Masurarea prizei de pamant

Masurarea rezistentei prizelor de pamânt
    Priza de pamânt este un dispozitiv prin intermediul caruia se realizeaza o legatura electrica conductoare directa cu pamântul a carcaselor metalice ale masinilor si aparatelor electrice sau a unor noduri (puncte) ale retelelor electrice pentru asigurarea functionarii corecte ale acestora si cu scopul protejarii personalului de exploatare impotriva tensiunilor accidentale care pot sa apara in functionare normala sau in regim de avarie.
    Dupa modul de realizare ele pot fi:
- naturale (elemente metalice ale constructiilor din beton armat, mantalele metalice ale cablurilor subterane, conductele instalatiilor de apa sau gaze etc.);
- artificiale (realizate din tevi de otel zincat sau de cupru sau chiar din table de otel zincat sau de cupru).
Dupa complexitate, se clasifica in:
- simple (singulare) - realizate dintr-un singur corp conductor (electrod) ingropat in pamânt;
- multiple - obtinute prin legarea electrica cu ajutorul unor conductoare de mica rezistenta a mai multor prize simple de tipuri diferite.
    Rezistenta unei prize de pamânt trebuie sa aiba o valoare cât mai mica, astfel incât caderea de tensiune pe aceasta rezistenta sa fie sub limita periculoasa pentru electrocutare. Intrucât aceasta rezistenta depinde de elementele constructive ale prizei, conductibilitatea electrica a solului (prin umiditate si sarurile continute, temperatura) este necesara masurarea periodica a acestor rezistente.

Masurarea rezistentei electrice a prizelor de pamânt se face numai in c.a. pentru a evita efectele de polarizare a solului, de corodare si electroliza care ar avea loc daca s-ar utiliza c.c.

Pentru determinarea rezistentei electrice a unei prize de pamânt (P) este necesara o alta priza, auxiliara (P_A) pentru a se inchide circuitul de masurare. Daca se considera ca intre P si P_A se aplica o tensiune continua U, variatia potentialului electric de-a lungul liniei care uneste prizele P si P_A apare ca in fig. 4.17,b. Cu exceptia zonelor de raza r, care depinde de dimensiunile prizei si de conductivitatea solului, potentialul prizelor ramâne practic constant.
Rezistentele prizelor sunt:

(4.68)

(4.69)

unde:
U_P, U_PA sunt tensiunile prizelor fata de pamânt;
I_P, I_PA curentii care circula prin prizele P, P_A.
Se constata ca practic, la o distanta de 20 m de priza, densitatea curentului dispersat in pamânt este neglijabila, astfel ca este necesar ca distanta dintre P si P_A sa fie de 40 m.
Pentru masurarea diferentei de potential dintre priza si pamânt se foloseste o a treia priza, numita priza sonda S, amplasata in zona de potential nul. Cele trei prize P, S, P_A pot fi situate in linie dreapta sau in vârfurile unui triunghi.

Metoda ampermetru - voltmetru

Tensiunea alternativa de alimentare se obtine cu transformatorul T. Pentru o masurare precisa este necesar ca R_V sa fie cât mai mare fata de R_S. In acest caz R_P se determina cu relatia:

(4.70)

Daca aceasta conditie nu este indeplinita, U_P este:

(4.71)

O alta metoda este metoda celor trei masuratori, sau varianta Nippold, utilizând fie metoda ampermetru - voltmetru, fie metoda puntii de c.a., prin legarea succesiva, doua câte doua, a prizelor P, S, P_A_¢. Metoda este greoaie si destul de imprecisa.

Metoda de compensatie
Este metoda cea mai practica, utilizata pe scara larga (fig. 4.19).

Tensiunea alternativa este furnizata de un convertor static. In secundarul unui transformator de curent TC se monteaza o rezistenta R₀ de valoare cunoscuta. Prin deplasarea cursorului rezistentei R₀ se obtine echilibrul puntii (curent nul in detectorul de nul N).