АВЭЛ-Электробезопасность - Измерение цепи фаза-нуль

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

Существует несколько методик измерения сопротивления петли «ФАЗА-НУЛ Ь» 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).

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.

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.

Согласно ГОСТа Р 50345-99, п.3.5.17 - это наименьшая величина тока, при котором автоматический выключатель сработает (отключится) без выдержки времени, т.е. его электромагнитная защита.

В этом же ГОСТе Р 50345-99, п.5.3.5. говорится, что всего существует три стандартные характеристики (типы мгновенного расцепления):

B — от 3·In до 5·In
C — от 5·In до 10·In
D — от 10·In до 20·In (встречаются от 10·In до 50·In)
In – номинальный ток автоматического выключателя.

Рассмотрим каждый вид характеристики на примере модульного автоматического выключателя ВА47-29.

На графике (кривой) показана зависимость времени отключения автоматического выключателя от протекающего через него тока. Ось Х — это кратность тока в цепи к номинальному току автомата (I/In). Ось У — время срабатывания, в секундах.

График разделен двумя линиями, которые и определяют разброс времени срабатывания тепловой и электромагнитной защит автомата. Нижняя линия — это горячее состояние автомата (после срабатывания), а верхняя линия — это холодное состояние.

Характеристики практически всех автоматов изображаются при температуре +30°С.

На представленных время-токовых характеристиках (сокращенно, ВТХ) пунктирная линия — это верхняя граница (предел) для автоматов с номинальным током меньше 32 (А).

1. Если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 3·In, то он должен отключиться за время 0,02 секунды в горячем состоянии, до 35 секунд в холодном состоянии (для автоматов менее 32А) и до 80 секунд в холодном состоянии

2. Если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 5·In, то он должен отключиться за 0,01 секунду в горячем состоянии или за 0,04 секунды в холодном.(для автоматов более 32А).

Автоматы с характеристикой В применяются в основном для защиты потребителей с преимущественно активной нагрузкой, например, электрические печи, электрические обогреватели, цепи освещения.

Правда, в магазинах их количество почему то всегда ограничено, т.к. распространенным видом является характеристика С. И кто так решил? Вполне целесообразно на автоматы групповых линий для освещения и розеток ставить именно тип В, а на вводной автомат — тип С. Так будет соблюдена селективность, и при коротком замыкании где нибудь в линии не будет отключаться вводной автомат и «гасить» всю квартиру.

1. Если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 5·In, то он должен отключиться за время 0,02 секунды в горячем состоянии, до 11 секунд в холодном состоянии (для автоматов менее 32А) и до 25 секунд в холодном состоянии (для автоматов более 32А).

2. Если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 10·In, то он должен отключиться за 0,01 секунду в горячем состоянии или за 0,03 секунды в холодном.

Автоматы с характеристикой С применяются в основном для защиты трансформаторов и двигателей с малыми пусковыми токами. Также их можно использовать для питания цепей освещения. Нашли они достаточно широкое распространение в жилом фонде, хотя свое мнение об этом я высказал чуть выше.

1. Если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 10·In, то он должен отключиться за время 0,02 секунды в горячем состоянии, до 3 секунд в холодном состоянии (для автоматов менее 32А) и до 7 секунд в холодном состоянии (для автоматов более 32А).

2. Если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 20·In, то он должен отключиться за 0,009 секунд в горячем состоянии или за 0,02 секунды в холодном.

Автоматы с характеристикой D применяются в основном для защиты электрических двигателей с частыми запусками или значительными пусковыми токами (тяжелый пуск).

Плавкие предохранители — это электрические аппараты, защищающие установки от перегрузок и токов короткого замыкания.
Основными элементами предохранителя являются плавкая вставка, включаемая в рассечку защищаемой цепи, и дугогасительное устройство, гасящее дугу, возникающую после плавления вставки.

К предохранителям предъявляются следующие требования:

1. Времятоковая характеристика предохранителя должна проходить ниже, но возможно ближе к времятоковой характеристике защищаемого объекта.
2. При коротком замыкании предохранители должны работать селективно.
3. Время срабатывания предохранителя при коротком замыкании должно быть минимально возможным, особенно при защите полупроводниковых приборов. Предохранители должны работать с токоограничением.
4. Характеристики предохранителя должны быть стабильными. Разброс параметров из-за производственных отклонений не должен нарушать защитные свойства предохранителя.
5. В связи с возросшей мощностью установок предохранители должны иметь высокую отключающую способность.
6. Замена сгоревшего предохранителя или плавкой вставки не должна требовать много времени.

В промышленности наибольшее распространение получили предохранители типа и ПН-2.

Устройство предохранителей ПН-2

Эти предохранители более совершенны, чем предохранители ПР-2. Корпус квадратного сечения №1 предохранителя типа ПН-2 изготавливается из прочного фарфора или стеатита. Внутри корпуса расположены ленточные плавкие вставки №2 и наполнитель — кварцевый песок №3. Плавкие вставки привариваются к диску №4, который крепится к пластинам №5, связанным с ножевыми контактами №9. Пластины №5 крепятся к корпусу винтами.

В качестве наполнителя в предохранителях ПН-2 используется кварцевый песок с содержанием SiO2 не менее 98 %, с зернами размером (0,2—0,4)10-3 м и влажностью не выше 3 %. Перед засыпкой песок тщательно просушивается при температуре 120—180 °С. Зерна кварцевого песка имеют высокую теплопроводность и хорошо развитую охлаждающую поверхность.

Плавкая вставка предохранителей ПН-2 выполняется из медной ленты толщиной 0,1— 0,2 мм. Для получения токоограничения вставка имеет суженные сечения №8. Плавкая вставка разделена на три параллельных ветви для более полного использования наполнителя. Применение тонкой ленты, эффективный теплоотвод от суженных участков позволяют выбрать небольшое минимальное сечение вставки для данного номинального тока, что обеспечивает высокую токоограничивающую способность. Соединение нескольких суженных участков по-следовательно способствует замедлению роста тока после плавления вставки, так как возрастает напряжение на дуге предохранителя. Для снижения температуры плавления на вставки наносятся оловянные полоски №7 (металлургический эффект).

Принцип действия предохранителя ПН-2

При коротком замыкании плавкая вставка предохранителя ПН-2 сгорает и дуга горит в канале, образованном зернами наполнителя. Из-за горения в узкой щели при токах выше 100 А дуга имеет возрастающую вольт-амперную характеристику. Градиент напряжения на дуге очень высок и достигает (2—6)104 В/м. Этим обеспечивается гашение дуги за несколько миллисекунд.

После срабатывания предохранителя плавкие вставки вместе с диском №4 заменяются, после чего патрон засыпается песком. Для герметизации патрона под пластины №5 кладется асбестовая прокладка №6 что предохраняет песок от увлажнения. При номинальном токе 40 А и ниже предохранитель имеет более простую конструкцию.

Технические характеристики предохранителей ПН-2

Предохранители ПН-2 выполняются на номинальный ток до 630 А. Предельный отключаемый ток короткого замыкания, который может отключаться предохранителем, достигает 50 кА (действующее значение тока металлического короткого замыкания сети, в которой устанавливается предохранитель).
Малые габариты, незначительная затрата дефицитных материалов, высокая токоограничивающая способность являются достоинствами плавкого предохранителя ПН-2.

Материал плавких вставок предохранителей

В современных наиболее совершенных предохранителях отдают предпочтение медным вставкам с оловянным растворителем. Широко распространены также цинковые вставки.
Медные вставки для предохранителей наиболее удобны, просты и дешевы. Улучшение их характеристик достигается наплавлением оловянного шарика в определенном месте, примерно в середине вставки. Такие вставки применяются, например, в упомянутой серии насыпных предохранителей ПН2. Олово плавится при температуре 232°, значительно меньшей, чем температура плавления меди, и растворяет медь вставки в месте соприкосновения с нею. Появляющаяся при этом дуга уже расплавляет всю вставку и гасится. Цепь тока оказывается отключенной.
Таким образом, наплавление оловянного шарика приводит к следующему.
Во-первых, медные вставки начинают реагировать с выдержкой времени на столь малые перегрузки, на которые они при отсутствии растворителя вовсе не реагировали бы. Например, медная проволока диаметром 0,25 мм с .растворителем расплавилась при температуре 280° за 120 мин.

Во-вторых, при одной и той же достаточно большой температуре (т. е. при одинаковой нагрузке) вставки с растворителем реагируют много быстрее, чем вставки без растворителя.
Например, медная проволока диаметром 0,25 мм без растворителя при средней температуре 1 000° расплавилась за 120 мин, а такая же проволока, но с растворителем при средней температуре только 650°, расплавилась всего за 4 мин.

Применение оловянного растворителя позволяет иметь надежные и дешевые медные вставки, работающие при сравнительно низкой эксплуатационной температуре, имеющие относительно малый объем и вес металла (что благоприятствует коммутационной способности предохранителя) и в то же время обладающие большим быстродействием при больших перегрузках и реагирующие с выдержкой времени на относительно малые перегрузки.

Цинк часто используется для изготовления плавких вставок. В частности, такие вставки применяются в упомянутой серии предохранителей ПР-2.
Вставки из цинка более устойчивы против коррозии. Поэтому, несмотря на относительно малую температуру плавления, для них, вообще говоря, можно было бы допустить такую же предельную эксплуатационную температуру, как для меди (250°), и конструировать вставки с меньшим сечением. Однако электрическое сопротивление цинка примерно в 3,4 раза больше, чем у меди.
Чтобы сохранить ту же температуру, надо уменьшить потери энергии в ней, соответственно увеличив ее сечение. Вставка получается значительно более массивной. Это при прочих равных условиях приводит к понижению коммутационной способности предохранителя. Кроме того, при массивной вставке с температурой 250° не удалось бы в тех же габаритах удержать на допустимом уровне температуру патрона и контактов.
Все это заставляет снизить предельную температуру цинковых вставок до 200°, а для этого — еще больше увеличивать сечение вставки. В итоге предохранители с цинковыми вставками при тех же размерах обладают значительно меньшей устойчивостью к токам короткого замыкания, чем предохранители с медными вставками и оловянными растворителями.

Протокол - Фаза-нуль

Графа № 2 (Проверяемый участок цепи): зеленым фоном отмечено место, где указывается наименование щита/сборки (ВРУ, ГРЩ, РЩ, ЩО и т.д.), под белым фоном обозначаются отходящие линии. Если количество линий превышает 16, то в следующей зеленой ячейке достаточно поставить знак «+» (без кавычек) и продолжить заполнение спецификации, также следует поступать, если количество линий больше 32, 48, 64 и т.д. Все пустые строки будут удалены автоматически после обработки спецификации.

Примечание: в некоторых случая нет возможности определить линию, а фразу «не определен» каждый раз писать не хочется, что бы не вызвать недоверие. В таких случаях следует в требуемой ячейки нажимать клавишу пробела, ячейка изменит цвет на светло-синий и в дальнейшем будет полноценно обработана и примет обратно белый цвет.

Графа № 3 (Марка кабеля): зеленым фоном отмечено место, где указывается наименование щита/сборки (ВРУ, ГРЩ, РЩ, ЩО и т.д.), НО ТОЛЬКО В КРАТКОЙ ФОРМЕ. Под белым фоном обозначаются марки отходящих кабелей. После обработки спецификации текст ячейки «МАРКА КАБЕЛЯ» автоматически будет изменен на «Место установки аппарата защиты». Важно знак умножения в описании кабеля обозначать именно х, раскладка клавиатуры и регистр букв значения не имеет.

Графа № 4 (Типовое обозначение): указывается название аппарата защиты.

Графа № 5 (Тип расцепителя): указывается тип расцепителя, вручную вводить ничего не надо, следует выбрать из выпадающего списка один из вариантов: «ОВВ», «ОВВ, МД», «ОВВ, МД-С», «ОВВ, МД-В», ОВВ, МД-D», «ОВВ, МД-L», «ОВВ, МД-G», «МД» и «-». Тип расцепителя «-» обозначает, что установлен «жучок», в заключении после обработки спецификации автоматически будет «НЕ СООТВ.», так же это будет автоматически отражено в ведомости дефектов № 1.

Графа № 6 (Ном. ток): указывается номинальный ток аппарата защиты.

Графа № 7 (Значение тока эл.магнитного расцепителя / Iн): Заполняется только если тип расцепителя равен «ОВВ, МД» или «МД». Варианты заполнения:

а) указывается кратность Iн, например: 11н или 11Н или 11n или 11N («Н» может быть любой). После обработки спецификации программа сама проставит диапазон, например: при номинальном токе 20А и 11н: 20х11=220, согласно ГОСТ 50030.2-99 электромагнитный расцепитель должен сработать от 80% до 120% от Х Iн, в конкретном случае: 176-264.

б) Отключающий ток, например 600А, это является значением 100% от Х Iн, нижняя граница равна 80% = 480 А, верхняя граница равна 120% = 720 А (согласно ГОСТ 50030.2-99). В конкретном случае: 480-720.

в) 192-288, диапазон указан в ручную, программа его не обрабатываешь, лишь проверяет на корректность написания.

г) если ячейка не будет заполнена, то во время обработки спецификации для «ОВВ, МД» или «МД» автоматически будет подставлено самое распространенное значение 12н.

При типе распепителя «ОВВ, МД-В», «ОВВ, МД-D», «ОВВ, МД-L» или «ОВВ, МД-G» диапазон заполнится автоматически 3-5Iн, 5-10Iн, 10-20Iн, 3.2-4.8Iн или 6.4-9.6Iн соответственно.

После обработки спецификации, текст ячейки «Значение тока эл. магнитного расцепителя / Iн» автоматически будет изменен на «Диапазон тока срабатывания расцепителя короткого замыкания»

Графы № 8-13 (Заполнение измеренных значений): при заполнении спецификации следует заполнять либо сопротивление петли фаза-нуль (п. А), либо ток петли фаза-нуль (п. Б). После обработки спецификации программа автоматически сделает перерасчет значений и заполнит также сопротивление/ток. Пример на рис. После обработки спецификации.

А) Измеренное значение сопротивления петли «фаза-нуль» (А – В — С): заполняется измеренное значение сопротивления петли фаза нуль, допустимый диапазон, Ом: ( 0 — 15 ].

Б) Измеренное значение тока однофазного замыкания (А – В — С): заполняется измеренное значение тока короткого замыкания петли фаза нуль, допустимый диапозон, А: ( 15 — 10000 ].

ПРИМЕЧАНИЕ: если по какой то причине заполняется и сопротивление и ток, то в данном случае приоритет будет за значением тока, и значения сопротивления пересчитаются (R=U/I) с округлением до двух знаков после запятой.

Графа № 14-15 (Время срабатывания аппарата защиты):

а) «Доп. сек» выбирается из выпадающего списка, допустимые значения: 0,2; 0,4; и 5 сек.

б) «По время токовой хар-ке». Программа содержит в себе базу эмпирических формул токо-временных характеристик различных автоматических выключателей, по которым производится автоматический расчет и заполнение значений. При необходимости, значения всегда можно изменить вручную.

Следующая

Объем измерения петли - фаза-нуль

Здравствуйте, на одном из объектов провели измерение сопротивления петли "фазу-нуль" по всем розеткам, а заказчик не хочет подписывать, говорит, что только 30% от общего числа надо было провести. Есть ли какой нибудь документ который говорит об объеме такого вида измерения. В ПУЭ написано, что надо проводить, а сколько не написано?

Знаток Регистрация 12.07.2010 Сообщений 1,619

А Вы откройте ПТЭЭП, п. 28,4 где сказано, что 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.
Интересно, а как Вы собираетесь описывать электроизмерения каждой розетки в протоколе проверки согласования параметров цепи «фаза – нуль» с характеристиками аппаратов защиты и непрерывности защитных проводников? Там можно указать показания только одной групповой линии, которая измеряется на самой дальней розетке. Таким образом измеряется вся групповая линия. Непонятно, зачем было измерять петлю-фазу-нуль в каждой розетке?

а заказчик не хочет подписывать, говорит, что только 30% от общего числа надо было провести

Фактически заказчик прав. Точное количество электроизмерений определяется по количеству аппаратов защиты, установленных в щитах.

1. ПТЭЭП для действующих установок, а у нас вновь вводимое
2. В протоколе ПФО в графе "наименование оборудования" можно написать сколько-угодно электроприемников и вообще ПФО измеряется не для группы. а для конкретного электроприемника
3 Теоретически, достаточно проверить удаленнный электроприемник, но почему не проверить все, чем это регламентируется? В ПУЭ 1.8.36 п.4 сказано что надо проверить электроприемник, а значит и надо исходить из того, что проверить надо все электроприемники.

Знаток Регистрация 12.07.2010 Сообщений 1,619

1. ПТЭЭП для действующих установок, а у нас вновь вводимое

Для действующих и вновь вводимых в эксплуатацию.

2. В протоколе ПФО в графе "наименование оборудования" можно написать сколько-угодно электроприемников и вообще ПФО измеряется не для группы. а для конкретного электроприемника

Где Вы такой параграф нашли в протоколе?
1. № п/п
2. Проверяемый участок цепи, место установки аппарата защиты
3. Аппарат защиты от сверхтока
И куда Вы хотите вписывать свои розетки?

3 Теоретически, достаточно проверить удаленнный электроприемник, но почему не проверить все, чем это регламентируется?

Это не теоретически, а практически. Нет смысла проверять все розетки, установленные на одной групповой линии, достаточно измерить на самой удалённой точке. А вот если показатели будут выходить за пределы допустимого значения, то можно измерить сопротивления цепи «фаза – нуль» на участке ближе к щиту.

надо исходить из того, что проверить надо все электроприемники.

Надо исходить из того, что не стоит разводить заказчика и пудрить ему мозги. Если линия хорошая, то нет смысла измерять каждую розетку и требовать оплаты за эту проверку.

Замер сопротивления цепи «фаза-нуль»

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.

После проведения электромонтажных работ. электромонтажные организации вызывают специалистов электролаборатории для проведения электроизмерений. Всё это делается для того, чтобы передать в эксплуатацию надёжную и безопасную систему электроснабжения. Но давайте рассмотрим другую ситуацию. Вы выполнили электромонтажные работы своими силами или при помощи дяди Вани из ближнего зарубежья, а уверенности в безопасной эксплуатации не имеете. С виду всё чинно и благородно. И, как обычно, вы полагаетесь на «русское авось» и ждёте когда «грянет гром». Как обезопасить себя от прогнозируемых ситуаций? Выход есть, единственно верный, это своевременное проведение электроизмерений для выявления неисправностей в электроснабжении электрооборудования.

Давайте попробуем с вами поэтапно выполнить замер сопротивления петли «фаза – нуль». Первым делом надо провести визуальный осмотр силового щита, сверить существующую однолинейную схему (нарисовать схему расположения автоматических выключателей с нанесением на схему номиналов аппаратов защиты), определить соответствие номинала автоматического выключателя сечению кабеля отходящих линий (номинал автоматического выключателя обязан защитить кабель от перегрузок). При осмотре автоматических выключателей. надо обратить внимание, чтобы аппараты защиты не имели механических повреждений. Перед проведением измерения сопротивления петли «фаза – нуль», для получения достоверных показателей, требуется проверить качество присоединения проводников к автоматическим выключателям (протяжка сжимов аппаратов защиты).

Замер сопротивления изоляции петли «фаза – нуль» осуществляется с самой дальней точки измеряемой кабельной линии, то есть проверяется кабельная линия от автоматического выключателя до наиболее удалённой точки присоединения к кабельной линии. Если нет возможности определить визуально место окончания кабельной линии, то замер проводится по всей длине кабельной линии, по всем точкам присоединения. Измеренное значение сопротивления цепи «фаза – нуль» вносится в тетрадь или фиксируется и запоминается измерительным прибором. Измеренное (расчётное) значение тока однофазного замыкания сопоставляется с диапазоном тока срабатывания расцепителя короткого замыкания. По полученным данным определяется степень надежности срабатывания аппаратов защиты от сверхтоков при замыкании фазного проводника на открытые проводящие части. По расчетной величине этого тока определяется время срабатывания защитного аппарата.

Существует несколько методов измерения петли фаза-ноль:

• метод падения напряжения в отключенной цепи
• метод падения напряжения на нагрузочном сопротивлении
• метод короткого замыкания цепи

Если замер сопротивления цепи «фаза – нуль» показал, что автоматический выключатель, установленный в силовом щите. не способен защитить кабельную линию, то можно попробовать протянуть сжимы на всех точках присоединения электрооборудования к кабельной линии или заменить аппарат защиты на более пониженный номинал (например с 25 А на 20 А), в соответствии с полученными измеренными данными. К этой статье мы прилагаем протокол проверки согласования параметров цепи «фаза – нуль» с характеристиками аппаратов защиты и непрерывности защитных проводников. Постарайтесь уберечь себя и своих близких от предсказуемых последствий.

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.

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)

Измерение сопротивления петли «фаза-ноль»

Электролаборатория ГК Эколайф выполняет измерение сопротивления петли «фаза-ноль» на основе действующего Свидетельства о регистрации электролаборатории, с учетом действующих нормативных документов: Правил Устройства Электроустановок, Правил Технической Эксплуатации Электроустановок Потребителей, ГОСТ и других.

Наша компания работает с юридическими и физическими лицами. Мы заключаем договор на услуги электролаборатории, который является документом, четко определяющим стоимость и сроки выполнения работ. Заранее обговоренные условия снижают риски для обеих сторон, а также обеспечивают выгоду сделки для продавца и покупателя.
Подписание актов выполненных работ и приема-передачи оборудования означает успешное окончание работ. Мы предоставляем полный пакет документов, в том числе накладные, акты, счета-фактуры и кассовые чеки при оплате наличными, акты пуско-наладки, параметры настройки системы.

Выезд инженера для расчета стоимости работ производится бесплатно

Все слышали фразу "Человек быстро привыкает к хорошему". Но всегда ли мы её осознаём? Вспомните ситуацию, когда человек сидит за компьютером или смотрит телевизор, и происходит отключение электроэнергии. Многие раздосадованные люди в этот момент решают, что если уж отдохнуть не получилось, то нужно пойти что-нибудь сделать полезного. И достают пылесос или пытаются включить стиральную машину, забывая, что и эти приборы работают от электричества!

Именно для того, что подобные отключения были более редкими, а система электроснабжения оставалась надёжной, необходимо проведение технического обслуживания и профилактических работ. И в данной статье пойдёт речь об очень важном исследовании, которое является обязательным в составе Технического отчёта электротехнической лаборатории.

Конечно же, деятельность любой электролаборатории направлена на предупреждение аварийных ситуаций в работе электроустановок всех типов. Проверка параметров цепи «фаза–ноль» – не исключение. Но для того чтобы понять, на предупреждение каких именно негативных последствий направлено данное измерение, нужно знать конечную цель этого измерения.
Ни для кого не секрет, что жилы одного кабеля ни в коем случае нельзя замыкать. Но если это произошло, то произойдёт очень красочное и яркое зрелище, под названием "короткое замыкание" (или сокращённо "К.З."). Это информация так же известна всем со школьной скамьи из уроков физики. А вот что мало кто помнит или не знает вообще, так это о том факте, что при коротком замыкании происходит резкий скачок тока, в результате которого жилы кабеля невероятно сильно нагреваются, в доли секунды плавят и воспламеняют изоляцию. А если основание, по которому проложен кабель, горючее, то вероятность возникновения пожара неминуема.

Именно поэтому в электроустановках используют автоматические устройства защитного отключения, такие как автоматические или дифференциальные выключатели, устройства защитного отключения (УЗО), плавкие вставки и т.п. Их назначение – вовремя прекратить подачу электричества в линию с коротким замыканием. И, говоря "вовремя", имеются в виду доли секунды, ведь докрасна нагретый кабель и салют из искр способны спровоцировать пожар в очень короткий промежуток времени.

Из всего вышеизложенного напрашивается очевидный вывод: для того, чтобы избежать разрушающих последствий короткого замыкания, необходимо рассчитать и установить нужное по характеристикам устройство защиты. Собственно, ради этого и проводится проверка параметров цепи «фаза – нуль».

Электричество, энергоносители и энергопотребители – вещи динамические, потому что зависят от множества условий, параметров и характеристик. Конечно, никто не говорит о резких и глобальных изменениях, но некоторые колебания электрической сети, безусловно, присущи. Именно поэтому за состоянием элементов электроустановок необходимо постоянно следить и проводить периодические испытания их составляющих.

Для наглядности можно рассмотреть вот такой пример. Подавляющее большинство людей думают, что в каждой бытовой розетке используется напряжение ровно 220 вольт. В действительности, напряжение может быть различным даже в соседних зданиях. Более того, ГОСТами это предусмотрено: допустимое отклонение +/- 5%, предельное отклонение +/- 10% от номинальных 220 или 230 вольт. Следовательно, если замер напряжения в сети 220В показывает параметр, находящийся в диапазоне от 198 до 242 вольт, то это норма. А если в качестве номинального используется напряжение 230В, то верхний порог может достигать 253 вольт, и это так же будет нормой. Нормой, с предельным отклонением, но всё же нормой!
Получается, что максимально допустимая вилка разницы напряжения в сети, в зависимости от номинальных 220 или 230 вольт, может составлять 44 или 46 вольт (от -10% до + 10%) соответственно. Серьёзный перепад напряжения, не правда ли. И подобные перепады, безусловно, не лучшим образом влияют на электроустановки и систему электроснабжения в целом. А если забежать немного вперёд и учесть, что ток короткого замыкания является отношением напряжения цепи к полному сопротивлению её проводников, то можно смело заявить, что величина напряжения напрямую влияет на величину тока короткого замыкания, и чем выше напряжение, тем ток при коротком замыкании будет больше.

Приведённая в данном примере вариантность параметра сети лишь частность. Таких примеров можно назвать бесконечное множество. Причин, влияющих на возникновение подобных примеров, много. В этом списке источники энергоснабжения (электроснабжающие подстанции, промежуточные трансформаторы), качество и состояние электрических проводников и электроустановок, количество потребителей и т.д. Главное – нужно понимать, что состояние этих "причин" не статично, оно постоянно изменяется. Ведь может же в сети измениться количество потребителей? Конечно, может! Следовательно, напряжение в сети хоть немного да изменится. А значит и ток короткого замыкания тоже изменится. Это и является основанием для проведения периодических проверок как отдельных цепей сети, так и электроустановки в целом.

Отметим, что "Правилами Устройства Электроустановок" (ПУЭ ), а так же "Правилами Технической Эксплуатации Электроустановок Потребителей" (ПТЭЭП ), проведение проверки параметров петли "фаза-ноль" регламентировано не реже одного раза в три года. Для электроустановок, расположенных в опасных зонах, не реже одного раза в два года .

Помимо периодических проверок, замеры петли "фаза-ноль" в обязательном порядке необходимо проводить после монтажа электроустановки, а также после проведения капитального её ремонта .

Если кратко, то суть процесса заключается в определении тока короткого замыкания на отдельно взятой линии сети, и сопоставление этого параметра с установленным на той же линии автоматическим устройством защиты. Если перефразировать, то измерение призвано выявить, верно ли подобраны автоматические выключатели по токовременным характеристикам.

А раз измерение так или иначе сводится к характеристикам автоматических устройств защиты, то стоит немного рассказать и о них.
Вообще, устройства защиты, будь то автоматический выключатель, диффавтомат, УЗО или любой другой – устройство довольно простое. И характеристик оно имеет не так уж и много. Но так как в рамках данной статьи нам интересны лишь время-токовые характеристики, то остановимся именно на них.
Любой автоматический выключатель имеет на своей лицевой стороне маркировку. Среди прочих характеристик, там указаны торговая марка, номинальное напряжение, ток и частота сети, для которой этот автомат предназначен, и прочее. Так же, в обязательном порядке маркировка содержит информацию о время-токовой характеристике отключения устройства. Маркируется эта характеристика указанием латинской буквы B, C, D или К (для однофазных автоматов). Следом за этой буквой следует цифра, обозначающая номинальный ток автоматического выключателя. Выглядеть эта аббревиатура может, например, так: "В16", "С32" или "D50". Но так как нас интересует время и токовая величина срабатывания автомата при коротком замыкании, остановимся именно на них.

Что же обозначают буквы B, C, D и К? В этих буквах заключен очень простой смысл, а именно: при каком кратковременном превышении номинального тока автомат сработает (отключится). За основу этого параметра принят, как уже стало понятно, номинальный ток, а показатель превышения измеряется в кратном его увеличении.

Параметры кратности тока, соответствующие этим буквам, следующие:

• тип «B» – отключение автоматического устройства защиты произойдёт, если ток короткого замыкания будет превышать номинальный ток в 3 – 5 раз;
• тип «С» – такой автомат сработает при кратковременном скачке номинального тока в 5 – 10 раз
• тип «D» и «К» – автоматические выключатели этого типа будут эффективны, если номинальный ток увеличится в 10 – 14-ти кратном размере от номинала.

По времени срабатывания в зоне токов короткого замыкания автоматические выключатели подразделяются на:

• селективные – с отключением автоматического выключателя с выдержкой времени,
• нормальные (с временем срабатывания 0,02-1 секунды)
• быстродействующие (с временем срабатывания менее 0,005 секунды).

Теперь, зная параметры защитных устройств на каждой ветке электрической сети, остаётся сопоставить их с данными самой сети. Но, в отличие от автоматических выключателей, показатели сети не статичны и могут претерпевать изменения в процессе эксплуатации. Поэтому и необходимо с определённой периодичностью проводить проверку этих параметров с помощью измерения характеристик петли "фаза-ноль".

Саму процедуру проведения проверки параметров цепи "фаза-ноль" можно разделить на три этапа.

• Проведение визуального осмотра;
• Непосредственное проведение измерений;
• Подведение итогов.

Во время осмотра, помимо исследования электроустановки, изучения документации и схем, проверки кабельных трасс и корпусов электрооборудования на предмет повреждений, проводят протяжку кабельных соединений в устройствах защиты. Проще говоря – затягивают болты на кабельных клеммах автоматических выключателях. Это крайне важное действие, без которого полученные результаты измерений могут быть просто неверными.

Существуют разные методики для проверки петли фаза-ноль, а также разнообразные специальные измерительные приборы. Что касается методов измерения, основными считаются:

1. Метод падения напряжения. Замеры проводят при отключенной нагрузке, после чего подключают нагрузочное сопротивление известной величины. Работы выполняются с использованием специального устройства. Результат обрабатывают и с помощью расчетов делают сравнение с нормативными данными.
2. Метод короткого замыкания цепи. В этом случае проводят подключение прибора к цепи и искусственно создают короткое замыкание в дальней точке потребления. С помощью прибора определяют ток короткого замыкания и время срабатывания защит, после чего делают вывод о соответствии нормам данной сети.
3. Метод амперметра-вольтметра. Снимают питающее напряжение после чего, используя понижающий трансформатор на переменном токе, замыкают фазный провод на корпус действующей электроустановки.

Полученные данные обрабатывают и с помощью формул определяют нужный параметр. В последние годы именно этот метод завоевал наибольшую популярность.

В сущности, само по себе измерение достаточно примитивно. Оно заключается в определении точных показателей напряжения в сети и сопротивления измеряемых проводников – "фазы" с "нулём", или "фазы" с "землёй" – в зависимости от того, какая именно петля подвергается испытаниям. После подключения щупов прибора к клеммам, прибор автоматически выдаёт на экране показатель напряжения сети, а затем измеряет сопротивление одновременно на проверяемой линии и обмотке трансформатора. Оба значения сопротивления суммируются и получается величина сопротивления, которая будет необходима при дальнейших расчётах.

Для измерений выбирают самые дальние точки линий сети. Если такую точку определить сложно, то проводят измерения по всей линии. Под "точками" понимаются розетки, а так же оборудование, имеющее металлический корпус (станки, двигатели, светильники и т.д.)

После того, как получены оба значения – напряжение и сопротивление сети – можно переходить к расчётам, которые покажут ток короткого замыкания, и помогут определить, правильно ли установлены аппараты защиты.

Составление протокола – это просто запись результатов проведения испытаний, и на нём мы остановимся позже. Сейчас же необходимо рассказать о проведении расчётов.

Ток короткого замыкания отражается в следующей зависимости:

где: Iкз – ток короткого замыкания; Uо – фазное напряжение; Rфо – полное сопротивление цепи.

На примере данный расчёт будет выглядеть следующим образом.
Предположим, что измерительный прибор выдал напряжение 225 вольт и полное сопротивление цепи 0,85 Ом. Автоматический выключатель, установленный для защиты этой цепи, имеет маркировку C32.

Итак, для начала нужно определить токовые рамки, в которых установленный автомат будет эффективен. Его маркировка С32 говорит о том, что это защитное устройство рассчитано на номинальное напряжение в 32 ампера, и относится к типу "С", что означает его эффективность проявляется при кратности тока короткого замыкания в пределах от 5 до 10 от номинального. Пятикратное умножение номинального тока дают нам 160 ампер, а десятикратное – 320. То есть, ток короткого замыкания должен быть в пределах от 160 до 320 ампер. Формула данного условия будет выглядеть вот так:

160А ≤ Iкз ≤ 320А

Теперь вычисляем непосредственно величину тока короткого замыкания. Исходные данные для этого расчёта – напряжение и полное сопротивление цепи – берём из результатов измерений.
Подставляем эти цифры в формулу и получаем следующее:

Iкз=225 В / 0,85 Ом=264,7 А

То есть, если в данной цепи произойдёт короткое замыкание, то при этом физическом явлении ток в цепи будет равен 264,7 ампера. Но в нашем примере автоматический выключатель успеет вовремя отреагировать, так как ток короткого замыкания находится как раз в промежутке от 160 до 320 ампер, то есть, в "пределах его юрисдикции"

Приведённый пример достаточно примитивен, но он наглядно показывает процесс исследования. На практике он может быть намного сложнее, в зависимости от того какая цепь сети подвергается замерам. Более того, трёхфазные сети так же подлежат проведению измерений, ведь они тоже попадают в область "электроустановки до 1000В", для которых, собственно, проверка параметров петли "фаза-ноль" актуальна.

В сущности, для того, чтобы получить данные для расчёта величины тока короткого замыкания достаточно будет обычного вольтметра и омметра. Но прибор, который делает все необходимые измерения из одной точки, безусловно, гораздо удобнее.

Как уже упоминалось выше, оборудование для проведения испытаний может быть двух типов: работающее без нагрузки в сети, и работающее, когда сеть находится под напряжением. Такая разновидность обусловлена принципом работы приборов. Помимо этого, измерительное оборудование можно разделить на приборы полного цикла, сразу же вычисляющие ток короткого замыкания цепи, и приборы, измеряющие параметры, необходимые для расчёта тока К.З. на бумаге.

Для ускорения процесса измерения петли промышленность выпускает разнообразные измерительные приборы, которые можно использовать для замеров параметров сети по различным методикам. Наибольшую популярность набрали следующие модели:

• Измеритель М-417. Проверенный годами и надежный прибор для измерения сопротивления цепи фаза-ноль без снятия питания. Используют для замеров параметра методом падения напряжения. При использовании этого устройства можно провести испытание цепи с напряжением 380 В с глухозаземленной нейтралью. Он обеспечит размыкание измерительной цепи за 0,3 с. Недостатком является необходимость калибровки перед началом работы.

• Измеритель MZC-300. Устройство нового поколения, построенное на базе микропроцессора. Использует метод измерения падения напряжения при подключении известного сопротивления (10 Ом). Напряжение 180-250 В, время замера 0,03 с. Подключают прибор к сети в дальней точке, нажимают кнопку старт. Результат выводится на цифровой дисплей, рассчитанный с помощью процессора.

• Измеритель ИФН-200. Выполняет много функций, в том числе, и измерение петли фаза-ноль. Напряжение 180-250 В. Для подключения к сети есть соответствующие разъемы. Готов к работе через 10 с. Подключаемое сопротивление 10 Ом. При сопротивлении цепи более 1 кОм измерение проводиться не будут – сработает защита. Энергонезависимая память сохраняет 35 последних вычислений.

Как уже стало ясно, данное измерение имеет ряд особенностей.

Во-первых, "проверка параметров цепи «фаза – нуль» и непрерывности защитных проводников" (именно такое полное название имеет данное исследование) проводится, как правило, под нагрузкой. То есть, для проведения замеров не требуется отключение электроэнергии. Более того, без электричества в проводниках данный замер будет выполнить попросту невозможно, потому как для расчёта конечных данных требуются параметры напряжения сети и сопротивления жил кабелей.

Во-вторых, измерения проводят на проводниках, а результаты сопоставляют с установленными устройствами защитного отключения. Для данного замера это правильно и логично, но в сравнении, например, с измерением сопротивления изоляции или металлосвязью заземления, где проводимые измерения относятся к испытуемым элементам, данная процедура – исключение.

В третьих, в отличие от прочих испытаний, проводимых электротехническими лабораториями, проверка параметров цепи «фаза – нуль» не требует имитации реальной ситуации. Например, методика проверки автоматических выключателей заключается в их "прогрузке", то есть, подачи на них электрической нагрузки с целью выявления параметров его срабатывания (отключения). Для проверки сопротивления изоляции кабелей, их так же подвергают воздействию электричества с определёнными параметрами. В случае же с измерениями параметров цепи "фаза-ноль", электроустановка просто работает в штатном режиме, и этого более чем достаточно.

Эти особенности накладывают очень большую ответственность на электротехническую лабораторию в части точности и скрупулёзности проведения данной проверки. Не смотря на кажущуюся простоту всего процесса, он таит в себе очень много нюансов, которые способны повлиять на конечный результат. А если конечный результат будет неверным, то последствия ошибки могут быть колоссальными.

Для подтверждения этих слов можно привести самую простую ситуацию, которая, собственно, чаще всего и происходит, если расчёты не верны либо измерения были проведены с нарушениями. Вспомните пример, который был приведён для расчёта. Расчётный ток короткого замыкания цепи фаза-ноль составил 264,7 ампера, при установленном автоматическом выключателе С32. А теперь предположим, что по каким-то причинам для проверяемой ветки было выбрано устройство защиты с характеристикой D или К. Это автоматически переносит функциональные рамки данного автомата в пределы 320 – 448 ампер. То есть, при коротком замыкании этот автоматический выключатель не защитит линию. Следовательно, жилы проводов будут греться, изоляция кабелей будет плавиться и гореть, а автомат будет оставаться в положении "Включено" больше положенного времени. Для таких ситуаций производители предусматривают в защитных устройствах ещё и тепловую защиту, которая призвана разрывать цепь в случае, если электромагнитный расцепитель не сработал.

Если же рассмотреть обратную ситуацию, когда ток короткого замыкания превышает рамки функциональной эффективности автоматического выключателя, то в этом случае электромагнитный расцепитель, безусловно, сработает в положенное временное окно, и линия будет отключена.

Но есть ещё одна крайне неприятная ситуация, при которой может выгореть не только линия, но и само защитное устройство. В очень редких случаях ток короткого замыкания может превышать номинальный в сотни раз! Например, он может составлять 3000, 5000 или даже 10000 ампер. Не смотря на то, что такая ситуация кажется фантастичной, она вполне реальна и объясняется так: при коротком замыкании, когда сопротивление цепи равно нулю, сила тока стремится к бесконечности. В этот момент трансформатор подстанции выдаёт в цепь максимальный ток который он только может выдать.

Что же происходит в этот момент с проводниками и защитными устройствами? Не секрет, что ток создает вокруг проводника магнитное поле. Таким образом, очень большой ток может создать вокруг проводника замкнутых контактов автомата такое магнитное поле, которое препятствует их размыканию (силы пружины автомата недостаточно для разрыва контактов, слипшихся под действием сильного магнитного поля). Для защиты от таких случаев, для всех автоматических выключателей существует такой параметр как "предельно отключаемый ток". Маркируется он на лицевой стороне автомата в виде цифры, обведённой в прямоугольную рамку.
Таким образом цифра (например 4500А) означает, что автомат сможет разорвать цепь, через которую течет ток 4500А. А вот если ток будет 5000А, то автомат не сможет разорвать цепь. Следовательно, становится понятно, что автоматы с цифрой 6000А более надежны, чем автоматы с цифрой 4500А.

Величина предельного тока в цепи так же можно измерить приборами, но в протоколе она не отражается, потому что данный параметр важен на стадии проектирования и монтажа электроустановки.

Оглядываясь на всё вышесказанное, можно уверенно сказать, что проверка параметров петли "фаза-ноль" должна проводиться только профессионалами своего дела, и только после тщательной предварительной подготовки. В противном случае, результаты измерений окажутся неверными, и в случае чрезвычайной ситуации ущерб, понесённый в результате совершённой ошибки, может оказаться невосполнимым.

Результаты измерений заносятся в Протокол проверки согласования параметров цепи «фаза – нуль», образец которого можно увидеть ниже: