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;

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.

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

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)

В электроустановках до 1000 В с глухозаземленной нейтралью 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 на корпус оборудования образуется контур, состоящий из цепи фазного и нулевого проводников. Это контур принято называть петлей «фаза-нуль». Рассчитать сопротивление контура L-N (или контура L-PE) достаточно сложно, поскольку существует множество факторов, которые учесть в расчетах очень сложно (таких как наличие переходных сопротивлений коммутационных аппаратов, наличие других путей тока аварийного режима — трубопроводов, металлоконструкций, повторных заземлений т.д.), — а при измерении они учитываются автоматически.

Характеристики устройств защиты и полное сопротивление петли «фаза-нуль» (в случае, когда сопротивлением в месте замыкания можно пренебречь), должны обеспечивать при замыкании на открытые проводящие части автоматическое отключение питания в пределах нормированного времени. Это требование выполняется при условии:

Где Z S — полное сопротивление петли «фаза-нуль»;
I A — ток, меньший тока замыкания, вызывающий срабатывание устройства защиты;
U 0 — номинальное напряжение (действующее значение) между фазой и землей.
Величину Z S необходимо измерять для определения правильности используемой защиты. Её можно получить при использовании производимых фирмой Sonel измерителей параметров петли короткого замыкания, к которым относятся приборы серии MZC-200, серии MZC-300, а также приборы MZC-310S, MIE-500, MPI-511. Использование измерителей активного сопротивления MZC-200 является допустимым в цепях, где значением реактивного сопротивления можно пренебречь (X S →0) и активное сопротивление R S принять за полное Z S:

Для измерения малых величин сопротивлений необходимо использовать измерители полного сопротивления петли короткого замыкания, так как погрешность, вызванная пренебрежением реактивной составляющей полного сопротивления, может иметь существенное значение. В этом случае применяются измерители MZC-300, MZC-303Е, MZC-310S, MIE-500 и MPI-511.

Измерители активного сопротивления и полного сопротивления могут быть с успехом применены для измерения сопротивления заземляющего устройства. При этом в качестве источника необходимо использовать одну из фаз.

Результат измерения есть сумма сопротивлений проверяемого заземляющего устройства, рабочего заземления, внутреннего сопротивления источника фазы и фазного провода. Этот результат несколько больше реального сопротивления заземляющего устройства, однако, если результат меньше допустимой величины для испытуемого заземляющего устройства, устройство заземления можно считать правильным, и не использовать более точных методов измерения.

Метод измерения

Напряжение в испытуемой цепи измеряют с включенным и отключенным сопротивлением R, и сопротивление петли «фаза-нуль» рассчитывают по формуле:

Где
R S — сопротивление петли «фаза-нуль»,
U 1 — напряжение, измеренное при отключенном R,
U 2 — напряжение, измеренное при включенном R,
I R — ток, протекающий через сопротивление нагрузки

Метод падения напряжения на нагрузочном сопротивлении рекомендован приложением D1 стандарта ГОСТ Р 50571.16-99.

Особенности измерения

Zs ≠ Rs (только для серии MZC-200)

Измерители серии MZC-200 измеряют активное (R S) сопротивление петли короткого замыкания.

Для справки:

Рассмотрим влияние реактивной составляющей полного сопротивления на примере распределительной секции многоэтажного здания, выполненной одножильными проводами больших сечений или кабелями с медными жилами (ρ = 0,018 Ω∙м/мм2) не находящихся в одной оболочке, сечением S = 240 мм 2 и протяженностью около 50 метров. Для такой электропроводки характерна высокая, ничем некомпенсированная индуктивность. При суммарной длине фазного и нулевого провода 100 м L = 0,57∙10 -4 Гн), сопротивления R, X, Z вычисляется следующим образом:

Как видно, полное сопротивление почти в 2,6 раз больше активного. Рассмотренный случай является нетипичным, но показывающим необходимость измерения «истинного (полного) сопротивления».

Измерение под напряжением

Измерители параметров петли производят измерения в линиях, находящихся под напряжением. Коммутация эталонного резистора осуществляется через тиристорный блок (на полупериод промышленной частоты — 10 мс); применение быстродействующего АЦП (аналого-цифрового преобразователя) позволяет реализовать данный метод измерения с высокой точностью. Угол между напряжением и током в исследуемой сети по модулю (при отставании или опережении тока) должен быть не более 180.

Преимущества косвенного метода измерения:

нет необходимости в постороннем источнике питания;

результатом являются реальные значения сопротивления петли короткого замыкания от места подключения измерителя и ожидаемого тока короткого замыкания;

питающий трансформатор не исключается из схемы электроснабжения на время измерения;

осуществляется контроль действующего значения напряжения в процессе измерения.

Вычисление тока

Ожидаемый ток короткого замыкания рассчитывается по отношению к номинальному напряжению сети по формуле:

Отклонение напряжения сети от номинального вызовет линейное отклонение рассчитанного тока от действительного.

Целостность цепи

Перед выполнением измерения активного сопротивления автоматически проверяется целостность измеряемых цепей. Контроль целостности проводников происходит в течение 10 мс током с максимальной величиной 35 мA. После того как установлено, что сопротивление цепи менее 3 кΩ происходит процесс измерения активного сопротивления сети большим испытательным током. Отсутствие целостности цепи сигнализируется на дисплее и звуковым сигналом. Этот факт можно использовать для контроля целостности контура.

Оценка сопротивления заземления

Величина сопротивления заземляющего устройства измеряется через петлю «фаза-нуль». Источником напряжения служит фазный провод, измерительный ток зависит от величины токоограничивающего резистора. При оценке величины сопротивления заземления необходимо помнить о завышенных результатах измерения: R S =R u +R r +R ист +R фазы

Автозамена L и N

В приборах MZC, MIE, MPI cоблюдение правильности подключения фазного провода к зажиму L, а нейтрального провода к зажиму N не является обязательным, так как измеритель автоматически идентифицирует подключенные провода и в случае необходимости самостоятельно переключит зажимы.

Функция RCD

В приборах MZC-303E, MPI-511 функции RCD применяется для измерения параметров цепи «фаза-защитный провод» без обязательного срабатывания УЗО с номинальным током не менее 30 мА. Прибор производит измерение сопротивления петли короткого замыкания в диапазоне от 0 до 1999 Ω. При этом выполняется серия искусственных замыканий (каждое из них длится 20 мс) с измерительным током не более 15 мА. Время выполнения всего измерения составляет около 10 секунд. Применение такого большого диапазона измерения вызвано вероятностью значительных величин полного сопротивления петли L — PE в электроустановках с выключателями дифференциального тока. Величина сопротивления заземления (наибольшая составляющая полного сопротивления цепи L — PE) должна быть в этом случае такова, чтобы произошло срабатывание дифференциального выключателя при появлении недопустимого напряжения прикосновения. Например, полное сопротивление цепи L — PE для выключателя дифференциального тока с номинальным током 30 мА в электроустановке с допустимым напряжением прикосновения 50 В будет равным 1666 Ω. Данная величина превышает возможности диапазонов измерения 200 Ω.

Преимущества True RMS

Почти все приборы при измерении напряжения показывают значение, которое предлагается рассматривать как эффективное значение входного сигнала. Однако в некоторых приборах зачастую измеряется среднее абсолютное или максимальное значение сигнала, а шкала градуируется так, чтобы показание соответствовало эквивалентному эффективному значению в предположении, что входной сигнал имеет синусоидальную форму.

Не следует упускать из виду, что точность таких приборов крайне низка, если сигнал содержит гармонические составляющие. Для измерения тока с искаженными кривыми необходимо при помощи анализатора кривой сигнала проверить форму синусоиды, после чего использовать измеритель с усреднением показаний только в том случае, если кривая окажется действительно идеальной синусоидой. Или же можно постоянно использовать измеритель с истинно среднеквадратическими показаниями и не проверять параметры кривой.

Современные измерители подобного типа используют усовершенствованные технологии измерения, позволяющие определить реальные эффективные значения переменного тока и напряжения вне зависимости от того, является ли токовая кривая идеальной синусоидой или имеет гармонические искажения. Приборы Sonel типа MZC-310S, REN-700, CMP-1000, MPI-511 относятся к измерителям класса TRUE RMS.