Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Методика измерения петли Фаза-Ноль – Электролаборатория

1.Цель проведения измерения.

       Измерение сопротивления петли  “фаза-нуль” проводится с целью проверки срабатывания защиты электрооборудования и отключения аварийного участка при замыкании фазы на корпус. По измеренному полному сопротивлению петли  “фаза-нуль” определяется ток однофазного короткого замыкания. Полученная расчетом величина тока сравнивает с номинальным током защитного аппарата.

2.Меры безопасности.

Пред началом работ необходимо:

  • Получить наряд (разрешение) на производство работ
  • Подготовить рабочее место в соответствии с характером работы: убедиться в достаточности принятых мер безопасности со стороны допускающего (при работах по наряду), либо принять все меры безопасности самостоятельно (при работах по распоряжению).
  • Подготовить необходимый инструмент и приборы.
  • При выполнении работ действовать в соответствии с программами (методиками) по испытанию электрооборудования типовыми или на конкретное присоединение.
  • При окончании работ на электрооборудовании убрать рабочее место, восстановив нарушенные в процессе работы коммутационные соединения (если таковое имело место).
  • Сдать наряд (сообщить об окончании работ руководителю или оперативному персоналу).
  • Оформить протокол на проведённые работы

Измерения сопротивления петли «фаза – нуль» необходимо производить, пользуясь диэлектрическими перчатками, предварительно необходимо обесточить испытуемую цепь. Только после отключения напряжения необходимо проводить подключение прибора с последующей подачей напряжения и проведением измерения.

3.Нормируемые величины.

      Измерения сопротивления петли “фаза-нуль” проводится в сроки, устанавливаемые графиком планово-предупредительного ремонта (ППР). По сопротивлению петли “ фаза-нуль”  Zфо (Ом) ток короткого замыкания Iкз (А) определяется по формуле  Iкз=Uср/Zфо

      где Uср — среднее значение питающего напряжения, В.

      В электроустановках до 1кВ с глухим заземленной нейтралью с целью обеспечения автоматического отключения аварийного участка проводимость фазных и нулевых защитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании на корпус или на нулевой защитный проводник возникал ток КЗ, превышающий не менее чем:

  • в 3 раза номинальный ток плавкого элемента ближайшего предохранителя;
  • в 3 раза номинальный ток нерегулируемого расцепителя или уставку тока регулируемого расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратно зависимую от тока характеристику.

    При защите сетей автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитный расцепитель (отсечку), проводимость указанных проводников должна обеспечивать ток не ниже уставки тока мгновенного срабатывания, умноженной на коэффициент, учитывающий разброс(по заводским данным), и на коэффициент запаса 1,1.

4.Определяемые характеристики.

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 табл. 1.7.1.

Таблица 1.7.1 Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для системы TN

Номинальное фазное напряжение U0, В

Время отключения, с

127

0,8

220

0,4

380

0,2

Более 380

0,1

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 табл. 1.7.1, 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=Zц/U0,

 

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

U0 — 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.

Допускается применение УЗО, реагирующих на дифференциальный ток.

А также ток возникающий при однофазном КЗ во взрывоопасных зонах должен превышать:

В 6 раз номинальный ток автоматического выключателя с обратнозависимой характеристикой

во взрывоопасном помещении.

В 4 раза номинальный ток плавкой вставки во взрывоопасном помещении

При защите автоматическими выключателями имеющими только электромагнитный расцепитель время отключения должно соответствовать данным таблицы 1.7.1

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

Z = U / I,

 

где Z— сопротивление петли «фаза—нуль», Ом;

U — измеренное испытательное напряжение, В ;

I — измеренный испытательный ток, 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. 1.7.2.

Таблица 1.7.2 Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для системы IT

Номинальное линейное напряжение U0, В

Время отключения, с

220

0,8

380

0,4

660

0,2

Более 660

0,1

Для определения времени отключения аппарата защиты после измерения сопротивления петли «фаза-нуль» и расчёта тока однофазного КЗ необходимо использовать время-токовые характеристики данного аппарата (смотри «Методику проведения испытаний автоматических выключателей и аппаратов управления напряжением 0,4кВ»).

5.Условия испытаний и измерений

Измерение сопротивления петли «фаза – нуль» следует производить при положительной температуре окружающего воздуха, в сухую, спокойную погоду. Атмосферное давление особого влияние на качество проводимых испытаний не оказывает, но фиксируется для занесения данных в протокол.

Влияние нагрева проводников на результаты измерений:

а) Рассмотрение повышения сопротивления проводников, вызванного 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 1.7.1, может быть применена нижеприведенная методика.

Считают, что требования таблицы 1.7.1 выполнимы, если петля «фаза—нуль» удовлетворяет следующему уравнению

                       Z S(m)≤ 2U0 / 3Ia,                       

 

Где ZS(m) — измеренная величина сопротивления петли «фаза—нуль», Ом;

U0 — фазное напряжение. В;

Ia — ток, вызывающий автоматическое срабатывание аппаратов защиты в течение времени, указанного в таблице 1.7.1., или в течение 5 с для стационарных электроприёмников

Если измеренная величина сопротивления петли «фаза—нуль» превышает 2 U0/3Iа, более точную оценку соответствия требованиям таблицы 1.7.1 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.

  1. Применяемые приборы, инструменты и аппараты.

      Измерения проводятся специальным приборами типа EurotestXE 2,5 кВ MI 3102H, позволяющим определять полное сопротивление петли “фаза-нуль” при наличии напряжения на источнике питания в электроустановках напряжением 380 В с глухозаземленной нейтралью питающего трансформатора. Во время работы применяют инструмент с изолированными ручками и индикатор напряжения.

  1. Методика проведения измерения.

      7.1 Полное сопротивление контура и предполагаемый ток короткого замыкания

В данной функции доступны две подфункции измерения полного сопротивления контура: Подфункция Z LOOP применяется для измерения полного сопротивления контура в системах питания без встроенного УЗО. Подфункция Zs (узо) – функция блокировки срабатывания УЗО – применяется для измерения полного сопротивления контура в системах питания со встроенным УЗО.

 

7.1.1. Полное сопротивление контура

Полное сопротивление контура представляет собой полное сопротивление контура  повреждения при возникновении короткого замыкания на открытых проводящих частях (замыкание между фазным проводником и защитным проводником заземления).

7.1.2. Порядок проведения измерения полного сопротивления контура

Шаг 1.  С помощью переключателя функций выберите функцию Контур. Используя кнопки, выберите подфункцию полного сопротивления контура Z LOOP. Подключите измерительный кабель к прибору EurotestХЕ 2,5 кВ.

Шаг 2. Установите следующие параметры измерения:

􀂉 Тип предохранителя,

􀂉 Номинальный ток предохранителя,

􀂉 Время срабатывания предохранителя,

􀂉 Масштабный коэффициент IPSC

Шаг 3. Для измерения полного сопротивления контура подключите прибор к испытываемому объекту в соответствии со схемой соединения, приведенной на рисунке 1.

Рисунок 1: Подключение измерительного кабеля с вилкой и 3-проводного измерительного кабеля

 

Шаг 4.  Перед началом измерения проверьте отображаемые на дисплее предупреждения и оперативное напряжение / выходной монитор. Если измерение разрешено, нажмите кнопку TEST. После завершения измерения на дисплее отображаются результаты измерений и оценка результата.

Отображаемые результаты:

Z ………….Полное сопротивление контура,

ISC ………..Предполагаемый ток короткого замыкания,

Lim ………Минимальный предел предполагаемого тока короткого замыкания (если применяется).

Примечания:

􀂉 Измерительные выводы L и N автоматически заменяются в следующих случаях: если измерительные провода L/L1 и N/L2 (3-проводный измерительный кабель) подключены в обратном порядке, если выходы сетевой вилки перепутаны или если щуп «commander» перевернут.

􀂉 Минимальный предел тока короткого замыкания зависит от типа предохранителя, номинального тока и времени срабатывания предохранителя, а также от масштабного коэффициента IPSC.

􀂉 Указанная погрешность измеренных параметров действительна только тогда, когда сетевое напряжение стабильно во время измерений. 􀂉 Измерение полного сопротивления контура в подфункции Z LOOP приводит к срабатыванию УЗО.

 

7.1.3. Функция блокировки срабатывания УЗО

В данной подфункции Zs (узо) измерение полного сопротивления контура не вызывает срабатывания УЗО, благодаря низкому измерительному току. Данная подфункция также может применяться для измерения полного сопротивления контура в электроустановках, оснащенных УЗО с номинальным током срабатывания 10 мA.

 

7.1.4. Порядок проведения измерения полного сопротивления контура в функции блокировки срабатывания УЗО

Шаг 1. С помощью переключателя функций выберите функцию Контур. Используя кнопки, выберите подфункцию блокировки срабатывания УЗО Zs (узо). Подключите измерительный кабель к прибору EurotestХЕ 2,5 кВ.

Шаг 2. Установите следующие параметры измерения:

􀂉 Тип предохранителя,

􀂉 Номинальный ток предохранителя,

􀂉 Время срабатывания предохранителя,

􀂉 Масштабный коэффициент IPSC

Шаг 3. Для измерения полного сопротивления контура в функции блокировки срабатывания УЗО подключите прибор к испытываемому объекту в соответствии со схемой соединения, приведенной на рисунке 1. При необходимости воспользуйтесь меню помощи.

Шаг 4.  Перед началом измерения проверьте отображаемые на дисплее предупреждения и оперативное напряжение / выходной монитор. Если измерение разрешено, нажмите кнопку TEST. После завершения измерения на дисплее отображаются результаты измерений и оценка

результата.

Отображаемые результаты:

Z ………….Полное сопротивление контура,

ISC ………..Предполагаемый ток короткого замыкания,

Lim ………Минимальный предел предполагаемого тока короткого замыкания (если применяется). Сохраните отображенные результаты с целью дальнейшего документирования.

 

Примечания:

􀂉 При проведении измерения полного сопротивления контура в функции блокировки срабатывания УЗО, срабатывания УЗО, как правило, не происходит. Однако срабатывание УЗО может произойти вследствие протекания тока утечки по РЕ-проводнику или в случае наличия емкостного соединения между фазным и защитным проводниками.

􀂉Указанная погрешность измеренных параметров действительна только тогда, когда сетевое напряжение стабильно во время измерений.

 

7.2. Полное сопротивление линии и предполагаемый ток короткого замыкания

Полное сопротивление линии – это полное сопротивление токовой петли при возникновении короткого замыкания между фазным и нулевым проводниками в однофазной системе или между двумя фазными проводниками в трехфазной системе.

 

7.2.1Порядок проведения измерения полного сопротивления линии

Шаг 1. С помощью переключателя функций выберите функцию Линия.

Подключите измерительный кабель к прибору EurotestХЕ 2,5 кВ.

Шаг 2. Установите следующие параметры измерения:

􀂉 Тип предохранителя,

􀂉 Номинальный ток предохранителя,

􀂉 Время срабатывания предохранителя,

􀂉 Масштабный коэффициент IPSC

Шаг 3.Для измерения сопротивления линии фаза – фаза или фаза – нейтраль подключите прибор к испытываемому объекту согласно схеме соединений, приведенной на рисунке 2.

Рисунок 2: Подключение измерительного кабеля с вилкой или 3-проводного измерительного кабеля при измерении полного сопротивления линии

Шаг 4 Перед началом измерения проверьте отображаемые на дисплее предупреждения и оперативное напряжение / выходной монитор. Если измерение разрешено, нажмите кнопку TEST. После завершения измерения на дисплее отображаются результаты измерений и оценка результата

Отображаемые результаты:

Z ………….Полное сопротивление линии,

ISC ………..Предполагаемый ток короткого замыкания,

Lim ………Минимальный предел предполагаемого тока короткого

замыкания (если применяется).

Примечания:

􀂉 Минимальный предел тока короткого замыкания зависит от типа предохранителя, номинального тока и времени срабатывания предохранителя, а также от масштабного коэффициента IPSC.

􀂉 Указанная погрешность измеренных параметров действительна только тогда, когда сетевое напряжение стабильно во время измерений.

 8.Оформление результатов измерений.

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

По данным испытаний и измерений производятся соответствующие расчёты и сравнения. Вычислив ток однофазного КЗ необходимо определить время срабатывания защитного аппарата по его время-токовой характеристике, и затем дать заключение о времени срабатывания выключателя и его соответствии требованиям ПУЭ. Пример работы с время- токовой характеристикой автоматического выключателя, выполненного в соответствии с ГОСТ Р 50345-99 представлен на рисунке 5. Определённый (измеренный, рассчитанный) ток однофазного КЗ откладывается на время-токовой характеристике в виде вертикальной прямой линии. Токи правее зоны срабатывания обеспечивает срабатывание автоматического выключателя со временем менее 0,4 с. Токи внутри зоны срабатывания обеспечивают отключение 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).

 

Рисунок 3. Работа с время-токовой характеристикой автоматического выключателя с характеристикой типа С

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 время-токовой характеристикой конкретного автоматического выключателя. На рисунке 5 индивидуальная время-токовая характеристика построена черной линией, принципы построения данной индивидуальной характеристики описаны в «Методике проведения испытаний автоматических выключателей и аппаратов управления напряжением 0,4кВ». При работе с время токовой характеристикой автоматических выключателей промышленного исполнения уставка электромагнитного расцепителя считается основой для определения времени срабатывания. Соответственно при величине однофазного тока КЗ, превышающем уставку электромагнитного расцепителя, считаем, что автоматический выключатель отключится за время меньше 0,4 с. Для определения тока однофазного КЗ при котором автоматический выключатель отключится с временем не более 5 с необходимо, как и в первом случае, пользоваться индивидуальной время-токовой характеристикой для конкретного автоматического выключателя. Цепи с применением УЗО в качестве дополнительных защитных устройств также необходимо проверять на соответствие полного сопротивления петли «фаза-нуль» и времени срабатывания защитных аппаратов, реагирующих на сверхток.

Измерение петли фаза-ноль: самая полная методика

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

Что подразумевается под цепью «фаза-ноль»?

В системах с глухозаземленной нейтралью (подробно о них можно прочитать в статье https://www.asutpp.ru/programmy-dlja-cherchenija-jelektricheskih-shem.html) при контакте одной из фаз с рабочим нулем или защитным проводником РЕ, образуется петля фаза-ноль, характерная для однофазного КЗ.

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

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

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

Необходимость в измерениях

Замер сопротивления петли проводится в следующих случаях:

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

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

  • Общее сопротивление цепи, которое включает в себя:

электросопротивление трансформатора на подстанции;

аналогичный параметр линейного проводника и рабочего нуля;

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

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

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

Краткое описание MZC-300

Рассмотрим внешний вид и основные элементы измерителя MZC-300.

Расположение основных элементов прибора MZC-300

Обозначения:

  1. Информационный дисплей. Полное описание его полей можно найти в руководстве по эксплуатации.
  2. Кнопка «Старт». Запускает следующие процессы измерений:
  • ZП, напомним, это общее сопротивление цепи Ф-Н.
  • IКЗ – ожидаемый ток КЗ.
  • Активного сопротивления, необходимо для калибровки прибора.

Старт каждого измерения сопровождается характерным звуковым сигналом.

  1. Кнопка «SEL». Служит для последовательного вывода на информационный дисплей всех характеристик петли, полученных в результате последнего замера. В частности отображается следующая информация:
  • Параметры ZП.
  • Ожидаемый IКЗ.
  • Уровень активного и реактивного сопротивления (R и Х).
  • Фазный угол ϕ.
  1. Кнопка «Z/I». По окончании испытаний переключает на дисплее отображение характеристик между ожидаемым I
    КЗ
    и ZП.
  2. Кнопка отключения/включения измерительного устройства. Если при запуске прибора одновременно с данной кнопкой нажать «SEL», то измеритель перейдет в режим автокалибровки. Его подробное описание можно найти в руководстве пользования.
  3. Разъем для подключения щупа, контактирующего с рабочим нулем, проводником РЕ или, PEN. Соответствующее обозначение нанесено на корпус прибора.
  4. Разъем щупа, подключаемого к одному из фазных проводов. Как правило, помечен литерой «L».
  5. Как и разъем i, в отличии от гнезд для измерительных проводов, используется только в режиме автоматической калибровки. На корпусе прибора обозначаются как «К1» и «К2».

Подготовительный этап

Практически все методы измерений цепи «фаза-ноль» не позволяют получить точную информацию о таких характеристиках, как ZП

и IКЗ. Это связано с тем, что векторная природа напряжения не принимается во внимание. Проще говоря, учитываются упрощенные условия при коротком замыкании. В процессе испытания электроустановок такая приближенность допускается только в тех случаях, когда уровень реактивного сопротивления не имеет существенного влияния.

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

Методика измерений с использованием MZC-300

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

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

Рассмотрим каждый из перечисленных выше этапов.

Соблюдение определенных условий

Следует принять во внимания некоторые особенности работы измерителя:

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

Выбор способа подключения устройства

Рассмотрим несколько вариантов электрических схем подключения прибора для проведения испытаний:

  1. Снятие характеристик с петли «Ф-Н», в примере, приведенном на рисунке измеряются параметры в цепи С-N. Испытание петли С-N
  2. Измерение в петле между одной из фаз и проводником РЕ. Испытание петли С-РЕ
  3. Измерения в цепях ТТ.
Подключение прибора в цепях с защитным заземлением
  1. Для проверки надежности заземления электрооборудования применяется способ подключения, приведенный ниже.
Испытание надежности заземления корпусов электрооборудования

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

Получение информации о напряжении сети

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

Измерение основных характеристик петли «Ф-Н»

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

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

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

Процесс измерения характеристик петли запускается кнопкой «Старт».

Важно! Испытания, проводимые при помощи приборов модельного ряда MZC, практически гарантированно приводят к срабатыванию УЗО. Чтобы избежать этого, необходимо предварительно зашунтировать устройства защитного отключения.

После проведения измерений не забудьте снять шунт с УЗО.

Считывание полученной информации

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

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

Устройство MZC-303E для измерения характеристик петли «Ф-Н»

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

Меры безопасности при измерении петли «Ф-Н»

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

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

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

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

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

Методика проведения измерения сопротивления петли фаза-нуль • Energy-Systems

Стандартная методика проведения измерения сопротивления петли фаза-нуль

Для оп

ределения величины данного показателя используется комплекс испытаний, в ходе которого проводится несколько замеров. В частности, методика проведения измерения сопротивления петли фаза-нуль предполагает снятие показателя на проводе, автоматическом выключателе, а также на прочих элементах, входящих в цепь данной установки. Путем суммирования всех показателей получается конечный показатель, который должен пройти дополнительную корректировку.

Когда анализируется, к примеру, электроснабжение офиса, необходимо учитывать перепады температуры и приводить все показатели к уровню 20 градусов. Затем полученная сумма сравнивается с нормативным значением – если она не превышает его, эксплуатация установки допускается.

Короткое замыкание в методике проведения измерения сопротивления петли фаза-нуль

Получив данный показатель, специалист должен также осуществить проверку правильности подбора защитного оборудования. В частности, методика проведения измерения сопротивления петли фаза-нуль предполагает расчет тока короткого замыкания. Для этого величину фазного напряжения – фиксированную или среднюю, необходимо разделить на сопротивление петли, в результате чего и будет найден искомый ток. Стоит отметить, что при наличии нескольких элементов в цепи стоит определять полное сопротивление по указанному выше способу – то есть с учетом суммирования данных всех приборов и участков.

Как и протокол проверки целостности жил кабеля, данное исследование позволяет получить сведения о безопасности системы – в частности, оно показывает, смогут ли вовремя сработать защитные приспособления, представленные автоматическими расцепителями. Стандартная методика проведения измерения сопротивления петли фаза нуль предполагает также сопоставление показателя с номиналом автомата. При необходимости он должен быть заменен, чтобы обеспечить моментальное отключение установки при возникновении коротких замыканий в цепи.

Как обеспечить правильное соблюдение методики проведения измерения сопротивления петли фаза-нуль?

Если вы хотите, чтобы все работы были выполнены с максимальной точностью и предоставлением полученных показателей в минимальные сроки, вам стоит обратиться к специалистам нашего предприятия. Они предоставят необходимые разъяснения относительно работы с установкой, а также предоставления официальных документов. Кроме того, сотрудники лаборатории проведут измерение с учетом требований техники безопасность, что позволит исключить нанесение вреда установке.

Наличие у компании допуска СРО означает, что ваш объект будет находиться под надежной юридической защитой. Оформленные документы имеют полную силу, что позволяет предоставлять их контролирующим органам – например, пожарной инспекции и эксплуатационным службам. Мы используем только утвержденную методику измерений, схема которой отображена на  рисунке.

Пример технического отчета

Назад

1из27

Вперед

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости услуг электролаборатории.

Онлайн расчет стоимости проектирования

Измерение петли фаза-ноль | Заметки электрика

Уважаемые, посетители!!!

Приветствую Вас на своем ресурсе «Заметки электрика».

В прошлой статье мы узнали с Вами, что такое петля фаза-ноль и для чего нужно проводить измерение сопротивления петли фаза-ноль.

Сегодняшняя статья будет посвящена теме измерения петли фаза-ноль, т.е. разберем пошагово и подробно как самостоятельно произвести измерение. Измерение будем проводить в 2 этапа:

1. Внешний осмотр

Проводим тщательный внешний осмотр:

2. Измерение петли фаза-ноль

Перед измерением необходимо проверить плотность соединения проводов к аппаратам защиты. Если провода не протянуты — то смысла измерения нет, т.к. полученные показатели получатся не достоверными.

Цель  — это выяснить соответствие номинального тока аппаратов защиты и сечение проводов измеряемой цепи.

Замер петли фаза-ноль производим на самой удаленной точке измеряемой линии.

Если же проблематично определить самую дальнюю точку линии, то проводим измерение по всем точкам этой линии.

Измеренные величины записываем в блокнот.

 

Методика измерения петли фаза-ноль. Как провести замер?

 Существует несколько методов измерения:

  • метод падения напряжения в отключенной цепи

  • метод падения напряжения на нагрузочном сопротивлении

  • метод короткого замыкания цепи

Наша электролаборатория использует для измерения петли фаза-ноль электроизмерительный прибор MZC-300 от фирмы Sonel, который работает по методу падения напряжения на нагрузочном сопротивлении. Этот метод рекомендуется к использованию ГОСТом  50571.16-99 (приложение D1).

Данный метод измерения я считаю более удобным, а главное безопасным. 

Измерение в рабочей цепи А (L1) — N

Измерение в защитной цепи А (L1) — PE

Проверка защиты от замыкания на корпус электрооборудования в системе заземления TN

Проверка защиты от замыкания на корпус электрооборудования в системе заземления TT

Более подробно видах систем заземления читайте в статьях:  TN-C, TN-C-S, TN-S и TT.

Измерение сопротивления петли мы проводим на электроустановке, которая находится под напряжением.

Как пользоваться прибором MZC-300, более подробно, можно узнать в руководстве по эксплуатации данного прибора.

Периодичность проведения измерений


Согласно нормативно-технического документа ПТЭЭП, измерение петли фаза-ноль проводится с определенной периодичностью, установленной системой ППР организации. Система ППР, включающая в себя циклы текущих и капитальных ремонтов электрооборудования,  утверждается техническим руководителем организации.

Для электроустановок во взрывоопасных зонах, не менее 1 раза в 2 года.

При отказе устройств защиты электроустановок должны выполняться внеплановые электрические измерения.

 

Как сделать заключение?

Выполнив замер петли фаза-ноль по вышеприведенным  схемам, на дисплее прибора отразится величина однофазного тока короткого замыкания.

Это значение сравниваем по время-токовым характеристикам с током срабатывания расцепителя автоматического выключателя или с плавкой вставкой предохранителя, и делаем соответствующее заключение.

Чтобы сделать правильное и верное заключение необходимо внимательно прочитать выдержки из ПТЭЭП и ПУЭ 7 издания. Я их совместил для Вашего удобства в одну картинку.

(для увеличения нажмите на картинку)

Для более наглядного представления, как сделать правильное заключение при измерении ПФО, приведу Вам пример из личного опыта.

Пример:

Производили замер петли фаза-ноль в помещении библиотеки. Измеряемая линия питается от силовой сборки ЩС автоматическим выключателем с номинальным током 16 (А) и характеристикой С (подробнее о всех видах характеристиках).

Как я уже говорил в статье, измерение проводим на самой отдаленной точке этой линии, в нашем случае это розетка, расположенная в самом дальнем углу библиотеки.

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).

Внимательно читаем информацию, приведенную на картинке выше.

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)

 

Форма протокола измерения петли фаза-ноль

Самым последним этапом является занесение величин измерений в протокол.

(для увеличения нажмите на картинку)

(для увеличения нажмите на картинку)

P.S. Если у Вас в процессе изучения материала появились какие-нибудь вопросы, то смело задавайте их в комментариях. А сейчас смотрите видеоролик про «Измерение петли фаза-ноль в мастерской», который я приготовил специально для Вас. 

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


Измерение петли «фаза-ноль»: методика и порядок проведения

Сроки проведения испытаний

Электрические сети и оборудование эксплуатируются в различных режимах. Со временем наблюдается естественное старение изоляции кабеля, ухудшение свойств проводников из-за токовых перегрузок, отклонений напряжения, влияния окружающей среды и т. д. Этим обусловлена необходимость в периодической проверке целостности контура фаза ноль.

В соответствии с указаниями ПУЭ испытание петли «Ф-Н» проводится, как минимум, один раз в 36 месяцев, а для электрических сетей, эксплуатируемых в опасных или агрессивных средах, как минимум, один раз в 24 месяца. Также предусматриваются внеплановые проверки, в следующих ситуациях:

  • при внедрении в работу нового оборудования;
  • после осуществления модернизации, профилактики или ремонта действующей сети;
  • по требованию поставщика электроэнергии;
  • по факту запроса от потребителя.

Периодичность осмотров электрооборудования жилых домов

Зануление и заземление

7.3.132. На взрывоопасные зоны любого класса в помещениях и на наружные взрывоопасные установки распространяются приведенные в 1.7.38 требования о допустимости применения в электроустановках до 1 кВ глухозаземленной или изолированной нейтрали. При изолированной нейтрали должен быть обеспечен автоматический контроль изоляции сети с действием на сигнал и контроль исправности пробивного предохранителя.

7.3.133. Во взрывоопасных зонах классов B-I, B-Iа и B-II рекомендуется применять защитное отключение (см. гл. 1.7). Во взрывоопасных зонах любого класса должно быть выполнено уравнивание потенциалов согласно 1.7.47.

7.3.134. Во взрывоопасных зонах любого класса подлежат занулению (заземлению) также:

а) во изменение 1.7.33 — электроустановки при всех напряжениях переменного и постоянного тока;

б) электрооборудование, установленное на зануленных (заземленных) металлических конструкциях, которые в соответствии с 1.7.48, п. 1 в невзрывоопасных зонах разрешается не занулять (не заземлять). Это требование не относится к электрооборудованию, установленному внутри зануленных (заземленных) корпусов шкафов и пультов.

В качестве нулевых защитных (заземляющих) проводников должны быть использованы проводники, специально предназначенные для этой цели.

7.3.135. В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью зануление электрооборудования должно осуществляться:

а) в силовых сетях во взрывоопасных зонах любого класса отдельной жилой кабеля или провода;

б) в осветительных сетях во взрывоопасных зонах любого класса, кроме класса B-I, — на участке от светильника до ближайшей ответвительной коробки — отдельным проводником, присоединенным к нулевому рабочему проводнику в ответвительной коробке;

в) в осветительных сетях во взрывоопасной зоне класса B-I — отдельным проводником, проложенным от светильника до ближайшего группового щитка;

г) на участке сети от РУ и ТП, находящихся вне взрывоопасной зоны, до щита, сборки, распределительного пункта и т. п., также находящихся вне взрывоопасной зоны, от которых осуществляется питание электроприемников, расположенных во взрывоопасных зонах любого класса, допускается в качестве нулевого защитного проводника использовать алюминиевую оболочку питающих кабелей.

7.3.136. Нулевые защитные проводники во всех звеньях сети должны быть проложены в общих оболочках, трубах, коробах, пучках с фазными проводниками.

7.3.137. В электроустановках до 1 кВ и выше с изолированной нейтралью заземляющие проводники допускается прокладывать как в общей оболочке с фазными, так и отдельно от них.

Магистрали заземления должны быть присоединены к заземлителям в двух или более разных местах и по возможности с противоположных концов помещения.

7.3.138. Использование металлических конструкций зданий, конструкций производственного назначения, стальных труб электропроводки, металлических оболочек кабелей и т. п. в качестве нулевых защитных (заземляющих) проводников допускается только как дополнительное мероприятие.

7.3.139. В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью в целях обеспечения автоматического отключения аварийного участка проводимость нулевых защитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании на корпус или нулевой защитный проводник возникал ток КЗ, превышающий не менее чем в 4 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя и не менее чем в 6 раз ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратнозависимую от тока характеристику.

При защите сетей автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитный расцепитель (без выдержки времени), следует руководствоваться требованиями, касающимися кратности тока КЗ и приведенными в 1.7.79.

7.3.140. Расчетная проверка полного сопротивления петли фаза-нуль в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью должна предусматриваться для всех электроприемников, расположенных во взрывоопасных зонах классов B-I и B-II, и выборочно (но не менее 10% общего количества) для электроприемников, расположенных во взрывоопасных зонах классов B-Iа, B-Iб, B-Iг и ВIIа и имеющих наибольшее сопротивление петли фаза-нуль.

7.3.141. Проходы специально проложенных нулевых защитных (заземляющих) проводников через стены помещений со взрывоопасными зонами должны производиться в отрезках труб или в проемах. Отверстия труб и проемов должны быть уплотнены несгораемыми материалами. Соединение нулевых защитных (заземляющих) проводников в местах проходов не допускается.

Как измеряется сопротивление петли фаза ноль

Измерение характеристик петли зависит от выбранной методики и прибора. Выделяют три основных способа:

  • Короткое замыкание. Прибор подключается к рабочей цепи в наиболее отдаленной точке от вводного щита. Для получения нужных показателей устройство производит короткое замыкание и замеряет ток КЗ, время срабатывания автоматов. На основе данных автоматически рассчитываются параметры.
  • Падение напряжения. Для подобного способа необходимо отключить нагрузку сети и подключить эталонное сопротивление. Испытание проводят с помощью прибора, который обрабатывает полученные результаты. Метод считается одним из наиболее безопасных.
  • Метод амперметра-вольтметра. Достаточно сложный вариант, который проводят при снятом напряжении, а также используют понижающий трансформатор. Замыкая фазный провод на электроустановку, измеряют параметры и делают расчеты характеристик по формулам.

{SOURCE}

Обзор методик

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.

Основной методикой такого испытания стало измерение падения напряжения при подключении нагрузочного сопротивления. Этот метод стал основным, ввиду его простоты использования и возможности дальнейших расчетов, которые нужно провести для получения дальнейших результатов. При измерении петли фаза-ноль в пределах одного здания, нагрузочное сопротивление включают на самом дальнем участке цепи, максимально удаленном от места подачи питания. Подключение приборов проводят к хорошо очищенным контактам, что нужно для достоверности замеров.

Сначала проводят измерение напряжения без нагрузки, после подключения амперметра с нагрузкой замеры повторяют. По полученным данным делают расчет сопротивления цепи фаза-ноль. Используя готовое, предназначенное для такой работы устройство, можно сразу по шкале получить нужное сопротивление.

После проведения измерения составляют протокол, в который заносят все нужные величины. Протокол должен быть стандартной формы. В него также вносят данные об измерительных приборах, которые были использованы. В конце протокола подводят итог о соответствии (несоответствии) данного участка нормативно-технической документации. Образец заполнения протокола выглядит следующим образом:

Что это такое, и как формируется проверочная схема

Начать надо с пути, который проходит электрический ток от подстанции до розетки в доме

Обращаем ваше внимание, что в старых домах в электрике чаще всего присутствует сеть без заземляющего контура (земля), то есть, к розетке подходит фазный провод и нулевой (фаза и ноль)

Итак, от подстанции до дома сеть может быть длиною в несколько сот метров, к тому же она разделена на несколько участков, где используются разного сечения кабели и несколько распределительных щитов. То есть, это достаточно сложная коммуникация. Но самое главное, весь участок имеет определенное сопротивление, которое приводит к потерям мощности и напряжения. И это независимо от того, качественно ли проведена сборка и монтаж или не очень. Этот факт известен специалистам, поэтому проект сети делается с учетом данных потерь.

Конечно, грамотно проведенный монтаж – это гарантия корректной работы сетевого участка. Если в процессе сборки и разводки были сделаны отклонения от норм и требований или просто сделаны ошибки, то это гарантия увеличения потерь, сбоя работы сети, аварий. Вот почему специалисты проводят измерения показателей сети и анализируют их. Что это такое, и как формируется проверочная схема.

Испытание цепи «Ф-Н» измерителем MZC 300

Измерение петли фаза ноль прибором MZC 300 требует соблюдения определенной последовательности действий, учитывая некоторые особенности устройства.

Обязательные условия

Первоначально рекомендуется включить MZC 300 и убедиться в отсутствии на экране надписи bAt. Она сигнализирует о разряженных батарейках, а следовательно, провести достоверные измерения не удастся.

В процессе осуществления замеров могут появляться характерные ошибки, обусловленные следующими причинами:

  1. Напряжение сети менее 180 или более 250 Вольт. В первом случае на экране высветится буква U в сопровождении с двумя звуковыми сигналами, а во втором надпись OFL и одно продолжительное звучание.
  2. Высокая нагрузка на измеритель, сопровождающаяся перегревом. На дисплее высветится буква T, а зуммер выдаст два длительных звука.
  3. Обрыв нулевого или защитного провода в исследуемой схеме, что сопровождается появлением на дисплее символа «— —» и продолжительным звуком.
  4. Превышено допустимое значение общего сопротивления исследуемой схемы — два продолжительных звука и символ «—».

Способы подключения

С помощью MZC 300 можно произвести замеры различных участков цепи. При этом необходимо обеспечить качественный контакт наконечников прибора.

Далее представлен порядок подключения измерителя в зависимости от вида проводимого тестирования:

  1. Снятие характеристик с петли «Ф-Н» — один наконечник измерителя фиксируется к нулевому (N) проводу, а второй поочередно устанавливается на линейные (L) провода.
  2. Проверка защитной цепи — один контакт поочередно крепится к линейным проводникам, а второй к защитному заземлению (PE).
  3. Тестирование надежности заземления корпуса электрооборудования производится в зависимости от типа сети — с занулением (TE) или с защитным заземлением (TT). При этом порядок производства измерений идентичен. Один наконечник прибора цепляется к корпусу электрооборудования, а второй поочередно к питающим проводникам.

Считывание показаний о напряжении сети

MZC 300 рассчитан на выдачу показаний фазного напряжения в пределах от 0 до 250 В. Для снятия данных понадобится нажать на клавишу «Start». При отсутствии указанных манипуляций измерительное устройство автоматически выведет на дисплей полученное значение, по истечении пяти секунд с момента начала тестирования.

Измерение характеристик контура «Ф-Н»

Для получения основных показателей в MZC 300 используется методика искусственного короткого замыкания. Она позволяет измерить полное сопротивление петли, разлагая на активную и реактивную составляющую, а также выдавая данные по углу сдвига фаз и величине предполагаемого Iкз. Для их поочередного просмотра понадобится нажимать кнопку «Z/I».

Измерительный ток протекает по тестируемому контуру в течение 30 мс. Для ограничения величины тока в схеме прибора смонтирован ограничивающий резистор на 10 Ом. При этом прибор автоматически устанавливает требуемую величину измерительного тока, учитывая уровень напряжения в сети и величину сопротивления схемы «Ф-Н».

При наличии в схеме УЗО следует предварительно исключить защитный аппарат из тестируемого контура посредством установки шунта. Это обусловлено тем, что подаваемый от MZC 300 измерительный ток приводит к отключению УЗО.

Вывод результатов измерения

После осуществления необходимых подключений на экране прибора будет отражаться уровень напряжения сети. Процесс измерения начинается после нажатия кнопки «Start». По факту окончания тестирования на дисплей выводится информация о величине полного сопротивления или предполагаемого Iкз, в зависимости от первоначальных установок. Для отображения других доступных показаний понадобится использовать клавишу «SEL».


Вывод результатов испытания на экран

Для получения достоверных измерений цепи «Ф-Н» рекомендуется воспользоваться услугами профессионалов. От правильности испытаний зависит дальнейшая безопасность эксплуатации электрической сети.

Методика измерения петли «фаза — ноль»

Применяются следующие методы измерения: падения напряжения в отключенной цепи, то же – на нагрузочном сопротивлении и метод КЗ. Второй способ реализован в принципе действия прибора производства Sonel типа MZC-300. Методика выполнения измерений таким методом изложена в ГОСТе 50571.16-99. Достоинство этого метода – в простоте и безопасности.

Прежде, чем приступить к основным измерениям, следует испытать сопротивление и непрерывность защитных проводников. Во время проведения измерений прибором MZC-300 следует учитывать, что возможна автоматическая блокировка процесса в следующих случаях:

  1. Напряжение в сети превышает 250 В: прибор в это время издает звуковой продолжительный сигнал, а на дисплее появляется надпись «OFL». В таком случае измерения необходимо прекратить.
  2. При разрыве цепи PE/N на дисплее появится символ в виде двойного тире и будет звучать сигнал после нажатия на кнопку «start». Необходимо быть осторожным: защита от токов КЗ в сети отсутствует.
  3. При снижении напряжения в испытуемой цепи менее 180 В на дисплее загорается символ «U», что сопровождается двумя продолжительными звуковыми сигналами после нажатия на кнопку «start».
  4. В случае перегрева прибора из-за значительных нагрузок появляется на дисплее символ «Т» и звучат два сигнала. В этом случае нужно уменьшить количество операций за единицу времени.

Для проведения измерений соответствующие клеммы прибора подключают к одной из фаз и глухозаземленной нейтрали (в сети с защитным заземлением вместо нейтрали подключают прибор к заземляющему проводнику). При проверке состояния защиты электроустановки от замыкания на корпус прибор MZC-300 подключают к заземляющей клемме корпуса и фазному проводу. Необходимо следить за тем, чтобы контакт был надежным: применять следует проверенные наконечники (если необходимо – заостренные зонды), а место соединения должно быть очищено от окиси.

Во время измерения прибором серии MZC-300 происходит имитация короткого замыкания: ток протекает через резистор с известным сопротивлением (10 Ом) в течении 30 мс. Уменьшенное значение силы тока является одним из параметров, участвующих в образовании результата. Непосредственно перед определением значения такого тока прибор измеряет реальное напряжение в сети. Производится поправка по векторам тока и напряжения, после чего процессор высчитывает полное сопротивление петли КЗ, раскладывая его на реактивную и активную составляющие и угол сдвига фаз, образующийся в измеряемой цепи во время протекания тока КЗ. Диапазон измерения полного сопротивления выбирается прибором автоматически.

Считывание и оформление результата

После измерения результат может быть отображен на дисплее в виде значения полного сопротивления петли КЗ или тока КЗ. Для просмотра и смены режима отображения следует нажать клавишу Z/I. Полное сопротивление отражает дисплей, а значение тока КЗ необходимо вычислять.

После подключения прибора к испытуемой цепи определяется напряжение, после чего нажатием на кнопку «start» включается измерительный режим. Если не действуют факторы, которые могут стать причиной блокировки процесса, на дисплее появляется ожидаемое значение тока КЗ или полного сопротивления. Если необходимо знать значения других параметров (реактивного и активного сопротивления, угол сдвига фаз), следует воспользоваться кнопкой SEL. Предельное значение реактивного, активного и полного сопротивления – 199,9 Ом. При превышении этого предела дисплей отразит символ OFL, если же прибор будет находиться в режиме измерения тока КЗ, отобразится символ UFL, означающий малую величину. При необходимости увеличить диапазон нужно использовать другую модификацию прибора — MZC-ЗОЗЕ: специальная функция RCD позволяет получить результаты до 1999 Ом.

Периодичность проведения измерений сопротивления петли «фаза – ноль» определяется документом ПТЭЭП и системой ППР, которая предусматривает своевременное проведение капитальных и текущих ремонтов электрооборудования. В случае выхода из строя устройств защиты после их ремонта или замены проводятся внеплановые работы по установлению значений параметров цепи «фаза – ноль».

Заключение о результатах измерений выполняется следующим образом. После выполнения всех работ по изложенной выше методике, получаем величину однофазного тока КЗ. Сравниваем результат с током, при котором срабатывает расцепитель выключателя-автомата или с номиналом плавко вставки. Делаем выводы о пригодности оборудования защиты. Все полученные результаты заносятся в протокол установленной формы.

Таблица №1 Активное и индуктивное сопротивление проводников с медными и алюминиевыми жилами.

СечениеСопротивление, Ом/Км
Активное r для жилИндуктивное Хо
МедныхАлюминиевыхТрёхжильных кабелей с бумажной изоляциейПроводов в трубе
Температура, С
30503045
1,512,3013,300,1130,126
2,57,408,0012,513,30,1040,116
4,04,635,007,818,340,0950,107
6,03,093,345,215,560,0900,0997
10,01,852,003,123,330,0730,099
16,01,161,251,952,080,06750,0947
25,00,7410,801,251,330,06220,0912
35,00,530,570,890,9510,06370,0879
50,00,3710,40,620,6660,06250,0854
70,00,2650,290,450,4470,06120,0819
95,00,1950,210,330,3510,06020,0807
120,00,1540,170,260,2780,06000,0802

Таблица №2 Расчётные полные сопротивления Zтр Ом, силовых масляных трансформаторов ГОСТ 11920-73 и 12022 – 66.

Мощьность трансформатора, кВАПервичное напряжение, кВZтр, Ом при соединении обмоток
Y/Yн/Yн
256-103,110,906
406-101,950,562
636-101,240,360
1006-100,480,141
1606-100,3120,090
2506-100,1950,056
4006-100,1290,042
6306-100,0810,07
10006-100,0540,017
16006-100,0510,020

Приближенный метод определения тока однофазного КЗ

2.1 Приближенный метод определения тока однофазного кз при большой мощности питающей энергосистемы (Хс

где:

  • Uф – фазное напряжение сети, В;
  • Zт – полное сопротивление трансформатора току однофазного замыкания на корпус, Ом;
  • Zпт – полное сопротивление петли фаза-нуль от трансформатора до точки КЗ, Ом.

2.2 Если же питающая энергосистема имеет ограниченную мощность, то тогда ток однофазного кз определяется по формуле 2-26 :

2.3 Значение Z определяется по таблице 2.9 или можно определить по формуле 2-25 :

где: х и r; х и r; х и r — индуктивное и активное сопротивления трансформатора токам прямой, обратной и нулевой последовательности, мОм. Принимаются по таблице 2.4 .

Значение Zт/3 для различных трансформаторов с вторичным напряжением 400/230 В, можно принять по таблицам 2, 3, 4 .

Сопротивления контактов шин, аппаратов, трансформаторов тока в данном методе не учитываются, поскольку арифметическая сумма Zт/3 и Zпт создает не который запас.

2.4 Полное сопротивление трансформатора Zт, определяется по формуле 2-24 :

2.5 Полное сопротивление петли фаза-нуль, определяется по формуле 2-27 :

где:

  • Zпт.уд. – полное удельное сопротивление петли фаза-нуль для каждого участка от трансформатора до места КЗ определяется по таблицам 2.10 – 2.14 или по таблицам , мОм/м;
  • l – длина участка, м.

Ниже представлены справочные таблицы со значениями удельного сопротивления петли фаза-нуль для различных кабелей и шинопроводов согласно .

Справочные таблицы 7, 10 со значениями активных сопротивления медных и алюминиевых проводов, кабелей .

Справочные таблицы 11, 12, 13 со значениями полного расчетного сопротивления цепи фаза-нуль для 3(4) — жильных кабелей с различной изоляций и при температуре жилы +65(+80) С .

На практике согласно рекомендуется использовать приближенный метод определения тока однофазного КЗ. При таком методе, допустимая погрешность в расчете тока однофазного КЗ при неточных исходных данных в среднем равна – 10% в сторону запаса; 18-20% — при схеме соединения трансформатора Y/Y0, когда преобладает активная нагрузка и для зануления используется 4-я жила либо оболочка кабеля; 10-12% — при использовании стальных труб для зануления электропроводки.

Из выше изложенного, следует, что при использовании данного метода, создаётся не который запас при расчете, который гарантирует срабатывания защитного аппарата, согласно требованиям ПУЭ.

1. Рекомендации по расчету сопротивления цепи «фаза-нуль». Главэлектромонтаж. 1986 г. 2. ГОСТ 28249-93 – Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ. 3. Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сети 0,4 кВ. Учебное пособие. 2008 г.

Данный проект поддерживается и развивается исключительно на средства от добровольных пожертвований.

Проявив лояльность к сайту, Вы можете перечислить любую сумму денег, тем самым вы поможете улучшить данный сайт, повысить регулярность появления новых интересных статей и оплатить регулярные расходы, такие как: оплата хостинга, доменного имени, SSL-сертификата, зарплата нашим авторам.

В данной статье речь пойдет о расчете токовой отсечки для электродвигателей напряжением выше 1.

Расчет токов самозапуска электродвигателей производиться для выбора тока срабатывания максимальной.

Выбор мощности трансформатора напряжения сводиться к расчету нагрузки для основной и.

В данной статье я хотел бы рассказать о проверке чувствительности для максимальной токовой защиты (МТЗ).

В данном примере рассмотрим расчет уставок защит для ячейки 6 кВ питающей реакторное устройство плавного.

Отправляя сообщение, Вы разрешаете сбор и обработку персональных данных. Политика конфиденциальности.

Проведение измерений

Необходимость измерения петли фаза-ноль производится в определенных ситуациях. Прежде всего, это мероприятие осуществляется при вводе электроустановок в эксплуатацию после монтажа или реконструкции. В этом случае, тестирование проводится во время приемосдаточных испытаний. Внеплановые измерения могут проводиться по требованию организаций, контролирующих электробезопасность установок, а также, в любое время, по желанию клиента.

Когда измеряется петля фаза-ноль, в обязательном порядке определяется величина сопротивления. Этот показатель получается в результате параметров сопротивления, образующегося в обмотках питания, фазном и нулевом проводнике. Одновременно измеряются переходные сопротивления контактов коммутационной аппаратуры.

Кроме сопротивления, измеряется величина тока, образующегося при коротком замыкании. Для этого применяется специальный прибор, с помощью которого возможно автоматически получить все необходимые показатели.

После проведения всех измерений все полученные результаты сравниваются с уставкой, рассчитанной на тот или иной автоматический выключатель.

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».
Статьи цикла:»Электролаборатория и электроизмерения»:
1. Электролаборатория и электроизмерения. Введение
2. Что такое электролаборатория и для чего нужны электроизмерения
3. Электролаборатория. Смета на проведение комплекса электроизмерений электросети. Расчёт стоимости работ на электроизмерения
4. Электролаборатория проводит визуальный осмотр электропроводки и электрооборудования
5. Электролаборатория. Замер заземления. Электропроводка. Электрооборудование
6. Электролаборатория. Замер сопротивления изоляции. Электроизмерения. Электропроводка
7. Электролаборатория. Замер сопротивления цепи “фаза-нуль”. Электроизмерения
8. Электролаборатория – замеры и испытание выключателей автоматических управляемых дифференциальным током (УЗО)
9. Электролаборатория выполняет испытания (прогрузку) автоматических выключателей
10. Электролаборатория проводит электроизмерение “Замер сопротивления заземляющих устройств”

Протокол электроизмерения петли «фаза — нуль»

Ссылки по теме

  • Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей
    / Нормативный документ от 9 февраля 2007 г. в 02:14
  • Библия электрика
    / Нормативный документ от 14 января 2014 г. в 12:32
  • Справочник по электрическим сетям 0,4-35 кВ и 110-1150 кВ. Том 10 
    / Нормативный документ от 2 марта 2009 г. в 18:12
  • Кабышев А.В., Тарасов Е.В. Низковольтные автоматические выключатели
    / Нормативный документ от 1 октября 2019 г. в 09:22
  • Правила устройства воздушных линий электропередачи напряжением до 1 кВ с самонесущими изолированными проводами
    / Нормативный документ от 30 апреля 2008 г. в 15:00
  • Князевский Б.А. Трунковский Л.Е. Монтаж и эксплуатация промышленных электроустановок
    / Нормативный документ от 17 октября 2019 г. в 12:36
  • Маньков В.Д. Заграничный С.Ф. Защитное заземление и зануление электроустановок
    / Нормативный документ от 27 марта 2020 г. в 09:05
Оцените статью:

что это такое, периодичность проверки и прибор для измерения

На чтение 8 мин Просмотров 130 Опубликовано Обновлено

При существующем разнообразии электрического оборудования, устанавливаемого в силовых цепях, важно научиться правильной эксплуатации систем энергоснабжения и поддержанию их в рабочем состоянии. Нарушение этого требования приводит к снижению эксплуатационных показателей и возможности повреждения подключенных к ней устройств. Проверка электропроводящих линий предполагает организацию тестирования, включающего в себя измерение распределенных электрических параметров. При проведении периодических испытаний обязательно обследуются все защитные устройства и электрические проводники, а также так называемая «петля фаза ноль».

Определение понятия

Измеритель сопротивления петли фаза-ноль

Любое подключенное к электросети оборудование оснащается защитным заземляющим контуром. Это приспособление обустраивается в виде сборной металлической конструкции, располагающейся либо рядом с контролируемым объектом, либо на трансформаторной подстанции. В случае аварийной ситуации (при повреждении изоляции проводов, например) фазное напряжение попадает на заземленный корпус, а затем стекает в землю.

Для надежного растекания в грунт опасного потенциала сопротивление цепочки не должно превышать определенной нормы (единиц Ома).

Под петлей фаза ноль понимается проводной контур, образуемый при замыкании фазной жилы на токопроводящий корпус подключенного к сети оборудования. Фактически он образуется между фазой и заземленной нейтралью (нулем), что и явилось причиной такого названия. Знать его сопротивление необходимо для того, чтобы контролировать состояние цепей защитного заземления, обеспечивающих стекание аварийного тока в грунт. От состояния этого контура зависит безопасность человека, пользующегося оборудованием и бытовыми приборами.

Методика определения сопротивления петли фаза-нуль

В соответствии с требованиями ПТЭЭП при эксплуатации промышленного и бытового электрооборудования необходим постоянный контроль состояния защитных устройств. Согласно требованиям нормативной документации в установках до 1000 Вольт с глухозаземленной нейтралью они проверяются на однофазное замыкание в грунт. В известных методиках испытаний в первую очередь учитывается техническая база, представленная образцами специальных измерительных приборов.

Используемая аппаратура

Для измерения цепочки фаза-нуль применяются электронные приборы, отличающиеся как своими возможностями (способом снятия показаний и их погрешностью, в частности), так и назначением. К самым распространенным образцам измерителей относятся:

  • Приборы М417 и MSC300, позволяющие определять искомую величину, по окончании измерений токи КЗ на землю вычисляются на основе полученных результатов.
  • Устройство ЭКО-200, посредством которого удается замерить только ток замыкания.
  • Прибор ЭКЗ-01, применяемый для тех же целей, что ЭКО-200.
  • Измеритель ИФН-200.

Прибор М417 позволяет проводить измерения в цепях 380 Вольт с глухозаземленной нейтралью без необходимости снятия питающего напряжения. При проведении замеров используется метод его падения в режиме размыкания контролируемой цепи на промежуток времени, составляющий 0,3 секунды. К недостаткам этого устройства относят необходимость калибровки системы перед началом работы.

Прибор MSC300 относится к изделиям нового типа с электронной начинкой, построенной на современных микропроцессорах. При работе с ним используется метод падения потенциала при подключении фиксированного сопротивления величиной 10 Ом. Рабочее напряжение – 180-250 Вольт, а время замера контролируемого параметра – 0,03 сек. Устройство подсоединяется к проверяемой линии в самой дальней ее точке, после чего нажимается кнопка «Старт». Итоги измерений выводятся на встроенный в прибор цифровой дисплей.

Когда в наличии не имеется ни одного образца измерительного прибора (а также при необходимости дублирования операций), для практического определения искомой величины используется способ измерения с помощью вольтметра и амперметра.

Существующие методики измерений

Известные методики включают в себя расчетную часть, представленную в виде формул. Общепринятый расчетный инструмент позволяет узнать суммарное сопротивление петли по следующей формуле:

Zпет = Zп + Zт/3, где

  • Zп – полное сопротивление проводов на участке КЗ;
  • Zт – то же, но для силового трансформатора подстанции (источника тока).

Для дюралевых и медных проводов Zпет в среднем составляет 0,6 Ом/км. По найденному сопротивлению находится ток однофазового замыкания на землю: Iк = Uф/Zпет.

Если в результате приведенных выкладок выяснится, что значение искомого параметра не превышает трети от допустимой величины (смотрите ПУЭ), можно ограничиться этим вариантом расчета. В противном случае проводятся прямые измерения тока посредством приборов ЭКО-200 или ЭКЗ-01. В их отсутствие может применяться метод амперметра-вольтметра.

Общий порядок проведения испытаний с помощью измерительных приборов указанных марок:

  • Контролируемое оборудование отключают от сети.
  • Организуется питание проверяемой петли от понижающего трансформатора.
  • Нужно умышленно замкнуть фазу на корпус электрического приемника, а затем измерить значение Zпет, получившееся в результате КЗ.

При измерениях по способу амперметра-вольтметра после подачи напряжения в контролируемую цепочку и организации замыкания определяются величины тока I и потенциала U. Первое из этих значений не должно превышать 10-20 Ампер.

Расчеты и оформление результатов

Сопротивление проверяемой петли вычисляется по формуле: Zпет=U/I. Полученное по результатам расчета значение складывается с импедансом одной из 3-х обмоток станционного трансформатора, равным Rтр./3.

По завершении линейных измерений согласно действующим нормативам их следует зафиксировать документально. Для этого по установленной форме подготавливаются протоколы испытаний, в которых обязательно регистрируются следующие данные:

  • Тип линии, ее основные характеристики.
  • Используемое при проверке измерительное оборудование.
  • Величины собственного переходного сопротивления и обмоток станционного трансформатора.
  • Их сумма, являющаяся итогом проведенных измерений.

В соответствии с основными положениями ПУЭ периодичность проводимых на силовых цепях проверок составляет один раз в 6 лет. Для взрывоопасных объектов – раз в два года.

Расчеты по таблицам

Полное значение искомой величины зависит от следующих факторов:

  • Параметры трансформатора силовой подстанции.
  • Выбранные при проектировании электрической сети сечения фазных и нулевых жил.
  • Сопротивление переходных соединений, всегда имеющихся в любой цепи.

Проводимость используемых проводов может задаваться еще на стадии проектирования энергосистемы, что при условии правильного ее выбора позволит избежать многих неприятностей.

Согласно ПУЭ этот показатель должен соответствовать хотя бы половине аналогичного значения для фазных проводников. По необходимости ее допускается увеличивать до той же величины. В требованиях главы 1.7 ПУЭ оговариваются эти значения, а ознакомиться с ними можно в Таблице 1.7.5, приводимой в Приложении Правил. Согласно ей производится выбор наименьшего сечения проводников защиты (в миллиметрах квадратных).

По завершении табличного этапа обсчета петли фаза-ноль переходят к ее проверке путем вычисления тока короткого замыкания по формулам. Его расчетное значение сравнивается затем с практическими результатами, полученными ранее путем непосредственных измерений. При последующем выборе приборов защиты от КЗ (линейных автоматов, в частности) время их срабатывания привязывается к этому параметру.

В каких случаях проводят измерения

Замер сопротивления участка цепи фаза-ноль обязательно организуется в следующих ситуациях:

  • при вводе в постоянную эксплуатацию новых, еще не работающих силовых электроустановок;
  • когда со стороны контролирующих энергетических служб поступило указание на их проведение;
  • согласно заявке предприятий и организаций, подключенных к обслуживаемой электрической сети.

При вводе энергетической системы в эксплуатацию тестовые замеры сопротивления петли является частью комплекса мероприятий, проводимых с целью проверки ее рабочих характеристик. Второй случай связан с аварийными ситуациями, нередко случающимися при эксплуатации силовых цепей. Заявка от тех или иных потребителей, представленных предприятием или организацией, может поступить при неудовлетворительной защите оборудования (по жалобам конкретных пользователей, например).

Примеры проведения вычислений

В качестве примеров таких измерений рассматриваются два способа.

Эффект от падения напряжения на контролируемом участке силовой цепи

При описании этого способа важно обратить внимание на трудности его практической реализации. Это объясняется тем, что для получения конечного результата потребуется несколько этапов. Сначала придется измерить параметры сети в двух режимах: с отключенной и подключенной нагрузкой. В каждом из этих случаев сопротивление измеряется путем снятия показаний по току и напряжению. Далее оно рассчитывается по классическим формулам, вытекающим из закона Ома (Zп=U/I).

В числителе этой формулы U представляет собой разницу двух напряжений – при включенной и при выключенной нагрузке (U1 и U2). Ток учитывается только для первого случая. Для получения корректных результатов разница между U1 и U2 должна быть достаточно большой.

Полное сопротивление учитывает импеданс катушки трансформатора (он суммируется с полученным результатом).

Применение независимого источника электрического питания

Данный подход предполагает определение интересующего специалистов параметра с помощью независимого источника питающего напряжения. При его проведении потребуется учесть следующие важные моменты:

  • В процессе измерений первичная обмотка питающего станционного трансформатора замыкается накоротко.
  • С независимого источника напряжение питания подается непосредственно в зону КЗ.
  • Сопротивление фаза-ноль рассчитывается по уже знакомой формуле Zп=U/I, где: Zп – это значение искомого параметра в Омах, U – измеренное испытательное напряжение в Вольтах, I – величина измерительного тока в Амперах.

Все рассмотренные методы не претендуют на абсолютную точность полученных по их итогам результатов. Они дают лишь приблизительную оценку величины полного сопротивления петли фаза-ноль. Такой ее характер объясняется невозможностью в рамках предложенных методик измерять индуктивные и емкостные потери, которые всегда присутствуют в силовых цепях с распределенными параметрами. При необходимости учета векторной природы измеряемых величин (фазовых сдвигов, в частности) придется вводить специальные поправки.

В реальных условиях эксплуатации мощных потребителей величины распределенных реактивных сопротивлений настолько незначительны, что в определенных условиях они не учитываются.

существующие методики расчёта, используемые приборы контроля цепи

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:

  • Проверка ДИФ-автоматов и УЗО.
  • Испытание током нагрузки автоматических выключателей.
  • Замер сопротивления цепи.
  • Измерение цепи фазы.
  • Замер сопротивления изоляции.
  • Испытание другого защитного технологического оборудования.

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.

Тестовая цепь имеет нулевую фазу. Электротехническая лаборатория. Измерение сопротивления цепи «фаза-ноль». Электрические измерения

В соответствии с ПТЭЭП для измерения чувствительности защит к однофазным замыканиям на землю в установках до 1000 В с глухозаземленной нейтралью необходимо проводить измерения сопротивления контура «фаза-ноль». .

Для измерения сопротивления петли «фаза-ноль» существует ряд устройств, различающихся схемами, точностью и т. Д.Сферы применения различных устройств приведены в таблице. 1.

Приборы для измерения электрических параметров заземляющих устройств, включая измерения сопротивления контура, фаза-ноль

Проверка проводится для наиболее удаленных и мощных электроприемников, но не менее 10% от их общего количества. Проверка может быть произведена расчетом по формуле Zpt = Zn + Zm / 3, где Zn – полное сопротивление проводов контура фаза-ноль; Zm – полное сопротивление питающего трансформатора.Для алюминиевых и медных проводов Zпт = 0,6 Ом / км.

Согласно Zpet определяется ток однофазного замыкания на землю: Ik = Uf / Zpet Если расчет показывает, что кратность тока однофазного замыкания на землю на 30% выше, чем допустимые устройства защиты, указанные в , то вы можете ограничиться расчетом. В противном случае следует проводить прямые измерения тока короткого замыкания специальными приборами, например ЭКО-200, ЭЦЗ-01 или методом амперметра-вольтметра при пониженном напряжении.

Амперметр-вольтметр метод измерения сопротивления контура фаза-ноль

Проверяемое электрооборудование отключено от сети. Измерение производится на переменном токе от понижающего трансформатора. Для измерения производится искусственное замыкание одного фазного провода на корпусе электроприемника. Схема испытаний представлена ​​на рисунке.

Схема измерения сопротивления контура фаза-ноль методом амперметра-вольтметра.

После подачи напряжения, тока I и напряжения U измерительный ток должен быть не менее 10-20 А. Сопротивление измеряемого контура Zn = U / I. Полученное значение Zn следует арифметически объединить с Расчетное значение импеданса одной фазы питающего трансформатора R м / 3.

Программа для измерения сопротивления контура фаза-ноль

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

2. Подготовка необходимых электроизмерительных приборов и испытательных устройств, проводов и средств защиты.

3. После завершения организационно-технических мероприятий и допуска на объект, выполнение замеров и испытаний

4. Оценка и обработка результатов измерений и испытаний.

5. Оформление измерений и испытаний.

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

Со временем работы линии электропитания в них происходят изменения, которые невозможно проверить визуально или установить математическими расчетами. Для стабильной и бесперебойной работы электрооборудования необходимо периодически измерять определенные параметры. Один из них – это измерение контура фаза-ноль, которое производится с помощью специальных приборов. Если фазный провод замкнут на ноль в точке потребления, то между фазным и нулевым проводниками образуется фаза, которая является петлей фаза-ноль.В его состав входят: трансформатор, автоматические выключатели, выключатели, пускатели – все коммутационное оборудование. Ниже мы расскажем читателям, как измерить сопротивление контура, предоставив существующие методы и оборудование.

Периодичность и обозначение измерений

Для надежной работы электросети необходимо периодически проверять силовой кабель и оборудование. Эти испытания проводятся перед вводом объекта в эксплуатацию, после капитального и текущего ремонта электрических сетей, после ввода в эксплуатацию, а также по графику, установленному руководителем предприятия.Измерения производятся по следующим основным параметрам:

  • сопротивление изоляции;
  • сопротивление шлейфа фаза-ноль;
  • параметров заземления;
  • параметров автоматических выключателей.

Основная задача измерения параметра контура фаза-ноль – защита электрооборудования и кабелей от возникновения в процессе эксплуатации. Повышенное сопротивление может привести к перегреву лески и, как следствие, к возгоранию. Окружающая среда оказывает большое влияние на качество кабеля, воздуховода.Температура, влажность, агрессивная среда, время суток – все это сказывается на состоянии сети.

Схема измерения включает контакты автоматической защиты, автоматические выключатели, контакторы, а также проводники для подачи напряжения на электроустановки. Этими проводниками могут быть силовые кабели, питающие фазу и ноль, или воздушные линии, выполняющие ту же функцию. Если есть защитное заземление, фазовый провод и заземляющий провод. Такая цепочка имеет определенное сопротивление.

Импеданс контура фаза-ноль можно рассчитать по формулам, которые будут учитывать поперечное сечение проводников, их материал, длину линии, хотя точность расчетов будет небольшой. Более точный результат можно получить, измерив физическую схему имеющимися устройствами.

В случае использования устройства защитного отключения () в сети, оно должно быть отключено во время измерения. Параметры УЗО рассчитаны таким образом, что при прохождении больших токов оно отключит сеть, что не даст достоверных результатов.

Обзор техники

Существуют различные методы проверки контура фаза-ноль, а также множество специальных измерительных приборов. Что касается методов измерения, то основными считаются:

  1. Метод падения напряжения. Измерения производятся при выключенной нагрузке, после чего подключается сопротивление нагрузки известного значения. Работы проводятся с помощью специального приспособления. Результат обрабатывается и путем расчетов производится сравнение с нормативными данными.
  2. Метод короткого замыкания. В этом случае устройство подключается к цепи и искусственно создает короткое замыкание в дальней точке потребления. С помощью прибора определяют ток короткого замыкания и время срабатывания защит, после чего делают вывод, что они соответствуют нормам данной сети.
  3. Амперметр-вольтметровый метод. Снимают напряжение питания, затем с помощью понижающего трансформатора переменного тока замыкают фазный провод на корпус действующей электроустановки.Полученные данные обрабатываются и по формулам определяется требуемый параметр.

Основной метод этого теста заключался в измерении падения напряжения при подключении сопротивления нагрузки. Этот метод стал основным из-за простоты использования и возможности дальнейших расчетов, которые необходимо провести для получения дальнейших результатов. При измерении контура фаза-ноль в пределах одного здания сопротивление нагрузки прикладывается к самой дальней части цепи как можно дальше от источника питания.Приборы подключаются к хорошо очищенным контактам, что необходимо для надежных измерений.

Сначала измеряется напряжение без нагрузки, после подключения амперметра к нагрузке измерения повторяются. По полученным данным рассчитывается сопротивление фаза-ноль. Воспользовавшись готовым приспособлением, предназначенным для такой работы, можно сразу получить необходимое сопротивление на шкале.

После проведения измерения составляется протокол, в который заносятся все необходимые величины.Протокол должен быть стандартной формы. Он также включает данные об использованных измерительных приборах. В конце протокола подведите итоги соответствия (несоответствия) данному разделу нормативно-технической документации. Образец заполнения протокола:


Какие устройства используются?

Чтобы ускорить процесс измерения контура, промышленность выпускает различные измерительные приборы, которые можно использовать для измерения параметров сети различными методами.Самыми популярными моделями были:

Вы можете узнать, как измерить импеданс контура фаза-ноль с помощью приборов, просмотрев эти видео-примеры.

Электричество в настоящее время – это не только удобство и качество проживания, но и большая опасность для человека. И хорошо, если электромонтаж в доме сделают профессионалы. Ведь они всегда проверяют свою работу на степень безопасности. Как? Для этого используется метод, основанный на создании большой нагрузки в электропроводке.Этот метод электриков называется измерением сопротивления нулевой фазы контура.

Что это такое, и как формируется схема проверки

Начать надо с пути, по которому электрический ток проходит от подстанции до розетки в доме. Обращаем ваше внимание на то, что в старых домах у электриков обычно бывает сеть без контура заземления (заземления), то есть для розетки подходит фазный провод и ноль (фаза и ноль).

Итак, от подстанции до дома протяженность сети может составлять несколько сотен метров, к тому же она разбита на несколько участков, где используются разные кабели и несколько коммутаторов.То есть это довольно сложное общение. Но самое главное, вся площадка имеет определенное сопротивление, что приводит к потерям мощности и напряжения. И это вне зависимости от того, качественно ли произведена сборка и монтаж. Этот факт известен специалистам, поэтому проектирование сети выполняется с учетом данных потерь.

Безусловно, правильно проведенная установка – это гарантия корректной работы сетевого сайта. Если в процессе сборки и электромонтажа были допущены отклонения от норм и требований или просто допущены ошибки, то это гарантия возрастающих потерь, сбоев в работе сети, аварий.Поэтому специалисты проводят измерения сетевых индикаторов и анализируют их.

Следует отметить, что вся электрическая цепь представляет собой петлю петли, образованную фазовой петлей и нулевой петлей. По сути, это своего рода петля. Поэтому он называется нулевой фазой контура.

Как измеряется сеть

Чтобы понять это, необходимо рассмотреть схему, в которой есть потребитель, подключенный через штатную розетку. Итак, к розетке, как уже было сказано выше, подводятся фаза и ноль.В этом случае на розетку теряется напряжение из-за сопротивления основных кабелей и проводов. Это давно известно, этот процесс описывается формулой Ома:

Правда, эта формула описывает соотношение величин постоянного электрического тока. Чтобы перевести его на переменный ток, необходимо учесть некоторые показатели:

  • Активная составляющая сопротивления сети.
  • Реактивный, состоящий из емкостной и индуктивной части.

Что это значит? Необходимо понимать, что электродвижущая сила, возникающая в обмотках трансформатора, образует электрический ток. Он теряет напряжение при прохождении потребителя и подводящих проводов. При этом сам ток преодолевает несколько видов сопротивления:

  • Актив – это потребитель и провода. Это самая большая часть сопротивления.
  • Индуктивность – это сопротивление встроенных обмоток.
  • Емкостной – это сопротивление отдельных элементов.


Для расчета полного сопротивления сети (фаза и нулевой контур) необходимо определить электродвижущую силу, которая создается на обмотках трансформатора. Правда, без специального разрешения подстанцию ​​не пустят, поэтому замер петли фаза-ноль придется производить в самой розетке. Обратите внимание, что сокет не должен быть загружен. Затем необходимо измерить напряжение под нагрузкой. Для этого в розетку подключается любое устройство, это может быть даже обычная лампа накаливания.Измеряются напряжение и сила тока.

Внимание! Нагрузка на розетку во время измерения должна быть стабильной. Это первое. Во-вторых, лучший вариант, если ток в цепи составляет от 10 до 20 ампер. В противном случае дефекты сетевой области могут не появиться.

Теперь по закону Ома можно определить импеданс контура. При этом необходимо учитывать, что напряжение (измеренное) в розетке может отклоняться от номинального как при нагрузке, так и без нее.Поэтому сначала необходимо рассчитать сопротивление при разных значениях напряжения. Понятно, что, когда напряжение нагрузки больше, следовательно, полное сопротивление контура – это разница между двумя сопротивлениями:

Rn = R2-R1, где R2 – сопротивление шлейфа под нагрузкой, R1 – без.

По поводу точных измерений. Самодельные приборы это умеют, здесь проблем нет, но только точность измерений в этом случае будет очень низкой. Поэтому для этого процесса рекомендуется использовать вольтметры и амперметры с высокой точностью (класс 0.2). Правда, сегодня такие средства измерений используются в основном в измерительных лабораториях. Вы должны уметь с ними справляться. К тому же такие устройства требуют частого тестирования.


Хотя надо отдать должное рынку, сегодня такие устройства можно купить в свободном доступе. Стоят они недешево, но для профессионала это необходимая вещь.

Где измерить

Измерение петли фаза-ноль – розетки. Но опытные электрики знают, что это место не единственное.Например, дополнительное место – это клеммы в распределительном щите. Если в дом подведена трехфазная электрическая сеть, то необходимо проверить фазное сопротивление шлейфа на трех клеммах фаз. Ведь всегда есть вероятность, что контур одной из фаз был собран неправильно.

Цель измерений

Итак, вторая цель – определить качество эксплуатируемых сетей и оценить надежность защитных блоков и устройств.

Что касается первой позиции, то здесь необходимо сравнить полученные замеры, а точнее сопротивление шлейфа с расчетным. При этом, если расчетный показатель был выше нормативного, то, по сути, явно неправильный монтаж или другие дефекты в магистрали. Например, грязь или коррозия контактов, малое сечение кабелей и проводов, неграмотные скрутки, плохая изоляция и так далее. Если проект электрической сети по каким-либо причинам отсутствует, то для сравнения расчетного сопротивления шлейфа с номинальным необходимо будет обратиться в проектную организацию.Чтобы самостоятельно разобраться в таблицах и расчетах, вы должны сначала иметь инженерные знания в области электрики.


Что касается второй позиции. В принципе, также необходимо произвести некоторые расчеты на основе закона и формулы Ома. Основная задача – определить ток короткого замыкания, ведь чаще всего от него потребуется защитить электрическую сеть. Поэтому в данном случае используется формула:

Ik = Uom / Rn.

Если предположить, что сопротивление фазы контура к нулю равно, например, 1.47 Ом, тогда ток короткого замыкания будет 150 ампер. Под этим значением вам нужно будет выбрать устройство защиты, то есть автомат. Правда, в правилах ПУЭ есть определенные нормы, которые создают определенный запас прочности. Таким образом, I n увеличится в 1,1 раза.

Вы можете найти автомат по всем указанным выше значениям, если сравните их в таблицах ПУЭ. В нашем случае нам понадобится автомат класса «C» с In = 16 A и кратностью 10. В итоге получаем:

I = 16х10х1,1 = 176 А.Расчетная сила тока короткого замыкания в нашей стране составила – 150 А. Что это значит.

  • Во-первых, машина была неправильно выбрана и установлена. Его обязательно нужно заменить.
  • Во-вторых, ток КЗ в сети меньше, чем у автомата. Так что он не выключится. А это может привести к пожару.

Похожие записи:

Современный человек привык, что электричество постоянно служит его запросам и выполняет большую полезную работу.Нередко монтаж электрических схем, подключение электроприборов, электромонтаж внутри частного дома выполняется не только обученными электриками, но и домашними мастерами или наемными гастарбайтерами.

Однако всем известно, что электричество опасно, оно может травмировать и поэтому требует качественного выполнения всех технологических операций для надежного прохождения токов в рабочем контуре и обеспечения их высокой изоляции от окружающей среды.

Сразу возникает вопрос: как проверить эту надежность после того, как работа вроде бы сделана, а внутренний голос терзают сомнения в ее качестве?

Ответ на него позволяет дать метод электрических измерений и анализа, основанный на создании повышенной нагрузки, которая на языке электриков называется измерением сопротивления контура фаза-ноль.

Принцип формирования цепочки для проверки схемы

Вкратце представьте себе, как электричество проходит от источника – питающей трансформаторной подстанции до розетки в квартире типового многоэтажного дома.


Обратим внимание, что в старых оборудованных зданиях до сих пор не может быть завершен переход на схему TN-C-S. В этом случае расщепление PEN-проводника в распределительном электрощите дома производиться не будет.Поэтому розетки подключаются только с фазным проводом L и рабочим нулем N без защитного PE-провода.

Глядя на рисунок, можно понять, что длина кабельных линий от обмоток трансформаторной подстанции до конечной розетки состоит из нескольких участков и в среднем может составлять сотни метров. В этом примере участвуют три кабеля, два коммутатора с коммутационными аппаратами и несколько точек подключения. На практике количество соединительных элементов намного больше.

Такая секция имеет определенное электрическое сопротивление и вызывает потери и падение напряжения даже при правильной и надежной установке. Эта величина регламентируется техническими стандартами и определяется при составлении проекта работ.

Любые нарушения правил сборки электрических цепей вызывают ее усиление и создают неуравновешенный режим работы, а в некоторых ситуациях – аварию в системе. По этой причине участок от обмотки трансформаторной подстанции до розетки в квартире подвергается электрическим замерам и анализирует полученные результаты для корректировки технического состояния.

По всей длине смонтированная цепь от вывода до обмотки трансформатора напоминает обычную петлю, а поскольку она образована двумя токопроводящими фазными и нулевыми линиями, она называется фазовой и нулевой петлей.

Более наглядное представление его образования дает следующий упрощенный рисунок, на котором более подробно показан один способ прокладки проводов внутри квартиры и пропускания по ней токов.


Здесь, например, входящий в комплект автоматический выключатель AB расположен внутри электрического щитка корпуса, контакты распределительной коробки, к которым подключаются провода кабеля и нагрузка в виде лампы накаливания.Через все эти элементы при нормальной работе протекает ток.

Принципы измерения сопротивления контура фаза-ноль

Как видите, напряжение на розетку подается по проводам от нижней обмотки трансформаторной подстанции, что создает ток через лампочку, подключенную к розетке. При этом некоторая часть напряжения теряется на сопротивлении проводов питающей сети.

Связь между сопротивлением, током и падением напряжения на участке цепи описывает знаменитый закон Ома.

Только надо учесть, что у нас не постоянный ток, а переменный синусоидальный, который характеризуется векторными величинами и описывается сложными выражениями. На его полную величину влияет не одна активная составляющая сопротивления, но и реактивная, в которую входят индуктивная и емкостная части.

Эти закономерности описываются треугольником сопротивлений.


Электродвижущая сила, генерируемая в обмотке трансформатора, создает ток, который образует падение напряжения на лампочке и проводах цепи.Преодолеваются следующие сопротивления:

    активен на нити накала, проводах, контактных соединениях;

    индуктивный от встроенных обмоток;

    емкостных отдельных элемента.

Активная часть – это основная часть общего сопротивления. Поэтому при монтаже схемы для приблизительной оценки ее можно измерить от источников постоянного напряжения.

Полный импеданс S участка контура фаза-ноль с учетом нагрузки определяется следующим образом.Во-первых, определяется значение ЭДС, генерируемой на обмотке трансформатора. Его значение точно покажет вольтметр V1.

Однако доступ к этому месту обычно ограничен, и провести такое измерение невозможно. Поэтому делается упрощение – вольтметр вставляется в контакты розетки без нагрузки и показание напряжения фиксируется. Тогда:

    – записываются показания прибора;

    расчет выполнен.

При выборе нагрузки необходимо обращать на нее внимание:

    стабильность при измерении;

    возможность генерации тока в цепи порядка 10-20 ампер, так как при меньших значениях дефекты монтажа могут не появиться.

Величина импеданса контура с учетом подключенной нагрузки получается делением значения E, измеренного вольтметром V1, на ток I, определенный амперметром A.

Z1 = E / I = U1 / I

Импеданс нагрузки рассчитывается делением падения напряжения в ее секции U2 на силу тока I.

Теперь осталось только исключить сопротивление нагрузки Z2 из расчетного значения Z1. Получается полное сопротивление контура фаза-ноль Zn.Zn = Z2-Z1.

Технологические особенности измерения

Любительскими измерительными приборами точно определить сопротивление контура практически невозможно из-за большой величины их погрешности. Работы следует проводить амперметрами и вольтметрами с повышенным классом точности 0,2, и их обычно используют только в электролабораториях. Кроме того, они требуют умелого обращения и частых периодов поверки в метрологической службе.

По этой причине лучше доверять специалистам лаборатории. Однако, скорее всего, они будут использовать не одиночный амперметр и вольтметр, а специально созданные для этого высокоточные измерители сопротивления контура фаза-ноль.


Они уже продаются в широком ассортименте и стоят от 16 тысяч российских рублей по ценам декабря 2015 года.

Рассмотрим их устройство на примере прибора под названием измеритель тока короткого замыкания типа 1824LP.Насколько верен этот термин, судить не будем. Скорее всего, его используют маркетологи для привлечения покупателей в рекламных целях. Ведь этот прибор не умеет измерять токи короткого замыкания. Это помогает только рассчитать их после измерений при нормальной работе сети.


Измеритель поставляется вместе с проводами и наконечниками, помещенными внутри крышки. На его передней панели расположена одна кнопка управления и дисплей.

Внутри полностью реализована электрическая схема измерения, исключающая лишние манипуляции пользователя.Для этого он оснащен сопротивлением нагрузки R и измерителем напряжения и тока, подключаемым нажатием кнопки.


Силовые элементы, внутренняя плата и разъем для подключения соединительных проводов показаны на фото.

Такие устройства подключаются измерительными выводами к розетке и работают в автоматическом режиме. Некоторые из них имеют оперативную память, в которую записываются результаты измерений. Через некоторое время их можно будет просматривать последовательно.

Технология измерения сопротивления автоматическими измерителями

На подготовленном к эксплуатации приборе соедините концы подключения к розеткам и подключите их к розеткам с обратной стороны. Измеритель немедленно автоматически определяет напряжение и отображает его в цифровом виде. В примере это 229,8 вольт. Затем нажмите кнопку режима.


Устройство замыкает внутренний контакт для подключения сопротивления нагрузки, что создает в сети ток более 10 ампер.После этого измеряется сила тока и производятся расчеты. Значение импеданса контура фаза-ноль отображается на дисплее. На фото оно составляет 0,61 Ом.


Отдельные счетчики при работе используют алгоритм расчета тока короткого замыкания и дополнительно отображают его на дисплее.

Места измерения

Метод определения сопротивления, показанный на двух предыдущих фотографиях, полностью применим к монтажным схемам, собранным из устаревшей системы TN-C.Когда в проводке присутствует PE-проводник, необходимо определить его качество. Это осуществляется подключением проводов устройства между фазным контактом и защитным нулем. Других отличий метода нет.


Электрики не только оценивают сопротивление контура фаза-ноль на конечной розетке, но часто эту процедуру необходимо выполнять на промежуточном элементе, например, клеммной колодке распределительного шкафа.

В трехфазных системах электроснабжения состояние цепи каждой фазы проверяется отдельно.Через любой из них когда-нибудь может протекать ток короткого замыкания. А как они собраны покажут замеры.

Почему измеряется?

Тест сопротивления нулевой цепи контура выполняется для двух целей:

1. определение качества монтажа для выявления слабых мест и ошибок;

2. Оценка надежности выбранной защиты.

Идентификация качества монтажа

Метод позволяет сравнить измеренное значение реального сопротивления с расчетным сопротивлением, допускаемым проектом при планировании работ.Если электромонтаж электропроводки был выполнен качественно, измеренное значение будет соответствовать требованиям технических норм и обеспечивать условия безопасной эксплуатации.

Когда расчетное значение шлейфа неизвестно, а измерено реальное значение, есть возможность обратиться к специалистам проектной организации для проведения расчетов и последующего анализа состояния сети. Второй способ – попытаться самостоятельно составить расчетные таблицы, но для этого потребуются инженерные знания.

Если сопротивление шлейфа слишком велико, надо будет искать брак в работе. Их может быть:

    грязь, следы коррозии на контактных соединениях;

    заниженное сечение кабеля, например, с использованием 1,5 квадрата вместо 2,5;

    некачественное выполнение скрутки уменьшенной длины без приварки концов;

    использование материала для токоведущих проводов с повышенным удельным сопротивлением;

    другие причины.

Оценка надежности выбранной защиты

Проблема решается следующим образом.

Нам известно значение номинального напряжения сети и определено значение полного сопротивления контура. Если по этой цепи произойдет металлическое замыкание фазы на ноль, то протечет ток однофазного короткого замыкания.

Его значение определяется по формуле Ik = Uom / Zn.

Рассмотрим этот вопрос для значения импеданса, например, 1.47 Ом. Ikz = 220 В / 1,47 Ом = 150 А

Мы определили это значение. Теперь осталось оценить качество подбора номиналов установленного в этой цепи автоматического выключателя для ликвидации аварий.

Предположим, что в распределительном щите установлен выключатель класса «С» номинальным током 16 ампер кратностью 10. Для него ток отключения КЗ электромагнитного расцепителя не должен быть меньше рассчитанного по формуле: I = 1,1х16х10 = 176 А.И мы рассчитали 150 А.

Делаем 2 вывода:

1. Ток электромагнитной отсечки меньше того, который может возникнуть в цепи. Следовательно, автоматический выключатель не будет отключен от него, а произойдет только срабатывание теплового расцепителя. Но его время превысит 0,4 секунды и не обеспечит безопасности – велика вероятность возгорания.

2. Автоматический выключатель установлен неправильно и подлежит замене.

Все вышеперечисленное позволяет понять, почему профессиональные электрики уделяют особое внимание надежной сборке электрических цепей и измеряют сопротивление контура фаза-ноль сразу после монтажа, периодически в процессе эксплуатации и сомневаясь в правильности работы защитных устройств. устройств.

Измерение контура «фаза-ноль» производится при приемочных испытаниях при вводе в эксплуатацию новой электроустановки или после ремонта (реконструкции) старой. Проверка состояния защитных коммутационных аппаратов по запросу службы охраны труда также может сопровождаться измерениями сопротивления цепи, образующейся при подключении фазного провода к нулю.

Почему измерения предпочтительнее расчетов

Расчет этого параметра возможен, но истинное значение будет отличаться от результирующего расчета.Причина в том, что такие факторы, как переходное сопротивление рубильников, контакторов и других устройств, нельзя учесть при расчете. Кроме того, точный путь протекания тока в режиме короткого замыкания неизвестен, поскольку оборудование включает цепь, такую ​​как контур заземления, различные трубопроводы и металлические конструкции. Измерение сопротивления контура «фаза-ноль» и тока короткого замыкания с помощью специального прибора все эти факторы автоматически учитывает.

Метод измерения петли «фаза-ноль»

Используются следующие методы измерения: падение напряжения в отключенной цепи, то же сопротивление нагрузки и метод короткого замыкания. Второй способ реализован в принципе устройства Sonel типа MZC-300. Методика проведения измерений этим методом описана в ГОСТ 50571.16-99. Преимущество этого метода в простоте и безопасности.

Перед тем, как приступить к основным измерениям, следует проверить сопротивление и целостность защитных проводов.При измерении с помощью MZC-300 следует учитывать, что автоматическая блокировка процесса возможна в следующих случаях:

  1. Напряжение в сети превышает 250 В: устройство в это время издает непрерывный звуковой сигнал, а на дисплее отображается «OFL». В этом случае измерение необходимо остановить.
  2. При разрыве цепи PE / N на дисплее появляется двойной штрих, а после нажатия кнопки «пуск» раздается звуковой сигнал. Необходимо соблюдать осторожность: защиты от токов короткого замыкания в сети нет.
  3. Когда напряжение в тестовой цепи меньше 180 В, на дисплее загорается символ «U», который сопровождается двумя длинными звуковыми сигналами после нажатия кнопки «пуск».
  4. В случае перегрева устройства из-за значительных нагрузок на дисплее появляется символ «T» и звучат два сигнала. В этом случае нужно уменьшить количество операций в единицу времени.

Для проведения измерений соответствующие клеммы прибора подключаются к одной из фаз и к защитной нейтрали (в сети с защитным заземлением вместо нейтрали подключают прибор к заземляющему проводу).При проверке состояния защиты электроустановки от короткого замыкания на корпус MZC-300 подключается к клемме заземления корпуса и фазному проводу. Необходимо следить за надежностью контакта: использовать проверенные щупы (при необходимости – заостренные), а место подключения должно быть очищено от оксида.

Во время измерения серии MZC-300 происходит короткое замыкание: ток течет через резистор с известным сопротивлением (10 Ом) в течение 30 мс.Приведенное значение силы тока – один из параметров, участвующих в формировании результата. Непосредственно перед определением значения этого тока прибор измеряет фактическое напряжение в сети. Выполняется коррекция векторов тока и напряжения, после чего процессор вычисляет полное сопротивление контура короткого замыкания, разлагая его на реактивную и активную составляющие, а также фазовый угол, возникающий в измеряемой цепи во время протекания тока короткого замыкания.Диапазон измерения импеданса выбирается прибором автоматически.

Чтение и регистрация результата

После измерения результат может быть отображен на дисплее в виде значения импеданса короткого замыкания или тока короткого замыкания. Чтобы просмотреть и изменить режим отображения, нажмите Z / I. Импеданс отражает отображение, и необходимо рассчитать значение тока повреждения.

После подключения прибора к проверяемой цепи определяется напряжение, после чего нажатием кнопки «пуск» включается режим измерения.Если нет факторов, которые могут вызвать блокировку процесса, на дисплее будет отображаться ожидаемый ток короткого замыкания или полное сопротивление. Если вам необходимо узнать значения других параметров (реактивного и активного сопротивления, угла сдвига фаз), используйте кнопку SEL. Предельное значение реактивного, активного и импеданса составляет 199,9 Ом. Если этот предел превышен, на дисплее отобразится символ OFL, если устройство находится в режиме измерения тока короткого замыкания, отобразится символ UFL, означающий небольшое значение.При необходимости увеличения дальности действия необходимо использовать другую модификацию прибора – MZC-ZOZE: специальная функция УЗО позволяет получать результаты до 1999 Ом.

Периодичность проведения измерений сопротивления контура «фаза-ноль» определяется документом ПТЭЭП и системой ППР, которая предусматривает своевременное проведение капитального и текущего ремонтов электрооборудования. При выходе из строя защитных устройств после ремонта или замены проводятся внеплановые работы по установлению значений параметров цепи «фаза-ноль».

Заключение о результатах измерений осуществляется следующим образом. Выполнив все работы по вышеуказанному способу, получаем значение тока однофазного короткого замыкания. Мы сравниваем результат с током, при котором срабатывает расцепитель автоматического выключателя, или с номиналом плавкой вставки. Делаем выводы о пригодности средств защиты. Все полученные результаты заносятся в протокол установленной формы.

Обработка ввода-вывода – цикл событий NodeJS, часть 4 | автор: Deepal Jayasekara

Давайте подведем итоги того, что мы узнали о цикле событий:

  • Цикл событий запускается с выполнения обработчиков всех таймеров с истекшим сроком действия
  • Затем он обрабатывает любые ожидающие операции ввода-вывода и, возможно, будет ждать любые ожидающие завершения ввода-вывода.
  • Затем он перейдет к использованию обратных вызовов setImmediate.
  • Наконец, он обработает любые обработчики закрытия ввода-вывода.
  • Между каждой фазой libuv необходимо передать результаты фазы на более высокие уровни архитектуры узла (что означает JavaScript). Каждый раз, когда это происходит, будут выполняться любые обратные вызовы process.nextTick и другие обратные вызовы микрозадач.

Теперь давайте попробуем понять, как NodeJS выполняет ввод-вывод в своем цикле событий.

Что такое ввод-вывод?

Обычно любая работа, в которой задействованы внешние устройства, кроме ЦП, называется вводом-выводом.Наиболее распространенными абстрактными типами ввода-вывода являются операции с файлами и сетевые операции TCP / UDP.

Libuv и NodeJS I / O

JavaScript сам по себе не имеет возможности выполнять асинхронные операции ввода-вывода. Во время разработки NodeJS libuv изначально была запущена для предоставления асинхронного ввода-вывода для Node, хотя в настоящее время libuv находится как отдельная библиотека, которую можно использовать даже по отдельности. Роль Libuv в архитектуре NodeJS состоит в том, чтобы абстрагироваться от внутренних сложностей ввода-вывода и предоставлять обобщенный интерфейс для верхних уровней Node, чтобы Node мог выполнять независимый от платформы асинхронный ввод-вывод, не беспокоясь о том, на какой платформе он запущен.

Внимание!

Я рекомендую вам прочитать предыдущие статьи этой серии, если у вас нет базовых знаний о цикле событий. Я мог бы опустить здесь некоторые детали для краткости, потому что я хотел бы больше сосредоточиться на вводе-выводе в этой статье

Я мог бы использовать некоторые фрагменты кода из самого libuv, и я буду использовать только фрагменты и примеры, специфичные для Unix, только для сделать вещи проще. Код для Windows может немного отличаться, но особой разницы быть не должно.

Я полагаю, вы понимаете небольшой фрагмент кода C. Никаких специальных знаний не требуется, но достаточно базового понимания потока.

Как мы видели на предыдущей схеме архитектуры NodeJS, libuv находится на нижнем уровне многоуровневой архитектуры. Теперь давайте посмотрим на взаимосвязь между верхними уровнями NodeJS и фазами цикла обработки событий libuv.

Диаграмма 3: Цикл событий и JavaScript

Как мы видели на диаграмме 2 (в двух словах) ранее, было 4 различных фазы цикла событий.Но когда дело доходит до libuv, есть 7 различных этапов. Это

  1. Таймеры – будут вызваны таймеры с истекшим сроком действия и интервальные обратные вызовы, запланированные на setTimeout и setInterval .
  2. Ожидающие обратные вызовы ввода-вывода – ожидающие обратные вызовы любой завершенной / ошибочной операции ввода-вывода, которая должна быть выполнена здесь.
  3. Обработчики простоя – Выполняют некоторые внутренние операции libuv.
  4. Подготовка обработчиков – Выполните некоторую подготовительную работу перед опросом ввода-вывода.
  5. I / O Poll – необязательно дождаться завершения любого ввода / вывода.
  6. Обработчики проверок – Выполните некоторую посмертную работу после опроса ввода-вывода. Обычно здесь вызываются обратные вызовы, запланированные на setImmediate .
  7. Обработчики закрытия – выполнение обработчиков закрытия любых закрытых операций ввода-вывода (закрытые соединения сокетов и т. Д.).

Теперь, если вы помните первую статью из этой серии, вам может быть интересно…

  1. Что такое обработчики проверки? Его также не было на диаграмме цикла событий.
  2. Что такое опрос ввода-вывода? Почему мы блокируем ввод-вывод после выполнения любых завершенных обратных вызовов ввода-вывода? Разве Узел не должен быть неблокирующим?

Ответим на поставленные выше вопросы.

Обработчики проверок

При инициализации NodeJS он устанавливает все обратные вызовы setImmediate для регистрации как обработчики проверок в libuv. По сути, это означает, что любой обратный вызов, который вы установили с помощью setImmediate , в конечном итоге попадет в очередь обработчиков проверки Libuv, которая гарантированно будет выполнена после операций ввода-вывода во время цикла событий.

I / O Polling

Теперь вам может быть интересно, что такое опрос I / O. Хотя я объединил очередь обратных вызовов ввода-вывода и опрос ввода-вывода в одну фазу на диаграмме цикла событий (диаграмма 1), опрос ввода-вывода происходит после использования завершенных / ошибочных обратных вызовов ввода-вывода.

Но наиболее важным фактом при опросе ввода-вывода является то, что необязательно . В определенных ситуациях опрос ввода / вывода произойдет или не произойдет. Чтобы понять это полностью, давайте посмотрим, как это реализовано в libuv.

Libuv: core.c

Ой! Это может показаться немного неприятным для тех, кто не знаком с C.Но давайте попробуем взглянуть на него, не особо беспокоясь об этом. Приведенный выше код представляет собой раздел метода uv_run , который находится в ядре .c файл исходного кода libuv. Но самое главное, это Сердце цикла событий NodeJS .

Если вы еще раз взглянете на диаграмму 3, приведенный выше код будет иметь больше смысла. Давайте теперь попробуем прочитать код построчно.

  1. uv__loop_alive – проверьте, есть ли какие-либо обработчики, на которые указывает ссылка, или какие-либо ожидающие активные операции.
  2. uv__update_time – это отправит системный вызов для получения текущего времени и обновления времени цикла (это используется для определить истекшие таймеры).
  3. uv__run_timers – Запустить все таймеры с истекшим сроком
  4. uv__run_pending – Запустить все завершенные / ошибочные обратные вызовы ввода-вывода
  5. uv__io_poll – Опрос для ввода-вывода
  6. 33 uv__run_poll здесь будут выполняться обратные вызовы)
  7. uv__run_closing_handles - Запуск всех обработчиков закрытия

Сначала цикл событий проверяет, активен ли цикл событий, это проверяется вызовом функции uv__loop_alive .Эта функция действительно проста.

Libuv: core.c

uv__loop_alive функция просто возвращает логическое значение. Это значение равно true , если:

  • Есть активные дескрипторы, которые нужно вызвать,
  • Есть активные запросы (активные операции), ожидающие обработки
  • Есть любые закрывающие обработчики, которые нужно вызвать

Цикл событий будет продолжать вращаться, пока поскольку функция uv__loop_alive возвращает истину.

После выполнения обратных вызовов всех таймеров с истекшим сроком действия будет вызвана функция uv__run_pending .Эта функция будет выполнять завершенные операции ввода-вывода, хранящиеся в pending_queue в событии libuv. Если pending_queue пусто, эта функция вернет 0 . В противном случае все обратные вызовы в pending_queue будут выполнены, и функция вернет 1 .

Libuv: core.c

Теперь давайте посмотрим на опрос ввода-вывода, который выполняется путем вызова функции uv__io_poll в libuv.

Вы должны увидеть, что функция uv__io_poll принимает второй параметр timeout , который вычисляется функцией uv_backend_timeout . uv__io_poll использует тайм-аут, чтобы определить, как долго он должен блокировать ввод-вывод. Если значение тайм-аута равно нулю, опрос ввода-вывода будет пропущен, а цикл событий с переходом к этапу обработки проверок ( setImmediate ). То, что определяет значение тайм-аута , является интересной частью. Основываясь на приведенном выше коде uv_run , мы можем сделать следующие выводы:

  • Если цикл событий работает в режиме UV_RUN_DEFAULT , таймаут рассчитывается с использованием метода uv_backend_timeout .
  • Если цикл событий выполняется на UV_RUN_ONCE и если uv_run_pending возвращает 0 (то есть pending_queue пусто), тайм-аут вычисляется с использованием метода uv_backend_timeout .
  • В противном случае таймаут равен 0 .

Давайте не будем сейчас беспокоиться о различных режимах цикла событий, таких как UV_RUN_DEFAULT и UV_RUN_ONCE . Но если вам действительно интересно узнать, что они из себя представляют, посмотрите их здесь .

Давайте теперь взглянем на метод uv_backend_timeout , чтобы понять, как определяется таймаут .

Libuv core.c
  • Если установлен флаг цикла stop_flag , который определяет, что цикл вот-вот завершится, тайм-аут будет 0 .
  • Если нет активных дескрипторов или ожидающих активных операций, точки ожидания нет, поэтому тайм-аут равен 0 .
  • Если есть ожидающие выполнения дескрипторы простоя, ожидание ввода-вывода не должно выполняться.Следовательно, тайм-аут равен 0 .
  • Если есть завершенные обработчики ввода-вывода в pending_queue , ожидание ввода-вывода не должно выполняться. Следовательно, тайм-аут равен 0 .
  • Если есть какие-либо обработчики закрытия, ожидающие выполнения, не следует ждать ввода-вывода. Следовательно, тайм-аут равен 0 .

Если ни один из вышеперечисленных критериев не выполняется, вызывается метод uv__next_timeout , чтобы определить, как долго libuv должна ждать ввода-вывода.

Что делает uv__next_timeout , так это то, что он возвращает значение ближайшего значения таймера.И если таймеров нет, он вернет -1 , что указывает на бесконечность.

Теперь у вас должен быть ответ на вопрос « Почему мы блокируем ввод-вывод после выполнения любых завершенных обратных вызовов ввода-вывода? Разве узел не должен быть неблокирующим? ”……

Цикл событий не будет заблокирован , если есть какие-либо ожидающие выполнения задачи. Если нет ожидающих выполнения задач, он будет заблокирован только до тех пор, пока не сработает следующий таймер , который повторно активирует цикл.

Надеюсь, вы все еще следите за мной !!! Я знаю, что для вас это может быть слишком много деталей. Но чтобы ясно это понять, необходимо иметь четкое представление о том, что происходит внутри.

Теперь мы знаем, как долго цикл должен ждать завершения любого ввода-вывода. Это значение тайм-аута затем передается в функцию uv__io_poll . Эта функция будет следить за любыми входящими операциями ввода-вывода до тех пор, пока не истечет время ожидания или не будет достигнут максимальный безопасный интервал времени ожидания, указанный системой.По истечении тайм-аута цикл событий снова станет активным и перейдет к фазе «обработчиков проверки».

Опрос ввода-вывода происходит по-разному на разных платформах ОС. В Linux это выполняется системными вызовами ядра epoll_wait, , в macOS – kqueue . В Windows это выполняется с помощью GetQueuedCompletionStatus в IOCP (порт завершения ввода-вывода). Я бы не стал вдаваться в подробности того, как работает опрос ввода-вывода, потому что он действительно сложен и заслуживает еще одной серии постов (которые я не думаю, что напишу).

Несколько слов о Threadpool

До сих пор мы не говорили о пуле потоков в этой статье. Как мы видели в первой статье этой серии, пул потоков в основном используется для выполнения всех операций ввода-вывода файлов, вызовов getaddrinfo и getaddrinfo во время операций DNS просто из-за сложности файлового ввода-вывода на разных платформах. (чтобы получить четкое представление об этих сложностях, прочтите этот пост). Поскольку размер пула потоков ограничен (размер по умолчанию – 4), несколько запросов к операциям файловой системы все еще могут быть заблокированы до тех пор, пока поток не станет доступным для работы.Однако размер пула потоков можно увеличить до 128 (на момент написания) с помощью переменной среды UV_THREADPOOL_SIZE , чтобы повысить производительность приложения.

Тем не менее, этот пул потоков фиксированного размера был определен как узкое место для приложений NodeJS, поскольку файловый ввод-вывод, getaddrinfo , getaddrinfo – не единственные операции, выполняемые пулом потоков. Некоторые операции Crypto, интенсивно использующие ЦП, такие как randomBytes , randomFill и pbkdf2 , также выполняются в пуле потоков libuv, чтобы предотвратить любые неблагоприятные воздействия на производительность приложения, но, тем самым, также делает доступными потоки даже ограниченный ресурс для I / O операции.

Как и в предыдущем предложении по расширению libuv, предлагалось сделать пул потоков масштабируемым в зависимости от нагрузки, но это предложение в конечном итоге было отозвано, чтобы заменить его подключаемым API для потоковой передачи, который может быть представлен в будущем.

Как это работает »Электроника

Цепи фазовой автоподстройки частоты, системы ФАПЧ являются ключевым строительным блоком радиочастотных схем, но они часто кажутся окутанными тайной. Узнайте, как они работают.


Контур фазовой автоподстройки частоты, Учебное пособие / руководство по ФАПЧ Включает:
Контур фазовой автоподстройки частоты, основы ФАПЧ Фазовый детектор Генератор с ФАПЧ, управляемый напряжением, ГУН Петлевой фильтр ФАПЧ


Контур фазовой автоподстройки частоты или ФАПЧ – это особенно полезный схемный блок, который широко используется в радиочастотных или беспроводных приложениях.

Ввиду своей полезности петля фазовой автоподстройки частоты или ФАПЧ используется во многих беспроводных, радио и обычных электронных устройствах, от мобильных телефонов до радиоприемников, телевизоров и маршрутизаторов Wi-Fi, от раций до профессиональных систем связи и многого другого. .


Фазовая автоподстройка частоты, приложения ФАПЧ

Цепь фазовой автоподстройки частоты принимает сигнал, который блокируется, и может затем выводить этот сигнал из своего собственного внутреннего ГУН.На первый взгляд это может показаться не особенно полезным, но проявив немного изобретательности, можно разработать большое количество приложений с фазовой автоподстройкой частоты.

Некоторые приложения схемы фазовой автоподстройки частоты включают:

  • FM-демодуляция: Одним из основных приложений системы фазовой автоподстройки частоты является FM-демодулятор. Поскольку микросхемы ФАПЧ теперь относительно дешевы, эти приложения ФАПЧ позволяют демодулировать высококачественный звук из FM-сигнала.
  • Демодуляция AM: Контуры фазовой автоподстройки частоты могут использоваться при синхронной демодуляции сигналов с амплитудной модуляцией.Используя этот подход, ФАПЧ фиксируется на несущей, чтобы можно было сгенерировать ссылку в приемнике. Поскольку это точно соответствует частоте несущей, его можно смешивать с входящим сигналом для синхронной демодуляции AM.
  • Косвенные синтезаторы частоты: Использование в синтезаторе частоты является одним из наиболее важных приложений с фазовой автоподстройкой частоты. Хотя прямой цифровой синтез также используется, косвенный частотный синтез является одним из основных приложений фазовой автоподстройки частоты.
  • Восстановление сигнала: Тот факт, что контур фазовой автоподстройки частоты может синхронизироваться с сигналом, позволяет ему выдавать чистый сигнал и запоминать частоту сигнала в случае кратковременного прерывания. Это приложение с фазовой автоподстройкой частоты используется в ряде областей, где сигналы могут прерываться на короткие периоды времени, например, при использовании импульсной передачи.
  • Распределение по времени: Еще одно применение контура фазовой автоподстройки частоты – распределение точно синхронизированных тактовых импульсов в цифровых логических схемах и системах, например, в микропроцессорной системе.

Основные концепции фазовой автоподстройки частоты – фаза

Ключом к работе системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) является разность фаз между двумя сигналами и способность ее обнаруживать. Информация о фазовой ошибке или разности фаз между двумя сигналами затем используется для управления частотой контура.

Чтобы лучше понять концепцию фазы и разности фаз, можно визуализировать две формы волны, обычно видимые как синусоидальные волны, как они могут отображаться на осциллографе.Если триггер срабатывает одновременно для обоих сигналов, они появятся в разных точках экрана.

Линейный график также можно представить в виде круга. Начало цикла можно представить как определенную точку на круге, и по мере того, как время прогрессирует, точка на форме волны перемещается по кругу. Таким образом, полный цикл эквивалентен 360 ° или 2π радианам. Мгновенное положение на круге представляет фазу в данный момент относительно начала цикла.

Фазовый угол точек синусоидальной волны

Концепция разности фаз развивает эту концепцию немного дальше. Хотя два сигнала, которые мы рассмотрели ранее, имеют одинаковую частоту, пики и впадины не встречаются в одном и том же месте.

Считается, что между двумя сигналами существует разность фаз. Эта разность фаз измеряется как угол между ними. Видно, что это угол между одной и той же точкой на двух осциллограммах. В этом случае была взята точка пересечения нуля, но достаточно любой точки при условии, что она одинакова для обоих.

Эту разность фаз также можно представить в виде круга, потому что две формы сигнала будут находиться в разных точках цикла из-за разницы фаз. Разность фаз, измеряемая как угол: это угол между двумя линиями от центра круга до точки, в которой представлена ​​форма волны.

Разность фаз между сигналами

Когда два сигнала имеют разные частоты, обнаруживается, что разность фаз между двумя сигналами всегда меняется.Причина этого в том, что время для каждого цикла разное, и, соответственно, они движутся по кругу с разной скоростью.

Из этого можно сделать вывод, что определение двух сигналов, имеющих совершенно одинаковую частоту, состоит в том, что разность фаз между ними постоянна. Между двумя сигналами может быть разность фаз. Это означает только то, что они не достигают одной и той же точки на осциллограмме в одно и то же время. Если разность фаз фиксированная, это означает, что один сигнал отстает или опережает другой сигнал на такую ​​же величину, т.е.е. они находятся на одной частоте.

Основы схемы фазовой автоподстройки частоты

Контур фазовой автоподстройки частоты, ФАПЧ, в основном представляет собой серво-контур. Хотя ФАПЧ выполняет свои действия с радиочастотным сигналом, все основные критерии стабильности контура и другие параметры одинаковы. Таким образом, к контуру фазовой автоподстройки частоты можно применить ту же теорию, что и к контурам сервопривода.

Базовая схема фазовой автоподстройки частоты

Базовая фазовая автоподстройка частоты, ФАПЧ, состоит из трех основных элементов:

  • Фазовый компаратор / детектор: Как следует из названия, этот блок схемы в системе ФАПЧ сравнивает фазы двух сигналов и генерирует напряжение в соответствии с разностью фаз между двумя сигналами.Эта схема может принимать самые разные формы. . . . . Подробнее о фазовом детекторе .
  • Генератор, управляемый напряжением, VCO: Генератор, управляемый напряжением – это блок схемы, который генерирует радиочастотный сигнал, который обычно рассматривается как выход контура. Его частоту можно регулировать в рабочем диапазоне частот, необходимом для контура. . . . . Узнайте больше о генераторе, управляемом напряжением , VCO.
  • Контурный фильтр: Этот фильтр используется для фильтрации выходного сигнала фазового компаратора в контуре фазовой автоподстройки частоты, PLL. Он используется для удаления любых компонентов сигналов, фаза которых сравнивается, из линии VCO, то есть опорного сигнала и входа VCO. Он также управляет многими характеристиками петли, включая стабильность петли, скорость блокировки и т. Д. . . . . Подробнее о петлевом фильтре ФАПЧ .

Режим фазовой автоподстройки частоты

Основная концепция работы ФАПЧ относительно проста, хотя математический анализ и многие элементы ее работы довольно сложны.

На схеме базовой схемы фазовой автоподстройки частоты показаны три основных элемента системы ФАПЧ: фазовый детектор, генератор, управляемый напряжением, и контурный фильтр.

В базовой схеме ФАПЧ опорный сигнал и сигнал генератора, управляемого напряжением, подаются на два входных порта фазового детектора. Выходной сигнал фазового детектора поступает на контурный фильтр, а затем отфильтрованный сигнал подается на генератор, управляемый напряжением.

Схема фазовой автоподстройки частоты, показывающая напряжения

Осциллятор с управляемым напряжением, ГУН, внутри ФАПЧ выдает сигнал, который поступает на фазовый детектор. Здесь сравниваются фазы сигналов от ГУН и входящего опорного сигнала, и создается результирующая разность или напряжение ошибки.Это соответствует разности фаз между двумя сигналами.

Сигнал ошибки от фазового детектора проходит через фильтр нижних частот, который регулирует многие свойства контура и удаляет любые высокочастотные элементы в сигнале. Пройдя через фильтр, сигнал ошибки подается на управляющую клемму ГУН в качестве напряжения настройки. Смысл любого изменения в этом напряжении таков, что он пытается уменьшить разность фаз и, следовательно, частоту между двумя сигналами.Первоначально контур не будет заблокирован, и напряжение ошибки будет подтягивать частоту ГУН к частоте опорного сигнала до тех пор, пока он не сможет уменьшить ошибку дальше и контур не будет заблокирован.

Когда ФАПЧ, контур фазовой автоподстройки частоты, находится в режиме блокировки, вырабатывается установившееся напряжение ошибки. Используя усилитель между фазовым детектором и ГУН, фактическая ошибка между сигналами может быть уменьшена до очень небольшого уровня. Однако некоторое напряжение всегда должно присутствовать на управляющей клемме ГУН, поскольку это то, что обеспечивает правильную частоту.

Тот факт, что присутствует постоянное напряжение ошибки, означает, что разность фаз между опорным сигналом и ГУН не меняется. Поскольку фаза между этими двумя сигналами не меняется, это означает, что эти два сигнала находятся на одной и той же частоте.

Фазовая автоподстройка частоты (ФАПЧ) – очень полезный строительный блок, особенно для радиочастотных приложений. ФАПЧ составляет основу ряда радиочастотных систем, в том числе косвенного синтезатора частоты, разновидности ЧМ-демодулятора и позволяет восстанавливать стабильную непрерывную несущую из импульсной формы волны.Таким образом, контур фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) является важным инструментом построения ВЧ сигналов.

Другие важные темы по радио:
Радиосигналы Типы и методы модуляции Амплитудная модуляция Модуляция частоты OFDM ВЧ микширование Петли фазовой автоподстройки частоты Синтезаторы частот Пассивная интермодуляция ВЧ аттенюаторы RF фильтры Радиочастотный циркулятор Типы радиоприемников Радио Superhet Избирательность приемника Чувствительность приемника Обработка сильного сигнала приемника Динамический диапазон приемника
Вернуться в меню тем Радио.. .

Испытание полости SRF с использованием самовозбужденного контура ПЛИС (технический отчет)

Бен-Цви, Илан. Испытание полости SRF с использованием самовозбужденного контура ПЛИС . США: Н. П., 2017. Интернет. DOI: 10,2172 / 1458517.

Бен-Цви, Илан. Испытание полости SRF с использованием самовозбужденного контура ПЛИС .Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/1458517

Бен-Цви, Илан. Мы б . «Тестирование полости SRF с использованием самовозбужденного контура FPGA». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/1458517. https://www.osti.gov/servlets/purl/1458517.

@article {osti_1458517,
title = {Тестирование полости SRF с использованием самовозбужденного контура FPGA},
author = {Бен-Цви, Илан},
abstractNote = {В этом документе содержится подробное описание процедур высокоточной калибровки и тестирования сверхпроводящих ВЧ-резонаторов с использованием цифровой низкоуровневой ВЧ-электроники (LLRF) на основе программируемых вентильных матриц (FPGA).Использование самовозбужденного контура с инновационной процедурой быстрого включения позволяет измерять прямую, отраженную и передаваемую мощность от одного порта направленного ответвителя перед резонатором, тем самым устраняя некоторые ошибки измерения. Описаны различные процедуры измерения добротности как функции полей резонатора, в том числе метод одиночного РЧ-импульса. Приведены оценки погрешностей измерений.},
doi = {10.2172 / 1458517},
url = {https: // www.osti.gov/biblio/1458517}, журнал = {},
номер =,
объем =,
place = {United States},
год = {2017},
месяц = ​​{8}
}

Петли с фазовой автоподстройкой частоты для высокочастотных приемников и передатчиков – Часть 1

Эта серия статей, состоящая из трех частей, предназначена для того, чтобы дать исчерпывающий обзор использования ФАПЧ (контуров фазовой автоподстройки частоты) как в проводных, так и в беспроводных системах связи.

В этой первой части основное внимание уделяется вводным концепциям ФАПЧ. Описана базовая архитектура ФАПЧ и принцип работы. Мы также приведем пример использования ФАПЧ в системах связи. Мы завершим первую часть демонстрацией практической схемы ФАПЧ с использованием синтезатора частоты ADF4111 и генератора с управляемым напряжением VCO190-902T.

Во второй части, которая появится в мае, мы подробно рассмотрим критические характеристики, связанные с ФАПЧ: фазовый шум, опорные паразиты и выходной ток утечки.Что их вызывает и как их минимизировать? Как они влияют на производительность системы?

Последняя часть июльского выпуска будет содержать подробное описание блоков, из которых состоит синтезатор с ФАПЧ, и архитектура синтезатора Analog Devices. Также будет краткое изложение синтезаторов и VCO, доступных в настоящее время на рынке, со списком текущих предложений ADI.

Основы ФАПЧ

Контур фазовой автоподстройки частоты – это система обратной связи, объединяющая управляемый напряжением генератор и фазовый компаратор, соединенные таким образом, что частота (или фаза) генератора точно отслеживает частоту подаваемого сигнала с частотной или фазовой модуляцией.Контуры фазовой автоподстройки частоты могут использоваться, например, для генерации стабильных выходных частотных сигналов из фиксированного низкочастотного сигнала. Первые петли фазовой автоподстройки частоты были реализованы в начале 1930-х годов французским инженером де Беллескизом. Однако они нашли широкое признание на рынке только тогда, когда интегрированные системы ФАПЧ стали доступны в качестве относительно недорогих компонентов в середине 1960-х годов.

Цепь фазовой автоподстройки частоты может быть проанализирована в целом как система с отрицательной обратной связью с коэффициентом прямого усиления и членом обратной связи.

Простая блок-схема системы отрицательной обратной связи, основанной на напряжении, показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Стандартная модель системы управления с отрицательной обратной связью.

В контуре фазовой автоподстройки частоты сигнал ошибки от фазового компаратора представляет собой разность между входной частотой или фазой и сигналом, возвращаемым обратно. Система установит нулевое значение сигнала ошибки частоты или фазы в установившемся режиме. Применяются обычные уравнения для системы с отрицательной обратной связью.

Прямое усиление = G (s), [s = jw = j2pf]

Коэффициент усиления контура = G (с) ´ H (с)

Коэффициент усиления замкнутого контура = G (s) / 1 + [G (s) H (s)]

Из-за интегрирования в контур на низких частотах коэффициент усиления в установившемся режиме, G (s), высокий и

В O / В I , усиление замкнутого контура = 1/ H

Компоненты ФАПЧ, которые вносят вклад в усиление контура, включают:

  1. Фазовый детектор (PD) и зарядный насос (CP) .
  2. Петлевой фильтр с передаточной функцией Z (s)
  3. Генератор, управляемый напряжением (ГУН), с чувствительностью К В / с
  4. Делитель обратной связи , 1 / N
Рис. 2. Базовая модель ФАПЧ.

Если линейный элемент, такой как четырехквадрантный умножитель, используется в качестве фазового детектора, а контурный фильтр и ГУН также являются аналоговыми элементами, это называется аналоговым или линейным PLL (LPLL).

Если используется цифровой фазовый детектор (вентиль EXOR или JK-триггер), а все остальное остается прежним, система называется цифровой ФАПЧ (DPLL).

Если ФАПЧ построена исключительно из цифровых блоков, без каких-либо пассивных компонентов или линейных элементов, она становится полностью цифровой ФАПЧ (ADPLL).

Наконец, с информацией в цифровой форме и наличием достаточно быстрой обработки можно также разрабатывать системы ФАПЧ в области программного обеспечения.Функция ФАПЧ выполняется программно и работает на DSP. Это называется программной ФАПЧ (SPLL).

Ссылаясь на рисунок 2, система для использования ФАПЧ для генерации более высоких частот, чем вход, ГУН колеблется с угловой частотой w D . Часть этого частотно-фазового сигнала возвращается в детектор ошибок через делитель частоты с отношением 1 / N. Эта разделенная частота подается на один вход детектора ошибок. Другой вход в этом примере – это фиксированная опорная частота / фаза.Детектор ошибок сравнивает сигналы на обоих входах. Когда два сигнальных входа равны по фазе и частоте, ошибка будет равна нулю, и говорят, что контур находится в «заблокированном» состоянии. Если мы просто посмотрим на сигнал ошибки, можно составить следующие уравнения.

e (s) = F REF F O / N

Когда e (s) = 0,

F O / N = F REF

Таким образом,

F O = N F REF

В коммерческих ФАПЧ фазовый детектор и накачка заряда вместе образуют блок детектора ошибок.Когда F O ¹ N F REF , детектор ошибок будет выводить импульсы тока источника / стока на фильтр контура нижних частот. Это сглаживает импульсы тока до напряжения, которое, в свою очередь, приводит в действие ГУН. Затем частота ГУН будет увеличиваться или уменьшаться по мере необходимости на К В D В , где К В – чувствительность ГУН в МГц / Вольт, а D В – изменение входного напряжения ГУН . Это будет продолжаться до тех пор, пока e (s) не станет равным нулю и цикл не будет заблокирован.Накачка заряда и ГУН, таким образом, служат в качестве интегратора, стремясь увеличить или уменьшить свою выходную частоту до требуемого значения, чтобы восстановить свой вход (от фазового детектора) до нуля.

Рисунок 3. Передаточная функция VCO.

Общая передаточная функция (CLG или Closed Loop Gain) системы ФАПЧ может быть выражена просто с помощью выражения CLG для системы отрицательной обратной связи, как указано выше.

F O / F REF = Усиление в прямом направлении / [1 + Коэффициент усиления контура ]

Усиление в прямом направлении , G = K D K V Z (s ) / s

Коэффициент усиления контура , G H = K D K V Z (s) / Ns

Когда GH намного больше 1, мы можем сказать, что передаточная функция замкнутого контура для системы ФАПЧ равна N, и поэтому

F ВЫХ = N ´ F REF

Петлевой фильтр низкочастотного типа, обычно с одним полюсом и одним нулем.Переходная характеристика петли зависит от:

  1. величина полюса / нуля,
  2. величина накачки заряда,
  3. чувствительность ГУН,
  4. Коэффициент обратной связи, Н.

Все вышеперечисленное необходимо учитывать при проектировании петлевого фильтра. Кроме того, фильтр должен быть стабильным (обычно рекомендуется запас по фазе p / 4). Частота среза отклика 3 дБ обычно называется полосой пропускания контура, BW.Большая ширина полосы пропускания приводит к очень быстрому переходному отклику. Однако, как мы увидим в Части 2, это не всегда выгодно, поскольку существует компромисс между быстрой переходной характеристикой и ослаблением опорного паразита.

PLL Приложения для повышения частоты

Контур фазовой автоподстройки частоты позволяет генерировать стабильные высокие частоты из низкочастотного опорного сигнала. Любая система, которая требует стабильной высокочастотной настройки, может извлечь выгоду из техники ФАПЧ. Примеры этих приложений включают беспроводные базовые станции, беспроводные телефоны, пейджеры, системы кабельного телевидения, системы восстановления тактовой частоты и генерации.Хорошим примером приложения PLL является телефонная трубка GSM или базовая станция. На рисунке 4 показан приемный блок базовой станции GSM.

Рис. 4. Цепочка сигналов для приемника базовой станции GSM

В системе GSM имеется 124 канала (8 пользователей на канал) шириной 200 кГц в диапазоне RF. Общая занимаемая полоса пропускания составляет 24,8 МГц, и ее необходимо сканировать на предмет активности. Телефон имеет диапазон передачи (Tx) от 880 МГц до 915 МГц и диапазон приема (Rx) от 925 МГц до 960 МГц. И наоборот, базовая станция имеет диапазон Tx от 925 МГц до 960 МГц и диапазон Rx от 880 МГц до 915 МГц.В этом примере мы будем рассматривать только секции передачи и приема базовой станции. Полосы частот для систем базовых станций GSM900 и DCS1800 показаны в таблице 1. В таблице 2 показаны номера каналов для несущих частот (радиочастотных каналов) в полосах частот, указанных в таблице 1. Fl ( n ) – центральная частота. радиочастотного канала в нижней полосе (Rx), а Fu ( n ) – соответствующая частота в верхней полосе (Tx).


Т X R X
П-GSM 900 от 935 до 960 МГц от 890 до 915 МГц
DCS1800 от 1805 до 1880 МГц от 1710 до 1785 МГц
E-GSM900 от 925 до 960 МГц от 880 до 915 МГц

Таблица 1.Полосы частот для систем базовых станций GSM900 и DCS1800


Т X
R X
PGSM900 Fl (n) = 890 + 0,2 x (n) 1 ≤ n ≤ 124 Fu (n) = Fl (n) + 45
EGSM900

Fl (n) = 890 + 0.2 х (п)

Fl (n) = 890 + 0,2 x (n-1024)

0 ≤ n ≤ 124

975 ≤ n ≤ 1023

Fu (n) = Fl (n) +45
DCS1800
Fl (n) = 1710,2 + 0,2 x (n – 512) 512 ≤ n ≤ 885 Fu (n) = Fl (n) + 95

Таблица 2.Нумерация каналов для систем базовых станций GSM900 и DCS1800

Входной РЧ-сигнал с частотой 900 МГц фильтруется, усиливается и подается на смеситель первого каскада. Другой вход смесителя управляется настроенным гетеродином (LO). Это должно сканировать диапазон входных частот для поиска активности на любом из каналов. Фактическая реализация гетеродина осуществляется с помощью уже описанной техники ФАПЧ. Если первая ступень промежуточной частоты (ПЧ) сконцентрирована на 240 МГц, то гетеродин должен иметь диапазон от 640 МГц до 675 МГц, чтобы покрыть входную полосу РЧ.Если выбрана опорная частота 200 кГц, можно будет направлять выходной сигнал ГУН через полный частотный диапазон с шагом 200 кГц. Например, если требуется выходная частота 650 МГц, N будет иметь значение 3250. Этот гетеродин 650 МГц будет эффективно проверять канал RF 890 МГц (F RF – F LO = F IF или F RF = F LO + F IF ) Когда N увеличивается до 3251, частота гетеродина теперь будет 650,2 МГц, а проверенный канал RF будет 890.2 МГц. Это показано графически на Рисунке 5.

Рисунок 5. Тестовые частоты для приемника базовой станции GSM.

Стоит отметить, что в дополнение к настраиваемому РЧ гетеродину в секции приемника также используется фиксированная ПЧ (в показанном примере это 240 МГц). Несмотря на то, что настройка частоты на этой ПЧ не требуется, метод ФАПЧ все еще используется. Причина в том, что это доступный способ использования стабильной опорной частоты системы для создания высокочастотного сигнала ПЧ. Некоторые производители синтезаторов признают этот факт, предлагая двойные версии устройств: одна работает на высокой частоте РЧ (> 800 МГц), а другая – на более низкой частоте ПЧ (500 МГц или меньше).

На передающей стороне системы GSM существуют аналогичные требования. Однако чаще всего переходят непосредственно от основной полосы частот к окончательной RF в разделе «Передача»; это означает, что типичный TX VCO для базовой станции имеет диапазон от 925 МГц до 960 МГц (диапазон RF для секции передачи).

Пример схемы

На рисунке 6 показана реальная реализация гетеродина для передающей секции мобильного телефона GSM. Мы предполагаем прямое преобразование основной полосы частот в РЧ преобразование с повышением частоты.В этой схеме используется новый синтезатор частоты с ФАПЧ ADF4111 от ADI, который будет представлен в ближайшем будущем, и генератор с регулируемым напряжением VCO190-902T от Vari-L Corporation.

Рисунок 6. Гетеродин передатчика для телефона GSM.

Опорный входной сигнал подается на схему в FREFIN и заканчивается на 50 Вт. Эта опорная входная частота обычно составляет 13 МГц в системе GSM. Для того чтобы разнос каналов составлял 200 кГц (стандарт GSM), входной опорный сигнал необходимо разделить на 65, используя встроенный опорный делитель ADF4111.

ADF4111 – это синтезатор частоты с ФАПЧ с целым числом N, способный работать на частоте до 1,2 ГГц. В синтезаторе этого типа с целым числом N можно запрограммировать N от 96 до 262 000 с дискретными целочисленными шагами. В случае переносного передатчика, где требуется выходной диапазон от 880 МГц до 915 МГц и где внутренняя опорная частота составляет 200 кГц, желаемые значения N будут в диапазоне от 4400 до 4575.

Выход накачки заряда ADF4111 (вывод 2) управляет контурным фильтром.Этот фильтр (Z (s) на рисунке 2) в основном относится к типу с опережением задержки 1-го порядка. При вычислении значений компонентов контурного фильтра необходимо учитывать ряд элементов. В этом примере контурный фильтр был спроектирован таким образом, чтобы общий запас по фазе для системы составлял 45 градусов. Другие технические характеристики системы ФАПЧ приведены ниже:

K D = 5 мА
K V = 8,66 МГц / В
Полоса пропускания контура = 12 кГц
F REF = 200 кГц
N = 4500
Затухание дополнительного эталонного шпора = 10 дБ

Все эти спецификации необходимы и используются для определения значений компонентов контурного фильтра, показанных на рисунке 6.

Выход петлевого фильтра управляет ГУН, который, в свою очередь, возвращается на ВЧ-вход синтезатора ФАПЧ, а также управляет выходным ВЧ-выводом. Конфигурация Т-образной цепи с резисторами на 18 Ом используется для обеспечения согласования 50 Ом между выходом VCO, RF-выходом и контактом RFIN ADF4111.

В системе ФАПЧ важно знать, когда система заблокирована. На рисунке 6 это достигается с помощью сигнала MUXOUT от ADF4111. Вывод MUXOUT можно запрограммировать для мониторинга различных внутренних сигналов в синтезаторе.Одним из них является сигнал LD или , обнаруживающий блокировку. Когда MUXOUT выбран для выбора обнаружения блокировки, его можно использовать в системе, например, для запуска усилителя выходной мощности.

ADF4111 использует простой 4-проводный последовательный интерфейс для связи с системным контроллером. Счетчик ссылок, счетчик N и различные другие встроенные функции программируются через этот интерфейс.

Заключение

В этой первой части серии мы познакомили с основными концепциями ФАПЧ с помощью простых блок-схем и уравнений.Мы показали типичный пример использования структуры ФАПЧ и дали подробное описание практической реализации.

В следующей статье мы углубимся в спецификации, которые имеют решающее значение для систем ФАПЧ, и обсудим их значение для системы.

T X R X
П-GSM 900 от 935 до 960 МГц от 890 до 915 МГц
DCS1800 от 1805 до 1880 МГц от 1710 до 1785 МГц
E-GSM900 от 925 до 960 МГц от 880 до 915 МГц

Рекомендации

  1. Mini-Circuits Corporation, “Справочник конструкторов VCO”, 1996.
  2. Л.В. Коуч, “Цифровые и аналоговые системы связи”, Macmillan Publishing Company, Нью-Йорк, 1990.
  3. П. Визмюллер, «Руководство по дизайну РФ», Artech House, 1995.
  4. Р.Л. Бест, «Цепи фазовой синхронизации: проектирование, моделирование и приложения», 3-е издание, McGraw Hill, 1997.

% PDF-1.7 % 716 0 объект > эндобдж xref 716 120 0000000016 00000 н. 0000003420 00000 н. 0000003655 00000 н. 0000003691 00000 н. 0000003758 00000 н. 0000004237 00000 п. 0000004358 00000 п. 0000004516 00000 н. 0000004637 00000 н. 0000004758 00000 н. 0000004917 00000 н. 0000005037 00000 н. 0000005159 00000 н. 0000005281 00000 п. 0000005403 00000 н. 0000005525 00000 н. 0000005647 00000 н. 0000005769 00000 н. 0000005889 00000 н. 0000006009 00000 н. 0000006131 00000 п. 0000006253 00000 н. 0000006373 00000 п. 0000006493 00000 н. 0000006616 00000 н. 0000006739 00000 н. 0000006860 00000 н. 0000006981 00000 п. 0000007100 00000 н. 0000007220 00000 н. 0000007341 00000 п. 0000007460 00000 н. 0000007583 00000 н. 0000007706 00000 н. 0000007829 00000 п. 0000007952 00000 н. 0000008075 00000 н. 0000008196 00000 н. 0000008314 00000 н. 0000008435 00000 н. 0000008493 00000 п. 0000008581 00000 п. 0000008663 00000 н. 0000008697 00000 п. 0000016352 00000 п. 0000016908 00000 п. 0000017290 00000 п. 0000017713 00000 п. 0000018772 00000 п. 0000019304 00000 п. 0000019587 00000 п. 0000019937 00000 п. 0000020047 00000 н. 0000028034 00000 п. 0000028073 00000 п. 0000028151 00000 п. 0000029449 00000 н. 0000036155 00000 п. 0000036603 00000 п. 0000036965 00000 п. 0000037260 00000 п. 0000037850 00000 п. 0000039613 00000 п. 0000041141 00000 п. 0000041388 00000 п. 0000041723 00000 п. 0000041971 00000 п. 0000042067 00000 п. 0000043768 00000 п. 0000043831 00000 п. 0000044010 00000 п. 0000048436 00000 п. 0000048793 00000 п. 0000049167 00000 п. 0000049378 00000 п. 0000049854 00000 п. 0000050509 00000 п. 0000050746 00000 п. 0000051034 00000 п. 0000052716 00000 п. 0000054554 00000 п. 0000056357 00000 п. 0000058073 00000 п. 0000058203 00000 п. 0000059815 00000 п. 0000061847 00000 п. 0000078063 00000 п. 0000124196 00000 н. 0000158942 00000 н. 0000159466 00000 н. 0000159603 00000 н. 0000160147 00000 н. 0000160269 00000 н. 0000200636 00000 н. 0000200675 00000 н. 0000200753 00000 п. 0000200832 00000 н. 0000200905 00000 н. 0000200971 00000 н. 0000201039 00000 н. 0000201107 00000 н. 0000201173 00000 н. 0000201239 00000 н. 0000201300 00000 н. 0000201378 00000 н. 0000201436 00000 н. 0000201592 00000 н. 0000201681 00000 н. 0000201766 00000 н. 0000201866 00000 н. 0000201966 00000 н. 0000202078 00000 н. 0000202213 00000 н. 0000202329 00000 н. 0000202449 00000 н. 0000202638 00000 н. 0000202784 00000 н. 0000202927 00000 н. 0000203053 00000 н. 0000002696 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 835 0 объект > поток x ڄ SMLAfi4e * He5EmZ DAaJUJ4 = ᢆ DH ՟ ƃovKAovfgoP `@ 7DÀ:

˶G-ȑΦM ٹ.* 5 {c) w 2 / b

Ridley Engineering | – AP300 Loop Injection

Введение

В этой статье доктор Ридли продолжает тему частотных характеристик импульсных источников питания. В этой четвертой статье подробно показано, как подсоединяется анализатор AP300 для измерения коэффициента усиления разомкнутого контура источника питания или любой другой системы обратной связи, при этом контур остается замкнутым и регулируемым.

Коэффициент усиления контура источника питания

Измерение контура источника питания должно выполняться всегда.Как указывалось в предыдущих статьях, необходимо специальное оборудование, чтобы изолировать вводимые частоты и измерять их по очереди в присутствии большого количества шума. Измерение контура требует определенных навыков для реализации, но оно обеспечивает мощное руководство по проектированию на этапе разработки источника питания и очень чувствительную меру при окончательной производственной сборке.

На рис. 2 показан импульсный источник питания с обратной связью. Выходное напряжение сравнивается с опорным, и разница усиливается через усилитель ошибки обратной связи.Выходной сигнал усилителя ошибки используется модулятором ШИМ для установки рабочего цикла переключателя мощности. Измерение коэффициента усиления контура состоит из коэффициента усиления (в дБ) силового каскада плюс усиления (в дБ) компенсатора обратной связи.


Рис. 1. Источник питания с обратной связью.

На рис. 2 показано, как это можно концептуально измерить при физически разомкнутом контуре и при подаче сигнала со смещением постоянного тока в компенсатор.


Рис. 2: Измерение коэффициента усиления разомкнутого контура при физическом разрыве контура.

Есть две проблемы при попытке измерить усиление контура таким способом. Во-первых, с усилителем с обратной связью с высоким коэффициентом усиления невозможно точно применить правильное смещение постоянного тока к введенному сигналу, чтобы предотвратить насыщение усилителя ошибки.
Во-вторых, коэффициент усиления контура изменяется на много порядков во всем диапазоне частот, и размер вводимого сигнала с помощью этого метода измерения также должен измениться на ту же величину, чтобы сигналы возмущения оставались относительно постоянными.

Разрыв контура с помощью сигнала впрыска

На рис. 3 показано, как преодолеть проблемы измерения при большом усилении контура. В этой схеме резистор на 20 Ом вставлен в контур обратной связи с выхода источника питания в усилитель ошибки. Номинал этого резистора не критичен, но он должен быть низким по сравнению с резисторами обратной связи компенсационной цепи.


Рис. 3. Измерение коэффициента усиления разомкнутого контура AP300 с разомкнутым контуром.

Испытательное напряжение дифференциально подается на резистор через изолятор трансформатора, как показано. Трансформатор должен иметь достаточно ровный отклик во всем диапазоне измерения контура. Обычно это от 10 Гц до частоты переключения. Для схем коррекции коэффициента мощности может потребоваться снижение до 0,1 Гц. Для высокочастотных преобразователей может потребоваться верхняя полоса 10 МГц.

При использовании этого метода контур остается замкнутым, чтобы регулировать выходное напряжение, но напряжение, приложенное к резистору, позволяет измерить коэффициент усиления разомкнутого контура .Фактически, мы разрываем контур электронным способом, вызывая разницу между входными и выходными сигналами контура по обе стороны от резистора. Контур открывается электронным способом только на частоте впрыска и остается замкнутым и регулируемым на всех остальных частотах.

Вводимый сигнал устанавливается анализатором частотной характеристики. Однако именно коэффициент усиления контура источника питания определяет размер входных и выходных сигналов. Всегда вводимый сигнал будет разницей между входным и выходным сигналами.Сигнал будет распределяться по обе стороны от резистора инжекции относительно земли в зависимости от коэффициента усиления контура источника питания. Это проиллюстрировано ниже.

На рис. 4 показан сигнал (золотой), подаваемый через резистор 20 Ом. Поскольку коэффициент усиления контура высокий на этой частоте инжекции, большая часть инжектируемого сигнала появляется на выходе контура источника питания, как показано красным сигналом. Вход контура, показанный зеленым цветом, ослабляется значением контура на этой частоте, и здесь видна очень небольшая часть введенного сигнала.В любое время векторная сумма входного и выходного сигнала будет равна введенному сигналу. Относительная фаза двух сигналов определяется фазой усиления контура на этой частоте.

Обратите внимание, что все сигналы на рис. 4-6 показаны без шума, чтобы лучше проиллюстрировать концепцию инжекции контура. В действительности все эти сигналы будут погружены в шум, как описано в [1].
Рисунок 4: Ввод контура AP300 на низкой частоте, усиление более 0 дБ

Рис.5 показаны сигналы с частотой, близкой к частоте кроссовера петлевого усиления. Входные и выходные сигналы по обе стороны от резистора инжекции теперь примерно равны, а фазовый сдвиг между ними дает фазу усиления контура при кроссовере.


Рисунок 5: Ввод контура AP300 на средней частоте с усилением около 0 дБ

На рис. 6 показаны сигналы на высоких частотах за пределами частоты кроссовера петлевого усиления. На этой частоте входной сигнал большой, а выходной сигнал небольшой, но векторная сумма все еще равна введенной частоте.
Рисунок 6: Ввод контура AP300 на высокой частоте с усилением менее 0 дБ.

Во всем частотном диапазоне впрыска выходной сигнал никогда не может быть больше подаваемого сигнала. Это решает вторую проблему, возникающую при попытке ввода в систему с разомкнутым контуром на рис. 2: вводимый сигнал не нужно изменять на много порядков величины, чтобы поддерживать постоянные размеры сигнала возмущения. В большинстве случаев для оптимальных измерений все еще требуется регулировка частоты.В следующей статье этой серии мы рассмотрим размер вводимого сигнала и его влияние на измерение контура.

Сводка

Контурное усиление является важным измерением для всех импульсных источников питания, поскольку оно дает информацию о стабильности, характеристиках замкнутого контура, долговременной надежности управления и точном измерении многих частей, участвующих в конструкции источника питания. В этой статье описывается стандартная техника ввода в контур источника питания для правильных измерений.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.