Ground Grid Testing: Methoden, procedures en beste praktijken voor grondsystemen van onderstations

Een betrouwbaar aardingsnetwerk is essentieel voor de veilige werking van onderstations en andere elektrische installaties. Het biedt een pad voor foutstromen, helpt de aarding van apparatuur te handhaven en vermindert gevaarlijke spanningsverschillen tijdens foutomstandigheden.

Omdat de meeste aardingsgeleiders ondergronds begraven zijn, kan visuele inspectie alleen hun toestand niet bevestigen. Het testen van aardingsnetwerken is daarom belangrijk voor het evalueren van de aardingsprestaties, de systeemintegriteit en de veiligheid van personeel. Moderne richtlijnen voor aardingsmetingen omvatten bodemweerstand, aardimpedantie, aardoppervlaktepotentialen, stap- en aanraakspanningen, de integriteit van het aardingssysteem en de factoren die de nauwkeurigheid van metingen kunnen beïnvloeden.

Een aardingssysteem kan verslechteren door corrosie, beschadigde verbindingen, constructieveranderingen of veranderingen in de omringende bodemgesteldheid. Regelmatig testen kan helpen om:

• Evalueer de elektrische prestaties van het aardingssysteem.
• Identificeer abnormale of instabiele meetresultaten.
• Detecteer mogelijke hoogohmige of beschadigde aardingsverbindingen.
• Ondersteun veiligheidsbeoordelingen van onderstations.
• Verstrek referentiegegevens voor ingebruikname en toekomstig onderhoud.

Echter, een enkele weerstandswaarde beschrijft niet de volledige toestand van een groot aardingsnetwerk. Aardingsweerstand, netwerkcontinuïteit, bodemgesteldheid en gevaren door oppervlaktesspanning moeten mogelijk allemaal in overweging worden genomen.

De val-van-potentiaalmethode is een van de meest gebruikte methoden voor het meten van aardingsweerstand of aardimpedantie.

Een teststroom wordt geïnjecteerd tussen het te testen aardingssysteem en een externe stroomelektrode. Een potentiaalelektrode wordt vervolgens tussen deze twee verplaatst om de spanningsrespons te meten. De verhouding van spanning tot stroom wordt gebruikt om de schijnbare aardingsimpedantie te bepalen.

Voor grote aardingssystemen moeten metingen worden uitgevoerd op meerdere probe-posities. Het doel is om een stabiel gebied in de meetcurve te identificeren in plaats van alleen te vertrouwen op een enkele meting of een vereenvoudigde afstandregel. Externe aardingspaden, zoals kabelafschermingen, neutralen, pijpleidingen en andere metalen verbindingen, kunnen het resultaat aanzienlijk beïnvloeden.

Bodemweerstand is een belangrijke factor bij het ontwerp en de prestaties van aardingssystemen. De Wenner vierpuntsmethode wordt vaak gebruikt: vier elektroden worden in een rechte lijn met gelijke afstand geïnstalleerd, en de tester injecteert stroom door de buitenste elektroden terwijl de spanning tussen de binnenste elektroden wordt gemeten.

Metingen met verschillende afstanden kunnen nuttige informatie opleveren over de bodemgesteldheid op verschillende effectieve diepten.

Een aardingssysteem kan soms een acceptabele totale weerstand vertonen, terwijl het toch beschadigde geleiders of slechte verbindingen bevat. Het testen van de integriteit van het aardingsnetwerk richt zich op de elektrische continuïteit van aardingsgeleiders en verbindingen. Dit kan helpen bij het identificeren van:

• Gebroken geleiders.
• Gecorrodeerde verbindingen.
• Losse aardingsverbindingen.
• Hoogohmige verbindingen.

Integriteitstesten is daarom een belangrijke aanvulling op metingen van de aardingsweerstand.

Tijdens een aardfout kunnen spanningsgradiënten ontstaan over het oppervlak van een onderstation. Stapspanning is het spanningsverschil tussen twee punten op de grond die een persoon met zijn voeten kan overbruggen. Aanraakspanning is het spanningsverschil tussen een geaard bouwwerk en het oppervlak waar een persoon kan staan.

Deze metingen zijn bijzonder belangrijk bij het evalueren van de veiligheidsprestaties van aardingssystemen van onderstations.

Een praktische testprocedure omvat meestal de volgende stappen:

1. Beoordeel het aardingssysteem — begrijp de lay-out van het netwerk, aardingsstaven, aansluitingen van apparatuur, kabelafschermingen, neutralen en andere mogelijke parallelle aardingspaden.
2. Definieer het testdoel — bepaal of de test bedoeld is om de aardingsweerstand, bodemweerstand, netwerkintegriteit of stap- en aanraakspanningen te meten.
3. Selecteer de juiste testmethode — kies het instrument en de methode volgens het aardingssysteem en de omstandigheden ter plaatse.
4. Installeer hulp-elektroden correct — zorg ervoor dat de posities en afstanden van de probes geschikt zijn voor de gekozen methode.
5. Voer meerdere metingen uit — verplaats de potentiaalprobe of herhaal de meting indien nodig om de stabiliteit van het resultaat te controleren.
6. Analyseer de resultaten — vergelijk de metingen met systeemontwerpinformatie, eerdere testrecords en toepasselijke technische vereisten.
7. Documenteer de test — registreer de testconfiguratie, probe-posities, omstandigheden ter plaatse, gemeten waarden en instrumentinformatie.

Metingen van aardingsnetwerken kunnen worden beïnvloed door vele factoren, waaronder:

• Onjuiste afstand van hulp-elektroden.
• Parallelle aardingspaden.
• Ondergrondse metalen constructies of pijpleidingen.
• Kabelafschermingen en bovengrondse aardingsgeleiders.
• Slecht contact van testprobes.
• Elektrische interferentie.
• Niet-uniforme bodemgesteldheid.
• Veranderingen in bodemvochtigheid en temperatuur.

Om deze reden mag een enkele meting niet automatisch als een definitieve beoordeling worden behandeld. Meerdere metingen en een beoordeling van de testopstelling kunnen het vertrouwen in het resultaat vergroten.

Voor betrouwbare testen van aardingsnetwerken:

• Definieer duidelijk het doel van de test voordat u begint.
• Begrijp het complete aardingsnetwerk.
• Selecteer de juiste testmethode voor de toepassing.
• Gebruik correct gekalibreerde testapparatuur.
• Controleer de stabiliteit en herhaalbaarheid van de meting.
• Houd gedetailleerde gegevens bij voor toekomstige vergelijking.
• Onderzoek significante veranderingen in historische resultaten.
• Volg de veiligheidsprocedures ter plaatse gedurende de hele test.

Voor complexe aardingssystemen van onderstations moeten verschillende tests als aanvullend worden beschouwd. Een lage totale aardingsweerstand bewijst niet automatisch dat elke ondergrondse geleider en aardingsverbinding in goede staat is.

Het testen van aardingsnetwerken is een belangrijk onderdeel van de ingebruikname en het onderhoud van elektrische systemen. Val-van-potentiaalmetingen, bodemweerstandmetingen, testen van netwerkintegriteit en beoordeling van stap- en aanraakspanningen leveren elk verschillende informatie op over het aardingssysteem.

De beste aanpak is om de geschikte methode te selecteren, de testomstandigheden te beheersen, de stabiliteit van de meting te verifiëren en de resultaten te evalueren samen met het werkelijke ontwerp van het aardingssysteem en de omstandigheden ter plaatse.

Nauwkeurige testen van aardingsnetwerken beginnen met een betrouwbaar instrument. De XHDJ705 aardingsweerstandstester is een draagbare digitale aardweerstandsmeter gebouwd voor het meten van aardingsweerstand en AC-spanning ter plaatse, ter ondersteuning van de val-van-potentiaalmethode die wordt gebruikt in onderstations, industriële en commerciële aardingsonderzoeken. Het meet weerstand over bereiken van 20Ω, 200Ω en 2000Ω met een nauwkeurigheid van ±(2% van de aflezing+3 cijfers), en leest AC-spanning tot 500V bij 50Hz, waardoor het geschikt is voor zowel routineonderhoud als ingebruiknamecontroles.

Vervaardigd door Xi'an Xu&Hui Electromechanical Technology Co., Ltd, combineert de XHDJ705 eenvoudige bediening ter plaatse met geverifieerde meetbetrouwbaarheid. Voor prijzen, kalibratiecertificaten of bulkbestellingen kunt u rechtstreeks contact met ons opnemen.