Wartość rezystancji, impedancji uziemienia różnego rodzaju instalacji, czy obiektów elektroenergetycznych jest bardzo ważnym czynnikiem wpływającym na bezpieczeństwo użytkowania instalacji/obiektu, a dodatkowo w niektórych przypadkach także na bezpieczeństwo osób postronnych znajdujących się w pobliżu instalacji uziemiających podczas wystąpienia awarii lub wyładowania atmosferycznego. Kiedy mamy do czynienia z bardzo rozbudowanymi układami uziemiającymi stosowanymi, np. przy liniach przesyłowych wysokiego napięcia, dokładna diagnostyka uziemienia poszczególnych elementów układu może być problematyczna. Brak kontroli poszczególnych elementów układu może doprowadzić do sytuacji, w której wskutek korozji część elementów układu przestanie spełniać swoją rolę i straci możliwość skutecznego odprowadzenia ładunku do ziemi. Dokładna diagnostyka każdego elementu bywa problematyczna i czasochłonna. Z pomocą może nam przyjść najnowszy analizator uziemień Metrel MI 3290 Earth Analyser, który umożliwia dogłębną analizę każdej gałęzi bez konieczności jakiejkolwiek ingerencji w sam układ.

Metrel MI 3290 Earth Analyser - analizator uziemień zaprojektowany do pracy w ciężkich warunkach

Przyrządy dedykowane do analizy stanu uziemień muszą spełniać kilka wymagań związanych ze specyfiką warunków, w których pracują. Jako, że często są używane w miejscach, do których dostęp jest utrudniony (np. słupy posadowione w polu/na łące - do których ciężko jest dojechać utwardzoną drogą) przyrządy takie powinny być stosunkowo lekkie, niewielkich rozmiarów i poręczne. Pod kątem takiej charakterystyki zaprojektowany został właśnie przyrząd Metrel MI 3290 Earth Analyser.

Wymiary przyrządu Metrel MI 3290 (36 cm x 16 cm x 33 cm) oraz jego masa (6 kg bez akcesoriów) sprawiają, że jest to urządzenie niezwykle poręczne i przyjazne w transporcie. Dodając do tego fakt, że urządzenie może pracować na zasilaniu akumulatorowym (czas pracy do 8h - w zależności od typów wykonywanych pomiarów) otrzymujemy bardzo wygodny w obsłudze przyrząd, który ze względu na dość wysoki stopień ochrony - IP65 (IP54 z otwartą pokrywą) nadaje się znakomicie do pracy nawet w trudnych warunkach atmosferycznych. Przyrządem Metrel MI 3290 Earth Analyser możemy pracować w środowisku o temperaturze od -10 do + 50 stopni Celsjusza oraz dzięki wbudowanemu interfejsowi komunikacyjnemu Bluetooth przesyłać z niego dane bez konieczności podłączania przewodów (choć interfejs USB także jest obsługiwany). Wszystkie te cechy sprawiają, że MI 3290 znakomicie sprawdza się nawet w najtrudniejszych warunkach pomiarowych.

Jeden analizator uziemień w kilku konfiguracjach - Metrel MI 3290 dostosowany do różnych zastosowań



Aby lepiej dostosować możliwości przyrządu do potrzeb użytkowników, producent (słoweńska firma Metrel) wprowadził na rynek aż 5 konfiguracji, których dedykowane zastosowanie powiązane jest bezpośrednio z możliwościami pomiarowymi i wyposażeniem każdej wersji. Są to odpowiednio wersje GF, GL, GP, GX1 oraz GX4. Cechą wspólną wszystkich wersji jest możliwość pomiaru impedancji/rezystancji uziemienia metodą 2,3,4-przewodową oraz pomiar rezystywności gruntu metodami Wennera oraz Schlumbergera. Pozostałe funkcjonalności zależą już od poszczególnych wersji.

Wersja GF dedykowana jest do pomiarów napięć rażenia oraz rozkładu potencjału w gruncie. Model ten wyposażony jest w precyzyjny woltomierz MI 3295M (znany z przyrządu MI 3290 Step/Contact Voltage Measuring System) umożliwiający pomiar napięć krokowych i dotykowych. Oprócz tego mamy do dyspozycji także pomiar ciągłości połączeń ochronnych prądem o natężeniu 200 mA oraz 7 mA, a także pomiar impedancji badanego obiektu.

Wersja GL dedykowana jest do pomiarów instalacji odgromowych. Posiada funkcje ułatwiające pomiary instalacji odgromowych zarówno obiektów mieszkalnych/przemysłowych, jak i słupów przesyłowych: pomiar impedancji/rezystancji uziemienia metodą szpilkową 3-przewodową z wykorzystaniem 1 szt. cęgów prądowych, pomiar metodą 2-cęgową, pomiar metodą wysokoczęstotliwościową (25 kHz) oraz pomiar metodą udarową. Wersja ta jest wyposażona w cęgi A1018 oraz A1019 (za pomocą cęgów A1018 można także mierzyć wartość TRMS prądu - jak w mierniku cęgowym).

Wersja GP z kolei dedykowana jest do pomiarów uziemienia słupów przesyłowych. Została wyposażona w 1 szt. cęgów giętkich A1487 (możliwość podłączenia jednoczesnego do 4 szt cęgów). Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwy jest selektywny pomiar impedancji uziemienia gałęzi objętej cęgami (w przypadku słupa 4-nożnego przy wykorzystaniu 4 szt. cęgów A1487 możliwy jest jednoczesny pomiar uziemienia i rozpływu prądów dla każdej nogi osobno). Oprócz tego możemy przeprowadzić pomiar metodą pasywną. W tej sytuacji mierzymy prądy indukowane w układzie na skutek sprzężenia z przewodami fazowymi (pomiar dla częstotliwości sieciowej). Dodatkowo cęgami giętkimi zmierzymy także wartość TRMS prądu.

Wersje GX1 oraz GX4 są połączeniem wszystkich funkcjonalności wersji GF, GL oraz GP. Różnią się tylko ilością cęgów giętkich A1487 będących na wyposażeniu standardowym przyrządu. Wersja GX1 ma ich 1 szt. - natomiast wersja GX4 - 4 szt. Szczegółowy opis funkcji pomiarowych zostanie przedstawiony w kolejnych akapitach. Poniżej zestawienie podsumowujące dostępne funkcje w poszczególnych wersjach przyrządu MI 3290 Earth Analyser:

Tab. 1. Zestawienie dostępnych funkcji pomiarowych dla poszczególnych wersji przyrządu MI3290 Earth Analyser

Pomiar rezystancji/impedancji uziemienia metodą 2-przewodową (GF/GL/GP/GX)

 Rys. 1 - Schemat pomiaru rezystancji/impedancji uziemienia metodą 2-przewodową

W trakcie wykonywania pomiaru tą metodą prąd I_e jest wymuszany przez MI 3290 z użyciem zewnętrznego obiektu o znanej, bardzo niskiej wartości rezystancji uziemienia, który pełni rolę sondy prądowej. Im niższa rezystancja uziemienia obiektu pomocniczego, tym mniejszym błędem obarczony jest pomiar. Jeśli wartość impedancji Z_e jest znacznie wyższa niż rezystancji R_c wtedy można przyjąć, że wypadkowy wynik pomiaru będący stosunkiem wartości napięcia do wartości prądu płynącego w pętli Z_e + R_c w przybliżeniu jest równy Z_e.

Przyrząd przeprowadza obliczenia w oparciu o poniższe zależności:

 gdy 

Z_e          Impedancja uziemienia badanego uziomu

R_e         Rezystancja uziemienia badanego uziomu (część rezystancyjna Ze)

R_c         Rezystancja uziemienia obiektu pomocniczego (H)

I_e          Wymuszany prąd pomiarowy

U_H-E      Napięcie pomiędzy złączami H oraz E

f_set        Ustawiona częstotliwość wymuszanego prądu

Pomiar można wykonać w trybie pojedynczym zadaną częstotliwością lub w trybie przemiatania częstotliwościowego (pomiar automatyczny wszystkimi dostępnymi częstotliwościami, pozwalający na dogłębną analizę charakteru uziemienia poprzez analizę wpływu częstotliwości na wynik). Dostępnych jest 16 częstotliwości generowanego sygnału: 55 Hz, 82 Hz, 94 Hz, 105 Hz, 111 Hz, 128 Hz, 164 Hz, 329 Hz, 659 Hz, 1,31 kHz, 1,50 kHz, 2,63 kHz, 3,29 kHz, 6,59 kHz, 13,1 kHz oraz 15,0 kHz.

Napięcie wyjściowe możemy wybrać spośród dostępnych 40V (standardowe napięcie pomiarowe) lub 20V (obniżone napięcie dedykowane do stref zagrożenia wybuchem). Do celów dokumentacyjnych można wprowadzić odległość pomiędzy uziomem badanego obiektu, a obiektem pomocniczym pełniącym rolę sondy prądowej. Jeśli wprowadzimy wartość maksymalnej dopuszczalnej impedancji, miernik może ocenić wynik za nas. Na ekranie wyników oprócz wartości Z_e reprezentującej wynik pomiaru impedancji uziemienia badanego obiektu, wyświetlana jest również wartość R_e określającą wartość składowej rezystancyjnej zmierzonej impedancji Z_e, wartość I_e - prądu płynącego podczas pomiaru będącego podstawą do obliczeń oraz w trybie pojedynczym, wartość f_set - ustawionej częstotliwości pomiarowej. Dodatkowo w trybie przemiatania częstotliwościowego mamy możliwość podglądu charakterystyki częstotliwościowej impedancji badanego obiektu, czyli wykresu zależności wartości impedancji od częstotliwości pomiarowej.

Pomiar rezystancji/impedancji uziemienia metodą 3-przewodową (GF/GL/GP/GX)

Rys. 2 - Schemat pomiaru rezystancji/impedancji uziemienia metodą 3-przewodową

Metoda techniczna - szpilkowa - wykorzystywana w sytuacji, gdy nie jest dostępny obiekt o znanej, bardzo niskiej rezystancji uziemienia. Wadą metody w stosunku do metody 4-przewodowej opisanej poniżej jest wpływ rezystancji przewodu pomiarowego podłączonego do badanego uziemienia (zacisk E) oraz rezystancji styków na końcowy wynik pomiaru.

W trakcie wykonywania pomiaru prąd I_e jest wymuszany z użyciem sondy prądowej (H). Rezystancja uziemienia sondy prądowej powinna być możliwie jak najniższa w celu wymuszenia jak najwyższego prądu pomiarowego I_e. Jeśli wartość rezystancji uziemienia sondy prądowej H jest zbyt wysoka (co przekłada się na zbyt niski prąd pomiarowy), to sposobem na zmniejszenie wartości wypadkowej rezystancji uziemienia jest zwielokrotnienie ilości sond prądowych połączonych równolegle. Im niższa wartość wypadkowej rezystancji uziemienia sond prądowych H (R_c), tym wyższa wartość prądu pomiarowego I_e, co przekłada się na większą dokładność pomiaru. Spadek napięcia mierzony jest przy użyciu sondy napięciowej (S). Wartość impedancji uziemienia Z_e  jest obliczana przez przyrząd MI 3290 ze stosunku zmierzonego napięcia i wymuszonego prądu pomiarowego według poniższego wzoru:

Z_e          Impedancja uziemienia badanego uziomu

R_e         Rezystancja uziemienia badanego uziomu (część rezystancyjna Ze)

R_c         Rezystancja uziemienia sondy prądowej (H)

R_p         Rezystancja uziemienia sondy napięciowej (S)

I_e          Wymuszany prąd pomiarowy

U_S-E      Napięcie pomiędzy złączami S oraz E

f_set        Ustawiona częstotliwość wymuszanego prądu

Pomiar można wykonać w trybie pojedynczym zadaną częstotliwością lub w trybie przemiatania częstotliwościowego (pomiar automatyczny wszystkimi dostępnymi częstotliwościami pozwalający na dogłębną analizę charakteru uziemienia poprzez analizę wpływu częstotliwości na wynik). Dostępnych jest 16 częstotliwości generowanego sygnału: 55 Hz, 82 Hz, 94 Hz, 105 Hz, 111 Hz, 128 Hz, 164 Hz, 329 Hz, 659 Hz, 1,31 kHz, 1,50 kHz, 2,63 kHz, 3,29 kHz, 6,59 kHz, 13,1 kHz oraz 15,0 kHz. Napięcie wyjściowe możemy wybrać spośród dostępnych 40V (standardowe napięcie pomiarowe) lub 20V (obniżone napięcie dedykowane do stref zagrożenia wybuchem). Do celów dokumentacyjnych można wprowadzić odległość pomiędzy uziomem badanego obiektu a sondami prądową i napięciową. Jeśli wprowadzimy wartość maksymalnej dopuszczalnej impedancji, miernik może ocenić wynik za nas.

Na ekranie wyników oprócz wartości Z_e reprezentującej wynik pomiaru impedancji uziemienia badanego obiektu, wyświetlana jest również wartość R_e określającą wartość składowej rezystancyjnej zmierzonej impedancji Z_e, wartość I_e - prądu płynącego podczas pomiaru będącego podstawą do obliczeń, wartości zmierzonych rezystancji doziemnej sond: prądowych H (R_c) i napięciowej S (R_p) oraz w trybie pojedynczym wartość f - ustawionej częstotliwości pomiarowej. Dodatkowo w trybie przemiatania częstotliwościowego mamy możliwość podglądu charakterystyki częstotliwościowej impedancji badanego obiektu czyli wykresu zależności wartości impedancji od częstotliwości pomiarowej.

Rys. 3 - Schemat pomiaru rezystancji/impedancji uziemienia metodą 4-przewodową

Metoda techniczna - szpilkowa - wykorzystywana w sytuacji, gdy nie jest dostępny obiekt o znanej, bardzo niskiej rezystancji uziemienia. Zaletą metody w stosunku do metody 3-przewodowej opisanej powyżej jest wyeliminowanie wpływu rezystancji przewodu pomiarowego podłączonego do badanego uziemienia (zacisk E) oraz rezystancji styków na końcowy wyniku pomiaru.

W trakcie wykonywania pomiaru prąd I_e jest wymuszany z użyciem sondy prądowej (H). Rezystancja uziemienia sondy prądowej powinna być możliwie jak najniższa w celu wymuszenia jak najwyższego prądu pomiarowego I_e. Jeśli wartość rezystancji uziemienia sondy prądowej H (R_c) jest zbyt wysoka (co przekłada się na zbyt niski prąd pomiarowy), to sposobem na zmniejszenie wartości wypadkowej rezystancji uziemienia jest zwielokrotnienie ilości sond prądowych połączonych równolegle. Im niższa wartość wypadkowej rezystancji uziemienia sond prądowych (H), tym wyższa wartość prądu pomiarowego I_e, co przekłada się na większą dokładność pomiaru. Spadek napięcia mierzony jest przy użyciu sondy napięciowej (S) oraz złącza ES. Wartość impedancji uziemienia Z_e  jest obliczana przez przyrząd MI 3290 ze stosunku zmierzonego napięcia i wymuszonego prądu pomiarowego według poniższego wzoru:

Z_e           Impedancja uziemienia badanego uziomu

R_e         Rezystancja uziemienia badanego uziomu (część rezystancyjna Ze)

R_c         Rezystancja uziemienia sondy prądowej (H)

R_p         Rezystancja uziemienia sondy napięciowej (S)

I_e          Wymuszany prąd pomiarowy

U_S-ES     Napięcie pomiędzy złączami S oraz ES

f_set        Ustawiona częstotliwość wymuszanego prądu

Pomiar można wykonać w trybie pojedynczym zadaną częstotliwością lub w trybie przemiatania częstotliwościowego (pomiar automatyczny wszystkimi dostępnymi częstotliwościami pozwalający na dogłębną analizę charakteru uziemienia poprzez analizę wpływu częstotliwości na wynik). Dostępnych jest 16 częstotliwości generowanego sygnału: 55 Hz, 82 Hz, 94 Hz, 105 Hz, 111 Hz, 128 Hz, 164 Hz, 329 Hz, 659 Hz, 1,31 kHz, 1,50 kHz, 2,63 kHz, 3,29 kHz, 6,59 kHz, 13,1 kHz oraz 15,0 kHz. Napięcie wyjściowe możemy wybrać spośród dostępnych 40V (standardowe napięcie pomiarowe) lub 20V (obniżone napięcie dedykowane do stref zagrożenia wybuchem). Do celów dokumentacyjnych można wprowadzić odległość pomiędzy uziomem badanego obiektu a sondami prądową i napięciową. Jeśli wprowadzimy wartość maksymalnej dopuszczalnej impedancji, miernik może ocenić wynik za nas.

Na ekranie wyników oprócz wartości Z_e reprezentującej wynik pomiaru impedancji uziemienia badanego obiektu, wyświetlana jest również wartość R_e określającą wartość składowej rezystancyjnej zmierzonej impedancji Z_e reprezentującej wynik pomiaru impedancji uziemienia badanego obiektu, wartość R_e określającą wartość składowej rezystancyjnej zmierzonej impedancji Z_e, wartość I_e - prądu płynącego podczas pomiaru będącego podstawą do obliczeń, wartości zmierzonej rezystancji doziemnej sond: prądowych H (R_c) i napięciowej S (R_p) oraz w trybie pojedynczym wartość f - ustawionej częstotliwości pomiarowej. Dodatkowo w trybie przemiatania częstotliwościowego mamy możliwość podglądu charakterystyki częstotliwościowej impedancji badanego obiektu czyli wykresu zależności wartości impedancji od częstotliwości pomiarowej.

Pomiar rezystancji/impedancji uziemienia metodą selektywną z wykorzystaniem cęgów sztywnych (GL/GX)

Rys. 4 - Schemat pomiaru rezystancji/impedancji uziemienia metodą selektywną z wykorzystaniem cęgów sztywnych

Rozbudowana wersja metody technicznej (szpilkowej) - wykorzystywana w sytuacji, gdy chcemy sprawdzić impedancję uziemienia pojedynczej gałęzi instalacji bez odłączania jej od całego układu.

W trakcie wykonywania pomiaru prąd I_e jest wymuszany z użyciem sondy prądowej (H). Rezystancja uziemienia sondy prądowej powinna być możliwie jak najniższa w celu wymuszenia jak najwyższego prądu pomiarowego I_e. Jeśli wartość rezystancji uziemienia sondy prądowej H (R_c) jest zbyt wysoka (co przekłada się na zbyt niski prąd pomiarowy), to sposobem na zmniejszenie wartości wypadkowej rezystancji uziemienia jest zwielokrotnienie ilości sond prądowych połączonych równolegle. Im niższa wartość wypadkowej rezystancji uziemienia sond prądowych (H), tym wyższa wartość prądu pomiarowego I_e ,co przekłada się na większą dokładność pomiaru. Spadek napięcia mierzony jest przy użyciu sondy napięciowej (S) oraz złącza ES. Przy pomocy cęgów sztywnych mierzony jest prąd pomiarowy I_c płynący w gałęzi objętej cęgami (Z_e1 na schemacie). Wartość impedancji uziemienia gałęzi objętej cęgami (Z_sel) obliczana jest ze stosunku zmierzonego napięcia i prądu zmierzonego cęgami według poniższego wzoru:

Z_sel        Impedancja uziemienia wybranej gałęzi instalacji uziem.

Z_e1-3      Impedancje uziemienia poszczególnych gałęzi

R_c         Rezystancja uziemienia sondy prądowej (H)

R_p         Rezystancja uziemienia sondy napięciowej (S)

I_e          Wymuszany prąd pomiarowy

I_c          Prąd mierzony cęgami sztywnymi

U_S-ES     Napięcie pomiędzy złączami S oraz ES

N          Przekładnia cęgów prądowych (w zależności od modelu)

f_set        Ustawiona częstotliwość wymuszanego prądu

Pomiar można wykonać w trybie pojedynczym zadaną częstotliwością lub w trybie przemiatania częstotliwościowego (pomiar automatyczny wszystkimi dostępnymi częstotliwościami pozwalający na dogłębną analizę charakteru uziemienia poprzez analizę wpływu częstotliwości na wynik). Dostępnych jest 11 częstotliwości generowanego sygnału: 55 Hz, 82 Hz, 94 Hz, 105 Hz, 111 Hz, 128 Hz, 164 Hz, 329 Hz, 659 Hz, 1,31 kHz oraz 1,50 kHz. Do celów dokumentacyjnych można wprowadzić odległość pomiędzy uziomem badanego obiektu a sondami prądową i napięciową. Jeśli wprowadzimy wartość maksymalnej dopuszczalnej impedancji, miernik może ocenić wynik za nas.

Na ekranie wyników oprócz wartości Z_sel reprezentującej wynik pomiaru impedancji uziemienia badanej gałęzi obiektu objętej cęgami pomiarowymi, wyświetlana jest również wartość Z_e reprezentująca wypadkowy wynik pomiaru impedancji uziemienia całego badanego obiektu, wartość I_e określającą wartość całkowitego prądu generowanego podczas pomiaru, wartość I_c - wartość prądu płynącego podczas pomiaru w gałęzi objętej cęgami, wartości zmierzonej rezystancji doziemnej sond: prądowych H (R_c) i napięciowej (R_p) oraz w trybie pojedynczym wartość f - ustawionej częstotliwości pomiarowej. Dodatkowo w trybie przemiatania częstotliwościowego mamy możliwość podglądu charakterystyki częstotliwościowej impedancji badanego obiektu czyli wykresu zależności wartości impedancji od częstotliwości pomiarowej.

Pomiar rezystancji/impedancji uziemienia metodą 2-cęgową (GL/GX)

Rys. 5 - Schemat pomiaru rezystancji/impedancji uziemienia metodą 2-cęgową

Metoda zakładająca brak konieczności używania sond pomiarowych oraz odłączania elementów układu przy pomiarze impedancji gałęzi uziomów równoległych niepołączonych pod ziemią.

W trakcie wykonywania pomiaru cęgi generujące wymuszają przepływ prądu w pętli prądowej, na którą oprócz uziemienia badanego obiektu, składają się także uziemienia pozostałych obiektów podłączonych do wspólnego przewodu uziemiającego. Na wartość impedancji wypadkowej tej pętli wpływają wszystkie (połączone równolegle) impedancje uziemienia obiektów podłączonych do wspólnego przewodu uziemiającego. Dla przedstawionego schematu będą to Z_e1, Z_e2, Z_e3 oraz Z_e4. W przypadku, kiedy wypadkowa impedancja równolegle połączonych impedancji Z_e1, Z_e2, Z_e3 jest dużo niższa niż wartość impedancji Z_e4 – wynik pomiaru może być rozpatrywany jako ≈ Z_e4 . Impedancje uziemienia pozostałych obiektów (gałęzi układu) mogą być zmierzone poprzez objęcie je cęgami w kolejnym kroku.

Wartość impedancji uziemienia badanej gałęzi obliczana jest ze wzoru:

Z_e1-4      Impedancje uziemienia poszczególnych obiektów

I_c          Prąd mierzony cęgami sztywnymi

U_H-E      Napięcie pomiędzy złączami H oraz E (wyjście generatora)

N          Przekładnia cęgów generujących (w zależności od modelu)

f_set        Ustawiona częstotliwość wymuszanego prądu

Pomiar można wykonać w trybie pojedynczym zadaną częstotliwością. Dostępnych jest 8 częstotliwości generowanego sygnału: 55 Hz, 82 Hz, 94 Hz, 105 Hz, 111 Hz, 128 Hz, 164 Hz oraz 329 Hz. Jeśli wprowadzimy wartość maksymalnej dopuszczalnej impedancji - miernik może ocenić wynik za nas. Na ekranie wyników oprócz wartości Z_e reprezentującej wynik pomiaru impedancji uziemienia obiektu objętego cęgami wyświetlana jest także wartość I_c - prądu płynącego podczas pomiaru w gałęzi objętej cęgami oraz wartość f - ustawionej częstotliwości pomiarowej.

Pomiar rezystancji uziemienia metodą wysokoczęstotliwościową (GL/GX)

Rys. 6 - Schemat pomiaru rezystancji/impedancji uziemienia metodą selektywną z wykorzystaniem cęgów sztywnych

Zaawansowana metoda do pomiaru rezystancji uziemienia słupów elektroenergetycznych połączonych górnym przewodem uziemiającym bez konieczności ingerencji w układ. Zaletą metody jest kompensacja induktancji przewodu uziemiającego (typowa indukcyjność na poziomie 0,2 mH - 200 mH). Przy zastosowaniu sygnału o częstotliwości 25 kHz prąd płynący przewodem górnym do innych gałęzi układu uziemiającego (I_gw) jest obniżany do pomijalnie małej wartości wskutek znacznego wzrostu induktancji połączeń widocznych na poniższym schemacie:

Rys. 7 - Schemat zastępczy rozległego układu uziemiającego z zaznaczonymi gałęziami kompensowanymi metodą wysokoczęstotliwościową

W trakcie wykonywania pomiaru prąd I_e (sinusoidalny o częstotliwości 25 kHz) jest wymuszany z użyciem sondy prądowej (H). Rezystancja uziemienia sondy prądowej powinna być możliwie jak najniższa w celu wymuszenia jak najwyższego prądu pomiarowego I_e. Jeśli wartość rezystancji uziemienia sondy prądowej H (R_c) jest zbyt wysoka (co przekłada się na zbyt niski prąd pomiarowy), to sposobem na zmniejszenie wartości wypadkowej rezystancji uziemienia jest zwielokrotnienie ilości sond prądowych połączonych równolegle. Im niższa wartość wypadkowej rezystancji uziemienia sond prądowych (H), tym wyższa wartość prądu pomiarowego I_e co przekłada się na większą dokładność pomiaru. Spadek napięcia mierzony jest przy użyciu sondy napięciowej (S) oraz złącza E. Wartość rezystancji uziemienia obiektu R_e obliczana jest ze stosunku zmierzonego napięcia i wymuszanego prądu pomiarowego według poniższego wzoru:

Z_e           Impedancja uziemienia badanego uziomu

R_e         Rezystancja uziemienia b. u. (część rezystancyjna Ze)

R_c         Rezystancja uziemienia sondy prądowej (H)

R_p         Rezystancja uziemienia sondy napięciowej (S)

I_e          Wymuszany prąd pomiarowy

U_S-E      Napięcie pomiędzy złączami S oraz E

I_gw        Prąd płynący górnym przewodem uziemiającym

Pomiar wykonywany jest w trybie pojedynczym sygnałem o częstotliwości 25 kHz. Do celów dokumentacyjnych można wprowadzić odległość pomiędzy uziomem badanego obiektu a sondami prądową i napięciową. Jeśli wprowadzimy wartość maksymalnej dopuszczalnej impedancji - miernik może ocenić wynik za nas. Na ekranie wyników oprócz wartości R_e reprezentującej wynik pomiaru rezystancji uziemienia badanego obiektu - wyświetlana jest również wartość Z_e reprezentująca wynik pomiaru impedancji uziemienia całego badanego obiektu, wartość I_e określającą wartość całkowitego prądu generowanego podczas pomiaru, wartości zmierzonej rezystancji doziemnej sond: prądowych H (R_c) i napięciowej (R_p) oraz wartość f - częstotliwości pomiarowej (25 kHz).

Pomiar rezystancji/impedancji uziemienia metodą selektywną z wykorzystaniem cęgów giętkich (GP/GX)

Rys. 8 - Schemat pomiaru rezystancji/impedancji uziemienia metodą selektywną z wykorzystaniem cęgów giętkich

Rozbudowana wersja metody technicznej (szpilkowej) - dedykowana do pomiarów uziemienia wielonożnych słupów elektroenergetycznych - wykorzystywana w sytuacji, gdy chcemy sprawdzić impedancję uziemienia każdej nogi słupa bez ingerencji w mierzony układ. Miernik MI 3290 pozwala na podłączenie od 1 do 4 cęgów giętkich w następujących konfiguracjach:

Badanie słupów rurowych:

Jeden pomiar z użyciem 1 szt. cęgów giętkich

Badanie słupów kratownicowych czteronożnych:

Sposób 1:

Cztery pomiary z użyciem 1 szt. cęgów giętkich

Sposób 2:

Jeden pomiar z użyciem 4 szt. cęgów giętkich

Sposób 3:

Badanie niewielkich obiektów elektroenergetycznych:

Jeden pomiar z użyciem maksymalnie 4 szt. cęgów giętkich

Należy pamiętać, że cęgi giętkie powinny być założone możliwie ciasno na badany obiekt (w razie potrzeby z cęgów można utworzyć do 6 zwojów). W ustawieniach przyrządu, przed rozpoczęciem pomiarów należy wprowadzić odpowiednią informacji o liczbie zwojów dla każdych cęgów osobno.

W trakcie wykonywania pomiaru prąd I_e jest wymuszany z użyciem sondy prądowej (H). Rezystancja uziemienia sondy prądowej powinna być możliwie jak najniższa w celu wymuszenia jak najwyższego prądu pomiarowego I_e. Jeśli wartość rezystancji uziemienia sondy prądowej H (R_c) jest zbyt wysoka (co przekłada się na zbyt niski prąd pomiarowy), to sposobem na zmniejszenie wartości wypadkowej rezystancji uziemienia jest zwielokrotnienie ilości sond prądowych połączonych równolegle. Im niższa wartość wypadkowej rezystancji uziemienia sond prądowych (H), tym wyższa wartość prądu pomiarowego I_e co przekłada się na większą dokładność pomiaru. Spadek napięcia mierzony jest przy użyciu sondy napięciowej (S) oraz złącza ES. Przy pomocy cęgów giętkich mierzone są prądy pomiarowe I_f1-4 płynące w poszczególnych gałęzi objętych cęgami. Wartość impedancji uziemień gałęzi objętych cęgami Z_sel1-4 obliczane są ze stosunku zmierzonego napięcia i prądu płynącego w danej gałęzi zmierzonego cęgami giętkimi według poniższego wzoru:

 
Z_tot          Wypadkowa wartość impedancji uziemienia

Z_sel1-4     Impedancje uziemienia poszczególnych gałęzi

R_c          Rezystancja uziemienia sondy prądowej (H)

R_p          Rezystancja uziemienia sondy napięciowej (S)

I_e           Wymuszany prąd pomiarowy

I_f1-4       Prąd mierzony cęgami giętkimi

U_S-ES      Napięcie pomiędzy złączami S oraz ES

f_set         Ustawiona częstotliwość wymuszanego prądu

Pomiar można wykonać w trybie pojedynczym zadaną częstotliwością lub w trybie przemiatania częstotliwościowego (pomiar automatyczny wszystkimi dostępnymi częstotliwościami pozwalający na dogłębną analizę charakteru uziemienia poprzez analizę wpływu częstotliwości na wynik). Dostępnych jest 11 częstotliwości generowanego sygnału: 55 Hz, 82 Hz, 94 Hz, 105 Hz, 111 Hz, 128 Hz, 164 Hz, 329 Hz, 659 Hz, 1,31 kHz oraz 1,50 kHz. Aby uzyskać lepszą dokładność pomiarową cęgi giętkie powinny być oplecione jak najciaśniej wokół badanego obiektu. Z jednych cęgów giętkich można zrobić maksymalnie do 6 zwojów. W przyrządzie przed wykonaniem pomiaru należy wprowadzić liczbę zwojów utworzonych z cęgów giętkich podłączonych do przyrządu (zmiana ilości zwojów zmienia przekładnię przekładnika jakim są cęgi). Do celów dokumentacyjnych można wprowadzić odległość pomiędzy uziomem badanego obiektu a sondami prądową i napięciową.

Jeśli wprowadzimy wartość maksymalnej dopuszczalnej impedancji, miernik może ocenić wynik za nas. Na ekranie wyników oprócz wartości Z_tot reprezentującej wynik pomiaru sumy połączonych równolegle impedancji uziemienia gałęzi objętych cęgami, wyświetlana jest również wartość Z_e reprezentująca wypadkowy wynik pomiaru impedancji uziemienia całego układu (wraz z innymi obiektami połączonymi przewodami odgromowymi), wartość I_e określającą wartość całkowitego prądu generowanego podczas pomiaru, wartości zmierzonej rezystancji doziemnej sond: prądowych H (R_c) i napięciowej (R_p) oraz w trybie pojedynczym wartość f - ustawionej częstotliwości pomiarowej. Na drugim ekranie wyników wyświetlane są prądy I_f1...f4 zmierzone cęgami podłączonymi do złącz F1...F4 przyrządu oraz impedancji uziemienia gałęzi objętych poszczególnymi cęgami - Z_sel1...sel4 .

Dodatkowo w trybie przemiatania częstotliwościowego mamy możliwość podglądu charakterystyki częstotliwościowej impedancji badanego obiektu czyli wykresu zależności wartości impedancji od częstotliwości pomiarowej.

Pomiar impedancji uziemienia metodą pasywną z wykorzystaniem cęgów giętkich (GP/GX)

Rys. 9 - Schemat pomiaru rezystancji/impedancji uziemienia metodą pasywną z wykorzystaniem cęgów giętkich

Metoda wykorzystywana do pomiarów prądów indukowanych w gałęziach układu uziemiającego podczas normalnej pracy systemu. Przepływ prądu w przewodzie uziemiającym powstaje na skutek sprzężenia indukcyjnego pomiędzy przewodami fazowymi oraz przewodem uziemiającym. Prąd indukowany charakteryzuje się częstotliwością tożsamą z częstotliwością sieci (50 lub 60Hz). Na tej podstawie wyliczana jest impedancja poszczególnych gałęzi oraz impedancja wypadkowa.

Sprzężenie jest pokazane na poniższym schemacie:

Rys. 10 - Schemat ukazujący sprzężenia w sieci chronionej przewodem uziemiającej

Przy korzystaniu z tej metody należy również pamiętać, że cęgi giętkie powinny być założone możliwie ciasno na badany obiekt (w razie potrzeby z cęgów można utworzyć do 6 zwojów). W ustawieniach przyrządu, przed rozpoczęciem pomiarów należy wprowadzić odpowiednią informacji o liczbie zwojów dla każdych cęgów osobno.

W trakcie wykonywania pomiaru indukowany prąd I_gw płynie do ziemi poprzez impedancje Z_sel1/1 , Z_sel2/1 , Z_sel2/1 oraz Z_sel2/2 . Spadek napięcia mierzony jest przy użyciu sondy napięciowej (S) oraz złącza E. Przy pomocy cęgów giętkich mierzone są prądy pomiarowe I_f1-4 płynące w poszczególnych gałęzi objętych cęgami. Wartość impedancji uziemień gałęzi objętych cęgami Z_sel1-4/1 obliczana jest ze stosunku zmierzonego napięcia i prądu płynącego w danej gałęzi zmierzonego cęgami giętkimi według poniższego wzoru:

Z_tot           Wypadkowa wartość impedancji uziemienia

Z_sel1-4/1   Impedancje uziemienia poszczególnych gałęzi

I_gw          Prąd indukowany w sieci lub prąd upływu

I_f1-4         Prąd mierzony cęgami giętkimi

U_S-E         Napięcie pomiędzy złączami S oraz E

Pomiar można wykonać w trybie pojedynczym dla częstotliwości sieciowej (50 lub 60 Hz). Aby uzyskać lepszą dokładność pomiarową cęgi giętkie powinny być oplecione jak najciaśniej wokół badanego obiektu. Z jednych cęgów giętkich można zrobić maksymalnie do 6 zwojów. W przyrządzie przed wykonaniem pomiaru należy wprowadzić liczbę zwojów utworzonych z cęgów giętkich podłączonych do przyrządu (zmiana ilości zwojów zmienia przekładnię przekładnika jakim są cęgi). Do celów dokumentacyjnych można wprowadzić odległość pomiędzy uziomem badanego obiektu a sondą napięciową (S). Jeśli wprowadzimy wartość maksymalnej dopuszczalnej impedancji, miernik może ocenić wynik za nas. Na ekranie wyników oprócz wartości Z_tot reprezentującej wynik pomiaru sumy połączonych równolegle impedancji uziemienia gałęzi objętych cęgami - wyświetlana jest również wartość U_s reprezentująca wartość napięcia pomiędzy badanym obiektem a sondą napięciową oraz  wartość f - ustawionej częstotliwości pomiarowej. Na drugim ekranie wyników wyświetlane są prądy I_f1...f4 zmierzone cęgami podłączonymi do złącz F1...F4 przyrządu oraz impedancji uziemienia poszczególnych gałęzi objętych poszczególnymi cęgami - Z_sel1...sel4.

Pomiar impedancji uziemienia metodą udarową (GL/GX)

Rys. 11 - Schemat pomiaru impedancji uziemienia metodą udarową

Metoda wykorzystywana do pomiarów impedancji uziemienia impulsem prądowym o charakterystyce 10/350μs. Pomiar metodą udarową odzwierciedla impedancję uziemienia obiektu podczas uderzenia pioruna, gdzie duży wpływ na rozpływ prądu doziemnego ma wartość reaktancji układu uziemiającego:

W trakcie wykonywania pomiaru doziemny impuls prądowy o parametrach 10/350μs z użyciem sondy prądowej (H). Rezystancja uziemienia sondy prądowej powinna być możliwie jak najniższa w celu wymuszenia jak najwyższego prądu pomiarowego I_e. Jeśli wartość rezystancji uziemienia sondy prądowej H (R_c) jest zbyt wysoka (co przekłada się na zbyt niski prąd pomiarowy), to sposobem na zmniejszenie wartości wypadkowej rezystancji uziemienia jest zwielokrotnienie ilości sond prądowych połączonych równolegle. Im niższa wartość wypadkowej rezystancji uziemienia sond prądowych (H), tym wyższa wartość prądu pomiarowego I_e, co przekłada się na większą dokładność pomiaru. Spadek napięcia mierzony jest przy użyciu sondy napięciowej (S) oraz złącza E. Wartość impedancji udarowej uziemienia Z_p obliczana jest ze stosunku napięcia i prądu szczytowego według wzoru:

Z_p          Impedancja udarowa

Z_in       Impedancja wewnętrzna przyrządu

U_peak    Wartość szczytowa napięcia

I_peak     Wartość szczytowa prądu

Pomiar można wykonać w trybie pojedynczym. Do celów dokumentacyjnych można wprowadzić odległość pomiędzy uziomem badanego obiektu a sondami prądową i napięciową. Jeśli wprowadzimy wartość maksymalnej dopuszczalnej impedancji - miernik może ocenić wynik za nas. Na ekranie wyników oprócz wartości Z_p reprezentującej wynik pomiaru impedancji uziemienia - wyświetlana jest również wartość U_p reprezentująca maksymalną szczytową wartość napięcia, wartość I_p reprezentująca zmierzoną maksymalną szczytową wartość prądu oraz wartości zmierzonej rezystancji doziemnej sond: prądowych H (R_c) i napięciowej (R_p).

Pomiar rezystywności gruntu metodą Wennera (GF/GL/GP/GX)

Rys.12 - Schemat pomiaru rezystywności gruntu metodą Wennera

Metoda Wennera jest jedną z dwóch metod rezystywności gruntu dostępnych w przyrządzie MI 3290. Charakteryzuje się równomiernymi odległościami pomiędzy sondami. Rezystywność jest obliczana na podstawie wzoru:

R_e   Rezystancja uziemienia zmierzona metodą 4-przewodową

a     Odległość pomiędzy sondami pomiarowymi

b     Głębokość pogrążenia sond pomiarowych

π     Liczba π ≈ 3,14159

Pomiar można wykonać jedynie w trybie pojedynczym sygnałem o częstotliwości 164 Hz.  Napięcie wyjściowe możemy wybrać spośród dostępnych 40V (standardowe napięcie pomiarowe) lub 20V (obniżone napięcie dedykowane do stref zagrożenia wybuchem). Aby prawidłowo zmierzyć wartość rezystywności musimy wprowadzić odległość pomiędzy szpilkami w stopach (ft.) lub metrach (m.). Jeśli wprowadzimy wartość maksymalnej dopuszczalnej rezystywności - miernik może ocenić wynik za nas. Na ekranie wyników oprócz wartości ρ reprezentującej wynik pomiaru rezystywności gruntu - wyświetlana jest również wartość I_e określającą wartość całkowitego prądu generowanego podczas pomiaru, wartości zmierzonej rezystancji doziemnej sond: prądowych (R_c) i napięciowych (R_p) oraz wartość f - częstotliwości pomiarowej.


Pomiar rezystywności gruntu metodą Schlumbergera (GF/GL/GP/GX)

Rys. 13 - Schemat pomiaru rezystywności gruntu metodą Schlumbergera

Metoda Schlumbergera jest drugą z dwóch metod rezystywności gruntu dostępnych w przyrządzie MI 3290. Charakteryzuje się nierównomiernymi odległościami pomiędzy sondami. Rezystywność jest obliczana na podstawie wzoru:

R_e   Rezystancja uziemienia zmierzona metodą 4-przew.

a     Odległość pomiędzy sondami pomiarowymi (E-ES oraz S-H)

d     Odległość pomiędzy sondami pomiarowymi (S-ES)

b    Głębokość pogrążenia sond pomiarowych

π    Liczba π ≈ 3,14159

Podobnie jak przy metodzie Wennera pomiar można wykonać w trybie pojedynczym sygnałem o częstotliwości 164 Hz. Napięcie wyjściowe możemy wybrać spośród dostępnych 40V (standardowe napięcie pomiarowe) lub 20V (obniżone napięcie dedykowane do stref zagrożenia wybuchem). Aby prawidłowo zmierzyć wartość rezystywności musimy wprowadzić odległość pomiędzy szpilkami w stopach (ft.) lub metrach (m.). Jeśli wprowadzimy wartość maksymalnej dopuszczalnej rezystywności miernik może ocenić wynik za nas. Na ekranie wyników oprócz wartości ρ reprezentującej wynik pomiaru rezystywności gruntu wyświetlana jest również wartość I_e - określającą wartość całkowitego prądu generowanego podczas pomiaru, wartości zmierzonej rezystancji doziemnej sond: prądowych (R_c) i napięciowych (R_p) oraz wartość f - częstotliwości pomiarowej.

Pomiar rozkładu potencjału w gruncie (GF/GX)

Rys. 14 - Schemat pomiaru rozkładu potencjału w gruncie

Pomiar potencjału ma na celu określenie obszaru, na którym występuje oddziaływanie pochodzące od przepływu prądu oraz wartości potencjału badanych punktów względem mierzonego obiektu. Pomiar wykonywany jest krok po kroku w określonych odstępach od badanego uziomu. Wynikiem pomiaru jest wykres gradientu potencjału dla określonych odległości od badanego obiektu:

Rys. 15 - Zasada pomiaru rozkładu potencjału w gruncie

W trakcie wykonywania pomiaru prąd Ie jest wymuszany z użyciem sondy prądowej (H). 

Rezystancja uziemienia sondy prądowej powinna być możliwie jak najniższa w celu wymuszenia jak najwyższego prądu pomiarowego I_e. Jeśli wartość rezystancji uziemienia sondy prądowej H (R_c) jest zbyt wysoka (co przekłada się na zbyt niski prąd pomiarowy), to sposobem na zmniejszenie wartości wypadkowej rezystancji uziemienia jest zwielokrotnienie ilości sond prądowych połączonych równolegle. Im niższa wartość wypadkowej rezystancji uziemienia sond prądowych (H), tym wyższa wartość prądu pomiarowego I_e co przekłada się na większą dokładność pomiaru. Spadek napięcia mierzony jest przy użyciu sondy napięciowej (S) zgodnie z wzorem:

U_s                Napięcie pomiędzy złączami S i E

Z_e                Impedancja uziemienia badanego uziomu

I_e              Wymuszany prąd pomiarowy

Step size    Odległość pomiędzy sąsiadującymi punktami pom.

d               Suma odległości (badany dystans - odległość x liczba pom.)

φ               Kierunek (kąt) przeprowadzania badań (0-360°)

Pomiar można wykonać w trybie pojedynczym zadaną częstotliwością. Dostępnych jest 11 częstotliwości generowanego sygnału: 55 Hz, 82 Hz, 94 Hz, 105 Hz, 111 Hz, 128 Hz, 164 Hz oraz 329 Hz. Do celów dokumentacyjnych należy wprowadzić odległość kroku pomiarowego a także kąt (kierunek) w którym wykonujemy pomiary (opcjonalnie można korzystać ze współrzędnych GPS). Na ekranie wyników oprócz wartości U_s reprezentującej wynik pomiaru napięcia pomiędzy badanym obiektem a punktem wbicia szpilki napięciowej - wyświetlana jest również wartość Z_e reprezentująca wypadkowy wynik pomiaru impedancji uziemienia całego układu (wraz z innymi obiektami połączonymi przewodami odgromowymi), wartość I_e określającą wartość całkowitego prądu generowanego podczas pomiaru, wartości zmierzonej rezystancji doziemnej sond: prądowych H (R_c) i napięciowej (R_p) oraz wartość f - ustawionej częstotliwości pomiarowej i d - odległości od badanego obiektu dla której wykonywany jest pomiar. Na drugim ekranie wyników wyświetlane są charakterystyki rozkładu potencjału czyli wykres zależności napięcia w funkcji odległości od badanego uziomu dla wybranego kierunku.

Pomiar napięć krokowych i dotykowych (GF/GX)

Rys. 16 - Schemat pomiaru napięć krokowych

Rys. 17 - Schemat pomiaru napięć dotykowych

Pomiar napięć rażenia jest ważnym kryterium oceny bezpieczeństwa w otoczeniu urządzeń elektroenergetycznych. Specyfika pomiaru została obszernie opisana w innym artykule dostępnym tutaj.

W trakcie wykonywania pomiaru prąd I_gen o częstotliwości 55 Hz jest wymuszany przez przyrząd MI 3290 z użyciem sondy prądowej (H). Rezystancja uziemienia sondy prądowej powinna być możliwie jak najniższa w celu wymuszenia jak najwyższego prądu pomiarowego I_gen. Jeśli wartość rezystancji uziemienia sondy prądowej H jest zbyt wysoka (co przekłada się na zbyt niski prąd pomiarowy), to sposobem na zmniejszenie wartości wypadkowej rezystancji uziemienia jest zwielokrotnienie ilości sond prądowych połączonych równolegle. Im niższa wartość wypadkowej rezystancji uziemienia sond prądowych (H), tym wyższa wartość prądu pomiarowego I_gen co przekłada się na większą dokładność pomiaru. Spadek napięcia mierzony jest przy użyciu zewnętrznego woltomierza MI 3295M (wysokoczuły miliwoltomierz dla częstotliwości 55Hz) i przeliczany na wynik końcowy zgodnie z poniższym wzorem:

U_{s, t}   Obliczana wartość napięcia krokowego lub dotykowego

U_m     Zmierzona wartość napięcia krokowego lub dotykowego

I_fault  Ustawiona wartość maksymalnego spodziewanego prądu zwarcia doziemnego

I_gen   Wartość prądu generowana pomiędzy zaciskami H (C1) oraz E (C2)

Napięcie krokowe mierzone jest pomiędzy dwoma punktami w odległości 1 metra przy pomocy sond płytowych S2053. Napięcie jest mierzone przy pomocy woltomierza MI 3295M o wewnętrznej rezystancji na poziomie 1kΩ symulującego rezystancję ciała człowieka na drodze noga-noga.

Napięcie dotykowe jest mierzone pomiędzy zwartymi sondami płytowymi S2053 a dostępnym elementem przewodzącym. Napięcie jest mierzone przy pomocy woltomierza MI 3295M o wewnętrznej rezystancji na poziomie 1kΩ symulującego rezystancję ciała człowieka na drodze ręka-noga.

Prąd generowany musi wynosić przynajmniej 50 mA (jeśli jest mniejszy, w celu zwiększenia jego wartości należy sprawdzić połączenia, zwielokrotnić ilość / zmienić miejsce wbicia sond lub zmienić dobór naturalnych uziemień innych obiektów). Im większy prąd pomiarowy, tym większa dokładność pomiarów.

Po przygotowaniu pętli prądowej i wymuszeniu prądu na wymaganym poziomie należy (jeszcze przed rozpoczęciem pomiaru) wprowadzić do przyrządu MI 3295M wartość rezystancję wewnętrzną woltomierza (przyjmowana wartość 1kΩ jako wartość rezystancji ciała człowieka przyjmowanej do obliczeń), wartość prądu wymuszanego przez MI 3290, wartość spodziewanego prądu zwarcia doziemnego dla danego obiektu (wartość pozyskiwana od zarządcy/administratora badanego obiektu). Wartość napięć rażenia jest automatycznie obliczana z proporcji wartości obu prądów i wartości zmierzonego zgodnie z wzorem podanym powyżej. Na ekranie woltomierza MI 3295M wyświetlane są wszystkie podane wyżej informacje.

Pomiar prądu płynącego w przewodzie uziemiającym (GP/GX)

Rys. 18 - Schemat pomiaru prądu w przewodzie uziemiającym

Pomiar pozwalający na sprawdzenie - jaka część prądu doziemnego płynie przez badany obiekt, a jaka uziomami równoległymi. Wynikiem pomiaru jest wartość prądu płynącego przewodem uziemiającym do innych gałęzi układu

W trakcie wykonywania pomiaru prąd I_gen jest wymuszany z użyciem sondy prądowej (H). Rezystancja uziemienia sondy prądowej powinna być możliwie jak najniższa w celu wymuszenia jak najwyższego prądu pomiarowego I_e. Jeśli wartość rezystancji uziemienia sondy prądowej H (R_c) jest zbyt wysoka (co przekłada się na zbyt niski prąd pomiarowy), to sposobem na zmniejszenie wartości wypadkowej rezystancji uziemienia jest zwielokrotnienie ilości sond prądowych połączonych równolegle. Im niższa wartość wypadkowej rezystancji uziemienia sond prądowych (H), tym wyższa wartość prądu pomiarowego I_gen co przekłada się na większą dokładność pomiaru. Przy pomocy cęgów giętkich mierzone są prądy pomiarowe I_f1-4 płynące w poszczególnych gałęzi objętych cęgami, których suma stanowi prąd I_{f_sum}. Wartością prądu płynącego w przewodzie uziemiającym jest różnica pomiędzy prądem I_gen oraz prądem I_{f_sum} zgodnie ze wzorami:

I_{g_w}     Wartość prądu płynąca w przewodzie uziemiającym

I_gen      Wartość prądu generowana między złączami E i H

I_{f_sum}   Sumaryczna wartość prądu zmierzona cęgami

Pomiar można wykonać w trybie pojedynczym. zadaną częstotliwością lub w trybie przemiatania częstotliwościowego (pomiar automatyczny wszystkimi dostępnymi częstotliwościami pozwalający na dogłębną analizę charakteru uziemienia poprzez analizę wpływu częstotliwości na wynik). Dostępnych jest 11 częstotliwości generowanego sygnału: 55 Hz, 82 Hz, 94 Hz, 105 Hz, 111 Hz, 128 Hz, 164 Hz, 329 Hz, 659 Hz, 1,31 kHz oraz 1,50 kHz. Aby uzyskać lepszą dokładność pomiarową cęgi giętkie powinny być oplecione jak najciaśniej wokół badanego obiektu. Z jednych cęgów giętkich można zrobić maksymalnie do 6 zwojów. W przyrządzie przed wykonaniem pomiaru należy wprowadzić liczbę zwojów utworzonych z cęgów giętkich podłączonych do przyrządu (zmiana ilości zwojów zmienia przekładnię przekładnika jakim są cęgi). Na ekranie wyników oprócz wartości I_{g_w} reprezentującej wynik pomiaru prądu płynącego przewodem uziemiającym - wyświetlana jest również wartość I_gen - określająca wartość całkowitego prądu generowanego podczas pomiaru, wartość I_sum - określająca wartość sumy prądów zmierzonych cęgami oraz dla trybu pojedynczego wartość f - ustawionej częstotliwości pomiarowej. Na drugim ekranie wyników wyświetlane są prądy I_f1...f4 zmierzone cęgami podłączonymi do złącz F1...F4 oraz wartość f - częstotliwości pomiarowej dla której wyświetlane są wyniki.

Dodatkowe funkcje pomiarowe

Oprócz opisanych głównych funkcji pomiarowych przyrząd (w zależności od wersji) zawiera kilka funkcji pomocniczych. W wersjach GF oraz GX4 znajdziemy znany z innych przyrządów pomiarowych pomiar ciągłości (rezystancji) połączeń ochronnych prądem DC o wartości 200 mA ze zmianą polaryzacji:

Rys. 19 - Schemat pomiaru ciągłości połączeń ochronnych

W tych samych wersjach znajdziemy także pomiar impedancji obiektu:

Rys. 20 - Schemat pomiaru impedancji obiektu

Wbudowany kalibrator wewnętrzny

Zastosowanie wbudowanego kalibratora umożliwia kontrolę wskazań przyrządu bezpośrednio na obiekcie za pomocą dodatkowych przyrządów pomiarowych. Dzięki temu w każdym momencie użytkownik może upewnić się, że wskazania przyrządu MI 3290 Earth Analyser są poprawne.

Rys. 21 - Schemat kontroli obwodów napięciowych za pomocą zewnętrznego woltomierza

Rys. 22 - Schemat kontroli obwodów prądowych za pomocą zewnętrznego amperomierza

Rys. 23 - Schemat kontroli wskazań cęgów sztywnych i elastycznych za pomocą obwodu prądowego

Dodatkowe funkcjonalności przyrządu Metrel MI 3290 Earth Analyser

Oprócz wachlarza funkcji pomiarowych opisanego w poprzednich akapitach przyrząd Metrel MI 3290 charakteryzuje się kilkoma dodatkowymi funkcjonalnościami ułatwiającymi obsługę przyrządu. Samo sterowanie przyrządem odbywa się za pomocą dotykowego wyświetlacza lub tradycyjnych przycisków więc użytkownik może wybrać dogodny dla siebie sposób obsługi. Wszystkie dane pomiarowe uzyskane podczas pomiarów można zapisać w pamięci wewnętrznej urządzenia korzystając z 4-poziomowej struktury. Każdy z wyników może zostać opatrzony komentarzem i dokładnym opisem dzięki wyświetlanej na ekranie klawiaturze ułatwiającej wpisywanie dłuższych opisów. Każdy pomiar oparzony jest także kolorowym schematem stanowiącym pomoc w prawidłowym podłączeniu przyrządu, bez konieczności sięgania do instrukcji obsługi. Przykładowe ekrany pomocy wyświetlane są poniżej:

Rys. 24. Przykładowe ekrany pomocy wyświetlane na ekranie przyrządu MI 3290

W przyrządzie zaimplementowano także znane z innych przyrządów firmy Metrel testy AutoSequence ® umożliwiające pełną automatyzację pomiarów poprzez tworzenie testów automatycznych ze wszystkich dostępnych funkcji pomiarowych (wraz z ustawianiem parametrów pomiarowych) z poziomu oprogramowania Metrel Electrical Safety Manager (dołączonego do każdej wersji przyrządu), a następnie przesłanie ich do przyrządu. Za pomocą oprogramowania Metrel ES Manager użytkownik może również dokonać podglądu lub obróbki zapisanych danych, a także podejrzenie wykresów charakterystyk, drukowanie wyników czy eksport danych do MS Excel. Wszystkie te funkcjonalności sprawiają, że przyrząd MI 3290 zapewnia nie tylko wiele funkcji pomiarowych w jednym przyrządzie ale także intuicyjne i komfortowe korzystanie z tych funkcji.

Podsumowanie

Metrel MI 3290 Earth Analyser jest jednym z najbardziej rozbudowanych testerów uziemień na rynku przyrządów pomiarowych. Umożliwia badanie różnorakich systemów uziemiających - a dzięki zastosowaniu kilku wersji jednego modelu - użytkownik może dobrać optymalne rozwiązanie do swoich potrzeb.

Analizator sprzedawany jest z 24-miesięczną gwarancją producenta oraz dostępny jest w pełnej polskiej lokalizacji (czyli z polskim menu, instrukcją obsługi oraz świadectwem wzorcowania). Oficjalnym przedstawicielem firmy Metrel w Polsce jest firma Merserwis z siedzibą w Warszawie - zapewniająca wsparcie techniczne, szkolenia z obsługi oraz serwis gwarancyjny i pogwarancyjny dla tych przyrządów.