Сопротивление петли фаза ноль таблица. Расчет сопротивления петли "фаза-ноль"

Доброе время суток, друзья!

Я на этом сайте решил выложить методики по испытаниям и измерениям. Конечно это результат моего труда, но размещение их совершенно бесплатное. Думаю те,кому они нужны, их имеют и так, а у кого их нет – данные методики послужат отправной точкой для создания собственных.

Я уже разместил методику по измерению сопротивления заземляющих устройств. Следующим логическим ходом было бы размещение методики по измерению сопротивления металлической связи заземлителя и заземляемого элемента, но сегодня она осталась в офисе и я выкладываю методику “Измерение сопротивления петли “фаза-нуль”.

1. Вводная часть.

Настоящая методика «Измерение сопротивления петли «фаза-нуль» распространяется на измерения в электроустановках 0,4кВ всех типов заземления нейтрали.

В электроустановках напряжением ниже 1000В с глухозаземлённой и изолированной нейтралью защита участков сети осуществляется автоматическими выключателями реагирующими на сверхток, как основной параметр аварийного состояния электроустановки (ПУЭ гл.1.7). В электроустановках с изолированной нейтралью участки сети могут дополнительно защищаться устройствами защитного отключения (УЗО), реагирующими на сверхток, устройствами контроля изоляции и т.п. В электроустановках с глухозаземлённой нейтралью УЗО также могут применяться для защиты розеточных групп зданий, при условии, что к этим розеткам могут быть подключены переносные электроприборы.

Для проверки временных параметров срабатывания защитных устройств реагирующих на сверхток (автоматических выключателей) проводится измерение полного сопротивления петли «фаза-нуль» или токов однофазных замыканий. Работа устройств защитного отключения проверяется другим образом.

Полное сопротивление петли «фаза-нуль», и, соответственно, ток однофазного замыкания будет зависеть в основном от нескольких факторов:

· характеристик силового трансформатора;

· сечения фазных и нулевых жил питающего кабеля или воздушной линии (ВЛ);

· контактных соединений в цепи.

Проводимость фазных и нулевых проводников на практике можно не только определить, но и измерить, кроме того, расчётное определение проводимости, в стадии проектирования электроустановки может исключить множество проектных ошибок.

Согласно ПУЭ проводимость нулевого рабочего должна быть не ниже 50% проводимости фазных проводников, в необходимых случаях она может быть увеличена до 100% проводимости фазных проводников. Проводимость нулевых защитных проводников должна соответствовать требованиям главы 1.7 ПУЭ:

«1.7.126. Наименьшие площади поперечного сечения защитных проводников должны соответствовать табл. 1.

Площади сечений приведены для случая, когда защитные проводники изготовлены из того же материала, что и фазные проводники. Сечения защитных проводников из других материалов должны быть эквивалентны по проводимости приведенным».

После экспериментального определения сопротивления петли «фаза – нуль» производится расчётная проверка тока короткого замыкания и сравнение полученного тока с током срабатывания автоматического выключателя или другого устройства, защищающего данный участок сети. При прямых измерениях однофазных токов короткого замыкания время срабатывания защитных аппаратов определяется по измеренной величине этого тока.

2. Требования к погрешности измерений.

В соответствии с ГОСТ Р МЭК 61557-3-2006 максимальная погрешность измерительной аппаратуры применяемой для измерение сопротивления петли «фаза-нуль» в пределах диапазона измерений не должна превышать ±30% измеренного значения.

3. Средства измерений и требования к ним.

Измерительная аппаратура при использовании по назначению согласно ГОСТ Р МЭК 61557-1-2006 не должна подвергать опасности людей, домашний скот или имущество. Кроме того, измерительная аппаратура с дополнительными функциями, не подпадающими под действие стандартов серии МЭК 61557, также не должна создавать опасности для людей, домашнего скота или имущества.

Измерительная аппаратура должна также соответствовать требованиям МЭК 61010-1, если иные требования не установлены настоящим стандартом.

Если в измерительной аппаратуре предусмотрена индикация наличия напряжения на ее измерительных зажимах, то должна быть и индикация о нахождении сети под напряжением и о правильности подключения защитного и потенциального проводников.

Конструкция зажимов должна обеспечивать надежное присоединение зонда к измерительной аппаратуре и не допускать его случайного прикосновения к частям, находящимся под напряжением.

Конструкцией измерительной аппаратуры должна быть предусмотрена двойная или усиленная изоляция (класс защиты II).

Конструкцией измерительной аппаратуры должна быть обеспечена степень загрязнения 2 по МЭК 61010-1.

Конструкцией измерительной аппаратуры должна быть обеспечена категория перенапряжения II (см. МЭК 61010-1, приложение J).

Конструкцией измерительной аппаратуры с питанием от распределительной сети должна быть обеспечена категория перенапряжения III (см. МЭК 61010-1, приложение J).

Согласно ГОСТ Р МЭК 51557-3-2006 дополнительно к измерительной аппаратуре прилагаются следующие требования:

Если при подключении нагрузочного устройства возникают переходные процессы в распределительной сети, погрешность в рабочих условиях применения не должна превышать установленных пределов в результате воздействия переходных процессов.

Если при калибровке для обеспечения нулевого смещения используют внешние сопротивления, то это должно быть указано в нормативных документах на измерительную аппаратуру.

Нулевое смещение должно поддерживаться в течение времени, указанного в нормативных документах на измерительную аппаратуру, независимо от любых изменений в ее диапазоне измерений или функционировании.

Напряжение в точках измерения испытуемой цепи не должно превышать аварийного значения 50 В. Это может достигаться автоматическим отключением при возникновении аварийного напряжения, превышающего 50 В, в соответствии с МЭК 61010-1.

Измерительная аппаратура должна выдерживать без повреждений, создающих опасность для пользователя, подключение к распределительной сети напряжением, равным 120 % номинального напряжения распределительной сети, на которое была рассчитана данная измерительная аппаратура. Защитные устройства при этом не должны срабатывать.

Измерительная аппаратура должна выдерживать без повреждений, создающих опасность для пользователя, случайное подключение к распределительной сети напряжением, равным 173 % номинального напряжения, в течение 1 мин. Защитные устройства при этом могут срабатывать.

При выполнении измерений применяют средства измерений, приведенные в таблице 2.

Что касается меня то я использую старенький М-417 и современные ЕР-180 и MPI-511

Метрологические характеристики указанных выше приборов, копии сертификатов на соответствие их указанным типам и право эксплуатации на территории Российской Федерации а также правила их эксплуатации и безопасности при их применении приводятся в копиях заводских паспортов. Копии прилагаются.

4. Методы измерений.

Проверка производится одним из следующих способов:

· непосредственным измерением тока однофазного замыкания на корпус или нулевой защитный проводник;

· измерением полного сопротивления цепи фаза — нулевой защитный проводник с последующим вычислением тока однофазного замыкания;

· кроме того проверку можно производить расчетом по формулам:

Zпет = Zп + Zт/3

где Zп – полное сопротивление проводов петли фаза – нуль,

Zт – полное сопротивление питающего трансформатора.

По полному сопротивлению петли фаза – нуль определяется ток однофазного КЗ на землю:

Iк = Uф/ Zпет

Если расчёт показывает, что ток однофазного замыкания на землю на 30% превышает допустимый ток (допустимым считается ток, величина которого достаточна для срабатывания защитного аппарата в требуемый временной промежуток), то можно ограничиться расчётом. В противном случае должны быть проведены замеры полного сопротивления петли «фаза – нуль».

Значения Zт для различных силовых трансформаторов приведены в таблице 3.

Таблица 3.

Кроме того на основании пунктов 3.1.9 – 3.1.12 ПУЭ можно составить таблицу наименьших допустимых кратностей тока однофазного замыкания на землю относительно номинальных уставок защитных устройств.

Таблица 4.

Следует отметить, что при расчете не учитываются сопротивления ошиновки от трансформатора до автоматического выключателя и самого выключателя. Однако практически ошибка здесь невелика и компенсируется тем, что в расчете производится арифметическое, а не геометрическое сложение составляющих.

5. Требования безопасности.

Перед проведением измерений необходимо провести организационно-технические мероприятия.

Для каждого конкретного используемого вида измерительного средства проводить измерения в соответствие с требованием руководства по эксплуатации в части безопасного проведения измерений.

К работе с приборами допускаются лица, ознакомленные с устройством приборов и порядком работы с ним, имеющие группу по электробезопасности не ниже 3.

— заменять предохранители в приборе, подключенном к измеряемой цепи;

— измерять прибором напряжение выше 250В;

— нажимать кнопку «START» перед включением прибора в сеть.

Если прибор находился в условиях отличных от рабочих его выдерживают в рабочих условиях не менее 2ч.

При работе с прибором М417 следует соблюдать следующие правила:

— прибор заземлению не подлежит;

— с прибором должно работать не менее двух человек.

— прибор необходимо подключать при отключенном питающем напряжении, контролируемого участка сети.

Кроме того в своей работе следует руководствоваться «Инструкцией по охране труда №80 при проведении электрических испытаний и измерений», действующей на МП «Водоканал города Рязани».

6. Требования к квалификации персонала.

К проведению измерений допускаются лица электротехнического персонала, достигшие 18-летнего возраста, прошедшие медицинское освидетельствование, специальную подготовку и проверку знаний и требований, Межотраслевых правил по охране труда при эксплуатации электроустановок (МПБЭЭ) в объеме раздела 5.

Персонал должен быть ознакомлен с данной методикой.

7. Условия измерений .

Измерение сопротивления петли «фаза – нуль» следует производить при положительной температуре окружающего воздуха, в сухую, спокойную погоду.

Атмосферное давление особого влияния на качество проводимых испытаний не оказывает, но фиксируется для занесения данных в протокол.

Влияние нагрева проводников на результаты измерений:

Следует учитывать повышение сопротивления проводников, вызванное повышением температуры.

Когда измерения проведены при комнатной температуре и малых токах, чтобы принять в расчет повышение сопротивления проводников в связи с повышением температуры, вызванного током замыкания, и убедиться для системы TN в соответствии измеренной величины сопротивления петли «фаза-нуль» требованиям таблицы 5, может быть применена нижеприведенная методика.

Считают, что требования таблицы 5 выполнимы, если петля «фаза-нуль» удовлетворяет следующему уравнению

Если измеренная величина сопротивления петли «фаза-нуль» превышает 2 U0/3Iа, более точную оценку соответствия требованиям таблицы 5 можно сделать путем измерения величины сопротивления петли «фаза-нуль» в следующей последовательности:

· сначала измеряют сопротивление петли «фаза-нуль» источника питания на вводе электроустановки Ze;

· измеряют сопротивление фазного и защитного проводников сети от ввода до распределительного пункта или щита управления;

· измеряют сопротивление фазного и защитного проводников от распределительного пункта или щита управления до электроприемника;

· величины сопротивлений фазного и нулевого защитного проводников увеличивают для учета повышения температуры проводников при протекании по ним тока замыкания. При этом необходимо учитывать величину тока срабатывания аппаратов защиты;

· эти увеличенные значения сопротивления добавляют к величине сопротивления петли «фаза-нуль» источника питания Ze и в результате получают реальную величину Zs в условиях замыкания.

8. Подготовка к проведению измерений.

Согласно ПУЭ в электроустановках до 1000В с глухозаземлённой нейтралью с целью обеспечения автоматического отключения аварийного участка проводимость фазных и нулевых рабочих и нулевых защитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании на корпус или на нулевой проводник возникал ток короткого замыкания, который обеспечивает время автоматического отключения питания не превышающего значений, указанных в таблице 5.

Таблица 5

Наибольшее допустимое время защитного автоматического

отключения для системы TN

Приведенные значения времени отключения считаются достаточными для обеспечения электробезопасности, в том числе в групповых цепях, питающих передвижные и переносные электроприемники и ручной электроинструмент класса 1.

В цепях, питающих распределительные, групповые, этажные и др. щиты и щитки, время отключения не должно превышать 5 с.

Допускаются значения времени отключения более указанных в таблице 5, но не более 5 с в цепях, питающих только стационарные электроприемники от распределительных щитов или щитков при выполнении одного из следующих условий:

1) полное сопротивление, защитного проводника между главной заземляющей шиной и распределительным щитом или щитком не превышает значения, Ом:

50 × Z ц /U 0 ,

где Z ц — полное сопротивление цепи «фаза-нуль», Ом;

U 0 — номинальное фазное напряжение цепи, В;

50 — падение напряжения на участке защитного проводника между главной заземляющей шиной и распределительным щитом или щитком, В;

2) к шине РЕ распределительного щита или щитка присоединена дополнительная система уравнивания потенциалов, охватывающая те же сторонние проводящие части, что и основная система уравнивания потенциалов.

Для расчёта тока однофазного КЗ по результатам измерения сопротивления петли «фаза– нуль» используют следующую формулу:

где Z- измеренное сопротивление петли «фаза-нуль», Ом;

U - измеренное напряжение сети, В;

I - рассчитанный ток однофазного КЗ, А..

По рассчитанному току однофазного КЗ определяют пригодность аппарата защиты установленного в цепи питания электроприёмника.

В системе IT время автоматического отключения питания при двойном замыкании на открытые проводящие части должно соответствовать табл. 6.

Таблица 6.

На и большее допустимое время защитного автоматического отключения для системы IT

Более 6600,8

Для определения времени отключения аппарата защиты после измерения сопротивления петли «фаза-нуль» и расчёта тока однофазного КЗ необходимо использовать времятоковые характеристики данного аппарата.

Если в проверяемой цепи имеются выключатели УЗО, то на время измерения сопротивления их следует обойти при помощи мостов (обводов). Нужно помнить, что таким образом производятся изменения в измеряемой цепи и результаты могут несколько отличаться от действительности. Каждый раз после измерений следует удалить изменения, проведенные на время измерений, и проверить работу выключателя УЗО.

Рисунок 1. Измерение сопротивления петли «фаза-нуль» методом шунтирования УЗО.

При использование стрелочного прибора типа М 417, необходимо установить его на горизонтальную поверхность, чтобы избежать дополнительных составляющих погрешности.

Кроме того, необходимо обеспечить надежный контакт в месте присоединения зажимов прибора к испытываемому оборудованию.

9. Выполнение измерений.

9.1. Измерение сопротивления петли «фаза-нуль» прибором М-417.

Измерения производятся в строгом соблюдении с инструкцией на используемый прибор.

Подготовка и порядок работы с прибором М-417:

· установить М-417 на горизонтальную поверхность.

· обесточить проверяемый участок цепи и присоединить один из проводов прибора к корпусу испытуемого электрооборудования (РЕ-проводник), а второй к фазному проводу (провод следует отключить от нагрузки, для того, чтобы нагрузка не вносила помехи в результат измерений).

· включить сеть, при этом должна загореться сигнальная лампа «Z=», если последняя не загорается, измерение производить запрещается .

· нажать кнопку « проверка калибровки»

· ручкой «калибровка» установить указатель на нуль.

· нажать кнопку « измерение» и произвести отсчёт по шкале прибора(при сопротивлении цепи «фаза нуль» больше 2 Ом загорается сигнальная лампа «Z> 2 Ом», если сигнальная лампа не загорается — произвести отсчёт по шкале прибора).

· сопротивление цепи «фаза – нуль» равно показанию прибора за вычетом сопротивления соединительных проводов (0,1 Ом).

· произвести измерения для остальных двух фаз нагрузки.

9.2. Измерение сопротивления петли «фаза-нуль» прибором ЕР-180.

Прибор позволяет проводить измерения как по трехпроводной (в электророзетках), так и по двухпроводной (в электророзетках и на электроустановках) схеме.

В первом случае вилку прибора вставляют в розетку. Отсутствие свечения зеленого индикатора «L» свидетельствует о неправильном подключении проводников в розетке, либо об отсутствии нулевого защитного проводника. При проведении измерений в розетках с «зеркальным» расположением контактов нулевого защитного проводника следует перевернуть вилку прибора на 180̊ и убедиться в наличии свечения зеленого индикатора.

Далее считываем с экрана прибора величину измеряемого напряжения U L — N или U L — PE , в зависимости от положения переключателя. Нажимаем кнопку «Старт» и, удерживая ее считываем с прибора величину сопротивления цепи L-PE.

Поскольку в сети существуют помехи от изменяющейся нагрузки, рекомендуется провести несколько измерений и усреднить результат.

Во втором случае к вилке подключается адаптер, входящий в комплект прибора. Выводы адаптера имеют щупы с подпружиненной изоляционной втулкой. Щуп с желто-зеленой маркировкой подключают к нулевому рабочему или нулевому защитному проводнику. Второй проводник подключают к одной из фаз питающей сети. При этом должен светиться зеленый индикатор. Прикасаются пальцем к сенсору на нижней стороне прибора. Свечение красного индикатора свидетельствует о том, что щуп с желто-зеленой маркировкой подключен не к нулевому проводу.

Считываем с прибора величину напряжения. Нажимаем кнопку «Старт» и удерживая ее считывают величину сопротивления цепи L-PE или L-N в зависимости от подключения.

Для уточнения результата из измеренной величины вычитают величину сопротивления адаптера 0,05 Ом.

9.3. Измерение сопротивления петли «фаза-нуль» прибором MPI -511 .

Для проведения измерения параметров петли короткого замыкания в цепи L-N или L-L необходимо:

— поворотный переключатель функции установить в положение U L — N , L — L ,Z L — N , L — L

— измерительные провода подключить согласно рис.2,3

ГОТОВО, нажать кнопку START

Надпись ГОТОВО информирует о том, что напряжение на клеммах измерителя L и N находится в диапазоне, в котором можно выполнить измерения. В противном случае отображается надпись L-N. Если температура внутри измерителя возрастает выше допустимой

Результат измерений будет выглядеть следующим образом:

Рис.4. Отображение информации на дисплее при измерении параметров петли короткого замыкания

Прибор MPI-511 позволяет проводить измерения сопротивления петли короткого замыкания без изменений в сети с выключателями дифференцированного тока с расчетным током не ниже 30 мА.

Для проведения измерения сопротивления петли короткого замыкания в цепи L-PE с выключателем УЗО следует:

— поворотный переключатель функций установить в положение Z L-PE RCD

— измерительные провода подключить согласно Рис.5б (провод N должен быть подключен);

— когда на экране появится надпись ГОТОВО , нажать клавишу START .

Измерение длится не более 32 секунд. Его можно прервать клавишей ESC .

Рис.5. Измерение напряжения и полного сопротивления в защитной цепи (L-PE)

Более подробный порядок работы с прибором MPI-511приводится в копии руководства по эксплуатации. Копия прилагается.

10. Обработка результатов.

10.1. Первичные записи рабочей тетради должны содержать следующие данные:

· дату измерений;

· температуру, влажность и давление;

· наименование, тип, заводской номер оборудования;

· номинальные данные объекта испытаний;

· результаты испытаний;

· используемую схему.

10.2. По данным испытаний и измерений производятся соответствующие расчёты и сравнения. Вычислив ток однофазного КЗ (следует отметить что MPI-511 может выдавать результат измерений уже в виде тока короткого замыкания) необходимо определить время срабатывания защитного аппарата по его времятоковой характеристике, и затем дать заключение о времени срабатывания выключателя и его соответствии требованиям ПУЭ.

Пример работы с время-токовой характеристикой автомати-ческого выключателя, выполненного в соответствии с ГОСТ Р 50345-99 представлен на рисунке 3.

Определённый (измеренный, рассчитанный) ток однофазного КЗ откладывается на времятоковой характеристике в виде вертикальной прямой линии (на рисунке – линии коричневого и синего цветов). Зона токов правее синей линии обеспечивает срабатывание автоматического выключателя со временем менее 0,4 с (зелёная стрелка). Зона токов правее коричневой кривой обеспечивает срабатывание автоматического выключателя со временем менее 5 с. Таким образом считаем, что для обеспечения требуемого времени срабатывания автоматического выключателя в пределах менее 0,4 с ток КЗ должен превышать 10Iн для автоматического выключателя с характеристикой типа С (работает электромагнитный расцепитель). Если время срабатывания автоматического выключателя должно быть не более 5 с, то в этом случае считаем, что наиболее вероятно срабатывание обратнозависимого расцепителя, поэтому для определения зоны срабатывания необходимо пользоваться индивидуальной времятоковой характеристикой конкретного автоматического выключателя. На рисунке 3 индивидуальная времятоковая характеристика построена черной линией.

10.3. Общий порядок определения погрешности измерений.

Точность измерений зависит от метода измерений и класса точности выбранных средств измерений. Класс точности средства измерения определяется его погрешностью.

Аналогичен приведенному в статье “ Заземляющие устройства. Испытания.”

10.3.1. Методика расчета погрешности прибора ЕР-180.

Максимально возможная абсолютная погрешность прибора в рабочих условиях применения определяется по формуле:

δ max = ±(|δ o |+|δ t |+|δ M |+|δ u |+|δ k |),

δ o – основная погрешность.

При измерении напряжения δ o = ±(2%U X +2EMP), EMP = 1B.

δ o = -0,1 ±15ЕМР, ЕМР = 0,01Ом

При измерении сопротивлении цепи «фаза-нуль» в диапазоне от1,0 до 20,0 Ом

δ o = ±(15%Z X +4EMP), EMP = 0,1 Ом

δ t – погрешность обусловленная температурными условиями

При измерении напряжения

δ t = ±(2,5U X /100)(t-25)/10 (B)

δ t = ±(2,5U X /100)(21-t)/10 (B)

При измерении сопротивления цепи «фаза-нуль» в диапазоне от 0,1 до 1,0 Ом

при температуре окружающего воздуха выше 25°С определяется по формуле:

δ t = ±0,1(t-25)/10 (Ом)

при температуре окружающего воздуха ниже 21°С определяется по формуле

δ t = ±0,1(21-t)/10 (Ом)

При измерении сопротивления цепи «фаза-нуль» в диапазоне от 1,0 до 20,0 Ом

при температуре окружающего воздуха ниже 21°С определяется по формуле

δ t = ±(10Z X /100)(21-t)/10 (Ом)

при температуре окружающего воздуха выше 25°С определяется по формуле

δ t = ±(10Z X /100)(t-25)/10 (Ом)

δ M – погрешность обусловленная воздействие внешнего магнитного поля

δ M = ±0,5 δ о

δ u – погрешность обусловленная отклонением питающего напряжения

при напряжении питания более 224В

δ u = ±(5Z X /100)(U п -224)10/224

при напряжении питания менее 216В

δ u = ±(5Z X /100)(216-U п)10/216

δ k – погрешность обусловленная не синусоидальностью входного сигнала

δ k = ±0,5К Г Х Х /100,

где К Г – коэффициент не синусоидальности кривой в процентах;

Х Х – значение измеряемой величины.

Следует отметить, что в определенных условиях составляющие дополнительной погрешности могут не учитываться, поскольку ничтожно малы.

10.3.2. Методика расчета погрешности прибора М PI -511.

Следует обратиться к ГОСТ Р МЭК 61557-1- 2006 и руководству по эксплуатации.

11. Контроль погрешности результатов измерений.

Средства измерений проходят периодическую поверку в органах ЦСМ, согласно требований паспортных данных и плана утвержденного главным инженером предприятия.

Контроль за своевременным прохождением поверки средств измерений осуществляется специалистами цеха КИПиА.

12. Оформление результатов измерений.

Результаты измерений и вычислений (при необходимости) заносят в протокол (бланк прилагается), кроме того в протокол заносятся характеристики автоматических выключателей и на основании анализа результатов измерений и параметров соответствующих автоматических выключателей делается вывод о соответствии результатов измерений требованиям стандартов.

13. Нормативная литература.

1) ПУЭ изд.7. Новосибирск. Сибирское университетское издательство 2007г.

2) Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) М.ОМЕГА-Л 2006г.

3) Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. ПОТ РМ-016-2001. РД 153-34.0-03.150-00, М.ОМЕГА-Л 2006г.

4) ГОСТ Р50571.16-2007 Электроустановки низковольтные.Часть6. Испытания. М. Госстандарт России

5) ГОСТ 12.3.019-80. Испытания и измерения электрические Общие требования безопасности. М., Издательство стандартов, 1987г.

6) РД 34.45-51.300-97. Объем и нормы испытаний электрооборудования.

7) ГОСТ Р МЭК 61557-1-2006. Сети электрические распределительные низковольтные напряжением до 1000 В переменного тока и 1500 В постоянного тока. Электробезопасность. Аппаратура для испытания, измерения или контроля средств защиты.

На этом все…

Вы можете приобрести полный комплект методик по измерениям и испытаниям электрооборудования до 1000В на следующей странице;

Измерения сопротивления петли "фаза-Нуль" и токов однофазных замыканий проводится с целью проверки временных параметров срабатывания устройств защиты электрооборудования от сверхтоков при замыкании фазы на корпус.

Все мы хотим видеть электроснабжение нашего электрооборудования безопасным и безупречным, но не всегда желаемое можно выдавать за действительное. В процессе беспощадной эксплуатации энергосистемы и электрооборудования, пользователи забывают о том, что её надо периодически обследовать и заранее выявлять всевозможные неисправности. Не стоит дожидаться, когда пропадёт фаза в недрах скрытой электропроводки, а для включения электрооборудования срочно надо искать калоши и диэлектрические перчатки, подпирая палкой постоянно отключающийся автоматический выключатель. Как же уберечь себя от свалившихся на голову неприятностей? Для предупреждения и устранения вышеперечисленных неисправностей, требуется периодически проводить комплекс электроизмерений. В этой статье мы хотим рассказать вам о замере сопротивления цепи «фаза – нуль». Как и для каких целей требуется проводить замер сопротивления цепи «фаза – нуль».

Измерения сопротивления петли "Фаза-Нуль" и токов однофазных замыканий проводятся:

• перед приемкой электрооборудования в эксплуатацию;
• в сроки, определенные графиком планово-предупредительных ремонтов;
• после капитального ремонта электрооборудования.

Пример:

Производили замер петли фаза-ноль в помещении библиотеки. Измеряемая линия питается от сборки ЩС автоматическим выключателем с номинальным током 16 (А) и характеристикой «С». Как я уже говорил, измерение проводим на самой отдаленной точке этой линии, в нашем случае это розетка, расположенная в самом дальнем углу.

Электроснабжение библиотеки выполнено системой заземления TN-C. Поэтому измерение производим в рабочей цепи (фаза - ноль).

Измеренный ток однофазного короткого замыкания, который показал нам прибор, составлял 87 (А).

В данном примере воспользуюсь пунктом из ПТЭЭП. Т.е. ток однофазного замыкания должен быть не менее, чем 1,1 * 16 * 10 = 176 (А). А у нас ток получился 87 (А) - условие не выполняется.

При токе 87(А) электромагнитная защита автоматического выключателя не сработает, а сработает тепловая защита, выдержка времени которой составит несколько секунд (больше, чем 0,4 секунды - ПУЭ). За это время есть большой риск возникновения воспламенения или пожара электропроводки.

Вывод:

В моем примере условие не удовлетворяет требованиям ПТЭЭП и ПУЭ. Поэтому необходимо:

• увеличить сечение проводов, измеряемой линии (при увеличении сечения провода уменьшается его сопротивление, а значит и увеличится ток однофазного замыкания, который пройдет по нашим условиям)
• установить автоматический выключатель с меньшим номинальным током (при уменьшении номинала автомата мы тем самым жертвуем мощностью линии)

Контур, состоящий из фазы трансформатора и цепи фазного и нулевого проводников. Сопротивление петли фаза-ноль определяет ток такого короткого замыкания.

Если сопротивление петли фаза-ноль велико, то может оказаться, что ток короткого замыкания не достаточен для быстрого срабатывания защиты от короткого замыкания. И защита или вообще не отключает короткое замыкание, или отключает через длительное время. Все это время на корпусе электроаппарата присутствует опасное напряжение.

В электроустановках до 1000 В с заземлением нейтрали безопасность обслуживания электрооборудования при пробое на корпус обеспечивается отключением поврежденного участка с минимальным временем. При замыкании фазного провода на соединенный с нейтралью трансформатора (или генератора) нулевой провод или корпус оборудования образуется контур, состоящий из фазы трансформатора и цепи фазного и нулевого проводников. Этот контур принято называть петлей «фаза-ноль»

Проверка надежности и быстроты отключения поврежденного участка сети состоит в следующем:

Определяется ток короткого замыкания на корпус Iкз. Этот ток сопоставляется с расчетным током срабатывания защиты испытуемого участка сети. Если возможный в данном участке сети ток аварийного режима превышает ток срабатывания защиты с достаточной кратностью, надежность отключения считается обеспеченной.

Рис.5

R т, Х т - активное и индуктивное сопротивление вторичной обмотки силового трансформатора

R к - переходное сопротивление контактного соединения

R а - сопротивление аппаратов защиты и коммутации

R тт, Х тт - активное и индуктивное сопротивление вторичной обмотки трансформатора тока

R пр, Х тпр - активное и индуктивное сопротивление провода (длину провода в обоих случаях принимаем 80м.)

Z - электроприемник-потребитель.

Индуктивное и активное сопротивление обмотки трансформатора (мОм)

Сопротивления контактов определяются по следующей формуле

Полное сопротивление петли фаза-ноль

Поученный расчетный ток к.з. сравниваем с током срабатывания защитной аппаратуры. Если выполняется условие, то аппарат защиты сработает и его выбор произведен верно

Произведем расчет сопротивления петли фаза-ноль

В качестве трансформатора принимаем следующий

U НН =0,4 кВ

Р к =7,6 кВ

Определяем сначала индуктивное и активное сопротивление обмотки трансформатора (мОм) по формулам (6.1) и (6.2)

Надежность работы электрических сетей TN с классом напряжения до 1 кВ во многом зависит от параметров срабатывания защитного оборудования, отключающего аварийный участок при образовании сверхтоков. Существует несколько методик, позволяющих проверить надежность срабатывания автоматов защиты, сегодня мы подробно рассмотрим одну из них – измерение сопротивления петли «фаза-ноль». Для лучшего понимания процесса начнем с краткого описания терминологии, после чего перейдем к методике электрических испытаний при помощи специального устройства MZC-300.

Что подразумевается под цепью «фаза-ноль»?

В системах с глухозаземленной нейтралью (подробно о них можно прочитать в статье ) при контакте одной из фаз с рабочим нулем или защитным проводником РЕ, образуется петля фаза-ноль, характерная для однофазного КЗ.

Как и любая электроцепь, она имеет внутреннее сопротивление, расчет которого позволяет определить остальные значащие параметры, в частности, ток КЗ. К сожалению, самостоятельный расчет сопротивления такой цепи связан с определенными трудностями, вызванными необходимостью учета многих составляющих, например:

• Суммарная величина всех переходных сопротивлений петли, возникающих в АВ, предохранителях, коммутационном оборудовании и т.д.
• Движение электротока при нештатном режиме. Петля может образоваться как с рабочим нулем, так и заземленными конструкциями здания.

Учесть в расчетах все перечисленные составляющие на практике не реально, именно поэтому возникает необходимость в электрических измерениях. Спецоборудование позволяет получить необходимые параметры автоматически.

Необходимость в измерениях

Замер сопротивления петли проводится в следующих случаях:

• При вводе в эксплуатацию, после ремонта, модернизации или переоборудовании установок.
• Требование со стороны служб различных служб контроля, например Облэнерго, Ростехнадзор и т.д.
• По заявлению потребителя.

В ходе электрических замеров устанавливаются определенные параметры петли Ф-Н, а именно:

• Общее сопротивление цепи, которое включает в себя:

электросопротивление трансформатора на подстанции;

аналогичный параметр линейного проводника и рабочего нуля;

образующиеся в коммутационном оборудовании многочисленные переходные сопротивления, например в защитных устройствах (АВ, УЗО, диффавтоматах), пускателях, ручных коммутаторах и т.д. Также влияние оказывает сечение проводников, изоляция кабелей, заземление нейтрали трансформатора, параметры УЗО или другой защиты электроустановок.

• Ток КЗ (I КЗ). В принципе, его можно рассчитать, используя формулу: I КЗ = U Н /Z П, где U Н – номинальный уровень напряжения в электросети, а Z П – общее сопротивление петли. Учитывая, что защитные устройства при КЗ должны автоматически отключать питание согласно установленным временным нормам, то необходимо выполнение следующего условия: Z П *I AB <= U Н. В данном случае I AB ток, при котором срабатывает АВ или другое устройство защиты, его величина должна уступать I КЗ.

Перед описанием детальных методик измерений, необходимо кратко описать прибор, который будет использоваться в процессе – MZC-300. Мы остановили свой выбор на этом устройстве, поскольку оно чаще всего применяется измерительными лабораториями.

Краткое описание MZC-300

Рассмотрим внешний вид и основные элементы измерителя MZC-300.

Обозначения:

1. Информационный дисплей. Полное описание его полей можно найти в руководстве по эксплуатации.
2. Кнопка «Старт». Запускает следующие процессы измерений:

• Z П, напомним, это общее сопротивление цепи Ф-Н.
• I КЗ – ожидаемый ток КЗ.
• Активного сопротивления, необходимо для калибровки прибора.

Старт каждого измерения сопровождается характерным звуковым сигналом.

1. Кнопка «SEL». Служит для последовательного вывода на информационный дисплей всех характеристик петли, полученных в результате последнего замера. В частности отображается следующая информация:

• Параметры Z П.
• Ожидаемый I КЗ.
• Уровень активного и реактивного сопротивления (R и Х).
• Фазный угол ϕ.

1. Кнопка «Z/I». По окончании испытаний переключает на дисплее отображение характеристик между ожидаемым I КЗ и Z П.
2. Кнопка отключения/включения измерительного устройства. Если при запуске прибора одновременно с данной кнопкой нажать «SEL», то измеритель перейдет в режим автокалибровки. Его подробное описание можно найти в руководстве пользования.
3. Разъем для подключения щупа, контактирующего с рабочим нулем, проводником РЕ или, PEN. Соответствующее обозначение нанесено на корпус прибора.
4. Разъем щупа, подключаемого к одному из фазных проводов. Как правило, помечен литерой «L».
5. Как и разъем i, в отличии от гнезд для измерительных проводов, используется только в режиме автоматической калибровки. На корпусе прибора обозначаются как «К1» и «К2».

Подготовительный этап

Практически все методы измерений цепи «фаза-ноль» не позволяют получить точную информацию о таких характеристиках, как Z П и I КЗ. Это связано с тем, что векторная природа напряжения не принимается во внимание. Проще говоря, учитываются упрощенные условия при коротком замыкании. В процессе испытания электроустановок такая приближенность допускается только в тех случаях, когда уровень реактивного сопротивления не имеет существенного влияния.

Перед тем, как приступить к измерению характеристик петли «Ф-Н», предварительно следует провести ряд предварительных испытаний. В частности, проверить непрерывность и уровень сопротивления защитных линий. После этого измерить сопротивление между и основными металлическими элементами конструкции здания.

Методика измерений с использованием MZC-300

Прежде, чем переходить непосредственно к испытаниям, кратко расскажем о принятом порядке, он включает в себя:

• Соблюдение определенных условий, обеспечивающих необходимую точность.
• Выбор способа подключения устройства.
• Получение информации о напряжении сети.
• Измерение основных характеристик петли «Ф-Н».
• Считывание полученной информации.

Рассмотрим каждый из перечисленных выше этапов.

Соблюдение определенных условий

Следует принять во внимания некоторые особенности работы измерителя:

• Устройство не допустит проведение испытаний, если номинальное напряжение сети превысит максимальное значение (250В). Превышение диапазона измерения (250,0 В) приведет к тому, что на экране прибора отобразится предупреждение «OFL» сопровождаемое продолжительным звучанием зуммера. В этом случае прибор следует выключить и отключить от измеряемой петли.
• При на экране устройства будет высвечиваться ошибка в виде символа «–», сопровождаемая длительным сигналом зуммера.
• Уровень напряжения в измеряемой петле недостаточное для испытаний, как правило, если ниже 180,0 вольт. В таком случае экран выдаст ошибку с символом «U», сопровождаемую двумя сигналами зуммера.
• Срабатывание термической блокировки прибора. При этом на экране высвечивается символ «Т», а зуммер выдает два продолжительных сигнала.

Выбор способа подключения устройства

Рассмотрим несколько вариантов электрических схем подключения прибора для проведения испытаний:

1. Для проверки надежности заземления электрооборудования применяется способ подключения, приведенный ниже.

Важно! Вне зависимости способа подключения прибора необходимо убедиться в надежности соединения проводов.

Получение информации о напряжении сети

Рассматриваемый нами прибор позволяет измерить U H в пределах диапазона от 0 до 250,0 вольт. Фазное напряжение отображается на дисплее прибора сразу после нажатия кнопки включения или по истечении пяти секунд, после проведения испытаний (если не было произведено нажатие управляющих кнопок, отвечающих за отображение результатов на экране).

Измерение основных характеристик петли «Ф-Н»

Методика измерения Z П в петле, применяемая в модельном ряде MZC основана на создании искусственного КЗ с использованием ограничивающего сопротивления (10,0 Ом), понижающего величину I КЗ. После испытаний микропроцессор прибора производит расчет Z П, выделяя реактивные и активные составляющие. Процедура измерения не превышает 30,0 мс.

Характерно, что прибор автоматически выбирает нужный диапазон для измерения Z П. При нажатии кнопки «Z/I» на дисплей поочередно выводятся такие основные характеристики петли, как ожидаемый ток КЗ (I КЗ) и общее сопротивление (Z П).

Следует учитывать, что при вычислениях микропроцессор устанавливает величину U H на уровне 220,0 вольт, в то время, как текущее номинальное напряжение может отличаться от расчетного. Поэтому для увеличения точности замеров электрической цепи следует вносить поправку. Например, при действительном U H , равном 240,0 В, поправка для снижения погрешности прибора будет равна 1,09 (то есть необходимо 240 разделить 220).

Процесс измерения характеристик петли запускается кнопкой «Старт».

Важно! Испытания, проводимые при помощи приборов модельного ряда MZC, практически гарантированно приводят к срабатыванию УЗО. Чтобы избежать этого, необходимо предварительно зашунтировать устройства защитного отключения. После проведения измерений не забудьте снять шунт с УЗО.

Считывание полученной информации

Как уже упоминалось выше, испытания начинаются после нажатия кнопки «Старт». После завершения измерений, на экране отображаются характеристики петли «Ф-Н», в зависимости от установленных настроек. Перебор отображаемой на дисплее информации осуществляется при помощи кнопок «SEL» и «Z/I».

Следует учитывать, что прибор MZC-300 отображает только результаты последнего измерения. Если необходимо хранение в электронной памяти результатов всех испытаний потребуется устройство с расширенными возможностями, например прибор MZC-303E.

Такое устройство позволяет не только хранить информацию обо всех измерениях в электронной памяти, но и при необходимости переносить ее на компьютер, при помощи интерфейса USB.

Меры безопасности при измерении петли «Ф-Н»

Согласно требованиям ПУЭ и норм ПТБ испытания должны проводиться подготовленными сотрудниками электролабораторий. Для проведения данных работ необходимо распоряжение или наряд-допуск, выданный работником, обладающим данным правом.

Испытания могут проводить лица, чей возраст не менее 18 лет, прошедшие соответствующее обучение и проверку знаний ПТБ. Бригада электролаборатории должна быть обеспечена соответствующим инструментом, а также всеми необходимыми средствами индивидуальной защиты.

Бригада должна включать в себя, как минимум, двух работников с третьей группой электробезопасности.

Испытания запрещается проводить в помещениях повышенной опасности, а также, если имеет место высокая влажность.

По завершению процесса испытаний результаты вносятся в специальные протоколы испытаний (проверки).

В наше время электричество является не только удобным и качественным вариантом проживания, но и представляет высокий риск для жизни человека. При таких условиях хорошо, если проводку проводил специалист, так как сою выполненную работу они обязаны проверить на безопасность. Для проверки безопасности профессионалы используют способ, в основу которого входит создание высокой нагрузки на проведенную разводку. Такой метод проверки называют проверкой на сопротивления петли фаза ноль.

Петля фаза-ноль: что это

Начинаем с выяснения пути от подстанции до проводки в дом электрического тока. Отметим то, что к старым домам или постройкам от распределительного щитка подходят только 2 провода.

А именно:

• Фаза;
• Ноль.

Заземляющий контур в таких постройках, то есть там, где есть петля, не предусмотрен.

Подводка кабеля к дому от подстанции может насчитывать более 200 и 300 м и ко всему этому она может быть разделенной на несколько участков, в которых может быть использован кабель разного сечения и присутствие нескольких распределительных щитков. Такая проводка довольно сложная коммуникация.

Но основное – это, то, что весь участок проводки находится под определенным сопротивлением, которое в свою очередь ведет к потере мощности напряжения.

Такая потеря мощности и напряжения не зависит от качества сборки щитовой. Такое качество проводки известно всем электрикам и по такой причине составление проекта делается с учетом таких потерь.

Если монтаж проводки выполнен качественно и грамотно, то в этом случае появляется гарантия правильной работы необходимого участка сети. А в том случае если во время проведения работ были допущены ошибки, отклонение от нормативов, то это явно увеличивает шанс потери, сбои работы сети и аварийные ситуации. По этой причине специалисты и проводят замеры показателей напряжения и в дальнейшем делают им анализ.

Отметим, то, что вся цепь электричества является зацикленным контуром и нулевым, то есть, по сути, мы видим своеобразную петлю.

Измерение петли фаза-ноль: методика

Для того чтоб понять методику ПФН, нужно обратиться к схематическому изображению, в котором есть присутствие подключения потребителя через розетку. Таким образом, подводим к розетке два провода, один – это фаза, а второй ноль, при этом до момента подачи напряжения в розетку происходит утеря мощности напряжения, так как происходит сопротивление магистрали проводов и кабелей.

Такой процесс с давних времен описан законом Ома.

Такая формула включает в себя сочетание величин с постоянным током. А для перевода формулы на переменный ток, необходимо учесть некоторые показатели.

А именно:

• Показатель активной составляющей сопротивления электрической сети;
• И показатель реактивно состоящего емкости и индуктивной части.

Должны все понимать, что образование электрического тока в трансформаторе, образуется за счет электродвижущей силы. Ток теряет часть своей мощности в тот момент, когда проходит через подводящий кабель к потребителю. При таком прохождение и сам ток проходит несколько видов сопротивления.

Конкретнее:

• Самая существенная составляющая в сопротивлении – это активное, то есть провод и сам потребитель;
• Сопротивление обмоток, которое преодолевает электрический ток – это индуктивное сопротивление;
• Сопротивление отдельных элементов называется емкостное.

Для подсчета полного сопротивления электрической сети, нужно определить электрическую движущею силу, которая появляется в обмотке кабеля трансформатора. Единственно, что без особого разрешения на подстанцию вам не зайти, так что проводить замеры, вам придется проводить в розетке. Но при таком расчете розетка не должна находиться под нагрузкой. Только замера розетки без нагрузки, необходимо замерять ее под нагрузкой. Для такого замера, в розетку необходимо включить любой прибор и произвести замер.

Учтите тот факт, что нагрузка которая находится в розетке должна быть со стабильным показателем, в период проведения замеров. Также необходимо чтоб сила тока была от 15 до 2 ампер, а если нет такой силы, то дефекты сетевого участка могут не показаться.

После выполнения замеров можно определить полное сопротивление. При таком действие необходимо учесть, то, что напряжение в сети может быть нестабильным. Понятно то, что при нагрузке напряжение в сети повышается. Методика измерения цепи, где присутствует нуль и ИФН имеет свое определение. Для того чтобы получить доступную информацию и получить определение вам потребуется электрическая таблица.

Где проходит измерение петли фаза-ноль

Для проведения замеров можно использовать самодельное измерительное устройство, в этом проблема не заключается, но использовав такие приборы вы не получите точные цифры. По этой причине для проведения замеров лучше использовать некоторое специальное измерительное устройство. Тем более что все показатели должны быть записаны в специальный протокол. Образец заполнения вы можете найти в сети.

А именно:

• Вольтметр;
• Или амперметр, но с высокой точностью показаний.

Такие приборы можно купить на рынке, стоимость такого устройства не маленькая, но для специалиста, такой прибор просто необходим.

Самостоятельное измерение петли фазы ноль можно проводить в розетке.

Специалисты знают, что розетка это не единственное место, где можно провести такие замеры. Такие замеры можно провести в распределительном щитке. В том случае если в дом заходит электрическая сеть трех фазного кабеля, то проведение замеров необходимо проводить на каждой фазе с нулем. Такие замеры необходимы, так как одна из фаз могла быть собрана неправильным образом.

Зачем нужно измерение сопротивления петли фаза-нуль

Измерение этих показателей необходимы в двух целях.

А именно:

• Определить качество используемых электрических сетей;
• Для оценки надежности защитных устройств и приборов.

Если замеры сопротивления проводились для определения качества, то в этом случае вам придется сравнить полученный итог с сопротивлением петли, которое было написано в проекте. Если в этом случае замеры показали большее сопротивление, чем оно должно быть, то были выполнены неправильно монтажные работы или были допущены другие дефекты магистрали. В том случае если проект отсутствует или был утерян, то в этом случае для сравнения вам придется обратиться в проектную службу. Для того чтоб иметь представление о проекте, вам необходимо получить определенные навыки.

Если вы проводили замеры сопротивления петли для оценки надежности защиты, то тут вам необходимо провести расчеты по формулам и некоторым законам Ома.

В таких измерениях основной задачей является определить мощность короткого замыкания, так как от такой проблемы и устанавливаются защитные устройства.

Измерение петли фаза нуль (видео)

Итак, делаем выводы исходя из статьи. Замеры полного сопротивления петли фазы ноль, – это основная часть регламентной работы по обслуживанию электрической сети и электрических установок. Замеры такого типа дают более подробную информацию о состояние. По этой причине результат замеров контролируется и определяет необходимость в проведение ремонтных работах.