Mesure de la résistance de terre : aperçu des méthodes de mesures pratiques

La mise à la terre est utilisée dans la réalisation de divers projets de systèmes électriques. La notion même de “mise à la terre” est considérée schématiquement comme la connexion d'une partie d'un circuit électrique au potentiel de la terre.

La boucle de terre comprend un conducteur et une électrode enfoncée profondément dans le sol. L'action traditionnelle dans la pratique électrotechnique est la mesure de la résistance de mise à la terre des réseaux nouvellement mis en service et déjà exploités. Nous vous expliquerons comment et de quelle manière cette action importante est effectuée.

Pourquoi les mesures sont-elles nécessaires ?

Une solution brillante aux problèmes énumérés ci-dessous est obtenue avec une résistance idéale nulle dans le circuit de mise à la terre :

1. Empêcher l'apparition d'une tension sur le boîtier des machines technologiques.
2. Atteindre un potentiel de référence efficace pour les équipements électriques.
3. Éliminer complètement les courants statiques.

Cependant, l'expérience électrotechnique montre qu'il est impossible d'obtenir un résultat idéal de zéro.

Procédure d'exécution des mesures nécessaires à l'aide d'un appareil pour déterminer la résistance de la barre de mise à la terre. Ces procédures sont effectuées selon un calendrier approuvé par la direction de l'organisation de maintenance.

Dans tous les cas, une électrode mise à la terre offre une certaine résistance.

La valeur spécifique de la résistance est déterminée par :

• la résistance de l'électrode au point de contact avec la barre conductrice ;
• la zone de contact entre l'électrode de terre et le sol ;
• la structure du sol, qui offre une résistance différente.

La pratique de la mesure de la résistance de la boucle de terre indique que les deux premiers facteurs peuvent tout à fait être négligés, à condition de respecter des conditions logiques :

1. L'électrode de mise à la terre est en métal à haute conductivité électrique.
2. Le corps de la tige de l'électrode est soigneusement nettoyé et enfoncé solidement dans le sol.

Il reste le troisième facteur – la surface résistive du sol. Il apparaît comme le principal élément de calcul pour les mesures de résistance de la boucle de terre.

Il se calcule grâce à la formule :

R = pL / A,

où : p – résistivité du sol, L – profondeur conditionnelle, A – surface de travail.

Pour protéger les propriétaires de maison/appartement, tous les types d'équipements électriques domestiques puissants doivent être équipés d'une mise à la terre :

Lors du test de résistance, chaque ligne de mise à la terre est vérifiée séparément. La résistance entre l'élément de terre et chaque partie non conductrice de courant de l'équipement électrique qui pourrait être mise sous tension doit être inférieure à 0,1 ohm.

Aperçu des méthodes de mesure

Il existe plusieurs variantes pour mesurer la résistance du circuit de terre, chacune permettant de déterminer la valeur recherchée avec une grande précision.

Système de détermination à 3 points

Ainsi, par exemple, la méthode du schéma à 3 points, basée sur l'effet de chute de potentiel, est souvent utilisée.

Schéma graphique du système dit à trois points, qui est assez souvent utilisé lorsqu'il s'agit de mesurer la valeur de la résistance du circuit de mise à la terre.

Les mesures sont effectuées en trois étapes principales :

1. Mesure de la tension sur l'électrode E1 et la sonde E2.
2. Mesure de l'intensité du courant sur l'électrode E1 et la sonde E3.
3. Calcul (par la formule R = E / I) de la résistance de l'électrode de terre.

Pour cette méthode, la précision des mesures dépend logiquement de l'emplacement d'installation de la sonde E3. Il est recommandé de l'enfoncer dans le sol à une distance – idéalement au-delà de la zone dite de ESR (résistance effective des électrodes) de E1 et E2.

Mesures selon la technologie «62%»

Si la structure du sol pour l'installation de l'électrode de terre est homogène, la méthode des «62%» pour déterminer la résistance des boucles de terre promet de bons résultats.

Le schéma de mesure selon la méthode au nom intéressant de «62%». Cependant, ce nom provient de la distance optimale entre les électrodes, pour laquelle un résultat acceptable est obtenu.

La méthode est applicable aux schémas comportant une seule électrode de terre. La précision des mesures est due à la possibilité de placer les sondes de travail sur une section rectiligne, par rapport à l'électrode de terre.

Points d'installation des sondes de contrôle

Méthode simplifiée à deux points

L'application de cette méthode de mesure nécessite une autre mise à la terre de qualité en plus de celle qui va être testée. Cette méthode est adaptée aux zones densément peuplées, où il est souvent impossible d'utiliser largement des électrodes de travail auxiliaires.

La méthode de mesure simplifiée est réalisée selon un schéma à deux points. Cette technologie nécessite moins de manipulations de l'équipement et de calculs, mais la précision des calculs est faible.

La méthode de mesure à deux points se distingue par le fait qu'elle affiche simultanément le résultat pour deux dispositifs de mise à la terre connectés en série. Cela explique les exigences de haute qualité de la deuxième mise à la terre, afin de ne pas prendre en compte sa résistance.

Pour effectuer les calculs, on mesure également la résistance de la barre de terre. Le résultat obtenu est soustrait des résultats des mesures globales.

La précision de cette méthode laisse à désirer par rapport aux deux précédentes. La distance entre l'électrode de terre dont on mesure la résistance et la deuxième mise à la terre joue un rôle important. Normalement, cette méthode n'est pas utilisée. C'est une sorte d'alternative lorsque les autres méthodes de mesure ne peuvent pas être employées.

Mesures précises par quatre points

Pour la plupart des mesures de résistance, la méthode la plus optimale, outre les méthodes à 2 et 3 points, est la technique à 4 points. Les appareils comme le testeur de la série 4500 sont dotés de cette technologie de mesure. D'après le nom de la méthode, quatre électrodes de travail sont placées en ligne droite et à égale distance sur le site de travail.

Avec ce schéma à quatre points, les mesures les plus précises sont effectuées. On utilise un équipement moderne et il est possible d'effectuer les travaux sans déconnecter le circuit de terre.

Le générateur de courant de l'appareil est connecté aux électrodes extrêmes, ce qui fait circuler un courant entre elles, dont la valeur est connue. Sur les autres bornes de l'appareil sont connectées deux électrodes de travail internes.

Sur ces bornes, on retrouve la valeur de la chute de tension. Le résultat final des mesures est la résistance de terre (en ohms), dont l'appareil affiche la valeur sur l'écran.

Les appareils de la série 4500 sont souvent utilisés pour mesurer la tension de contact. L'appareil, à l'aide d'un module spécial, génère dans le sol une tension de faible amplitude – simulation d'un défaut de câble.

Simultanément, l'échelle de l'appareil indique le courant circulant dans le circuit de terre. Les relevés à l'écran sont pris comme base et multipliés par la valeur présumée du courant dans le sol. On calcule ainsi la tension de contact.

Réalisation d'actions de contrôle de l'état des équipements électrotechniques et des lignes de terre. Pour le travail, on utilise un appareil de mesure de type 4500.

Par exemple, la valeur maximale du courant attendu dans la zone de défaut est de 4000 A. Sur l'écran de l'appareil, on note une valeur de 0,100. La tension de contact sera alors de 400 V (4000*0,100).

Mesure avec l'appareil C.A6415 (6410, 6412, 6415)

L'unicité de cette méthode réside dans la possibilité d'effectuer des mesures sans déconnecter le circuit de terre. Il convient également de souligner l'avantage qu'il est permis de mesurer la résistance totale du dispositif de mise à la terre en incluant dans le circuit de terre la composante résistive de toutes les connexions.

Le principe de fonctionnement est approximativement le suivant :

1. Un transformateur spécial crée un courant dans le circuit.
2. Le courant circule dans la boucle formée.
3. Le signal mesuré est enregistré à l'aide d'un détecteur synchrone.
4. Le signal obtenu est converti par un convertisseur analogique-numérique (CAN).
5. Le résultat est affiché sur un écran LCD.

L'appareil est équipé d'un module (amplificateur sélectif) grâce auquel le signal utile est efficacement débarrassé de divers parasites – bruits basse fréquence et haute fréquence. Les mâchoires de la pince, dans leur état articulé, forment une boucle excitée qui entoure le conducteur de terre.

Instructions de mesure avec l'appareil C.A6415

La séquence des opérations lors de l'utilisation de l'appareil de la série S.A6415 est clairement décrite dans la notice fournie avec cet appareil unique.

Un appareil de mesure unique – une pince, grâce auquel il est relativement simple et facile de mesurer la résistance de la boucle de terre dans diverses conditions

Par exemple, il est nécessaire d'effectuer des mesures de la résistance de mise à la terre d'un module électrique (transformateur, compteur électrique, etc.).

Séquence d'opérations :

1. Ouvrir l'accès au barreau de terre en retirant le capot de protection.
2. Saisir avec la pince le conducteur de terre (le barreau ou directement l'électrode).
3. Sélectionner le mode de mesure «A» (mesure de courant).

La valeur maximale du courant de l'appareil est de 30 A, par conséquent, si cette valeur est dépassée, la mesure ne peut pas être effectuée. Vous devez retirer l'appareil et réessayer la mesure à un autre point.

Processus d'effectuer des mesures à l'aide d'instruments de mesure de type S.A6415 et 3770. Les résultats des mesures sont enregistrés dans un tableau et comparés lors de la prochaine maintenance.

Lorsque la valeur du courant obtenue sur l'échelle se situe dans la plage admissible, vous pouvez continuer le travail en commutant l'appareil sur la mesure de résistance «?».

Le résultat affiché à l'écran indiquera la valeur totale de la résistance, y compris :

• l'électrode et la barre de terre ;
• le contact du neutre avec l'électrode de terre ;
• le contact des connexions sur la ligne entre le neutre et l'électrode de terre.

En travaillant avec les pinces, vous devez garder à l'esprit : des indications excessives de l'appareil concernant la résistance de terre sont généralement dues à un mauvais contact de l'électrode de terre avec le sol.

De plus, la cause d'une résistance élevée peut être une barre conductrice cassée. Des valeurs élevées de résistance aux points de connexion (épissures) des conducteurs peuvent également influencer les indications de l'appareil.

Recommandations générales pour la mesure de la résistivité du sol

Avant de construire un circuit de mise à la terre, par exemple pour une chaudière à gaz, il convient d'obtenir des informations précises sur le type de sol dans lequel l'électrode de terre sera installée. Souvent, pour déterminer les valeurs “p” du sol, il est suggéré de consulter les tableaux existants.

Cependant, cette option avec des tableaux ne fournit que des données indicatives. Vous ne devez donc pas vous y fier. Les valeurs réelles de la résistivité du sol peuvent différer considérablement.

Variante n°1 : sol monocouche

Si le sol a une composition homogène, sa résistivité est mesurée par la méthode de l'« électrode d'essai ».

Structure d'un sol homogène. Dans ces conditions, mesurer et calculer la résistance est beaucoup plus simple que d'effectuer le même travail sur des sols multicouches.

La méthode implique l'exécution d'une procédure spécifique en deux étapes :

1. Vous prenez une sonde de contrôle à tige d'une longueur légèrement supérieure à la profondeur d'enfouissement prévue.
2. Vous enfoncez la sonde dans le sol strictement verticalement jusqu'à la profondeur d'enfouissement prévue.
3. L'extrémité restant au-dessus du sol est utilisée pour mesurer la résistance de dispersion (Rr).
4. Vous déterminez la résistivité du sol par la formule p = Rr * Ψ.

Il est souhaitable d'effectuer la procédure plusieurs fois en différents points de la zone de travail. Des mesures alternatives aident à obtenir des résultats précis de mesure de la résistivité du sol.

Variante n°2 : sol multicouche

Pour une telle situation, la mesure de la résistivité du sol est effectuée par la méthode de sondage par étapes. C'est-à-dire que la sonde de contrôle est enfoncée jusqu'à la profondeur de travail par étapes et qu'à chaque étape, des mesures de résistivité sont effectuées. Le calcul de la résistivité moyenne du sol est effectué à l'aide de formules pour chaque mesure individuelle.

Sol multicouche. Dans ces conditions, vous devez calculer la résistance de chaque couche individuelle. Les calculs pour les sols multicouches nécessitent plus de travail.

Ensuite, en fonction des caractéristiques climatiques de la région, on détermine les valeurs pour les variations saisonnières. De cette manière (assez complexe), on obtient les valeurs calculées de l'USG des couches supérieures. Les couches inférieures sont considérées comme non sujettes aux variations saisonnières et donc leur calcul se limite à une mesure et un calcul quelque peu simplifiés.

Exigences relatives à l'exécution des travaux

Les travaux de ce type sont bien entendu réalisés par un personnel qualifié représentant des organismes spécialisés. Ainsi, l'exploitation des tableaux électriques dans les immeubles d'habitation relève généralement des services publics. Toute mesure sur ces points n'est autorisée qu'en s'adressant à ces services.

Les circuits électriques font partie des systèmes dangereux. Bien que les installations du secteur domestique soient conçues pour une tension inférieure à 1000 V, cette tension est mortelle pour l'homme. Il est nécessaire de respecter toutes les mesures de sécurité requises lors de la manipulation d'équipements électriques. Le grand public ignore souvent ces mesures.

Les spécificités de la réalisation de la mise à la terre pour une baignoire dans un appartement en ville sont présentées dans l'article suivant, qui contient les règles et les instructions pour effectuer les travaux.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Réalisation pratique des mesures à l'aide de l'appareil :

L'exécution des travaux liés à la vérification de la résistance de mise à la terre est obligatoire, quelle que soit la complexité du schéma électrique et la catégorie de l'objet où l'équipement électrique est installé ou est installé et exploité. De nombreux organismes spécialisés sont prêts à fournir ces services.

Veuillez laisser vos commentaires dans le bloc ci-dessous. Il est possible que vous connaissiez une méthode simple et efficace pour mesurer la résistance des boucles de terre qui n'est pas mentionnée dans l'article. Posez des questions, partagez des informations utiles et des photos sur le sujet.