Alkalmazott mérési módszerek
Talaj fajlagos ellenállás mérése
A talaj fajlagos ellenállását általában a Wenner-módszer szerint mérjük (az MSZ EN 50522:2011 „L1” mellékelete is ezt a módszert emeli ki). A mérési elrendezés sematikus vázlata az 1. ábrán látható, még a tényleges mérési elrendezés fényképe a 2. ábrán.
A metódus lényege, hogy a négy földelőszondát egy képzeletbeli egyenes mentén azonos a távolságra kell elhelyezni úgy, hogy a szondák d leverési mélysége ne haladja meg a szondák közti a távolság huszad részét. Ezután a két szélső segédföldelő között I mérőáramot kell átvezetni, amely hatására a két közbenső szonda között U potenciálkülönbség alakul ki. Így a fajlagos talajellenállás az alábbi egyszerű összefüggés segítségével számítható:
\(\rho = 2 \pi a\) \(U \over I\)
A fentiek szerinti fajlagos talajellenállás mérést különböző a szondatávolságokkal elvégezve meghatározható az egyes mélységekhez tartozó átlagos talaj fajlagos ellenállás értéke. Megjegyzendő azonban, hogy ez nem egyezik az egyes talajrétegek fajlagos ellenállásával, hiszen a párhuzamosan kapcsolt ellenállások eredőjének megfelelően egy nagyobb szondatávolsággal végzett mérés tartalmazza a felsőbb rétegek ellenállását is. A mérési eredmények alapján a talaj rétegződése a Barney-rétegelmélet alapján határozható meg. Ez az iteráción alapuló módszer mérési eredményektől függően egy minimum egy (homogén), legfeljebb három rétegből álló talajmodellt eredményez, amely villamosan egyenértékű a valós talajjal. Az ezeket jellemző h (rétegvastagság) és ρ (fajlagos ellenállás) paraméterek rétegszám függvényében a 3. ábrán láthatók.
|
|
|
Szétterjedési ellenállás, érintési- és lépésfeszültség mérés
A vizsgált alállomás eredő földelési ellenállásának mérése - a földelőhálón normál állapotban is jelenlévő zavarfeszültségek és áramok miatt - alapvetően egy megfelelően szelektív mérőműszer segítségével történik. Az általunk alkalmazott mérési módszert az MSZ EN 50522:2011 szabvány „L” melléklete szerinti „L2.2/a: Potenciálesési módszer földelésmérővel” és „L2.2/c: Nagyáramú módszer” kategóriák ötvözetébe lehet besorolni:
- Maga a mérési elrendezés a potenciálesési módszer földelésmérővel mérési elrendezése szerinti. Ez a 4. ábrán látható.
- Az alkalmazott műszer legfeljebb 55 V mérőfeszültséget és/vagy 55 A mérőáramot állít elő (érintésvédelmi okokból). Ez adott esetben önmagában teljesíti a szabvány által nagyáramú mérések esetén ajánlott legalább 50 A értékű áramot. A mérőkör impedanciájától függően azonban előfordulhat, hogy ennél a valóságban kisebb mérőáram alakul ki.
- A mérőműszer által injektált mérőáram frekvenciája a klasszikus üzemi frekvenciájú nagyáramú módszerrel ellentétben nem 50 Hz, hanem 55 Hz értékű. A feszültség mérése a mérőműszerhez tartozó szelektív mérőfejjel történik, amely a földelőhálón normál üzemben is előforduló 50 Hz-es zavarfeszültségekre érzéketlen.
A fentiek alapján látható, hogy a módszer alkalmas alállomási környezetben való mérésre. Az üzemitől elhangolt mérőfrekvenciával nagy pontosság érhető el, amelyet a korábban gyakran alkalmazott, kevésbé kifinomult hálózati frekvenciás nagyáramú módszer esetén a zavarszintnél jóval nagyobb mérőáram segítségével próbáltak biztosítani.
A mért eredő földelési impedancia, valamint a mértékadó földzárlati áram ismeretében számítható a háló potenciálemelkedése (hibafeszültség) a távoli földreferencia ponthoz képest. Nagyfeszültségen a hibafeszültség értéke - még nagyon kis lekapcsolási idők esetén is - általában jóval nagyobb, mint az MSZ EN 50522:2011 által előírt határértékek, ezért szükséges az ennél kisebb, az emberi test által ténylegesen áthidalható érintési- és lépésfeszültségek mérése. Az 5. ábra az érintési feszültség mérést mutatja be célműszer használatával. Megjegyzendő, hogy a mért érintési- és lépésfeszültség a műszer által injektált áram esetére érvényes, egy zárlat esetén jelentkező tényleges érintési- és lépésfeszültség meghatározásához szükséges a mértékadó földzárlati áram ismerete.
Ugyanezen műszer segítségével végezhető a földelőháló folytonosságának (konzisztenciájának) vizsgálata is, amely arra vonatkozóan ad információt, hogy a földelőháló állapota az évek alatt nem romlott-e jelentősen (pl. korrózió következtében).