|
11. Pomiary rezystancji uziomu Pomiar rezystancji uziomu powinien być wykonany odpowiednią metodą techniczną lub kompensacyjną. Rezystancję uziomu mierzy się prądem przemiennym, ze względu na elektrolityczny charakter przewodności gruntu. Prąd dopływający do uziomu rozpływa się w gruncie promieniście na wszystkie strony. Gęstość prądu jest największa koło uziomu, powodująca powstanie lejowatej krzywej potencjału, której kształt jest zależny od rezystywności gruntu. 11.1 Pomiar metodą techniczną Pomiar rezystancji uziomu metodą techniczną należy wykonać z użyciem dwóch uziomów pomocniczych. Układ do pomiaru rezystancji uziomu metodą techniczną ( rys.24) tworzą: Obwód prądowy układu pomiarowego składa się z amperomierza o większym zakresie od spodziewanego prądu i wysokiej klasy dokładności., uziomu badanego T i uziomu pomocniczego T1. Obwód napięciowy układu pomiarowego składa się z woltomierza o dużej rezystancji wewnętrznej, magnetoelektryczny lub lampowy wysokiej klasy dokładności do 0,5 i uziomu pomocniczego T2. Przygotowanie układu uziomów pomocniczych względem badanego uziomu:
- pogrążenie w gruncie uziomów pomocniczych T1 i T2 na głębokość co najmniej 0,5 m, zachowując odległości ≥ 20 m między uziomem badanym T a uziomem pomocniczym T2 oraz między uziomami pomocniczymi T1 i T2, niezależnie od konfiguracji ich rozmieszczenia względem uziomu badanego T; - zapewnienie, aby rezystancja uziomu pomocniczego po jego pogrążeniu nie przekraczała 30 Ω; - pogrążenie uziomu pomocniczego T2 w przestrzeni o potencjale zerowym ( V = 0). 
Rys. 24 Pomiar rezystancji uziomu metodą techniczną Oznaczenia: T- uziom badany, T2 - uziom pomocniczy (sonda napięciowa), T1 - uziom pomocniczy (sonda prądowa, Tr - transformator, V - przebieg potencjału między uziomem badanym i uziomem pomocniczym prądowym. W czasie pomiaru prąd przemienny o stałej wartości przepływa między uziomem badanym T a uziomem pomocniczym T1 umieszczonym w takiej odległości od uziomu badanego, że oba uziomu nie oddziaływają na siebie. Wartość rezystancji uziomu jest równa napięciu między uziomem badanym T a uziomem pomocniczym T2, podzielonemu przez prąd przepływający między uziomem badanym T a sondą pomocnicza T1: 
Metoda techniczna pomiaru rezystancji uziomu nadaje się do pomiaru małych rezystancji w granicach od 0,01-1Ω. Wadami metody technicznej są: a) konieczność stosowania pomocniczych źródeł zasilania; b) na wynik pomiaru mogą mieć wpływ prądy błądzące; c) niemożliwość bezpośredniego odczytu mierzonej rezystancji. Sprawdzenie pomiaru rezystancji uziomu (rys. 25). Aby sprawdzić, że zmierzona rezystancja uziomu jest wartością prawidłową, należy wykonać dwa dodatkowe pomiary z przesuniętą sondą pomocniczą T2 - raz o 6 metrów dalej od uziomu T - a drugi raz o 6 metrów w kierunku uziomu T. Jeżeli wyniki trzech wykonanych pomiarów są w przybliżeniu zgodne, to średnią z tych trzech pomiarów przyjmuje się jako rezystancję uziomu T. Jeżeli nie ma takiej zgodności , pomiary należy powtórzyć zwiększając odległość pomiędzy uziomem T a uziomem pomocniczym T1. 
Rys. 25 Schemat sprawdzenia pomiaru rezystancji uziomu Oznaczenia: T: uziom badany, odłączony od wszystkich innych źródeł zasilania; T1 T2:uziomy pomocnicze, X - usytuowanie T2 zmienione do sprawdzenia pomiaru, Y - kolejne usytuowanie T2 zmienione do drugiego sprawdzenia pomiaru 11.2 Pomiar metodą kompensacyjną 
Rys. 26 Czołowa płyta miernika IMU 
Rys. 27. Układ do pomiaru rezystancji uziomu metodą kompensacyjną Do pomiaru rezystancji uziomu używany jest induktorowy miernik IMU oparty na metodzie kompensacyjnej. Metoda ta stosowana jest do pomiarów rezystancji uziomów od kilku do kilkuset Ω. Źródłem pomiarowym jest prądnica (induktor korbkowy z napędem ręcznym) generująca napięcie o częstotliwości 65 Hz przy 160 obr./min. Napięcie znamionowe wynosi kilkadziesiąt woltów i nie musi być regulowane. Napięcie uziomu T względem elektrody napięciowej kompensuje się spadkiem napięcia na potencjometrze Rr. Wskazania odczytuje się na podziałce potencjometru Rr wycechowanej w Ω , po skompensowaniu napięcia na rezystancji uziomu T napięciem na potencjometrze i uzyskania zerowego wskazania galwanometru. Ze względu na małą moc źródła prądu miernika IMU wymuszony prąd jest niewielki i miernik ma ograniczony zakres zastosowania. Znamionowe wartości zakresów pomiarowych miernika IMU wynoszą: 5 - 50 - 500 Ω lub 10 - 100 - 1000 Ω przy znamionowym napięciu pomiarowym wynoszącym 300 V. Tok postępowania: - przygotowanie układu uziomów pomocniczych względem badanego uziomu - jak przy metodzie technicznej; - sprawdzić poprawność działania miernika zgodnie z instrukcją producenta; - ustawić przełącznik zakresów w pozycji odpowiadającej przewidywanej wartości pomiaru; - obracając korbką przyrządu (160 obr./min.) regulować potencjometrem do czasu uzyskania zerowego wskazania galwanometru; - odczytać wartość wskazaną na podziałce potencjometru w omach, pomnożyć przez ustawiony mnożnik przełącznika zakresów. - wartość zmierzoną Rx należy pomnożyć przez współczynnik korekcyjny Kp (współczynnik sezonowych zmian rezystywności gruntu). Wartości współczynnika korekcyjnego Kp podane są w Tablicy 8. Tablica 8 Współczynniki korekcyjne Kp 
Rezystancja uziemienia uziomu zależy od sposobu jego wykonania, głównie od głębokości pogrążenia. Przez zwiększenie głębokości pogrążenia uziomu uzyskuje się zmniejszenie jego rezystancji. Głębokość pogrążenia uziomu wpływa również na niezmienność rezystancji w czasie. Rezystancja uziomu głębokiego jest stabilna, gdyż nie wpływa na nią wysychanie ani zamarzanie gruntu. 11.3 Pomiar rezystancji pętli zwarcia doziemnego metodą cęgową Przedstawiona metoda pomiarowa ma zastosowanie do istniejących pętli uziemienia w obrębie kratowego układu uziemiającego jak przedstawiono na rys. 28. 
Rys. 28 Pomiar rezystancji pętli uziemienia z użyciem zacisków prądowych Oznaczenia: RT- uziemienie transformatora, Rx- nieznana rezystancja uziomu, którą należy zmierzyć, R1...Rn- równoległe uziemienia połączone połączeniem wyrównawczym lub przewodem PEN W metodzie tej pierwsze cęgi indukują w pętli napięcie pomiarowe U, drugie cęgi mierzą prąd I w pętli. Rezystancję pętli można obliczyć dzieląc napięcie U przez prąd I. Każde z cęgów mogą być osobno połączone z miernikiem albo mogą być wykonane jako cęgi zespolone. Wypadkowa rezystancja połączonych równolegle rezystancji R1...Rn jest zazwyczaj wartością małą i nie wpływa praktycznie na wynik pomiarów. Zmierzona rezystancja pętli uziemienia jest równa rezystancji zmierzonej lub nieznacznie niższa. W praktycznych rozwiązaniach każdy zacisk może być indywidualnie podłączony do miernika cęgowego lub zespolony w jeden specjalny zacisk. Ten sposób pomiarów rezystancji pętli uziemienia t.j. z użyciem zacisków prądowych stosuje się bezpośrednio do układów TN oraz w obwodach pętli zwarciowej układów TT. W układzie TT, w którym jest dostęp tylko do uziemienia objętego pomiarem, pętlę można zamknąć łącząc krótkotrwale, na czas pomiaru, to uziemienie z przewodem neutralnym (układ quasi TN). Dla zapewnienia bezpieczeństwa w czasie wykonywania pomiarów, a w szczególności uniknięcia ryzyka wystąpienia prądu spowodowanego różnicą potencjałów pomiędzy przewodem neutralnym a ziemią, wspomniane wyżej przyłączanie zaleca się wykonać i rozłączać po wyłączeniu zasilania instalacji. 11.4 Pomiar rezystywności gruntu Mierniki rezystancji uziomów realizują także funkcję pomiaru rezystywności. Pomiar rezystywności gruntu np. metodą Wennera może być wykonany induktorowym miernikiem IMU. Przy wyznaczaniu rezystywności gruntu miernikiem IMU należy: - zdjąć płytkę zwierająca zaciski Rd i Rx miernika, - pogrążyć w gruncie sondy w linii prostej, z zachowaniem jednakowych odstępów “a” (odstępy między sondami wynoszą zwykle kilka metrów); - rozmieszczone sondy połączyć z zaciskami miernika, jak na rys. 29. Zmierzona wartość jest wartością średnią rezystywności gruntu w obszarze półkuli o średnicy równej 3a. 
Rys. 29 Układ do pomiaru rezystywności gruntu Pomiary wykonujemy, jak przy pomiarze rezystancji uziomu, a odczytaną wartość Rx mnożymy przez 2 π a. Szukana rezystywność gruntu wynosi: ρ = 2 π a Rx , w Ωm |
