Измерение петли фаза ноль для чего. Измерение петли фаза-ноль

Измерение петли фаза ноль для чего. Измерение петли фаза-ноль

Проверка согласования параметров цепи «ФАЗА-НУЛЬ»
с характеристиками защитных аппаратов

Определение «петли ФАЗА-НУЛЬ

Петлёй «ФАЗА-НУЛЬ» принято называть цепь, состоящую из фазы трансформатора и проводников - нулевого и фазного.

Цель проведения испытаний

По измеренному полному сопротивлению петли «ФАЗА-НУЛЬ» производится расчет тока однофазного короткого замыкания. Основной целью является проверка временных параметров срабатывания аппаратов защиты от cверхтоков при замыкании фазы на корпус. Данная проверка так же подверждает непрерывность PE цепи. Время срабатывания аппаратов защиты должно удовлетворять требованиям п. 1.7.79 ПУЭ.

Надёжность срабатывания защиты от сверхтоков является одним из основных требований как при проектировании, так и при монтаже и требует расчетной и натурной проверки.

Поскольку речь идёт о замыкании на корпус, то под нулевым проводником мы понимаем совокупность защитных (PE) и защитно-рабочих (PEN) проводников от "корпуса" до трансформатора. Таким образом, проверка петли "ФАЗА-НУЛЬ" позволяет оценить и качество защитной цепи.

Теория

Полное сопротивление цепи «ФАЗА-НУЛЬ» достаточно точно можно рассчитать по следующей формуле:

Z фо=Z n+Z т/3

где: Z фо - полное сопротивление цепи «ФАЗА-НУЛЬ»; Z n - полное сопротивление цепи фазного и нулевого проводника; Z т - полное сопротивление трансформатора.
Полное сопротивление «складывается» из активного и реактивного сопротивлений.

Ток короткого замыкания отражается в следующей зависимости:

I кз=U o/Z фо

где: I кз - ток короткого замыкания; U о - фазное напряжение.

Для расчета ожидаемого тока короткого замыкания принята формула:

I кз=U o.0,85/(Z n+Z т/3)

Должны удовлетворяться требования:

I кз>I ра.K g

где: I ра - номинальный ток срабатывания расцепителя автомата; K g - коэффициент допустимой кратности тока короткого замыкания к номинальному току срабатывания расцепителя.

Z pe.U o/Z фо≤U снн

где: Z pe - полное сопротивление защитного проводника между главной заземляющей шиной и корпусом распределительного устройства; U снн - сверхнизкое напряжение (напряжение прикосновения), обычно принимается равным 50В (п. 1.7.79 и 1.7.104 ПУЭ).

I ра>I н

где: I н - номинальный ток нагрузки.

Измерения

Существует несколько методик измерения сопротивления петли «ФАЗА-НУЛЬ» и токов короткого замыкания, как с отключением напряжения линии, так и без.

В настоящее время в основном применяются современные микропроцессорные измерительные приборы, реализующие методику измерения полного сопротивления петли «ФАЗА-НУЛЬ» без отключения напряжения, и автоматического расчета тока короткого замыкания на основании значения сопротивления петли. Применение данных приборов упрощает процесс испытаний. Кроме того, испытания оказываются более щадящими по отношению к испытываемым линиям и аппаратам защиты. Некоторые из этих приборов позволяют проводить измерения без искючения из испытываемой линии УЗО и не вызывают их срабатывания, что представляется достаточно важным и удобным, поскольку измерения проводятся между фазным проводником и нулевым защитным проводником. Измерения проводятся на концах проводников, защищаемых аппаратами защиты от сверхтока.

Пример схемы измерения петли "ФАЗА-НУЛЬ" без снятия напряжения:


Результаты измерений оформляются протоколом установленного образца.

Перед проведением измерений петли «ФАЗА-НУЛЬ» рекомендуется провести измерение сопротивлений защитных проводников, проверку их непрерывности (проверка металлосвязи, проверка заземления).

Устранение дефектов

Если при проведении измерений петли «ФАЗА-НУЛЬ» в действующей электроустановке получены неудовлетворительные результаты, то требуется срочное устранение дефекта. Как правило, бывает достаточно заменить аппарат защиты от сверхтоков на другой, с более подходящими характеристиками. Но иногда требуется замена существующего кабеля на кабель с другим сечением жил. Подобные случаи, как правило, сложнее с точки зрения монтажа.

Расчет петли «ФАЗА-НУЛЬ»

С целью своевременного согласования параметров кабельных линий и аппаратов защиты от сверхтоков необходимо производить расчёты петли «ФАЗА-НУЛЬ» на стадии проектных работ. Подобные расчеты удобно проводить в комплексе: мощность нагрузки; cos φ; длина кабельной линии; сечение жилы; вид монтажа; падение напряжения на линии; расчетное полное сопротивление петли; прогнозируемый ток короткого замыкания; номинальный ток аппарата защиты; характеристика аппарата защиты. Расчет петли «ФАЗА-НУЛЬ» является одним из наиболее сложных, поскольку требует принятия во внимание ряда трудно учитываемых параметров.

Дополнение

Иногда необходимо произвести измерение или сделать расчёт петли "ФАЗА - РАБОЧИЙ НУЛЬ" или "ФАЗА - ФАЗА". Методики подобны описанным выше, за исключением замены защитного проводника рабочим или фазным.

Нормативно-технический документ ПТЭЭП устанавливает, что измерение петли фаза-ноль нужно проводить периодически. Данная периодичность устанавливается по системе ППР-организации. Эту систему ППР, которая состоит из циклов текущих, а также капремонтов для электрооборудования, утверждает технический руководитель организации. Так, например, измерение петли фаза-ноль проводится не менее раза в два года для взрывоопасных зон. В случае, если устройства защиты электрических установок отказали, электрические измерения необходимо выполнять внепланово.

Цель проведения испытаний

По измеренному полному сопротивлению петли «ФАЗА-НУЛЬ» производится расчет тока однофазного короткого замыкания. Основной целью является проверка временных параметров срабатывания аппаратов защиты от cверхтоков при замыкании фазы на корпус. Данная проверка так же подверждает непрерывность PE цепи. Время срабатывания аппаратов защиты должно удовлетворять требованиям п. 1.7.79 ПУЭ.

Надёжность срабатывания защиты от сверхтоков является одним из основных требований как при проектировании, так и при монтаже и требует расчетной и натурной проверки.

Поскольку речь идёт о замыкании на корпус, то под нулевым проводником мы понимаем совокупность защитных (PE) и защитно-рабочих (PEN) проводников от «корпуса» до трансформатора. Таким образом, проверка петли «ФАЗА-НУЛЬ» позволяет оценить и качество защитной цепи.

Теория

Полное сопротивление цепи «ФАЗА-НУЛЬ» достаточно точно можно рассчитать по следующей формуле:

  • Zфо=Zn+Zт/3

где: Zфо – полное сопротивление цепи «ФАЗА-НУЛЬ»; Zn – полное сопротивление цепи фазного и нулевого проводника; Zт – полное сопротивление трансформатора.
Полное сопротивление «складывается» из активного и реактивного сопротивлений.

Ток короткого замыкания отражается в следующей зависимости:

  • Iкз=Uo/Zфо

где: Iкз – ток короткого замыкания; Uо – фазное напряжение.

Для расчета ожидаемого тока короткого замыкания принята формула:

  • Iкз=Uo 0,85/(Zn+Zт/3)

Должны удовлетворяться требования:

  • Iкз>Iра Kg

где: Iра – номинальный ток срабатывания расцепителя автомата; Kg – коэффициент допустимой кратности тока короткого замыкания к номинальному току срабатывания расцепителя.

  • Zpe Uo/Zфо≤Uснн

где: Zpe – полное сопротивление защитного проводника между главной заземляющей шиной и корпусом распределительного устройства; Uснн – сверхнизкое напряжение (напряжение прикосновения), обычно принимается равным 50В (п. 1.7.79 и 1.7.104 ПУЭ).

Iра>Iн
где: Iн – номинальный ток нагрузки.

Измерения

Существует несколько методик измерения сопротивления петли «ФАЗА-НУЛЬ» и токов короткого замыкания, как с отключением напряжения линии, так и без.

В настоящее время в основном применяются современные микропроцессорные измерительные приборы, реализующие методику измерения полного сопротивления петли «ФАЗА-НУЛЬ» без отключения напряжения, и автоматического расчета тока короткого замыкания на основании значения сопротивления петли. Применение данных приборов упрощает процесс испытаний. Кроме того, испытания оказываются более щадящими по отношению к испытываемым линиям и аппаратам защиты. Некоторые из этих приборов позволяют проводить измерения без искючения из испытываемой линии УЗО и не вызывают их срабатывания, что представляется достаточно важным и удобным, поскольку измерения проводятся между фазным проводником и нулевым защитным проводником. Измерения проводятся на концах проводников, защищаемых аппаратами защиты от сверхтока.

Результаты измерений оформляются протоколом установленного образца.

Перед проведением измерений петли «ФАЗА-НУЛЬ» рекомендуется провести измерение сопротивлений защитных проводников, проверку их непрерывности (проверка металлосвязи, проверка заземления).

Устранение дефектов

Если при проведении измерений петли «ФАЗА-НУЛЬ» в действующей электроустановке получены неудовлетворительные результаты, то требуется срочное устранение дефекта. Как правило, бывает достаточно заменить аппарат защиты от сверхтоков на другой, с более подходящими характеристиками. Но иногда требуется замена существующего кабеля на кабель с другим сечением жил. Подобные случаи, как правило, сложнее с точки зрения монтажа.

Расчет петли «ФАЗА-НУЛЬ»

С целью своевременного согласования параметров кабельных линий и аппаратов защиты от сверхтоков необходимо производить расчёты петли «ФАЗА-НУЛЬ» на стадии проектных работ. Подобные расчеты удобно проводить в комплексе: мощность нагрузки; cos φ; длина кабельной линии; сечение жилы; вид монтажа; падение напряжения на линии; расчетное полное сопротивление петли; прогнозируемый ток короткого замыкания; номинальный ток аппарата защиты; характеристика аппарата защиты. Расчет петли «ФАЗА-НУЛЬ» является одним из наиболее сложных, поскольку требует принятия во внимание ряда трудно учитываемых параметров.

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

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

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

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

Пример:

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

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

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

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

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

Вывод:

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

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

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

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

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

Проверка производится для наиболее удаленных и наиболее мощных электроприемников, но не менее 10% их общего количества. Проверку можно производить расчетом по формуле Zпет = Zп + Zт / 3 где Zп- полное сопротивление проводов петли фаза-нуль; Zт - полное сопротивление питающего трансформатора. Для алюминиевых и медных проводов Zпет = 0,6 Ом/км.

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

Метод амперметра - вольтметра при измерении сопротивления петли фаза-нуль

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

Схема измерения сопротивления петли фаза - нуль по методу амперметра - вольтметра.

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

Программа проведения измерений сопротивления петли фаза-нуль

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

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

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

4. Оценка и обработка результатов измерений и испытаний.

5. Оформление измерений и испытаний.

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

Кратко, сопротивление петли фаза-ноль измеряют для определения поведения защитных автоматов при возникновении короткого замыкания. Короткое замыкание возникает при механическом повреждении кабеля или разрушении изоляции кабеля в результате старения. В электроустановках с заземленной нейтралью нулевой проводник связан с нейтралью трансформатора. Нейтраль трансформатора объединена с контуром заземления. При замыкании фазы на фазу, на корпус или ноль получается электрическая цепь. Такую цепь называют петля фаза-ноль. При межфазном замыкании ток в контуре будет больше, чем при однофазном замыкании. Сопротивление петли фаза-ноль должно быть как можно более маленьким, тогда ток короткого замыкания в петле будет наибольшим и защита сработает быстрее. Измерение петли фаза-ноль и токов коротких фазных замыканий проводится для определения времени срабатывания защитных устройств. По полученному значению сопротивления петли фаза-ноль расчетом получают значение тока короткого замыкания. От величины тока зависит время отработки аппарата защиты. В качестве аппарата защиты обычно выступает автоматический выключатель. Время срабатывания автомата должно удовлетворять требованиям правил устройства электроустановок. Если это время не выходит за рамки 5 секунд для 380 Вольт и 0,4 секунд для 220 Вольт, то грубо защиту линии можно считать достаточной. Автоматическое отключение питания должно обеспечить защиту от поражения электрическим током при косвенных прикосновениях и коротких замыканиях. Чем быстрее сработает автоматический выключатель, тем меньшие повреждения будут нанесены людям и проводке в электроустановке, ведь при коротком замыкании мгновенно повышается значение тока, и температура проводника резко возрастает. При этом начинает плавиться и гореть изоляция. Даже нескольких секунд в простое срабатывания защиты может хватить для повреждения и возгорания десятков метров кабеля, так как от поврежденного кабеля воспламеняются соседние кабели. В последнее время при монтаже используют негорючий кабель, что помогает от возникновения пожаров, но не спасает проводку от повреждения, а помещения от задымления. При желании можно использовать и малодымный кабель, но финансовые условия не всегда позволяют это сделать. На сопротивление петли фаза-ноль влияет длинна линии, сечение проводников линии, способ соединения участков линии, качество прокладки линии, количество болтовых соединений. Вместе с проверкой самих аппаратов защиты измерение фаза-ноль дает хороший результат в обеспечении безопасности электроустановки.

© Все материалы защищены законом РФ об авторских правах и ГК РФ. Запрещено полное копирование без разрешения администрации ресурса. Разрешено частичное копирование с прямой ссылкой на первоисточник. Автор статьи: коллектив инженеров ОАО «Энергетик ЛТД»



top