Полное руководство по замерам петли фаза нуль. Электролаборатория

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)

Представить себе жизнь современного человека без электричества и разнообразных электроприборов попросту невозможно. Сборку различных агрегатов и электрических схем можно выполнить самостоятельно. Необходимо лишь в точности следовать имеющейся документации, а также проводить замер полного сопротивления цепи фаза-ноль, что позволит обеспечить беспроблемность эксплуатации электрооборудования и его полную безопасность.

Параметры защиты

Электрический ток имеет разрушительную силу, поэтому опасен для оборудования, материальных ценностей и живых организмов. Для защиты от поражения высоким напряжением в прошлом использовались различные изоляции из диэлектриков и проводились замеры параметров работы электролиний.

Сегодня при эксплуатации разнообразных электроустройств используются всевозможные устройства защитного отключения и автоматические выключатели, которые обеспечивают полную безопасность эксплуатации оборудования. Также применяются защитные меры, в том числе разделение рабочего нуля и заземление электротехники.

В процессе эксплуатации параметры электросетей и используемого оборудования может изменяться, что объясняется особенностями работы техники и износом силовых линий.

Потребуется на регулярной основе выполнять проверку соответствия текущих характеристик требуемым нормативам по безопасности электрических сетей. Только так можно будет обеспечить полную беспроблемность эксплуатации техники, исключив одновременно поражение электротоком.

Выполняются следующие замеры и контроль:

Подобные работы не представляют особой сложности, поэтому, имея начальные навыки в электротехнике и используя соответствующее оборудование, можно все замеры выполнить самостоятельно, что обеспечивает правильность работы техники и экономит расходы домовладельца на обращение к профессиональным специалистам.

Контроль параметров электросети выполняется на постоянной основе, вне зависимости от типа приборов и режимов их эксплуатации.

Для чего осуществляют измерение

Основной задачей выполнения измерения петли фазы-ноль является защита кабелей и электрооборудования от перегрузок, которые могут возникать в процессе эксплуатации техники. Высокое сопротивление электрокабелей приводит к перегреву линии, что, в конечном счёте, может спровоцировать короткое замыкание и пожар. На показатели фазы влияют различные параметры, в том числе окружающая среда, характеристики воздушной линии, качество кабеля.

При выполнении замеров в обязательном порядке включают контакты имеющейся автоматической защиты, контакторы, рубильники, проводники напряжения к электроустановкам. В качестве таких проводников используются силовые кабели, которые подают в фазу-ноль к запитываемой технике.

Полное сопротивление фазы-ноль рассчитывается с помощью специальных формул, которые учитывают материал и сечение проводников, протяжённость линии и ряд других параметров. Получить максимально точные результаты измерений можно лишь обследовав физическую цепь, к которой подключены различные электроустройства.

При наличии в электроцепи устройства защитного отключения его при выполнении измерений в обязательном порядке отключают, что позволяет получить максимально точные данные. Используемые УЗО при прохождении больших токов обесточивают сеть, поэтому получить достоверные результаты будет невозможно.

Существующие методики расчетов

Измерение фазы-ноль может выполняться с помощью различных методик. В промышленности и с электрооборудованием, где требуется максимально возможная точность расчетов, используются специальные приборы, которые имеют минимальную погрешность. Также в таком случае используются соответствующие формулы, которые учитывают различные факторы, влияющие на качество полученных данных. В бытовых условиях будет достаточно использование простейших измерителей, что поможет получить необходимую информацию.

Наибольшее распространение получили следующие методики измерения петли фаза-ноль:

• Метод падения напряжения.
• Метод короткого замыкания в цепи.
• Использование амперметра-вольтметра.

При использовании метода снижения напряжения все замеры проводят при отключении нагрузки, после чего в цепь включают нагрузочное сопротивление с заранее рассчитанной величиной. С помощью специального устройства измеряется величина нагрузки в цепи, после чего полученные результаты сверяются с эталоном, проводятся соответствующие расчеты, которые сравниваются с нормативными данными.

Метод коротких замыканий в цепи подразумевает подключение к сети специального прибора, создающего искусственные короткие замыкания в необходимой потребителю точке. С использованием специальных устройств определяют величину тока короткого замыкания, а также время срабатывания защиты. Полученные данные сверяются с нормативными показателями, после чего рассчитывается соответствие электроцепи действующим нормативам и требованиям.

При использовании метода амперметра-вольтметра снимают с цепи питающее напряжение, после чего подключают к сети понижающий трансформатор, замыкают фазный провод действующей электроустановки. Полученные данные обрабатывают, и, используя специальные формулы, определяют необходимые параметры.

Наибольшее распространение на сегодняшний день получила методика измерения петли фаза-нуль методом подключения нагрузочного сопротивления. Такой способ сочетает простоту использования, максимальную точность, поэтому он применяется как в быту, так и при необходимости получения сверхточных данных. При необходимости контроля показателя фазы в одном здании сопротивление нагрузки подключают в самом дальнем доступном участке цепи. Подключение приборов осуществляется к предварительно защищенным контактам, что позволит избежать падения напряжения и ослабления силы тока.

Первоначальные измерения выполняют без подключения нагрузки, после чего с помощью амперметра производится контроль с точной нагрузкой. По результатам полученных данных рассчитывают сопротивление петли фаза-ноль.

Также имеется возможность использования специальных устройств, которые с помощью соответствующей шкалы позволяют получить нужное сопротивление, обеспечивая максимально возможную точность рассчитанных данных.

При измерении этого показателя рассчитанных данных хватает для определения качества электросети в быту. В промышленности при выполнении соответствующего контроля составляется протокол, куда заносят все полученные величины. В таком протоколе выполняют соответствующие расчеты, после чего бумага подписывается инженерами и прикладывается к общей нормативно-технической документации.

Используемые высокоточные приборы

Для измерений и расчетов фазы могут применяться как стандартные амперметры и вольтметры, использование которых не представляет сложности, так и узкоспециализированные приборы. Последние обеспечивают максимально возможную точность полученных данных по параметрам электросети. Наибольшее распространение получили следующие измерительные приборы.

M417 - это надежный проверенный годами прибор, разработанный специально для измерения показателя сопротивления в цепи фазы-ноль. Одной из особенностей этого прибора является возможность проведения всей работы без снятия питания, что существенно упрощает контроль за состоянием электросети. Этот аппарат использует метод падения напряжения, обеспечивает максимальную возможную точность полученных расчетов. Допускается использование М417 в цепи с глухозаземленной нейтралью и напряжением в 380 Вольт. Единственный недостаток использования этого приспособления - это необходимость калибровки устройства перед началом работы.

MZC-300 - измерительное устройство нового поколения, которое построено на базе мощного микропроцессора. Приборы используют метод падения напряжения с подключением сопротивления в 10 Ом. MZC-300 обеспечивает время замера на уровне 0,03 секунды и может использоваться в сетях с напряжением 180−250 Вольт. Прибор для обеспечения точности данных подключают в дальней точке сети, после чего нажимают кнопку Старт, а полученный результат выводится на небольшой цифровой дисплей. Все расчёты выполняет микропроцессор, что существенно упрощает контроль фазы.

ИФН-200 - многофункциональный прибор, позволяющий выполнять измерения фазы. Работает устройство с напряжением 180−250 Вольт. Имеются соответствующие разъемы для упрощения подключения к сети, а использование этого приспособления не представляет какой-либо сложности. Ограничение на измерении в цепи составляет 1 кОм, при превышении которого срабатывает защита и отключается устройство, предотвращая его перегрузку. Выполнен прибор на базе мощного микропроцессора и имеет встроенную память на 35 последних вычислений.

В соответствии с ПТЭЭП для контроля чувствительности защит к однофазным замыканиям на землю в установках до 1000 В с глухозаземленной нейтралью необходимо выполнять измерения сопротивления петли “фаза-нуль”.

Для измерения сопротивления петли “фаза-нуль” существует ряд приборов, различающихся схемами, точностью и др. Области применения различных приборов приведены в табл. 1.

Приборы для измерения электрических параметров заземляющих устройств, в том числе измерения сопротивления петли фаза-нуль

Проверка производится для наиболее удаленных и наиболее мощных электроприемников, но не менее 10% их общего количества.

Проверку можно производить расчетом по формуле Zпет = Zп + Zт / 3 где Zп- полное сопротивление проводов петли фаза-нуль; Zт - полное сопротивление питающего трансформатора. Для алюминиевых и медных проводов Zпет = 0,6 Ом/км.

По Zпет определяется ток однофазного короткого замыкания на землю: Iк = Uф / Zпет Если расчет показывает, что кратность тока однофазного замыкания на землю на 30% превышает допустимые кратности срабатывания защитных аппаратов, указанные в , то можно ограничиться расчетом. В противном случае следует провести прямые измерения тока короткого замыкания специальными приборами, например, типов ЭКО-200, ЭКЗ-01 или по методу амперметра-вольтметра на пониженном напряжении.

Метод амперметра - вольтметра при измерении сопротивления петли фаза-нуль

Испытуемое электрооборудование отключают от сети. Измерение производят на переменном токе от понижающего трансформатора. Для измерения делается искусственное замыкание одного фазного провода на корпус электроприемника. Схема испытания - приведена на рисунке.

После подачи напряжения измеряются ток I и напряжение U, измерительный ток должен быть не менее 10 - 20 А. Сопротивление измеренной петли Zп=U/I. Полученное значение Zп должно быть арифметически сложено с расчетным значением полного сопротивления одной фазы питающего трансформатора R т/3.

Программа проведения измерений сопротивления петли фаза-нуль

1. Ознакомление с проектной и исполнительной документацией и результатами предыдущих испытаний и измерений.

2. Подготовка необходимых электроизмерительных приборов и испытательных устройств, проводников и защитных средств.

3. После выполнения организационно-технических мероприятий и допуска на объект, выполнение измерений и испытаний

4. Оценка и обработка результатов измерений и испытаний.

5. Оформление измерений и испытаний.

6. Корректировка схем, оформление подписей о пригодности (не пригодности) электрооборудования к дальнейшей эксплуатации.

Общие требования по определению сопротивления петли «фаза-нуль» заключается в измерении тока короткого замыкания с целью проверки времени срабатывания защитных устройств от величины этого тока при замыкании фазы на корпус электроаппарата.
При этих измерениях проверяется согласованность параметров цепи «фаза-нуль» с характеристиками автоматических устройств отключения защитных аппаратов, при возникновении в этой цепи коротких замыканий, по времени отключения.
По измеренному сопротивлению и полученному расчетом результату однофазного тока короткого замыкания определя¬ют время автоматического срабатывания защитного аппарата. Это время должно быть в норме требований ПУЭ (п. 1.7.79) по защите от поражения электрическим током при косвенных прикосновениях путем автоматического отключения питания.
Этот ток должен иметь определенную кратность по отношению к номинальному току плавкой вставки предохранителя или электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.

КАК ПРОВОДЯТ ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕТЛИ «ФАЗА-НУЛЬ»:

1.Если линия электроснабжения предусматривает несколько электроприборов — измерения проводят на самой удаленной точке (например: на одной линии несколько розеток и тд.).

2. Если линия электроснабжения предусматривает один источник потребления электроэнергии — измерения проводят непосредственно в месте присоединения к нагрузке (насос, электродвигатель, розетка, тэн и тд.)

Допустимые нормированные величины:

Сопротивление петли «фаза-нуль» и токи однофазных замыканий определяют:

• перед приемкой электрооборудования в эксплуатацию;
• в сроки планово-предупредительных или капитальных ремонтов.

По сопротивлению петли «фаза-нуль», обозначаемому Z ф0 (Ом), ток короткого замыкания I кз (А) определяется по формуле:

Iкз = U 0 /Z ф0

где U 0 — фазное напряжение (В).

В системе с глухозаземленной нейтралью в электроустановках до 1000 В при однофазном замыкании на корпус время отключения поврежденного участка цепи должно соответствовать п. 1.7.9 ПУЭ согласно нижеуказанной таблице 1.

Таблица 1: Допустимое (наибольшее) время отключения защиты в системе (TN) с глухозаземленной нейтралью

Указанные ограничения по времени отключения распрос­траняются и на групповые сети.

В цепях с распределительными щитами, групповыми, ввод­ными и этажными щитками время отключения не должно превышать 5 секунд.

В цепях, питающих только стационарные электроприемyики от РУ, допускается также время автоматического отклю­чения питания до 5 секунд с учетом выполнения следующих ме­роприятий:

Полное сопротивление защитного проводника между глав­ной заземляющей шиной и корпусом распределительного уст­ройства (Z P E ) должно удовлетворять следующему требованию:

ZPE =U0 /Zф0 ≤50В

т.е. имеется в виду, что
1) падение напряжения на защитном проводнике при воз-можном замыкании одной фазы не превысит сверхнизкого на-пряжения (ССН) равного 50 В (ПУЭ п. 1.7.43);
2) к шине РЕ РУ присоединена дополнительная система уравнивания потенциалов, охватывающая те же проводящие части, что и основная система уравнивания потенциалов.

В системах с изолированной нейтралью (IT) время защит­ного автоматического отключения питания при двойном за­мыкании на открытые проводящие части не должно превы­шать значений, приведенных в таблице 2.

Таблица 2
Наибольшее допустимое время автоматического отключения для систем с изолированной нейтралью (IT)

В системах с изолированной нейтралью аппараты и обо­рудование имеют защиту только от сверхтоков. Поэтому усло­вия данной таблицы проверяются измерением параметров цепи «фаза-фаза» или током междуфазного замыкания. В це­лом такие установки до 1000 В с системой (IT) широкого прак­тического применения не находят.

Особенности измерения петли «фаза-нуль»

Описываемые методы измерений петли «фаза-нуль» дают приблизительные значения величины сопротивлений или токов короткого замыкания, т.к. они не учитывают векторную природу напряжения, т.е. реальные условия, существующие во время замыкания на «землю». Такая степень приближен­ности приемлема при условии, что реактивное сопротивле­ние испытываемой цепи незначительно.

До выполнения измерения сопротивления петли «фаза- нуль» рекомендуется провести испытание сопротивлений защитных проводников, их неприрывности, а также сопротивлений изоляции элементов электроустановки рассматриваемого объекта в целом.

Проверка сопротивления петли «фаза-нуль» производится в обязательных случаях в электроустановках напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью при вводе в эксплуатацию и в действующих электроустановках при подключении новых потребителей к действующим электросетям.

Пример проверки сопротивления петли «фаза-нуль»:

После ремонта в помещении, была дополнительно проложена розеточная группа проводом ВВГнг 3х2,5 мм 2 . На самой дальней розетке произвели измерение сопротивления петли «фаза-нуль» с помощью прибора ПЗО-500 ПРО.

Согласно полученных данных и применив формулуIкз = U 0 /Z ф0 получимIкз =226/0,6 ,

Iкз = 376,7 А.

На розеточной группе установлен автоматический выключатель ВА 21-29 номиналом 16А, с электромагнитным расцепителем 10 I n .

Вывод: розеточная группа соответствует НД

Одним из важных моментов в эксплуатации электрооборудования является обеспечение его долговременной, нормальной работы, без каких-либо сбоев. Основными отрицательными факторами, негативно влияющими на нормальную работу электроприборов и оборудования, выступают перегрузки электрических сетей и короткое замыкание. В таких ситуациях важная роль отводится защитной аппаратуре, помогающей избежать серьезных последствий, в том числе и для обслуживающего персонала.

Для того, чтобы своевременно предотвратить подобные ситуации, необходимо проводить измерения, с целью выявления неисправностей в электрических сетях. Одним из первых измеряется полное сопротивление цепи фаза - нуль.

Для начала следует разобраться, что представляет собой петля фаза - нуль, и зачем измерять ее сопротивление?

В электроустановках с напряжением до 1000 вольт, в заземленной нейтрали нулевой провод соединяется с нулем трансформатора. Этот провод наглухо соединяется с общим контуром заземления. В случае замыкания фазного провода на корпус или на нейтральный провод, происходит образование контура, в состав которого входит электрическая цепь фазы и ноля. Этот контур и получил название петли фаза - ноль.

Проведение измерений петли фаза - нуль

• Полное сопротивление контура, которое включает в себя обмотки трансформатора, фазный и нулевой проводники, а также контакты различных автоматов, пускателей и прочих приборов.
• Значение тока, возникающего при коротком замыкании. Этот параметр позволяет выявить способность автоматов защищать при коротком замыкании.

Измерение контура фаза - ноль

• падение напряжения при отключенной электрической цепи;
• падение напряжения на сопротивлении нагрузки;
• специальным устройством короткого замыкания в электрической цепи.

Основным способом проверки контура с использованием современных измерительных приборов, является способ падения напряжения в сопротивлении нагрузки. Данный метод отличается безопасностью, удобством и значительной экономией времени.

Схемы, при помощи которых измеряется сопротивление цепи фаза - нуль