MRU 120 Miernik Rezystancji Uziemienia SONEL

Miernik rezystancji uziemienia Sonel MRU-120 oferuje pomiary rezystancji uziemienia metodą techniczną (metoda 3- i 4-przewodowa), z użyciem dodatkowych cęgów pomiarowych (uziemienia wielokrotne, bez konieczności rozpinania złącz kontrolnych), albo metodą dwucęgową (pomiar bez konieczności stosowania sond szpilkowych wbijanych w ziemię). Miernik jest dedykowany do pomiarów uziemień w Energetyce. Zakres pomiarowy (zgodnie z PN-EN 61557) już od 0,30 Ω. Dodatkowo jego możliwości uzupełniają pomiary rezystywności gruntu, a także ciągłości połączeń ochronnych i wyrównawczych. 

• Pomiar rezystancji uziemień metodą techniczną z wykorzystaniem elektrod pomocniczych
• Pomiar rezystancji uziemień metodą techniczną z wykorzystaniem elektrod pomocniczych i cęgów (do pomiaru uziemień wielokrotnych)
• Pomiar rezystancji uziemień z wykorzystaniem podwójnych cęgów (do pomiaru uziemień, gdy nie jest możliwe zastosowanie elektrod pomocniczych)
• Rezystywność gruntu (metodą Wennera)
• Pomiar ciągłości połączeń wyrównawczych i ochronnych (spełniający wymogi PN-HD 60364-6) z funkcją autozerowania - prądem 200mA
• Pomiar rezystancji elektrod pomocniczych RS i RH
• Pomiar napięcia zakłócającego
• Pomiar częstotliwości sygnału zakłócającego
• Pomiar w obecności napięć zakłócających w sieciach z częstotliwością 50Hz i 60 Hz
• Wybór maksymalnego napięcia pomiarowego (25V i 50V)
• Wprowadzanie odległości między elektrodami dla rezystywności w metrach (m)
• Pamięć 990 pomiarów (10 banków pamięci po 99 komórek)
• Kalibracja zastosowanych cęgów
• Zegar czasu rzeczywistego (RTC)
• Transmisja danych do komputera (USB lub bezprzewodowo)
• Wskazanie stanu akumulatorów

Pomiar napięcia zakłócającego U_N (RMS)

• Alarm gdy napięcie przekroczy 24 V lub 40 V rms
• Pomiar dla DC oraz AC 45…65 Hz

Pomiar rezystancji uziemienia (metoda 3- i 4-przewodowa)
zakres pomiarowy wg PN-EN 61557 - 5: 0,30 Ω...19,9 kΩ

• Metoda pomiaru: techniczna z wykorzystaniem cęgów oraz elektrod pomocniczych
• Napięcie na rozwartych zaciskach: wybierane
• Prąd pomiarowy: przy zwarciu > 200 mA
• Częstotliwość prądu pomiarowego: 125 (dla sieci 50 Hz) lub 150 Hz (dla sieci 60 Hz)
• Wybór częstotliwości pomiarowej ręczny

Pomiar ciągłości połączeń ochronnych i wyrównawczych (R_cont)
zakres pomiarowy wg PN-EN 61557 - 4: 0,24 Ω...19,9 kΩ

• Metoda pomiaru: techniczna dwuprzewodowa
• Napięcie na rozwartych zaciskach: 4 Vrms
• Prąd pomiarowy: przy zwarciu >200 mA
• Częstotliwość prądu pomiarowego: 125 (dla sieci 50 Hz) lub 150 Hz (dla sieci 60 Hz), wybór częstotliwości pomiarowej w menu
• Autozerowanie przewodów pomiarowych

Pomiar rezystancji elektrod pomocniczych R_H i R_S

• Pomiar odczyt zmierzonych wartości rezystancji elektrod pomocniczych

Pomiar rezystancji uziemień wielokrotnych z wykorzystaniem cęgów i elektrod pomocniczych (3-przewodowa + cęgi)

• Metoda pomiaru: techniczna z wykorzystaniem cęgów oraz elektrod pomocniczych
• Napięcie na rozwartych zaciskach: wybierane
• Prąd pomiarowy: przy zwarciu > 200 mA
• Częstotliwość prądu pomiarowego: 125 (dla sieci 50 Hz) lub 150 Hz (dla sieci 60 Hz), wybór częstotliwości pomiarowej ręczny

Pomiar rezystancji uziemień wielokrotnych z wykorzystaniem podwójnych cęgów

• Metoda pomiaru: techniczna z wykorzystaniem 2 cęgów
• Częstotliwość prądu pomiarowego 125 (dla sieci 50 Hz) lub 150 Hz (dla sieci 60 Hz)

Pomiar rezystywności gruntu Metoda pomiarowa: Wennera, ρ=2πLR_E

• L – odległość między sondami pomiarowymi: 1...50 m

Dane ogólne

Wyposażenie

Przewód 1,2 m czerwony zakończony wtykami bananowymi WAPRZ1X2REBB
Przewód 2,2 m czarny zakończony wtykami bananowymi WAPRZ2X2BLBB
Przewód 25 m czerwony na szpuli zakończony wtykami bananowymi WAPRZ025REBBSZ
Przewód 25m niebieski na szpuli zakończony wtykami bananowymi WAPRZ025BUBBSZ
Przewód 50m żółty na szpuli zakończony wtykami bananowymi WAPRZ050YEBBSZ
Przewód do transmisji danych USB WAPRZUSB
Sonda ostrzowa czerwona z gniazdem bananowym WASONREOG1
Sonda do wbijania w grunt 30 cm - 4 szt. WASONG30
Futerał L2 WAFUTL2
Akumulator Ni-MH 4,8V 3Ah
Krokodylek czarny K01 WAKROBL20K01
Zasilacz do ładowania akumulatorów Z7 WAZASZ7
Przewód sieciowy do zasilacza WAPRZLAD230
Szelki do miernika WAPOZSZEKPL
Certyfikat kalibracji

Ergonomia użytkowania

Przyrząd jest produkowany w nowej obudowie, niezwykle funkcjonalnej i ergonomicznej. Oprócz połączenia elementów plastikowych oraz gumowych (elastomer), obudowa charakteryzuje się przesuwaną wokół miernika pokrywą, która może znajdować się w czterech położeniach pracy:

• pokrywa na górze przyrządu – przyrząd nieużywany i zabezpieczony przed uszkodzeniami mechanicznymi,
• pokrywa zatrzaśnięta pod miernikiem,
• pokrywa pod kątem 45 stopni – miernik może stać na płaskiej powierzchni (Fot. 1),
• pokrywa pod miernikiem, pod kątem 90 stopni – w tym położeniu pokrywa pełni rolę podpórki dla miernika, gdy jest on noszony na szyi przy pomocy paska. Dzięki temu użytkownik może obsługiwać miernik jedną ręką.

Obudowa jest uszczelniona, aby chronić elektronikę przyrządu przed wpływem warunków środowiskowych. Miernik jest przystosowany do pracy w trudnych warunkach pomiarowych.

MRU-120 wyposażony jest w duży, czytelny wyświetlacz graficzny, który może zostać podświetlony. Na wyświetlaczu prezentowane są szczegółowe dane pomiarowe:

• wynik pomiaru rezystancji uziemienia lub rezystywności,
• wartości rezystancji sond pomocniczych,
• wartości napięcia i częstotliwości zakłóceń,
• komunikaty o ograniczeniach prądu pomiarowego, możliwych błędach dodatkowych.

Dzięki tym informacjom, użytkownik ma możliwość dokładnej oceny pomiaru.

Pomiary rezystancji uziemień oraz rezystywności gruntu można wpisać do pamięci o pojemności 1000 pomiarów. Zgromadzone dane można przesłać do komputera przy pomocy standardowego przewodu USB lub za pośrednictwem interfejsu bezprzewodowego, w który wyposażony jest MRU-120.

Przyrząd zasilany jest z wysokowydajnych akumulatorów, które umożliwiają wykonanie do kilkuset pomiarów w zależności od wybranej metody pomiarowej. Istnieje również możliwość zasilania miernika ze standardowych baterii alkalicznych typu LR14 (rozmiar C). Dzięki temu w sytuacjach awaryjnych, użytkownik nie traci możliwości wykonywania pomiarów. Dodatkową zaletą jest możliwość ładowania akumulatorów miernika z gniazdka zapalniczki samochodowej o napięciu 12V.

Przy tych wszystkich możliwościach, MRU-120 wraz z pakietem akumulatorów waży zaledwie 2 kg, co wydatnie przekłada się na komfort użytkowania.

Metody pomiarowe

Jak wspomniano we wstępie, MRU-120 posiada możliwość pomiarów rezystancji uziemień różnymi metodami:

• dwuprzewodową,
• trójbiegunową bez dodatkowych cęgów oraz z cęgami,
• trójbiegunową czteroprzewodową,
• dwucęgową bez pomocniczych sond wbijanych w grunt,

Dodatkowo można wykonać pomiary:

• rezystywności gruntu,

Przed wykonaniem pomiaru, miernik sprawdza, czy w badanym obiekcie nie występuje zbyt wysokie napięcie zakłócające. Możliwy jest pomiar przy napięciu zakłócającym AC+DC do 24V. Powyżej tej wartości pomiary są blokowane.

Aby wyeliminować zakłócenia o częstotliwościach sieciowych, częstotliwość napięcia oraz prądu pomiarowego wynosi 125Hz dla sieci 50Hz. Dla sieci 60Hz częstotliwość prądu pomiarowego wynosi 150Hz. Użytkownik sam określa typ sieci w menu.

Należy zaznaczyć, że MRU-120 generuje napięcie i prąd pomiarowy sinusoidalny. Większość mierników wykonuje pomiary prądem przemiennym o kształcie prostokątnym.

Dwuprzewodowy pomiar rezystancji

   Przyrząd posiada możliwość pomiaru ciągłości obwodów ochronnych i wyrównawczych (Rys.1). Pomiary wykonywane są prądem większym od 200mA. Aby wyeliminować wpływ rezystancji przewodów pomiarowych na wynik pomiaru, przyrząd potrafi zapamiętać ich rezystancję oraz odjąć ją od wyniku pomiaru (funkcja Auto-Zero).

Rys. 1. Pomiar rezystancji metodą dwuprzewodową.

Trzy- i czteroprzewodowy pomiar rezystancji uziemień

Zastosowany pomiar rezystancji uziemienia oparty jest na metodzie technicznej z wykorzystaniem dwóch elektrod pomocniczych wbijanych w grunt: prądowej i napięciowej. W czasie pomiaru uziemienia mierzone są również rezystancje elektrod pomocniczych, a ich wartości są podawane wraz z ostatecznym wynikiem rezystancji uziemienia.

W przypadku pomiarów uziemień o małych wartościach rezystancji (poniżej 1Ω), można wykonać pomiar rezystancji z wykorzystaniem dodatkowego czwartego przewodu (linia przerywana na Rys.2). Powoduje to wyeliminowanie rezystancji przewodu łączącego miernik z uziemieniem.

Rys. 2.  Pomiar rezystancji uziemienia metodą trój- i czteroprzewodową.

Pomiar rezystancji uziemień wielokrotnych z użyciem dodatkowych cęgów

Miernik MRU-120 posiada bardzo pożyteczną funkcję, pozwalającą na szybkie i proste wykonanie pomiarów uziemień wielokrotnych bez rozpinania złącza kontrolnego mierzonego uziomu. Na Rys. 3 pokazano schemat połączenia. Należy zaznaczyć, że pomiar ten nadal jest zgodny  z techniczną metodą spadku napięcia. Cęgi prądowe służą do pomiaru tylko tej części prądu, która płynie przez badany uziom. Dzięki temu nie ma potrzeby rozłączania złącza kontrolnego.

Rys. 3. Pomiar rezystancji uziemienia z dodatkowymi cęgami prądowymi.

Warunkiem poprawności pomiaru jest to, aby uziomy nie były połączone metalicznie poniżej punktu przypięcia cęgów (np. otok wokół budynku), gdyż prąd będzie zamykał się w obwodzie metalicznym a nie poprzez grunt. Metaliczne połączenie może spowodować dodatkowe błędy pomiarowe.

Pomiar z wykorzystaniem dwóch par cęgów

Metody techniczne opisane powyżej są zgodne z normami PN-IEC 61557 oraz PN-IEC 61364. Ich wadą jest praco- i czasochłonność. Ponadto w pewnych warunkach metody z dodatkowymi sondami wbijanymi w grunt są bardzo trudne do zastosowania, np. w terenach zabudowanych.

Dlatego wychodząc naprzeciw oczekiwaniom klientów, MRU-120 umożliwia wykonanie pomiarów bez wbijania sond, z wykorzystaniem podwójnych cęgów (Rys. 4).

Metoda opiera się na generowaniu prądu pomiarowego przez cęgi nadawcze oraz na pomiarze spadku napięcia w obwodzie przez cęgi pomiarowe. Z prawa Ohma miernik oblicza rezystancję zamkniętej pętli (badanego uziemienia oraz pozostałych elementów pętli).

Rys. 4. Pomiar rezystancji uziemienia podwójnymi cęgami.

Na Rys. 5 pokazano schemat pomiaru uziemienia słupa. Dla takiego połączenia (cztery słupy z uziemieniami o wartości 5Ω każdy) rezystancja badanego uziemienia będzie wynosiła:

Rys. 5. Pomiar rezystancji uziemienia słupa.

Wyniki zawsze obarczone są błędem dodatnim, a wielkość tego błędu zależy od liczby równolegle połączonych uziomów. Gdyby liczba pozostałych słupów wynosiła 10 zamiast 3 (przy stałej rezystancji uziemienia każdego ze słupów wynoszącej 5Ω), mierzona rezystancja miałaby wartość:

Metoda ta jest skuteczna tylko w przypadku uziemień wielokrotnych, które nie mają metalicznych połączeń pod ziemią. Metoda podwójnych cęgów nie nadaje się do pomiaru pojedynczych uziemień, ponieważ nie będzie zamkniętego obwodu dla przepływu prądu.

Pomiar rezystywności gruntu

Pomiary rezystywności gruntu są wykorzystywane do przygotowania projektów systemów uziemień, w ochronie katodowej czy też w geologii. Funkcja pomiarowa jest metrologicznie identyczna jak czterobiegunowy pomiar rezystancji uziemienia, zawiera jednak dodatkową procedurę wpisywania odległości pomiędzy elektrodami przed pomiarem.

Rys. 8. Pomiar rezystywności gruntu.

Miernik podaje wynik według metody pomiarowej Wennera, która zakłada równe odległości „d” pomiędzy elektrodami. Wynikiem pomiaru jest wartość rezystywności, wyświetlana automatycznie w zależności od ustawionej w mierniku odległości według wzoru: