Измерение параметров петли фаза-ноль
Измерение фаза-ноль – очень важное испытание. Результатом его являются величины полного сопротивления и тока, который может протекать по повреждённой цепи, служащие критерием для понимания степени надёжности аппаратов защиты.
Защита может считаться пригодной, если она имеет соответствующий токовый номинал и обеспечивает своевременное отключение аварийного отрезка сети. Для проверки согласованности параметров защиты и параметров цепи и нужно данное тестирование.
Ниже на рисунке приведена общая схема, которая используется для измерения фаза-ноль.
Рисунок 1
Прибор фаза-ноль или тестер включают параллельно в цепь так, как указано на рисунке. Через внутренний резистор прибора, имеющий определённый номинал, начинает течь ток, путь которого обозначен прерывистой линией.
Z = Zвт. + Rф.пр. + Rз.пр.,
где
Zвт. – полное сопротивление вторичной обмотки трансформатора,
Rф.пр. – сопротивление проводника фазы от силового трансформатора до места, где подключен прибор фаза-ноль,
Rз.пр. – сопротивление защитного проводника от места подключения прибора до силового трансформатора.
Современные испытательные приборы рассчитывают и прогнозируемый ток короткого замыкания Iкз:
Iкз = Uном/Z,
где
Uном – номинальное сетевое напряжение между фазным и защитным проводниками (220 В),
Z – импеданс петли повреждения.
Приборы METREL, имеющие функцию измерения фаза-ноль, дополнены некоторыми полезными особенностями. Например, приборы MI 3122, MI 3102H BT, MI 3102H SE имеют встроенную таблицу предохранителей, из которой пользователь может выбрать нужный тип защиты, и по окончании измерения будет дана автоматическая оценка уместности использования данного аппарата в конкретной цепи.
Iкз = k*Uном/Z
Эта опция позволяет учесть специфические требования к аппаратам защиты.
Все приборы фаза-ноль от METREL оснащены режимом измерения без срабатывания устройств защитного отключения (УЗО). Это очень важно, так как в современных сетях УЗО распространены, и возможность вести измерения без оглядки на наличие данных устройств высвобождает время оператора. Работа этого режима возможна благодаря применению пониженного тока.
Приборы METREL уже в базовом комплекте имеют все необходимые принадлежности для этого измерения. Кабель с вилкой предназначен для проведения измерения параметров цепи фаза-ноль прямо в однофазной розетке (опционально доступны кабели с трёхфазной вилкой 16 А), а трёхпроводный кабель может быть подключён к клеммам проводников установки (см. рис. 2).
Рисунок 2
На данный момент прибор фаза-ноль является обязательным компонентом электротехнической лаборатории.
Измерение сопротивления петли «фаза-ноль»
Электролаборатория ГК Эколайф выполняет измерение сопротивления петли «фаза-ноль» на основе действующего Свидетельства о регистрации электролаборатории, с учетом действующих нормативных документов: Правил Устройства Электроустановок, Правил Технической Эксплуатации Электроустановок Потребителей, ГОСТ и других.
Договор на услуги электолаборатории
Наша компания работает с юридическими и физическими лицами. Мы заключаем договор на услуги электролаборатории, который является документом, четко определяющим стоимость и сроки выполнения работ. Заранее обговоренные условия снижают риски для обеих сторон, а также обеспечивают выгоду сделки для продавца и покупателя.
Подписание актов выполненных работ и приема-передачи оборудования означает успешное окончание работ. Мы предоставляем полный пакет документов, в том числе накладные, акты, счета-фактуры и кассовые чеки при оплате наличными, акты пуско-наладки, параметры настройки системы.
Содержание:
1. Необходимость проведения замера петли “фаза ноль”
2. Периодичность испытаний петли “фаза ноль”
3. Суть и методика проведения проверки сопротивления петли “фаза ноль”
4. Оборудование для проведения замера петли “фаза ноль”
5. Результаты измерений петли “фаза ноль” и возможные последствия
6. Протокол проверки согласования параметров цепи “фаза ноль”
Выезд инженера для расчета стоимости работ производится бесплатно
Введение
Все слышали фразу “Человек быстро привыкает к хорошему”. Но всегда ли мы её осознаём? Вспомните ситуацию, когда человек сидит за компьютером или смотрит телевизор, и происходит отключение электроэнергии. Многие раздосадованные люди в этот момент решают, что если уж отдохнуть не получилось, то нужно пойти что-нибудь сделать полезного. И достают пылесос или пытаются включить стиральную машину, забывая, что и эти приборы работают от электричества!
Именно для того, что подобные отключения были более редкими, а система электроснабжения оставалась надёжной, необходимо проведение технического обслуживания и профилактических работ.
И в данной статье пойдёт речь об очень важном исследовании, которое является обязательным в составе Технического отчёта электротехнической лаборатории.
К оглавлению
Необходимость проведения замера петли “фаза-ноль”Конечно же, деятельность любой электролаборатории направлена на предупреждение аварийных ситуаций в работе электроустановок всех типов. Проверка параметров цепи «фаза–ноль» – не исключение. Но для того чтобы понять, на предупреждение каких именно негативных последствий направлено данное измерение, нужно знать конечную цель этого измерения.
Ни для кого не секрет, что жилы одного кабеля ни в коем случае нельзя замыкать. Но если это произошло, то произойдёт очень красочное и яркое зрелище, под названием “короткое замыкание” (или сокращённо “К.З.”). Это информация так же известна всем со школьной скамьи из уроков физики. А вот что мало кто помнит или не знает вообще, так это о том факте, что при коротком замыкании происходит резкий скачок тока, в результате которого жилы кабеля невероятно сильно нагреваются, в доли секунды плавят и воспламеняют изоляцию.
А если основание, по которому проложен кабель, горючее, то вероятность возникновения пожара неминуема.
Именно поэтому в электроустановках используют автоматические устройства защитного отключения, такие как автоматические или дифференциальные выключатели, устройства защитного отключения (УЗО), плавкие вставки и т.п. Их назначение – вовремя прекратить подачу электричества в линию с коротким замыканием. И, говоря “вовремя”, имеются в виду доли секунды, ведь докрасна нагретый кабель и салют из искр способны спровоцировать пожар в очень короткий промежуток времени.
Из всего вышеизложенного напрашивается очевидный вывод: для того, чтобы избежать разрушающих последствий короткого замыкания, необходимо рассчитать и установить нужное по характеристикам устройство защиты. Собственно, ради этого и проводится проверка параметров цепи «фаза – нуль».
К оглавлению
Периодичность испытаний петли фаза нольЭлектричество, энергоносители и энергопотребители – вещи динамические, потому что зависят от множества условий, параметров и характеристик.
Конечно, никто не говорит о резких и глобальных изменениях, но некоторые колебания электрической сети, безусловно, присущи. Именно поэтому за состоянием элементов электроустановок необходимо постоянно следить и проводить периодические испытания их составляющих.
Для наглядности можно рассмотреть вот такой пример. Подавляющее большинство людей думают, что в каждой бытовой розетке используется напряжение ровно 220 вольт. В действительности, напряжение может быть различным даже в соседних зданиях. Более того, ГОСТами это предусмотрено: допустимое отклонение +/- 5%, предельное отклонение +/- 10% от номинальных 220 или 230 вольт. Следовательно, если замер напряжения в сети 220В показывает параметр, находящийся в диапазоне от 198 до 242 вольт, то это норма. А если в качестве номинального используется напряжение 230В, то верхний порог может достигать 253 вольт, и это так же будет нормой. Нормой, с предельным отклонением, но всё же нормой!
Получается, что максимально допустимая вилка разницы напряжения в сети, в зависимости от номинальных 220 или 230 вольт, может составлять 44 или 46 вольт (от -10% до + 10%) соответственно.
Серьёзный перепад напряжения, не правда ли?! И подобные перепады, безусловно, не лучшим образом влияют на электроустановки и систему электроснабжения в целом. А если забежать немного вперёд и учесть, что ток короткого замыкания является отношением напряжения цепи к полному сопротивлению её проводников, то можно смело заявить, что величина напряжения напрямую влияет на величину тока короткого замыкания, и чем выше напряжение, тем ток при коротком замыкании будет больше.
Приведённая в данном примере вариантность параметра сети лишь частность. Таких примеров можно назвать бесконечное множество. Причин, влияющих на возникновение подобных примеров, много. В этом списке источники энергоснабжения (электроснабжающие подстанции, промежуточные трансформаторы), качество и состояние электрических проводников и электроустановок, количество потребителей и т.д. Главное – нужно понимать, что состояние этих “причин” не статично, оно постоянно изменяется. Ведь может же в сети измениться количество потребителей? Конечно, может! Следовательно, напряжение в сети хоть немного да изменится.
А значит и ток короткого замыкания тоже изменится. Это и является основанием для проведения периодических проверок как отдельных цепей сети, так и электроустановки в целом.
Отметим, что “Правилами Устройства Электроустановок” (ПУЭ), а так же “Правилами Технической Эксплуатации Электроустановок Потребителей” (ПТЭЭП), проведение проверки параметров петли “фаза-ноль” регламентировано не реже одного раза в три года. Для электроустановок, расположенных в опасных зонах, не реже одного раза в два года.
Помимо периодических проверок, замеры петли “фаза-ноль” в обязательном порядке необходимо проводить после монтажа электроустановки, а также после проведения капитального её ремонта.
К оглавлению
Суть и методика проведения проверки сопротивления петли фаза нольЕсли кратко, то суть процесса заключается в определении тока короткого замыкания на отдельно взятой линии сети, и сопоставление этого параметра с установленным на той же линии автоматическим устройством защиты.
Если перефразировать, то измерение призвано выявить, верно ли подобраны автоматические выключатели по токовременным характеристикам.
А раз измерение так или иначе сводится к характеристикам автоматических устройств защиты, то стоит немного рассказать и о них.
Вообще, устройства защиты, будь то автоматический выключатель, диффавтомат, УЗО или любой другой – устройство довольно простое. И характеристик оно имеет не так уж и много. Но так как в рамках данной статьи нам интересны лишь время-токовые характеристики, то остановимся именно на них.
Любой автоматический выключатель имеет на своей лицевой стороне маркировку. Среди прочих характеристик, там указаны торговая марка, номинальное напряжение, ток и частота сети, для которой этот автомат предназначен, и прочее. Так же, в обязательном порядке маркировка содержит информацию о время-токовой характеристике отключения устройства. Маркируется эта характеристика указанием латинской буквы B, C, D или К (для однофазных автоматов). Следом за этой буквой следует цифра, обозначающая номинальный ток автоматического выключателя.
Выглядеть эта аббревиатура может, например, так: “В16”, “С32” или “D50”. Но так как нас интересует время и токовая величина срабатывания автомата при коротком замыкании, остановимся именно на них.
Что же обозначают буквы B, C, D и К? В этих буквах заключен очень простой смысл, а именно: при каком кратковременном превышении номинального тока автомат сработает (отключится). За основу этого параметра принят, как уже стало понятно, номинальный ток, а показатель превышения измеряется в кратном его увеличении.
Параметры кратности тока, соответствующие этим буквам, следующие:
• тип «B» – отключение автоматического устройства защиты произойдёт, если ток короткого замыкания будет превышать номинальный ток в 3 – 5 раз;
• тип «С» – такой автомат сработает при кратковременном скачке номинального тока в 5 – 10 раз
• тип «D» и «К» – автоматические выключатели этого типа будут эффективны, если номинальный ток увеличится в 10 – 14-ти кратном размере от номинала.
По времени срабатывания в зоне токов короткого замыкания автоматические выключатели подразделяются на:
• селективные – с отключением автоматического выключателя с выдержкой времени,
• нормальные (с временем срабатывания 0,02-1 секунды)
• быстродействующие (с временем срабатывания менее 0,005 секунды).
Теперь, зная параметры защитных устройств на каждой ветке электрической сети, остаётся сопоставить их с данными самой сети. Но, в отличие от автоматических выключателей, показатели сети не статичны и могут претерпевать изменения в процессе эксплуатации. Поэтому и необходимо с определённой периодичностью проводить проверку этих параметров с помощью измерения характеристик петли “фаза-ноль”.
Саму процедуру проведения проверки параметров цепи “фаза-ноль” можно разделить на три этапа.
• Проведение визуального осмотра;
• Непосредственное проведение измерений;
• Подведение итогов.
1 этап. Проведение визуального осмотра электроустановки
Во время осмотра, помимо исследования электроустановки, изучения документации и схем, проверки кабельных трасс и корпусов электрооборудования на предмет повреждений, проводят протяжку кабельных соединений в устройствах защиты. Проще говоря – затягивают болты на кабельных клеммах автоматических выключателях. Это крайне важное действие, без которого полученные результаты измерений могут быть просто неверными.
2 этап. Проведение измерений петли фаза ноль
Существуют разные методики для проверки петли фаза-ноль, а также разнообразные специальные измерительные приборы. Что касается методов измерения, основными считаются:
1. Метод падения напряжения. Замеры проводят при отключенной нагрузке, после чего подключают нагрузочное сопротивление известной величины. Работы выполняются с использованием специального устройства. Результат обрабатывают и с помощью расчетов делают сравнение с нормативными данными.
2. Метод короткого замыкания цепи. В этом случае проводят подключение прибора к цепи и искусственно создают короткое замыкание в дальней точке потребления. С помощью прибора определяют ток короткого замыкания и время срабатывания защит, после чего делают вывод о соответствии нормам данной сети.
3. Метод амперметра-вольтметра. Снимают питающее напряжение после чего, используя понижающий трансформатор на переменном токе, замыкают фазный провод на корпус действующей электроустановки.
Полученные данные обрабатывают и с помощью формул определяют нужный параметр. В последние годы именно этот метод завоевал наибольшую популярность.
В сущности, само по себе измерение достаточно примитивно. Оно заключается в определении точных показателей напряжения в сети и сопротивления измеряемых проводников – “фазы” с “нулём”, или “фазы” с “землёй” – в зависимости от того, какая именно петля подвергается испытаниям. После подключения щупов прибора к клеммам, прибор автоматически выдаёт на экране показатель напряжения сети, а затем измеряет сопротивление одновременно на проверяемой линии и обмотке трансформатора. Оба значения сопротивления суммируются и получается величина сопротивления, которая будет необходима при дальнейших расчётах.
Для измерений выбирают самые дальние точки линий сети. Если такую точку определить сложно, то проводят измерения по всей линии. Под “точками” понимаются розетки, а так же оборудование, имеющее металлический корпус (станки, двигатели, светильники и т.
д.)
После того, как получены оба значения – напряжение и сопротивление сети – можно переходить к расчётам, которые покажут ток короткого замыкания, и помогут определить, правильно ли установлены аппараты защиты.
3 этап. Проведение расчетов и составление протокола испытания
Составление протокола – это просто запись результатов проведения испытаний, и на нём мы остановимся позже. Сейчас же необходимо рассказать о проведении расчётов.
Ток короткого замыкания отражается в следующей зависимости:
Iкз=Uo/Rфо
где: Iкз – ток короткого замыкания; Uо – фазное напряжение; Rфо – полное сопротивление цепи.
На примере данный расчёт будет выглядеть следующим образом.
Предположим, что измерительный прибор выдал напряжение 225 вольт и полное сопротивление цепи 0,85 Ом. Автоматический выключатель, установленный для защиты этой цепи, имеет маркировку C32.
Итак, для начала нужно определить токовые рамки, в которых установленный автомат будет эффективен. Его маркировка С32 говорит о том, что это защитное устройство рассчитано на номинальное напряжение в 32 ампера, и относится к типу “С”, что означает его эффективность проявляется при кратности тока короткого замыкания в пределах от 5 до 10 от номинального.
Пятикратное умножение номинального тока дают нам 160 ампер, а десятикратное – 320. То есть, ток короткого замыкания должен быть в пределах от 160 до 320 ампер. Формула данного условия будет выглядеть вот так:
160А ≤ Iкз ≤ 320А
Теперь вычисляем непосредственно величину тока короткого замыкания. Исходные данные для этого расчёта – напряжение и полное сопротивление цепи – берём из результатов измерений.
Подставляем эти цифры в формулу и получаем следующее:
Iкз=225 В / 0,85 Ом=264,7 А
То есть, если в данной цепи произойдёт короткое замыкание, то при этом физическом явлении ток в цепи будет равен 264,7 ампера. Но в нашем примере автоматический выключатель успеет вовремя отреагировать, так как ток короткого замыкания находится как раз в промежутке от 160 до 320 ампер, то есть, в “пределах его юрисдикции”
Приведённый пример достаточно примитивен, но он наглядно показывает процесс исследования. На практике он может быть намного сложнее, в зависимости от того какая цепь сети подвергается замерам.
Более того, трёхфазные сети так же подлежат проведению измерений, ведь они тоже попадают в область “электроустановки до 1000В”, для которых, собственно, проверка параметров петли “фаза-ноль” актуальна.
К оглавлению
Оборудование для проведения замера петли “фаза-ноль”В сущности, для того, чтобы получить данные для расчёта величины тока короткого замыкания достаточно будет обычного вольтметра и омметра. Но прибор, который делает все необходимые измерения из одной точки, безусловно, гораздо удобнее.
Как уже упоминалось выше, оборудование для проведения испытаний может быть двух типов: работающее без нагрузки в сети, и работающее, когда сеть находится под напряжением. Такая разновидность обусловлена принципом работы приборов. Помимо этого, измерительное оборудование можно разделить на приборы полного цикла, сразу же вычисляющие ток короткого замыкания цепи, и приборы, измеряющие параметры, необходимые для расчёта тока К.З. на бумаге.
Для ускорения процесса измерения петли промышленность выпускает разнообразные измерительные приборы, которые можно использовать для замеров параметров сети по различным методикам. Наибольшую популярность набрали следующие модели:
• Измеритель М-417. Проверенный годами и надежный прибор для измерения сопротивления цепи фаза-ноль без снятия питания. Используют для замеров параметра методом падения напряжения. При использовании этого устройства можно провести испытание цепи с напряжением 380 В с глухозаземленной нейтралью. Он обеспечит размыкание измерительной цепи за 0,3 с. Недостатком является необходимость калибровки перед началом работы.
• Измеритель MZC-300. Устройство нового поколения, построенное на базе микропроцессора. Использует метод измерения падения напряжения при подключении известного сопротивления (10 Ом). Напряжение 180-250 В, время замера 0,03 с. Подключают прибор к сети в дальней точке, нажимают кнопку старт. Результат выводится на цифровой дисплей, рассчитанный с помощью процессора.
• Измеритель ИФН-200. Выполняет много функций, в том числе, и измерение петли фаза-ноль. Напряжение 180-250 В. Для подключения к сети есть соответствующие разъемы. Готов к работе через 10 с. Подключаемое сопротивление 10 Ом. При сопротивлении цепи более 1 кОм измерение проводиться не будут – сработает защита. Энергонезависимая память сохраняет 35 последних вычислений.
К оглавлению
Результаты измерений петли фаза ноль и возможные последствияКак уже стало ясно, данное измерение имеет ряд особенностей.
Во-первых, “проверка параметров цепи «фаза – нуль» и непрерывности защитных проводников” (именно такое полное название имеет данное исследование) проводится, как правило, под нагрузкой. То есть, для проведения замеров не требуется отключение электроэнергии. Более того, без электричества в проводниках данный замер будет выполнить попросту невозможно, потому как для расчёта конечных данных требуются параметры напряжения сети и сопротивления жил кабелей.
Во-вторых, измерения проводят на проводниках, а результаты сопоставляют с установленными устройствами защитного отключения. Для данного замера это правильно и логично, но в сравнении, например, с измерением сопротивления изоляции или металлосвязью заземления, где проводимые измерения относятся к испытуемым элементам, данная процедура – исключение.
В третьих, в отличие от прочих испытаний, проводимых электротехническими лабораториями, проверка параметров цепи «фаза – нуль» не требует имитации реальной ситуации. Например, методика проверки автоматических выключателей заключается в их “прогрузке”, то есть, подачи на них электрической нагрузки с целью выявления параметров его срабатывания (отключения). Для проверки сопротивления изоляции кабелей, их так же подвергают воздействию электричества с определёнными параметрами. В случае же с измерениями параметров цепи “фаза-ноль”, электроустановка просто работает в штатном режиме, и этого более чем достаточно.
Эти особенности накладывают очень большую ответственность на электротехническую лабораторию в части точности и скрупулёзности проведения данной проверки.
Не смотря на кажущуюся простоту всего процесса, он таит в себе очень много нюансов, которые способны повлиять на конечный результат. А если конечный результат будет неверным, то последствия ошибки могут быть колоссальными.
Для подтверждения этих слов можно привести самую простую ситуацию, которая, собственно, чаще всего и происходит, если расчёты не верны либо измерения были проведены с нарушениями. Вспомните пример, который был приведён для расчёта. Расчётный ток короткого замыкания цепи фаза-ноль составил 264,7 ампера, при установленном автоматическом выключателе С32. А теперь предположим, что по каким-то причинам для проверяемой ветки было выбрано устройство защиты с характеристикой D или К. Это автоматически переносит функциональные рамки данного автомата в пределы 320 – 448 ампер. То есть, при коротком замыкании этот автоматический выключатель не защитит линию. Следовательно, жилы проводов будут греться, изоляция кабелей будет плавиться и гореть, а автомат будет оставаться в положении “Включено” больше положенного времени.
Для таких ситуаций производители предусматривают в защитных устройствах ещё и тепловую защиту, которая призвана разрывать цепь в случае, если электромагнитный расцепитель не сработал.
Если же рассмотреть обратную ситуацию, когда ток короткого замыкания превышает рамки функциональной эффективности автоматического выключателя, то в этом случае электромагнитный расцепитель, безусловно, сработает в положенное временное окно, и линия будет отключена.
Но есть ещё одна крайне неприятная ситуация, при которой может выгореть не только линия, но и само защитное устройство. В очень редких случаях ток короткого замыкания может превышать номинальный в сотни раз! Например, он может составлять 3000, 5000 или даже 10000 ампер. Не смотря на то, что такая ситуация кажется фантастичной, она вполне реальна и объясняется так: при коротком замыкании, когда сопротивление цепи равно нулю, сила тока стремится к бесконечности. В этот момент трансформатор подстанции выдаёт в цепь максимальный ток который он только может выдать.
Что же происходит в этот момент с проводниками и защитными устройствами? Не секрет, что ток создает вокруг проводника магнитное поле. Таким образом, очень большой ток может создать вокруг проводника замкнутых контактов автомата такое магнитное поле, которое препятствует их размыканию (силы пружины автомата недостаточно для разрыва контактов, слипшихся под действием сильного магнитного поля). Для защиты от таких случаев, для всех автоматических выключателей существует такой параметр как “предельно отключаемый ток”. Маркируется он на лицевой стороне автомата в виде цифры, обведённой в прямоугольную рамку.
Таким образом цифра (например 4500А) означает, что автомат сможет разорвать цепь, через которую течет ток 4500А. А вот если ток будет 5000А, то автомат не сможет разорвать цепь. Следовательно, становится понятно, что автоматы с цифрой 6000А более надежны, чем автоматы с цифрой 4500А.
Величина предельного тока в цепи так же можно измерить приборами, но в протоколе она не отражается, потому что данный параметр важен на стадии проектирования и монтажа электроустановки.
Оглядываясь на всё вышесказанное, можно уверенно сказать, что проверка параметров петли “фаза-ноль” должна проводиться только профессионалами своего дела, и только после тщательной предварительной подготовки. В противном случае, результаты измерений окажутся неверными, и в случае чрезвычайной ситуации ущерб, понесённый в результате совершённой ошибки, может оказаться невосполнимым.
К оглавлению
Протокол проверки согласования параметров цепи «фаза – нуль»Результаты измерений заносятся в Протокол проверки согласования параметров цепи «фаза – нуль», образец которого можно увидеть ниже:
Образцы протоколов электроиспытаний ЭТЛ Эколайф
|
ТАКЖЕ МЫ ВЫПОЛНЯЕМ: | |||
| Обслуживание электроустановок | Слаботочные системы и сети | Испытание электроустановок | Автоматизация и диспетчеризация зданий |
К НАЧАЛУ СТРАНИЦЫ
что это такое, методика измерений, образец протокола
Электроприборы должны работать без сбоев, если электрическая схема соответствует всем нормам и стандартам.
Но в линиях электроснабжения происходят изменения, которые со временем влияют на технические параметры сети. В связи с этим необходимо проводить периодические замеры и профилактические работы блока питания. Как правило, проверяют исправность автоматических выключателей, УЗО, а также параметры петли фаза-ноль. Далее описаны детали измерений, какие устройства использовать и как анализировать результаты.
Содержание
- 1 Что подразумевается под петлей фаза-ноль?
- 2 Зачем проверять сопротивление контура фаза-нуль
- 2.1 Как часто проводить измерения
- 3 Какой инструмент используется?
- 4 Как измерить сопротивление контура фаза-нуль
- 4.1 Методика измерений
- 4.2 Анализ результатов измерений и выводы
- 4.3 Форма протокола измерений
Что означает понятие контура фаза-ноль?
Согласно правилам ПУЭ на электрических подстанциях напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью Сопротивление контура фаза-земля должно измеряться через равные промежутки времени.
Петля фаза-ноль образуется при подключении фазного провода к нулевому или защитному проводнику. Это создает петлю с собственным сопротивлением, через которую проходит электрический ток. На практике количество элементов в петле может быть намного больше и включать автоматические выключатели, клеммы и другие соединительные устройства. При необходимости можно рассчитать сопротивление вручную, но метод имеет ряд недостатков:
- сложно учесть параметры всех коммутационных элементов, в том числе автоматических выключателей, рубильников и автоматических выключателей, которые могли измениться в процессе эксплуатации сети;
- невозможно рассчитать влияние аварийной ситуации на сопротивление.
Самый надежный способ измерения значения сертифицированным прибором, который учитывает все ошибки и показывает правильный результат. Но перед началом измерения необходимо провести некоторые подготовительные работы.
Зачем проверять сопротивление контура фаза-нуль
Эта проверка важна в профилактических целях и для проверки работоспособности защитных устройств, включая автоматические выключатели, УЗО, а также автоматические выключатели, устройства защитного отключения (УЗО) и автоматические выключатели.
(переменный/постоянный ток). Результатом измерения петли фаза-ноль является практическое определение сопротивления линии электропередач до автоматического выключателя. На основании этого рассчитывается ток короткого замыкания (напряжение сети, деленное на это сопротивление). Затем делаем вывод: сможет ли автоматический выключатель, защищающий эту линию, отключиться при коротком замыкании.
Например, если на линии установлен автоматический выключатель С16, максимальный ток короткого замыкания может составить до 160 А, после чего он отключит линию. Предположим, что в результате измерения сопротивление контура фаза-нуль в сети 220 В составляет 0,7 Ом, значит, ток равен 220/0,7 = 314 А. Этот ток больше 160 А, поэтому автоматический выключатель отключится до того, как провода тронутся. гореть, и поэтому считаем, что эта линия соответствует норме.
Важно! Высокое сопротивление является причиной ложного срабатывания защиты, нагрева кабелей и возгорания.
Это может быть вызвано внешними факторами, на которые трудно повлиять, или несоответствием степени защиты и рабочих параметров. Но в большинстве случаев это связано с внутренними проблемами. Наиболее распространенными причинами ошибочного срабатывания автоматических выключателей являются:
- Плохой контакт на клеммах;
- несоответствие тока характеристикам провода;
- Уменьшение сопротивления провода из-за устаревания.
Использование измерений позволяет получить подробные данные о параметрах сети, в том числе о переходном сопротивлении, а также о влиянии элементов контура на ее работу. Другими словами, петля фаза-ноль используется для предотвращения работы защитных устройств и корректного восстановления их функций.
Зная параметры автоматического выключателя конкретной линии, после измерения можно с уверенностью сказать Сработает ли он в случае короткого замыкания или перегорят провода .
Интервалы измерений
Надежная работа электросети и всех бытовых приборов возможна только при соблюдении всех параметров норм.
Для обеспечения надлежащей работы требуется периодическая проверка контура фаза-земля. Измерение проводится в следующих ситуациях:
- После ввода оборудования в эксплуатацию, ремонта, модернизации или профилактического обслуживания сети.
- По требованию коммунального предприятия.
- По требованию потребителя электроэнергии.
Информация! Периодичность осмотра в агрессивных условиях – не реже 1 раза в 2 года.
Основной целью измерений является защита электрооборудования, а также линий электропередач от больших нагрузок. В результате увеличения сопротивления кабель начинает сильно нагреваться, что приводит к перегреву, срабатыванию автоматических выключателей и пожарам. На значение влияет множество факторов, в том числе агрессивность окружающей среды, температура, влажность и др.
Какие датчики используются?
Для измерения фазовых параметров используются специальные сертифицированные приборы.
Приборы различаются методами измерения, а также конструктивными особенностями. Наиболее популярны среди электриков следующие измерительные приборы:
- М-417. Проверенный опытом и временем прибор, предназначенный для измерения сопротивления без отключения электропитания. Из особенностей выделяются простота использования, размер и цифровой дисплей. Прибор используется во всех сетях переменного тока с напряжением 380В и допустимыми отклонениями 10%. М-417 автоматически размыкает цепь на интервал до 0,3 секунды для проведения измерений.
- МЗЦ-300. Современное оборудование для проверки состояния коммутационных элементов. Методика измерений описана в ГОСТ 50571.16-99 и заключается в имитации короткого замыкания. Прибор работает в сетях с напряжением 180-250В и регистрирует результат за 0,3 секунды. Для большей надежности имеются индикаторы низкого или высокого напряжения, а также защита от перегрева.
- ИФН-200. Устройство с микропроцессорным управлением для измерения сопротивления контура фаза-ноль без отключения питания.
Надежный прибор гарантирует точность результата с погрешностью до 3%. Используется в сетях с напряжением от 30В до 280В. Дополнительные преимущества включают измерение тока короткого замыкания, напряжения и фазового угла. Также прибор INF-200 запоминает результаты последних 35 измерений.
Надежный прибор гарантирует точность результата с погрешностью до 3%. Используется в сетях с напряжением от 30В до 280В. Дополнительные преимущества включают измерение тока короткого замыкания, напряжения и фазового угла. Также прибор INF-200 запоминает результаты последних 35 измерений.Важно! Точность результатов измерений зависит не только от качества прибора, но и от соблюдения правил выбранной методики.
Как измеряется сопротивление контура фаза-ноль
Характеристики измерительного контура зависят от выбранного метода и прибора. Существует три основных метода:
- Короткое замыкание. Устройство подключается к рабочей цепи в самой дальней точке от вводной панели. Прибор производит короткое замыкание и измеряет ток короткого замыкания, время срабатывания автоматических выключателей. На основе данных автоматически рассчитываются параметры.
- Падение напряжения. Для этого метода необходимо отключить сетевую нагрузку и подключить эталонный резистор. Тест проводится с помощью устройства, которое обрабатывает результаты. Метод считается одним из самых безопасных.
- Амперметр-вольтметр. Довольно сложный вариант, который осуществляется при снятом напряжении, и используется понижающий трансформатор. Замкнув фазный провод на электроустановку, измерьте параметры и произведите расчеты характеристик по формулам.
Тест проводится с помощью устройства, которое обрабатывает результаты. Метод считается одним из самых безопасных.Методы измерения
Простейшим методом считается измерение падения напряжения в сети. Для этого к питающей сети подключают нагрузку и измеряют необходимые параметры. Это простой и безопасный метод, не требующий специальных навыков. Измерение можно проводить:
- между одной из фаз и нулевым проводом;
- Между фазой и проводом защитного заземления;
- Между фазой и защитным заземлением.
После подключения устройство начинает измерять сопротивление. Требуемый прямой параметр или косвенные результаты отображаются на экране. Их необходимо сохранить для последующего анализа.
Стоит иметь в виду, что измерительные приборы вызовут срабатывание УЗО, поэтому перед проверкой их необходимо зашунтировать.
Внимание! Нагрузка подключается к самой дальней точке ( розетка точка (розетка) источника питания.
Анализ результатов измерений и выводы
Полученные параметры используются для анализа характеристик сети, а также ее профилактического обслуживания. По результатам принимаются решения о модернизации ЛЭП или продолжении эксплуатации. Среди основных возможностей можно выделить следующие:
- Определение безопасности работы сети и надежности защитных устройств. Проверяется техническая исправность проводки и возможность дальнейшей эксплуатации без помех.
- Поиск проблемных мест для модернизации линии электроснабжения помещения.
- Определение мероприятий по модернизации сети для обеспечения надежной работы автоматических выключателей и других защитных устройств.
Если показатели находятся в пределах нормы и ток короткого замыкания не превышает значений отключения автоматических выключателей, дополнительных мероприятий не требуется. В противном случае необходимо искать проблемные места и устранять их для обеспечения работоспособности автоматических выключателей.
Форма отчета об измерениях
Последним этапом измерения сопротивления контура фаза-ноль является запись показаний. Это необходимо для того, чтобы сохранить результаты и использовать их для сравнения в дальнейшем. Запись включает дату испытания, полученный результат, использованный прибор, тип отключающего устройства, его диапазон измерения и класс точности.
В конце бланка записывается сводка результатов тестирования. Если оно удовлетворительное, в заключении указывается возможность дальнейшей эксплуатации сети без принятия дополнительных мер, а если нет – перечень необходимых действий для улучшения показателя.
В заключение необходимо подчеркнуть важность измерения сопротивления шлейфа.
Своевременный поиск проблемных участков ЛЭП позволяет принять превентивные меры. Это не только обезопасит работу с электроприборами, но и увеличит срок службы сети.
Статьи по теме:
Что такое амперметр и как им измерять?
Как найти ноль и фазу с помощью отвертки, мультиметра и без мультиметра?
Что такое дифференциальный автоматический выключатель?
Как собрать электрораспределительный щит для квартиры
Для чего нужен осциллограф и как с его помощью измерять ток, напряжение, частоту и фазовый сдвиг
Термометр сопротивления – датчик для измерения температуры: что это такое, описание и типы
Анализ контура управления | Тектроникс
Измерения контура управления помогают определить, как ваш источник питания реагирует на изменения нагрузки. Вам нужно, чтобы источник питания реагировал быстро, но без чрезмерного звона или колебаний. Измеряя фактическое усиление и фазу вашей схемы в диапазоне частот, вы можете обрести уверенность в стабильности своей конструкции — больше, чем полагаться только на моделирование.
Установка для измерения отклика с помощью осциллографа
Для конструкций источников питания измерения отклика с замкнутым контуром должны выполняться в диапазоне частот, близких к постоянному току, и до нескольких МГц. В то время как векторные анализаторы цепей часто используются для анализа отклика, большинство векторных анализаторов цепей предназначены для ВЧ-измерений с начальной частотой около мегагерца. Напротив, осциллографы могут измерять вплоть до постоянного тока и обеспечивать полезную видимость сигнала. Если во время анализа обнаруживаются аномалии, вы можете быстро перейти к устранению неполадок.
Некоторые осциллографы Tektronix имеют встроенные источники сигналов, которые можно использовать для ввода сигнала в обратную связь контура через разделительный трансформатор.
Два щупа, подключенные к маломощному инжекторному резистору, предоставляют всю информацию, необходимую программному обеспечению для анализа. Он измеряет амплитуды стимула и отклика для расчета усиления и измеряет фазовую задержку между стимулом и ответом.
Общая система автоматического реагирования контура управления состоит из:
- Осциллограф с соответствующей полосой пропускания
- Программное обеспечение для автоматизации частотной характеристики источника питания
- Два пробника с низким затуханием и малой емкостью
- Генератор синусоидального сигнала
- Трансформатор с плоской характеристикой для изоляции генератора синусоидального сигнала от ИУ
Характеристики датчика для измерений контура управления
Во избежание перегрузки контура управления амплитуда сигнала инжекции должна поддерживаться на низком уровне. Затухание зонда должно быть сведено к минимуму, чтобы получить наилучшую чувствительность. В то же время следует свести к минимуму влияние нагрузки на зонд.
Надежные пассивные пробники с малым затуханием и малой емкостью, такие как TPP0502, хорошо подходят для этих измерений с двукратным затуханием и нагрузкой 2 МОм, 13 пФ.
Измерение запаса устойчивости с помощью графиков Боде
Быстрые изменения спроса приводят к появлению высоких частот в контурах управления электропитанием. Источники питания должны реагировать быстро, но слишком большое усиление вызовет звон или колебания.
Нестабильность возникает, когда контур имеет положительное усиление (≥ 1) при приближении фазового сдвига к -180°. В этих условиях петля будет испытывать положительную обратную связь и станет нестабильной. Графики Боде показывают усиление и фазу в одной и той же шкале частот и позволяют увидеть, насколько вы близки к этой нежелательной ситуации. Два измерения, взятые из графика Боде, измеряют запас безопасности в контуре управления: запас по фазе и запас по усилению.
Запас по фазе указывает, насколько далеко система находится от нестабильности (-180° и единичное усиление) в градусах по фазе.
Он представляет собой величину фазового сдвига, которую контур может выдержать, когда усиление приближается к 0 дБ (единичное усиление).
Запас по усилению показывает, насколько система удалена от -180° и единичного усиления, выраженного в дБ усиления. Это количество усиления, которое можно было бы добавить до достижения 0 дБ, когда фазовый сдвиг = -180°.
Поддержание достаточного запаса по фазе и коэффициенту усиления в контуре управления гарантирует, что источник питания не будет работать слишком близко к нестабильности.
Загрузить руководство по применению графиков Боде и измерения отклика контура управления
См. демонстрацию измерения отклика контура Боде/контура управления
Система анализа контура управления
Система на основе осциллографа обеспечивает большую гибкость, чем специализированные анализаторы цепей. В состав системы входят:
- Осциллограф с программным обеспечением для анализа частотных характеристик
- Функциональный генератор
- Датчики и кабели
- Инжекторный трансформатор для диаграмм Боде
- Линейный инжектор для измерения PSRR
Осциллографы MSO серий 4, 5 и 6 предлагают функцию расширенного анализа мощности (PWR) и дополнительный встроенный генератор функций.
Инжекторные трансформаторы Picotest (J2100A или J2101A) и линейные инжекторы (J2120A) рекомендуются для графиков Боде и измерений PSRR.
Расширенное измерение и анализ мощности
Серия 5/6 MSO
Благодаря инновационным пользовательским интерфейсам с сенсорным экраном и масштабированием, 12-разрядным аналого-цифровым преобразователям, большим дисплеям высокой четкости и до 8 входов FlexChannel®, осциллографы MSO серии 4/5/6 готовы к самым сложным задачам сегодняшнего дня. и завтра тоже. Он устанавливает новый стандарт производительности, анализа и общего взаимодействия с пользователем.Узнать больше
Предварительное соответствие за часть стоимости
TPP0502 Пассивный датчик
Пассивные пробники напряжения входят в стандартную комплектацию большинства осциллографов и представляют собой недорогие пробники общего назначения. Как правило, этим пробникам не хватает рабочих характеристик активных пробников напряжения, но они обладают надежностью и широким динамическим диапазоном, подходящими для визуализации сигналов в широком диапазоне приложений.
