale cu împ�mânt�ri multiple. Prin utilizarea unui transformator (clampmetru) specializat, efectele rezisten�elor paralele sunt eliminate din procesul de m�surare �i astfel nu influen�eaz� rezultatele m�sur�torilor. O metod� special� de rectificare este utilizat� pentru a izola sau a filtra digital al�i curen�i, pentru a m�ri în mod semnificativ precizia. În ce prive�te testarea standard, de c�dere de poten�ial 3-poli (puncte), regulile / indica�iile pentru testarea ��ru�ilor de împ�mântare sunt valabile atât pentru p�mânt�rile simple, cât �i pentru cele complexe. Diametrul re�elei sau câmpului

de împ�mântare în m Distan�a la sonda P2/S în m Distan�a la sonda C2/H în m

20 30 50 25 50 80 30 70 100 50 100 170 70 130 200

Nu este necesar� deconectarea de la re�ea a împ�mânt�rii testate!

Se conecteaz� aparatul de testare al împ�mânt�rii ca în figura de mai sus. Se apasa pe START �i se cite�te valoarea RE. Aceasta este valoarea real� a electrodului de împ�mântare testat.

- 13 -

Pentru a testa precizia rezultatelor �i a asigura faptul c� ��ru�ii de împ�mântare sunt în afara sferelor de influen��, se repozi�ioneaz� ��ru�ul de împ�mântare P2/S cu 1 m în orice direc�ie �i se fac noi m�sur�tori. Dac� valoarea m�surat� r�mâne aproape constant�, distan�a dintre ��ru�ii de împ�mântare este suficient�. Dac� exist� o modificare semnificativ� în înregistr�ri (30%), trebuie m�rit� distan�a dintre tija de împ�mântare testat� P2/S �i C2/H, pân� când valorile m�surate r�mân aproape constante, atunci când ��ru�ul de împ�mântare P2/S este repozi�ionat cu aproximativ 1m. M�sur�torile de rezisten�� a împ�mânt�rii sunt deseori deformate �i/sau împiedicate de existen�a curen�ilor de punere la p�mânt �i armonicele lor. Pentru a preveni acest lucru, UNILAP GEO folose�te un Sistem Automat de Control al Frecven�elor (ACF), care selecteaz� automat frecven�a de testare cu cel mai mic zgomot, care permite ob�inerea unei înregistr�ri clare �i precise. M�surarea “selectiv�” a stâlpilor de înalt� tensiune Testarea rezisten�elor electrozilor individuali de împ�mântare ai stâlpilor de înalt� tensiune cu cabluri aeriene sau mijloace statice, necesit� deconectarea acestor cabluri. Dac� un stâlp are mai mult de o împ�mântare la baz�, aceste împ�mânt�ri trebuie de asemenea deconectate una câte una �i testate. UNILAP GEO X cu clampmetru de 31 cm în diametru poate m�sura rezisten�ele individuale ale fiec�rui picior, f�r� deconectarea nici unui circuit de împ�mântare sau a cablurilor aeriene statice/p�mânt.

În imaginea de mai sus se poate observa c� rezisten�a total� de împ�mântare a unui stâlp individual este suma tuturor rezisten�elor de împ�mântare m�surate, considerate în paralel. Stâlpul are 4 împ�mânt�ri �i trebuie m�surate toate patru pentru a ob�ine rezisten�ele individuale, apoi se calculeaz� conform formulei de mai sus.

- 14 -

Testarea rezisten�ei de împ�mântare în sisteme existente. Metoda f�r� ��ru�i UNILAP GEO X m�soar� rezisten�ele individuale în sisteme multi-împ�mântare, folosind 2 clampmetre, eliminând astfel activitatea periculoas�, care necesit� mult timp pentru deconectarea împ�mânt�rilor paralele, ca �i procedeul de g�sire a locurilor potrivite pentru ��ru�ii de împ�mântare suplimentari. Cum func�ioneaz�…: GEO X func�ioneaz� pe urm�torul principiu: în sistemele de împ�mântare paralele/multiple, rezisten�a re�elei pentru toate c�ile de împ�mântare va fi extrem de sc�zut�, în compara�ie cu orice alt� cale de împ�mântare singular� (cea testat�). Astfel, rezisten�a re�elei pentru toate rezisten�ele c�ilor paralele de întoarcere (R1…..Rn) este în realitate zero. Se poate presupune în mod logic c� orice rezisten�� m�surat� trebuie asociat� cu calea individual� de împ�mântare în jurul c�reia este prins clampmetru (Rx). Primul transformator de curent induce o tensiune în circuit, în timp ce al doilea transformator m�soar� fluxul de curent efectiv, care trece prin GEO X, pentru a calcula rezisten�a c�ii de împ�mântare dup� redresarea sincron� a curentului �i tensiunii. Tehnica de prindere cu dou� clampmetre m�soar� doar rezisten�ele tijelor individuale legate în paralel în sistemele de împ�mântare. Dac� sistemul de împ�mântare nu este legat strict în paralel, atunci la m�surare fie g�sim un circuit deschis, fie se m�soar� rezisten�a de împ�mântare a buclei.

- 15 -

Testarea rezisten�ei de împ�mântare. Metoda cu 2-poli În situa�iile în care introducerea ��ru�ilor de împ�mântare nu este nici practic�, nici posibil�, GEO d� posibilitatea de a face m�sur�tori ale rezisten�elor/continuit��ii de împ�mântare în 2-poli. Pentru a realiza acest test, este necesar� o împ�mântare bine cunoscut� �i o conduct� (�eav�) metalic� de ap�. �eava de ap� trebuie s� fie destul de întins�, iar metalul s� acopere toat� suprafa�a �evii, �i s� nu existe mufe sau flan�e izolatoare. GEO realizeaz� acest test în mod diferit de alte aparate de testare, prin accea c� func�ioneaz� la o tensiune relativ înalt� AC �i un curent de pân� la 250 mA.

M�surarea impedan�ei împ�mânt�rii Atunci când se dore�te calcularea posibilelor scurt-circuite în centralele electrice sau în alte situa�ii care implic� înalt� tensiune, determinarea impedan�ei de împ�mântare complexe este important�, deoarece sunt prezente atât inductan�a, cât �i rezistivitatea. Pentru c� acestea sunt cunoscute în majoritatea cazurilor, impedan�a real� poate fi determinat� folosind un calcul complex. Deoarece impedan�a este dependent� de frecven��, GEO folose�te un semnal de 55 Hz, pentru ca acest calcul s� poat� fi cât mai aproape de adev�r, f�r� a deforma m�sur�torile. M�sur�torile directe precise ale impedan�ei de împ�mântare sunt posibile. Centralele (sta�iile) electrice (energetice), care testeaz� liniile de transport de înalt� tensiune, sunt interesate de 2 aspecte. Rezisten�a de împ�mântare în cazul unui tr�znet (fulger) �i impedan�a întregului sistem în cazul unui scurt-circuit într-un punct specific al liniei. Scurt-circuit în acest caz înseamn� c� un cablu activ se rupe �i atinge re�eaua metalic� a stâlpului. M�surarea rezisten�ei de împ�mântare în substa�ii Prima m�sur�toare care trebuie f�cut� este o m�sur�toare “f�r� ��ru�i”. Se folose�te GEO X pentru m�surare la toate conexiunile de împ�mântare. Exist� trei tipuri separate de m�sur�tori de împ�mântare, care sunt necesare a fi realizate atunci când se face o revizie de împ�mântare la o substa�ie.

- 16 -

În primul rând se determin� natura sistemului de împ�mântare, adic� suprafa�a de împ�mântare, tije, sistem de ap�, combina�ii, etc. Substa�iile sunt formate în general din stâlpi de înalt� tensiune �i transformatoare care sunt conectate între ele �i legate la o re�ea de împ�mântare. Se urmeaz� regulile/indica�iile pentru instalarea ��ru�ilor, pentru a se asigura c� m�sur�torile sunt precise �i nu au fost influen�ate de efectele re�elei. Se repozi�ioneaz� P2/S cu aproximativ 1 yard = 0.9144 m �i se face o nou� m�sur�toare. Dac� exist� o devia�ie mai mare de 30% a valorii m�surate, se repozi�ioneaz� atât P2 cât �i C2 mai departe de împ�mântarea testat� �i se repet� m�sur�toarea. Aceast� valoare trebuie înregistrat�. Astfel de m�sur�tori trebuie repetate cel pu�in 1 dat� pe an, pentru a detecta orice schimbare din re�eaua de împ�mântare.

Dup� ce s-a incheiat testul 3-poli pentru întreaga re�ea, trebuie m�surate tijele de împ�mântare individuale �i conexiunile lor în cadrul re�elei, folosind metoda selectiv� cu clampmetre. Se m�soar� fiecare conexiune separat, f�r� a fi necesar� deconectarea. Scopul acestei metode este asigurarea faptului c� rezisten�ele din re�ea sunt cât se poate de uniforme. O m�sur�toare care arat� o devia�ie mare fa�� de alte m�sur�tori, este un indiciu probabil al unei probleme, care trebuie investigat�.

Pentru a realiza un test cu metoda selectiv�, trebuie avut în vedere c� cerin�ele de distan�are pentru ��ru�ii de referin�� sunt acelea�i ca în cazul metodei standard cu 3 poli cu m�surarea diferen�ei de poten�ial. E necesar� l�sarea unui spa�iu de manevr� suficient pentru a se putea realiza deplasarea u�oar� de la o conexiune la alta. Rezultatele acestui test trebuie înregistrate, iar testul trebuie repetat cel pu�in o dat� pe an.

- 17 -

Distan�a aproximativ� la sondele suplimentare folosind metoda 62% în m Adâncimea electrodului Distan�a la sonda C1/E Distan�a la sonda suplimentar�

C2 / H 2 15 25 3 20 30 6 25 40

10 30 50 M�surarea rezisten�ei de împ�mântare în sediile centrale 1) Când se realizeaz� o revizie la un sediu central sunt cerute 3 sau 4 m�sur�tori diferite. În primul rând se localizeaz� BPP (Bara principal� de împ�mântare) din sediul central, pentru a determina tipul de împ�mântare. BPP va avea o leg�tur� care duce la MPN (Multiîmp�mântarea neutr� - fiderul de rezerv�), un circuit de împ�mântare separat de la BPP la câmpul de împ�mântare, un alt circuit de împ�mântare de la BPP la conducta de ap� �i un circuit de împ�mântare conectat la arm�tura cl�dirii.

Prima m�sur�toare care trebuie efectuat� este m�sur�toarea f�r� ��ru�i a tuturor împ�mânt�rilor individuale care pleac� din BPP. Scopul este de a asigura faptul c� toate împ�mânt�rile sunt conectate, în special BPP. Este important de �tiut c� nu se m�soar� rezisten�ele individuale, ci mai degrab� rezisten�a buclei de care este prins aparatul de m�sur�. Se conecteaz� GEO X �i se m�soar� rezisten�a buclei BPP-ului, a câmpului de împ�mântare, a conductei de ap� �i a arm�turii cl�dirii.

2) A doua m�sur�toare se face prin metoda cu 3 poli pentru întregul sistem de împ�mântare. Se conecteaz� BPP conform imaginii de mai jos, �inând cont de cerin�ele instal�rii ��ru�ilor de împ�mântare, de referin��. Pentru a ajunge la zonele izolate de p�mânt, multe companii de telefoane folosesc perechi neutilizate de cabluri, care ies la aproximativ 1 mil� = 1 609 m. Se înregistreaz� m�sur�torile, iar acest test trebuie repetat cel pu�in 1 dat� pe an.

- 18 -

3) Acum se m�soar� rezisten�ele individuale ale sistemului de împ�mântare, folosind metoda selectiv� a GEO X. Se conecteaz� GEO X ca în imaginea de mai jos. Se m�soar� rezisten�a MPN, valoarea fiind rezisten�a acelui picior specific al BPP. Apoi se m�soar� câmpul de împ�mântare, aceast� înregistrare fiind valoarea rezisten�ei reale a Câmpului de Împ�mântare a Sediului Central. Ulterior m�sur�torile se fac la �eava de ap� �i la arm�tura cl�dirii. Precizia acestor m�sur�tori poate fi verificat� u�or, cu ajutorul legii lui Ohm. Rezisten�a picioarelor individuale, atunci când este calculat�, trebuie s� egaleze rezisten�a întregului sistem dat. Aceasta este cea mai precis� metod� pentru m�surarea unui sediu central, prin aceea c� ofer� toate rezisten�ele individuale �i comportarea lor real� într-o împ�mântare în serie. Se deconecteaz� picioarele diferite ale BPP �i se m�soar� rezisten�a. Acum se m�soar� rezisten�ele individuale. M�sur�torile vor fi precise, dar nu vor ar�ta cum func�ioneaz� sistemul ca re�ea, pentru c� în practic�, în cazul producerii unui fulger sau a unei c�deri de curent, totul este conectat. Pentru a demonstra acest lucru se poate m�sura separat fiecare picior deconectat prin metoda 3-poli �i se înregistreaz� fiecare m�surare. Folosind din nou legea lui Ohm, aceste m�sur�tori ar trebui s� fie egale cu rezisten�a întregului sistem. Din aceste calcule se observ� c� exist� o diferen�� de 20 – 30% fa�� de valoarea total� RE. Ultima cale de m�surare a rezisten�ei diferitelor picioare ale BPP, este “Metoda selectiv� f�r� ��ru�i”. Aceasta func�ioneaz� similar cu metoda “F�r� ��ru�i”, dar difer� prin faptul c� se folosesc cele 2 CT separate. Se prinde CT pentru inducerea tensiunii în jurul cablului care duce la BPP �i deoarece BPP este conectat la sursa energetic� paralel� cu sistemul de legare la p�mânt, atunci a fost îndeplinit� cerin�a respectiv�. Se ia CT de citire a curentului �i se prinde în jurul cablului de împ�mântare, care iese din câmpul de împ�mântare (figura de mai sus). Când se m�soar� rezisten�a, aceasta este rezisten�a real� a câmpului de împ�mântare plus calea paralel� a BPP, care trebuie s� aib� o valoare ohmic� foarte sc�zut�, de aici rezultând faptul c� ea nu ar trebui s� aib� nici un efect real asupra m�sur�torilor înregistrate. Acest procedeu poate fi repetat pentru celelalte picioare ale BPP, respectiv conducta de ap� �i armatura structural� metalic�. Pentru a m�sura BPP prin metoda selectiv� f�r� ��ru�i, se prinde inductorul CT în jurul leg�turii care duce spre conducta de ap� �i cum aceasta trebuie s� aibe o rezisten�� foarte sc�zut�, înregistrarea va fi valabil� doar pentru MPN.

- 19 -

M�surarea rezisten�ei de împ�mântare în celule (stâlpi) pentru transmisii radio �i microunde

Exist� 3 m�sur�tori necesare în momentul realiz�rii unei revizii la o celul�, stâlpi de microunde �i radio. În majoritatea zonelor exist� un stâlp cu 3 picioare, cu împ�mânt�ri proprii. Aceste împ�mânt�ri sunt conectate la un cablu de cupru. Lâng� stâlp este a�ezat� cl�direa în care este depozitat echipamentul de transmisie. În interiorul cl�dirii exist� o împ�mântare inelar� �i o BPP, împ�mântarea inelar� fiind conectat� la BPP. Cl�direa celulei este legat� la p�mânt în toate cele 4 col�uri conectate la BPP printr-un cablu de cupru. Cele 4 col�uri sunt de

asemenea interconectate printr-un cablu de cupru. Exist� �i o conexiune între inelul de împ�mântare al cl�dirii �i inelul de împ�mântare al stâlpului. 1) Prima m�sur�toare f�r� ��ru�i este a

picioarelor individuale ale stâlpului �i a celor 4 col�uri al cl�dirii. Aceasta nu este o m�sur�toare real� de rezisten�� a împ�mânt�rii din cauza re�elei de împ�mântare. Deci este în primul rând un test de continuitate pentru a verifica dac� exist� împ�mântare, dac� exist� conectare electric� �i dac� poate trece curentul electric.

2) Ulterior se m�soar� rezisten�a

întregului sistem prin metoda 3-poli. Trebuie avute în vedere regulile pentru instalarea ��ru�ilor. Aceast� m�sur�toare trebuie înregistrat� �i m�sur�torile trebuie efectuate de cel pu�in 2 ori pe an.

- 20 -

3) În final se m�soar� împ�mânt�rile individuale, prin metoda de prindere selectiv�. Aceasta va

verifica integritatea împ�mânt�rilor individuale, conexiunile lor �i faptul c� poten�ialul de împ�mântare este destul de uniform peste tot. Se m�soar� rezisten�a fiec�rui picior al stâlpului �i celor 4 col�uri ale cl�dirii. Dac� una dintre m�sur�tori arat� un grad de variabilitate mai mare decât a celorlalte, trebuie determinat motivul care duce la acest fenomen.

M�surarea rezisten�ei de împ�mântare în celule de comutare de la distan�� Exist� 3 m�sur�tori cheie atunci când sunt realizate testele în celule de comutare cu comand� de la distan��, de exemplu concentratori de linii digitale, etc. Aceast� celul� este în general legat� la p�mânt, la oricare din capetele cutiei �i va avea o serie de ��ru�i de împ�mântare în jurul cutiei, conecta�i printr-un cablu de cupru.

1) Mai întâi se dore�te

verificarea împ�mânt�rilor celulei prin metoda “f�r� ��ru�i”. Prin aceasta nu se m�soar� rezisten�ele individuale de împ�mântare, ci se m�soar� rezisten�a leg�turii (buclei), pentru a verifica dac� exist� contact �i curentul poate trece.

- 21 -

2) A doua m�sur�toare realizat� este cea cu 3 poli a întregului sistem de împ�mântare. Conectarea la oricare dintre împ�mânt�ri se face ca în figura de mai jos. A se avea în vedere regulile pentru instalarea ��ru�ilor. Aceast� m�sur�toare trebuie înregistrat� �i m�sur�torile trebuie efectuate de cel pu�in 2 ori pe an.

3) În final se m�soar� împ�mânt�rile

individuale prin metoda selectiv�. Prin aceasta se va verifica integritatea împ�mânt�rilor individuale, conexiunile lor �i faptul c� poten�ialul de împ�mântare este destul de uniform peste tot. Trebuie f�cut� o m�sur�toare de control la ambele capete ale celulei.

M�surarea rezisten�ei de împ�mântare la sistemele de protec�ie industriale / comerciale împotriva desc�rc�rilor electrice atmosferice (paratr�znet) Exist� 3 m�sur�tori de rezisten�� a împ�mânt�rii, cerute în momentul realiz�rii unei revizii, al unui sistem de protec�ie împotriva întreruperilor de curent �i a tr�znetelor. Majoritatea sistemelor de protec�ie de acest gen urmeaz� modelul de împ�mântare al tutror celor 4 col�uri ale cl�dirii, iar acestea sunt conectate de obicei printr-un cablu de cupru. Num�rul de tije de împ�mântare variaz� în func�ie de m�rimea cl�dirii �i valoarea rezisten�ei care se incearc� a fi ob�inut�. 1) Prima m�sur�toare este m�sur�toarea

“f�r� ��ru�i” a cl�dirii (vezi figura de mai jos). Aceasta nu este o m�sur�toare real� de rezisten�� a împ�mânt�rii din cauza re�elei de împ�mântare. Deci este în primul rând un test de continuitate pentru a verifica dac� exist� împ�mântare, dac� exist� conectare electric� �i dac� poate trece curentul electric.

- 22 -

2) Dup� terminarea verific�rii “f�r� ��ru�i” a cl�dirii, se m�soar� rezisten�a întregului sistem prin metoda 3-poli. A se avea în vedere regulile pentru instalarea ��ru�ilor. Aceast� m�sur�toare trebuie înregistrat� �i m�sur�torile trebuie efectuate de cel pu�in 2 ori pe an.

3) În final se m�soar� împ�mânt�rile

individuale prin metoda selectiv�. Prin aceasta se va verifica integritatea împ�mânt�rilor individuale, conexiunile lor �i uniformitatea poten�ialului de împ�mântare. Se m�soar� rezisten�a tutror celor 4 col�uri ale cl�dirii. Dac� una dintre m�sur�tori arat� un grad de variabilitate mai mare decât a celorlalte, trebuie determinat motivul care duce la acest fenomen.

Instrumente de testare a împ�mânt�rii SATURN GEO/GEO X Instrumente universale de testare a împ�mânt�rii, pentru testarea instala�iilor �i protec�ie fa�� de tr�znet Toate instrumentele func�ioneaz� cu alimentare din baterii, au oprire automat�, un ecran (display) luminos, limite ajustabile �i afi�eaz� rezisten�a sondei de m�sur� �i a sondelor auxiliare. Autoscalarea �i eliminarea curen�ilor parazi�i ofer� rezultate sigure ale m�sur�torilor. Pentru m�sur�torile standard în 3-poli sunt disponibile multe func�ii suplimentare speciale.

- 23 -

SATURN GEO - m�sur�tori în 3-poli �i m�sur�tori de rezisten�� suplimentare în 2-poli cu AC WinGEO - aplica�ie software pentru PC, care utilizeaz� Windows Windows ’95 / ‘98, Windows NT - potrivit pentru SATURN GEO X (cu interfa�� RS232 sau DOCU-PACK), achizi�ie de date m�surate, control la distan��, înregistrare, SETUP, DIAGNOZ� SATURN GEO X – Aparatul profesional - aparat de testare pentru m�surarea împ�mânt�rilor individuale sau a sistemelor multi-bucl�, f�r� întreruperea circuitelor - m�sur�tori de împ�mântare selective, f�r� influen�e de la p�mânt�ri paralele (învecinate) - împ�mântare f�r� ��ru�i - m�sur�tori pentru testare rapid�, m�sur�tori pentru rezisten�a specific� a p�mântului - impedan�a de împ�mântare a stâlpilor de înalt� tensiune - m�sur�tori de rezisten�� în 2 poli �i 4 poli cu DC (mai mare de 200 mA) - m�sur�tori de rezisten�� în 2 poli cu AC - valoarea m�surat� disponibil� la ie�ire prin interfa�� (imprimant� sau PC) - stocarea sau editarea direct� a valorilor prin DOCU-PACK op�ional (interfa�� RS232 necesar�) - înregistrare (reperare) a valorilor m�surate prin software Windows WinGEO op�ional SATURN GEO – Aparatul universal - m�surarea împ�mânt�rii în 4 poli - m�surarea împ�mânt�rii în 3 poli - m�surarea rezisten�ei 2 poli - m�surarea rezisten�ei cu AC - rezisten�a specific� a p�mântului - display (ecran) digital - impedan�a împ�mânt�rii pentru stâlpii de înalt� tensiune - are o construc�ie deosebit de robust� datorat� carcasei de protec�ie din cauciuc �i a curelei de transport Handy GEO - aparat mic de testare a

împ�mânt�rii, u�or manevrabil - m�sur�tori de împ�mântare 3-poli - m�sur�tori de rezisten�� 2-poli - ecran (display) digital, cu bar - graph

- 24 -

GHID DE SELECTIE: Date tehnice Handy

GEO SATURN GEO easy

SATURN GEO

SATURN GEO plus

SATURN GEO X

Domeniul de m�sura 2000 � 300 k� 300 k� 300 k� 300 k� Precizia 6% 2% 2% 2% 2% Rezolu�ia 10 m� 1 m� 1 m� 1 m� 1 m� Tensiunea m�surat� < 25 V 48 V 20/48 V 48 V 20/48 V Curent maxim testat > 50 mA >50 mA >250 mA >50 mA >250 mA Frecven�� 128 Hz 128 Hz 55…128 Hz,

auto 128 Hz 55…128 Hz,

auto Masurare priza de pamant cu: 4-poli - � � � � 2-poli � � � � � 3-poli � � � � � Metoda selectiva - - - � � Metoda “f�r� ��ru�i” - - - � � Masurare rezistiv. sol: - � � � � Masurare rezistente: In.c.c. cu 2 poli - - - - � In c.c. cu 4 poli - - - - � In c.a. cu 2 poli � � � � � Diverse: Programare limite � - � - � Interfata RS232 Optional - - - Optional Protectie antisoc � � � � � Denumire Cod comanda Handy GEO set de baz� A188503110 Handy GEO cu set de m�surare GEO 3-poli A188503111 SATURN GEO set de baz�, fara accesorii A188506411 SATURN GEO EASY set de baz�, fara accesorii A188506611 SATURN GEO PLUS set de baz�, fara accesorii A188506711 SATURN GEO X set de baz�, fara accesorii A188506510 SATURN GEO X cu set de m�surare 2/3/4-poli si geanta standard de transport A188506511 SATURN GEO X cu set de m�surare 2/3/4-poli si geanta mare de transport A188506513 SATURN GEO X cu set de m�surare 2/3/4-poli, adaptor si 2 clesti de curent pentru masurare selectiva si fara tarusi, inclusiv geanta mare de transport

A188506511S

SATURN GEO X cu interfata RS232, set de m�surare GEO 4-poli si geanta std. A188506512 Accesorii de masurare GEO 3-poli (2 tarusi, 1 mosor 25m, 1 mosor 50m) A604510302 Accesorii de masurare GEO 4-poli (4 tarusi, 2 mosoare 25m, 1 mosor 50m) A604510301 Accesorii de masurare prin metoda “SELECTIV�” (adaptor + 1 cleste) A604510303 Accesorii de masurare prin metoda “F�R� ��RUI” (adaptor + 2 clesti) A604510304 Geanta standard de transport (cu locasuri pentru aparat si set GEO 4-poli) A603000530 Geanta mare de transport (cu locasuri pentru toate accesoriile) ST0010Z WinGEO software pentru SATURN GEO X cu RS232 A689900172 Transformator de curent ptr. m�sur�tori pe stâlpii de înalt� tensiune =320mm A680506211