Wat is aardingsweerstand

Het aardingsapparaat heeft een weerstand. Aardingsweerstand bestaat uit de weerstand die de aarde heeft tegen de passerende stroom (lekweerstand), de weerstand van de aardgeleiders en de weerstand van de aardelektrode zelf.

De weerstanden van de aardgeleiders en de aardelektrode zijn meestal klein in vergelijking met de spatweerstand en kunnen in veel gevallen worden verwaarloosd, aangezien de aardweerstand gelijk is aan de spatweerstand.

De waarde van de aardingsweerstand mag niet meer worden verhoogd dan een bepaalde waarde die per installatie wordt bepaald, anders kan het onderhoud van de installatie onveilig worden of kan de installatie zelf in bedrijfsomstandigheden terechtkomen waarvoor ze niet is ontworpen.

Alle elektrische apparatuur en elektronica zijn gebouwd rond enkele gestandaardiseerde aardingsweerstandswaarden: 0,5, 1, 2, 4,8, 10, 15, 30 en 60 ohm.

1.7.101.De weerstand van het aardingsapparaat waarop de nulleiders van de generator of transformator of de klemmen van de enkelfasige stroombron zijn aangesloten, mag op elk moment van het jaar niet meer zijn dan respectievelijk 2 - 4 en 8 ohm online spanningen van 660, 380 en 220 V op de driefasige stroombron of 380.220 en 127 V eenfasige stroombron.

De weerstand van de aardelektrode die zich in de nabijheid van de nulleider van een generator of transformator of de uitgang van een enkelfasige stroombron bevindt, mag bij een lijnspanning van 660, 380 en 220 respectievelijk niet meer zijn dan 15, 30 en 60 ohm V van een driefasige stroombron of 380, 220 en 127 V op een eenfasige stroombron. (PUE)

Aardingsweerstand kan sterk variëren vanwege verschillende redenen, zoals weersomstandigheden (regen of droog weer), seizoen, enz. Daarom is het belangrijk om periodiek de grondweerstand te meten.

Als een spanning U wordt toegepast op twee elektroden (enkele buizen) die zich op grote afstand (enkele tientallen meters) in de grond bevinden, zal de stroom door de elektroden en de grond Az (oriz. 1) vloeien.

Rijst. 1. Verdeling van potentialen tussen twee elektroden op het aardoppervlak: a — circuit voor het vinden van de distributie van potentialen; b — spanningsvalkromme; c — diagram van de passage van stromingen.

Als de eerste elektrode (A) is aangesloten op een klem van de elektrostatische voltmeter en de tweede klem is verbonden met aarde door middel van een ijzeren staafsonde op verschillende punten op een rechte lijn die de elektroden verbindt, dan kunnen de spanningsvalkrommen worden verkregen honderd lijnen die de elektroden verbinden. Een dergelijke kromme is getoond in Fig. 1, geb.

De curve laat zien dat nabij de eerste elektrode de spanning eerst snel stijgt, dan langzamer en dan gelijk blijft. Bij het naderen van de tweede elektrode (B) begint de spanning eerst langzaam en daarna sneller te stijgen.

Deze spanningsverdeling wordt verklaard door het feit dat de stroomlijnen van de eerste elektrode in verschillende richtingen divergeren (figuur 1), de stroom zich verspreidt en daarom, met de afstand vanaf de eerste elektrode, de stroom door de steeds groter wordende secties gaat van de grond. Met andere woorden, met de afstand tot de eerste elektrode neemt de stroomdichtheid af en bereikt op een bepaalde afstand (voor een enkele buis op een afstand van ongeveer 20 m) waarden die zo klein zijn dat deze als gelijk aan nul kunnen worden beschouwd .

Als gevolg hiervan heeft de aarde voor een lengte-eenheid van het stroompad een ongelijke stroomweerstand: meer - in de buurt van de elektrode en steeds minder - met de afstand ervan.Dit leidt ertoe dat de spanningsval per pad-eenheid afneemt met de afstand van de elektrode, die nul bereikt wanneer de afstand van één pijp groter is dan 20 m.

Wanneer de tweede elektrode wordt benaderd, convergeren de fluxlijnen, zodat de weerstand en spanningsval per eenheid stroompad toenemen.

Op basis van het bovenstaande zullen we, onder de spatweerstand van de eerste elektrode, de weerstand begrijpen die we onderweg tegenkomen in de hele aardlaag grenzend aan de elektrode (in de huidige spatzone) waarop de spanningsval wordt waargenomen.

Vandaar de weerstandswaarde van de eerste grond

ra = hel/ik

Als er een spanning Uvg is op de grondlaag in de nabijheid van de tweede elektrode, dan is de weerstand van de tweede aarde

rc = Uvg /I

Punten op het aardoppervlak in de zone waar geen spanningsval wordt waargenomen (DG-zone, afb. 1) worden beschouwd als nulpotentiaalpunten.

Onder deze voorwaarde zal de potentiaal φx op elk punt x in de huidige spreidingszone numeriek gelijk zijn aan de spanning tussen dat punt en het punt van nulpotentiaal, bijvoorbeeld punt D:

UxD = φx — φd = φx — 0 = φx

Volgens het bovenstaande zijn de potentialen van elektroden A en B, gemeenschappelijke potentialen genoemd, gelijk:

φa = UAD en φv = Uvg

De potentiaalverdelingscurve op het aardoppervlak langs de lijn die de elektroden A en B verbindt, wordt getoond in Fig. 2.

Rijst. 2. Potentiaalverdelingscurve op het aardoppervlak

Rijst. 3. Bepaling van potentiaalverdelingscurve en aanraakspanning

De vorm van deze curve is niet afhankelijk van de stroom, maar van de vorm van de elektroden en hun plaatsing. De potentiaalverdelingscurve maakt het mogelijk om te bepalen bij welk potentiaalverschil een persoon twee punten op de grond zal raken of een geaard punt van de installatie en een willekeurig punt op de grond. Deze curve maakt het dus mogelijk om te beoordelen of de aarding de veiligheid garandeert van mensen die in contact komen met de installatie.

Aardingsweerstandsmetingen kunnen op verschillende manieren worden uitgevoerd:

• ampèremeter en voltmeter methode;

• door de methode van directe boekhouding met behulp van speciale ratio's;

• door compensatiemethode;

• overbruggingsmethoden (enkele bruggen).

In alle gevallen van aardingsweerstandsmeting is het noodzakelijk om wisselstroom te gebruiken, omdat bij gebruik van gelijkstroom polarisatieverschijnselen optreden op het contactpunt van de aardelektrode met natte aarde, wat het meetresultaat aanzienlijk vervormt.

Lees ook over dit onderwerp: Meting van de weerstand van de beschermende aardlus