Γείωση – μέρος 4ο (Μέτρηση Αντίστασης Γείωσης)
‘Ενας γειωτής κατασκευάζεται με την εισαγωγή μεταλλικών ηλεκτροδίων στο έδαφος.
Στην απλούστερη περίπτωση ο γειωτής αποτελείται από µια ράβδο, συνήθως από γαλβανισμένο χάλυβα ή από χαλκό, µε μήκος περίπου 3m (Σχ.3.13α).
Όταν η αντίσταση του γειωτή µε µια ράβδο είναι µεγαλύτερη από την επιθυµητή, χρησιµοποιούνται πρόσθετες ράβδοι οι οποίες συνδέονται αγώγιµα µεταξύ τους.
Ο γειωτής ταινίας αποτελείται από µια ταινία από χαλκό, είτε από χάλυβα γαλβανισµένο ή επιχαλκοµένο, η οποία τοποθετείται σε χαντάκι βάθους 0.5–1m (Σχ. 3.13β).
Η ταινία τοποθετείται ευθύγραµµα είτε κυκλικά γύρω από την εγκατάσταση και η αντίσταση γείωσης είναι τόσο µικρότερη όσο µεγαλύτερο είναι το µήκος της ταινίας.
Ο Γειωτής πλάκας είναι µια επιφάνεια από χαλκό πάχους τουλάχιστον 2mm, ή από γαλβανισµένο χάλυβα ελάχιστου πάχους 3mm,
η οποία τοποθετείται κατακόρυφα στο έδαφος σε βάθος µεγαλύτερο από 0.5m (Σχ. 3.13γ).
Ο γειωτής πλέγµατος είναι ένα γαλβανισµένο πλέγµα διατοµής 5mm2, µε ανοίγµατα περίπου 0.5m, το οποίο τοποθετείται οριζόντια στο έδαφος σε βάθος µέχρι 1m (Σχ. 3.13δ).
Η τάση κατά µήκος του εδάφους πάνω από το πλέγµα είναι πολύ µικρή.
Η αντίσταση γείωσης ορίζεται ως η αντίσταση από το γειωτή έως την άπειρη γη.
Άπειρη γη θεωρείται ένα σηµείο του εδάφους, σε άπειρη απόσταση από το γειωτή,
το οποίο έχει δυναµικό µηδέν.
Στο Σχ. 3.13ε εικονίζεται η µεταβολή του δυναµικού στο έδαφος V, όταν στο γειωτή εφαρµοστεί µια τάση VG ως προς την άπειρη γη.
Το δυναµικό µειώνεται όσο αποµακρυνόµαστε από το γειωτή και θεωρείται αµελητέο σε απόσταση 10πλάσια από τη µεγαλύτερη διάσταση του γειωτή lG(max).
Η απόσταση αυτή θεωρείται στις πρακτικές εφαρµογές ως η άπειρη γη.
Από το Σχ. 3.13ε ορίζεται η τάση επαφής, ως η πτώση τάσης κατά µήκος 1m του εδάφους δίπλα στο γειωτή,
ενώ η βηµατική τάση είναι η πτώση τάσης κατά µήκος 1m του εδάφους στην υπόψη θέση l.
Η αντίσταση γείωσης εξαρτάται από την ειδική αντίσταση του εδάφους, η οποία µεταβάλλεται µε την υγρασία και τη θερµοκρασία.
Η ειδική αντίσταση µειώνεται µε την υγρασία. Για το λόγο αυτό οι γειωτές πρέπει να τοποθετούνται σε βάθος µεγαλύτερο από 0.5m,
όπου το έδαφος διατηρεί περίπου σταθερή την υγρασία του.
Ακόµη, η ειδική αντίσταση του εδάφους µειώνεται µε την αύξηση της θερµοκρασίας. Η µεταβολή αγγίζει το ±30% ανάλογα µε την εποχή του έτους.
Βέβαια, το είδος του εδάφους (πετρώδες, ελώδες), έχει καθοριστική επίδραση στην τιµή της αντίστασης γείωσης.
Για τη µέτρηση της αντίστασης ενός γειωτή χρησιµοποιείται η διάταξη του Σχ. 3.14, η οποία είναι εφαρµογή της µεθόδου του βολτόµετρου–αµπερόµετρου.
Η πηγή είναι εναλλασσόµενης τάσης, µε τιµή µερικές 100δες volt και συχνότητα συνήθως στην περιοχή 70–140Ηz.
Η συχνότητα της πηγής πρέπει να είναι διαφορετική από τα 50Hz, έτσι ώστε να µην επηρεάζεται η µέτρηση από τα γειτονικά γειωµένα δίκτυα.
Μέσω της µεταβλητής αντίστασης Rp ρυθµίζεται το ρεύµα που εφαρµόζεται στο γειωτή, το οποίο µετράται από το αµπερόµετρο.
Η πτώση τάσης που δηµιουργεί το ρεύµα µέσω του γειωτή µετράται από το βολτόµετρο. Για την επιβολή του ρεύµατος στο γειωτή χρησιμοποιείται το βοηθητικό ηλεκτρόδιο Α.
Αντίστοιχα, για τη μέτρηση της τάσης χρησιµοποιείται το βοηθητικό ηλεκτρόδιο Β.
Το ηλεκτρόδια Α και Β έχουν τη µορφή µικρών ράβδων, οι οποίες τοποθετούνται στο έδαφος σε επαρκή απόσταση από το γειωτή (20–50m),
έτσι ώστε να θεωρηθούν σηµεία άπειρης γης (µηδενικού δυναµικού). Οι αντιστάσεις γείωσης των βοηθητικών ηλεκτρόδιων Α και Β είναι της τάξης των 100δων ohm.
Με την προϋπόθεση ότι κοντά στο γειωτή και τα βοηθητικά ηλεκτρόδια δεν υπάρχουν µεταλλικά αντικείµενα,
η αντίσταση του γειωτή υπολογίζεται από τη σχέση όπου, Vi και Ii είναι οι ενδείξεις του βολτόµετρου και του αµπερόµετρου αντίστοιχα,
rv η εσωτερική αντίσταση του βολτόµετρου και rB η αντίσταση γείωσης του ηλεκτροδίου Β
όπου, Vi και Ii είναι οι ενδείξεις του βολτόµετρου και του αµπερόµετρου αντίστοιχα, rv η εσωτερική αντίσταση του βολτόµετρου και rB η αντίσταση γείωσης του ηλεκτροδίου Β
Σχετικά άρθρα:
