Jordningselektroder och jordförbindningssystem: Hur man testar dem och varför det är viktigt

Jordningselektroder och jordförbindningssystem är viktiga komponenter i elinstallationer som ger säkerhet och skydd för människor och utrustning. Jordningselektroder är ledande stavar eller plattor som grävs ned i jorden och ansluts till elsystemet. De ger en väg med lågt motstånd för felströmmar att flöda till jorden och förhindrar att farliga spänningar byggs upp i systemet. Jordförbindningssystem är ledande kablar eller stänger som ansluter jordningselektroderna till den utrustning och de kapslingar som behöver jordas. De säkerställer att alla jordade delar har samma potential och minskar risken för elektrisk stöt och brand. Systemen är mycket enkla, men terminologin kan ta tid att lära sig. En mer fullständig förståelse kan erhållas i National Electrical Code (NEC) kapitel 250.

Test av en jordningselektrods jordresistans på distans

En av de viktigaste parametrarna för en jordningselektrod är dess avlägsna jordresistans, vilket är motståndet mellan elektroden och en punkt långt bort från den i jorden. Ju lägre jordmotståndet är, desto bättre kan jordningselektroden avleda felströmmar och förhindra överspänningar. Det avlägsna jordmotståndet beror på flera faktorer, t.ex. markens resistivitet, elektrodens djup och längd, markens fuktighet och temperatur samt förekomsten av andra elektroder eller ledare i närheten.

En vanlig metod för att mäta en jordningselektrods jordresistans är potentialfallsmetoden, som använder ett testinstrument, en strömprobe och två hjälpelektroder. Testinstrumentet injicerar en känd ström i jordningselektroden och strömproben och mäter spänningsfallet över jordningselektroden och en av hjälpelektroderna. Det avlägsna jordmotståndet beräknas genom att dividera spänningsfallet med den injicerade strömmen. Den andra hjälpelektroden används för att verifiera att det uppmätta spänningsfallet är oberoende av dess position, vilket indikerar att det avlägsna jordmotståndet är korrekt.

Test av AC-impedans för ett jordförbindningssystem

En annan viktig parameter för ett jordförbindningssystem är dess AC-impedans, som är motståndet mot flödet av växelström i systemet. Ju lägre AC-impedansen är, desto bättre kan jordförbindningssystemet utjämna potentialerna hos de jordade delarna och minska brus och störningar i systemet. AC-impedansen beror på flera faktorer, t.ex. jordförbindelseledarnas resistans, induktans och kapacitans, strömmens frekvens samt systemets konfiguration och layout.

En vanlig metod för att mäta AC-impedansen hos ett jordförbindningssystem är clamp-on-metoden, som använder ett testinstrument med en strömtransformator med delad kärna. Testinstrumentet kläms runt en jordförbindningsledare och injicerar en känd ström i den. Testinstrumentet mäter också spänningsfallet över ledaren och beräknar AC-impedansen genom att dividera spänningsfallet med den injicerade strömmen. Klämmetoden är enkel och snabb, men den kanske inte är exakt om det finns parallella vägar eller vagabonderande strömmar i systemet.

Kontrastering av de två testerna och deras betydelse

De två testerna som beskrivs ovan skiljer sig åt i fråga om syfte, metoder och resultat. Testet av en jordningselektrods jordresistans är avsett att utvärdera elektrodens förmåga att avleda felströmmar och förhindra överspänningar. Testet för AC-impedansen hos ett jordförbindningssystem är avsett att utvärdera systemets prestanda när det gäller att utjämna potentialerna hos de jordade delarna och minska brus och störningar. Testet av jordresistansen på avstånd använder en potentialfallsmetod med två hjälpelektroder, medan testet av AC-impedansen använder en klämmetod med en strömtransformator med delad kärna. Testet av jordresistansen ger ett värde i ohm, medan testet av AC-impedansen ger ett värde i ohm eller milliohm, beroende på strömmens frekvens.

Båda testerna är viktigt för att säkerställa säkerheten och tillförlitligheten hos elektriska installationer. En jordningselektrod med hög jordresistans kanske inte kan avleda felströmmar på ett effektivt sätt och kan orsaka överspänningar som kan skada utrustningen och utgöra en fara för människor. Ett jordförbindningssystem med hög AC-impedans kanske inte kan upprätthålla samma potential mellan de jordade delarna och kan orsaka risker för elektriska stötar och signalförvrängningar. Därför bör båda testerna utföras regelbundet och i enlighet med branschens standarder och koder.

Varför du måste utföra båda testerna

Att utföra båda testerna på ett jordsystem är viktigt för säkerheten eftersom de kompletterar varandra och ger en omfattande bedömning av jordsystemets funktionalitet. En jordningselektrod med lågt jordmotstånd kan säkerställa att felströmmar avleds effektivt och att överspänningar förhindras, men det kanske inte är tillräckligt för att skydda utrustning och personal från elektriska stötar och signalförvrängningar om jordförbindningssystemet har en hög AC-impedans. Omvänt kan ett jordförbindningssystem med låg AC-impedans säkerställa att potentialerna hos de jordade delarna utjämnas och att brus och störningar reduceras, men det kanske inte är tillräckligt för att skydda utrustningen och personalen från överspänningar och brandrisker om jordningselektroden har ett högt jordmotstånd. Därför bör både tester är nödvändiga för att verifiera att marksystemet uppfyller branschens krav på säkerhet och prestanda.

Dreiym Engineering kan hjälpa till genom att tillhandahålla den expertis som behövs för dessa tester. Vårt team av ingenjörer har lång erfarenhet av och kunskap om att utföra både jordmotståndstest och AC-impedanstest med hjälp av den senaste utrustningen och tekniken. Vi kan utföra dessa tester i enlighet med branschens standarder och koder och ge dig exakta och tillförlitliga resultat. Vi kan också hjälpa dig att tolka resultaten och rekommendera de bästa lösningarna för att förbättra din marksystemprestanda och säkerhet. Kontakta oss idag för att boka ett möte eller begära en offert.