Проверка выключателя петле фаза ноль
Большинство потребителей электроэнергии запитаны сетями с уровнем напряжения до 1 кВ через трехфазный трансформатор. Для обеспечения безопасности в них используется глухо-заземленная нейтраль. В ней возможно появление тока из-за сдвига фаз в обмотках трансформатора, которые соединены по схеме звезды.
В случае возникновения контакта между линейным и нулевым или защитным проводом формируется контур «фаза-нуль». Указанная связь приводит к образованию короткого замыкания. В цепи могут находиться соединительные провода, коммутационная и защитная аппаратура, что сопровождается формированием определенного значения сопротивления.
Что подразумевается под термином петля фаза-ноль?
Согласно правилам ПУЭ в силовых подстанциях с напряжением до 1000В с глухозаземленной нейтралью необходимо регулярно проводить замер сопротивления петли фаза-ноль.
Петля фаза-ноль образуется в том случае, если подключить фазный провод к нулевому или защитному проводнику. В результате создается контур с собственным сопротивлением, по которому перемещается электрический ток. На практике количество элементов в петле может быть значительно больше и включать защитные автоматы, клеммы и другие связующие устройства. При необходимости, можно провести расчет сопротивления вручную, но у метода есть несколько недостатков:
- сложно учесть параметры всех коммутационных элементов, в том числе выключателей, автоматов, рубильников, которые могли измениться за время эксплуатации сети;
- невозможно рассчитать влияние аварийной ситуации на сопротивление.
Наиболее надежным способом считается замер значения с помощью поверенного аппарата, который учитывает все погрешности и показывает правильный результат. Но перед началом измерения необходимо совершить подготовительную работу.
2. Зачем необходимо измерение
При повреждении электрооборудования или электропроводки от короткого замыкания, перегрузки, аппараты защиты должны мгновенно отключать поврежденный участок цепи.
Данное испытание необходимо для проверки соответствия уставки токовой отсечки автоматических выключателей, УЗО, дифавтоматов, реле и т.д. току короткого замыкания. То есть необходимо знать, отключит ли аппарат защиты поврежденную линию и за какое время. Это позволит проверить качество монтажа, подбор защитной автоматики и сечения проводов.
2.1. Периодичность проведения измерений
Замеры проводятся после выполнения монтажных и ремонтных работ. В дальнейшем профилактическая проверка производится не реже чем раз в 3 года.
По усмотрению ответственного за электрохозяйство испытания проводятся чаще.
Измерение сопротивления пели «фаза-нуль» в нашей электролаборатории.
Доверяя проведение работ специалистам нашей компании, вы сэкономите не только свои деньги (что уже немаловажно), но также сэкономите время и сбережете свои нервы. Все наши сотрудники обладают солидным опытом работы в данной сфере и используют самые современные приборы и оборудование для проведения электроизмерений и испытаний электроустановок и электросетей. Для наших клиентов действует гибкая система скидок и индивидуальный подход. Обратившись к нам, вы можете быть уверены, что работа будет выполнена качественно и в кратчайшие сроки. Для того, чтобы заказать услугу (точное название — «Проверка согласования параметров цепи «фаза-нуль» с характеристиками аппаратов защиты и непрерывности защитных проводников») вы можете связаться с нами одним из трех способов:
- — написать на электронную почту;
- — Позвонить по телефону;
- — заполнить форму онлайн заявки на нашем сайте.
Для чего производить замер сопротивления петли фаза-ноль?
При замыкании токоведущей части электроустановки на открытую проводящую часть или защитный проводник цепи, защитное устройство, которое предназначено для автоматического отключения питания цепи или электрооборудования должно обеспечить защиту от поражения электрическим током человека при одновременном прикосновении к проводящим частям. Для того, чтобы защита была обеспечена, отключение должно происходить за определенный промежуток времени. Например, наибольшее время отключения для системы TN с номинальным напряжением 220В не должно превышать 0,4 секунды. Полное сопротивление петли фаза-ноль должно удовлетворять условию: 
(данные приведены в таблице 1). Существуют различные виды расцепителей в аппаратах защиты: с обратно зависимой выдержкой времени, с независимой выдержкой времени, расцепители мгновенного действия и т. д. Расцепители имеют определенную уставку по току срабатывания. То есть для того, чтобы расцепитель отключающего аппарата сработал и разомкнул цепь аварийной линии за установленный промежуток времени, в цепи должен возникнуть соответствующий уставке ток короткого замыкания. Замер сопротивления петли фаза-ноль позволяет определить полное сопротивление замкнутого контура в цепи фазный проводник — нулевой проводник и рассчитать ток, который возникнет в цепи в случае короткого замыкания. (В полное сопротивление петли фаза-ноль входят сопротивления: обмотки силового трансформатора, фазного провода, нулевого рабочего провода, контактов пускателей, автоматов и т. д. (см. рисунок 1).
Полученные данные сравниваются с данными аппарата защиты, установленным в соответствующей линии. При этом ток короткого замыкания должен быть больше тока, обеспечивающего срабатывание защиты в пределах нормируемого времени. Данный замер позволяет сделать вывод о том обеспечена ли защита от поражения током при косвенном прикосновении или нет.
| Номинальное фазное напряжение Uф,В. | Время отключения, с. |
|---|---|
| 127 | 0,8 |
| 220 | 0,4 |
| 380 | 0,2 |
| Более 380 | 0,1 |
В цепях, питающих распределительные, групповые, этажные и др. щиты, время отключения не должно превышать 5 секунд.
В цепях, которые питают отдельно стоящие стационарные электроприемники непосредственно от РУ, время автоматического отключения не должно превышать 5-ти секунд, при выполнении следующих условий :
- — полное сопротивление защитного проводника между главной заземляющей шиной и распределительным щитом или щитком не превышает значения:
- — к шине РЕ распределительного щита или щитка присоединена дополнительная система уравнивания потенциалов, охватывающая те же сторонние проводящие части, что и основная система уравнивания потенциалов.
Ток короткого замыкания определяется по формуле: 
Как происходит замер сопротивления петли «фаза-нуль»?
Рассмотрим данный вид измерений на примере маленького щитка, от которого отходят три линии. Напряжение на линиях 220В, следовательно минимальное время отключения должно быть 0,4 секунды (см. таблицу 1). Все три линии защищены одинаковыми автоматическими выключателями. Допустим, что это автоматы марки АВВ, серии S201 С25. Эти автоматы имеют номинальный ток 25А с характеристикой «С» (рис. 2).
Проведя измерения, мы получили данные о том, что ожидаемый ток короткого замыкания в линиях будет равным:
- — линия 1 — 118А;
- — линия 2 — 220А;
- — линия 3 — 358А.
Время-токовая характеристика «С» данного автомата говорит нам о том, что его мгновенный расцепитель сработает при токах короткого замыкания, равных 5-10 значений номинального. То есть для нашего автоматического выключателя значение тока короткого замыкания должно быть 125-250А. Посмотрим, в какой линии аппарат защиты выбран правильно. Линия 1 сразу отпадает, так как значение тока короткого замыкания в ней ниже диапазона срабатывания расцепителя мгновенного действия. Линия 2 попадает в диапазон срабатывания, однако, согласно времятоковой характеристике, внутри этого диапазона находится неопределенная область. В этой области, аппарат может сработать и меньше, чем за 0,4 секунды и больше. Аппарат защиты, установленный в линии 3 разомкнет цепь меньше, чем через 0,1 секунды и поэтому гарантированно подпадает под наше условие. Вывод: аппарат защиты в линии 3 выбран правильно. Замер сопротивления петли «фаза-нуль» проводят в точках электрической сети, наиболее удаленных от проверяемого аппарата защиты (освещение, розеточные группы и т. д.).
Измерение сопротивления петли «фаза-ноль» не соответствует нормам.
Причиной неудовлетворительных результатов при измерении сопротивления петли «фаза-ноль» может быть очень большая длина линии, и/или маленькое сечение проводников, либо плохие контактные соединения. В любом случае аппарат защиты следует подбирать таким образом, чтобы он гарантированно отключал линию при возникновении короткого замыкания за отведенное нормативами время. Такие результаты мы видим в линии 1 и 2 из предыдущего абзаца. Ток короткого замыкания в линии 1 находится ниже нижнего предела срабатывания мгновенного расцепителя автоматического выключателя. В этом случае решением проблемы будет установка автомата с более низким номиналом тока. Либо установка автоматического выключателя с характеристикой «В». Автоматические выключатели с характеристикой «В» имеют уставку мгновенного расцепителя 3 — 5 значений номинального. То есть автомат с номинальным током 25А с характеристикой «В» будет иметь мгновенный расцепитель, который срабатывает при 75-125А. Такой автомат уже может подойти в качестве аппарата защиты линии 1. В линии 2 ток короткого замыкания находится в неопределенной зоне действия мгновенного расцепителя. В данном случае не обязательно менять автомат, однако необходимо проверить его на отключающую способность током, равным ожидаемому току короткого замыкания (в нашем случае это 220А). Если он срабатывает за время, меньшее чем 0,4 секунды, то его можно использовать в качестве аппарата защиты в линии 2. Существуют и другие способы уменьшения измеренных значений и тем самым увеличения тока короткого замыкания.
Для того, чтобы не рассчитывать постоянно время срабатывания автоматического выключателя, можно воспользоваться требованием ПТЭЭП (таблица 2), согласно которому при замыкании на нулевой защитный проводник ток однофазного короткого замыкания должен составлять не менее 1,1 верхнего значения тока срабатывания мгновенно действующего расцепителя. Для автоматов, которые мы использовали в своем примере, верхнее значение тока срабатывания является 250 А. Умножаем 250 на 1,1 и получаем 275 А.
| Наименование испытаний | Вид испытания | Нормы испытания | Указания |
|---|---|---|---|
| 28.4. Проверка срабатывания защиты при системе питания с заземленной нейтралью (TN-C, TN-C-S, TN-S) | К, Т, М | При замыкании на нулевой защитный проводник ток однофазного короткого замыкания должен составлять не менее: Трехкратного значения номинального тока плавкой вставки предохранителя. Трехкратного значения номинального тока нерегулируемого расцепителя автоматического выключателя с обратно зависимой от тока характеристикой. Трехкратного значения уставки по току регулируемого расцепителя автоматического выключателя с обратно зависимой от тока характеристикой. 1,1 верхнего значения тока срабатывания мгновенно действующего расцепителя. | Проверяется непосредственным измерением тока однофазного короткого замыкания с помощью специальных приборов или измерением полного сопротивления петли «фаза-нуль» с последующим определением тока короткого замыкания. У электроустановок, присоединенных к одному щитку и находящихся в пределах одного помещения, допускается производить измерения только на одной, самой удаленной от точки питания установке. У светильников наружного освещения проверяется срабатывание защиты только на самых дальних светильниках каждой линии. Проверка срабатывания защиты групповых линий различных приемников допускается производить на штепсельных розетках с различным контактом. |
В конце хотим напомнить, что данное измерение должна производить только специализированная организация, которая зарегистрирована в Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору и имеет соответствующее свидетельство о регистрации электроизмерительной лаборатории. Все сотрудники организации, участвующие в проведении электроизмерительных работ и испытаниях электрооборудования и электросетей, должны иметь соответствующую квалификацию, группу по электробезопасности не ниже третьей и иметь запись в удостоверении о праве проводить испытания оборудования повышенным напряжением.
Какие приборы используют?
Для ускорения процесса измерения петли промышленность выпускает разнообразные измерительные приборы, которые можно использовать для замеров параметров сети по различным методикам. Наибольшую популярность набрали следующие модели:
О том, как измерить сопротивление петли фаза-ноль с помощью приборов, вы можете узнать, просмотрев данные видео примеры.
Одним из важных факторов в работе электрооборудования считается продолжительность его эксплуатации. Большое значение имеет надежная и устойчивая работа всех приборов и устройств. При различных повреждениях, коротких замыканиях и перегрузках, должно обеспечиваться моментальное срабатывание защитной аппаратуры и отключение опасного участка.
Поэтому, необходимо заранее предусмотреть исправность самого электрооборудования и средств защиты, где большое значение имеет петля фаза-ноль.
Рассчет петли фаза-ноль
Перед тем, как измерить петлю фаза-ноль, необходима проверка плотности проводного соединения к защитным аппаратам. Если не остаются протянутыми провода, то смысла в измерении нет, поскольку точные данные не будут получены.
Обратите внимание! Цель расчета в выяснении соответствия номинального тока защиты с проводным сечением электроцепи. Замер должен быть произведен на самой удаленной точки линии измерения.
Сделав замер полного сопротивления цепи фаза нуль по предложенной схеме, на приборном дисплее будет отражена величина тока короткого замыкания. Этот показатель нужно сравнить по характеристике времени и току с расцепительным током срабатывания выключателя иди с предохранительной вставкой.
По нормативным требованиям расчет петли должен быть произведен в электролаборатории. Чтобы произвести данные работы, нужно получить наряд-допуск. При этом испытания могут производить взрослые люди с необходимыми знаниями в месте, не отличающейся повышенной опасностью или высокой влажностью.
Подсчет фазы-ноль
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.
