Методика измерения сопротивления цепи

Измерение сопротивления петли фаза-нуль

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 Правилах устройства электроустановок (ПУЭ), 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.

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.

Измерение полного сопротивления цепи «фаза-нуль» и тока короткого замыкания

1. Общие положения

Данная методика предназначена для производства измерений полного сопротивления цепи фаза-нуль и измерению тока короткого замыкания при испытаниях электроустановок зданий и сооружений с целью оценки срабатывания автоматического отключения питания при повреждении изоляции для предотвращения появления напряжения прикосновения в соответствии с нормами.
Защитное устройство, предназначенное для автоматического отключения питания цепи или электрооборудования, должно обеспечивать защиту от косвенного прикосновения при замыкании токоведущей части на открытую проводящую часть или защитный проводник цепи или электрооборудования таким образом, что время отключения питания должно обеспечивать электробезопасность человека при одновременном прикосновении к проводящим частям, также в случае возможного повышения значений напряжения прикосновения 50 В переменного тока (действующее значение) и 120 В выпрямленного тока.
Время отключения, независимо от значения напряжения прикосновения, для распределительных цепей не должно превышать 5 секунд. Наибольшее время отключения для системы TN с номинальным напряжением 220 В не должно превышать 0,4 секунд. Полное сопротивление цепи фаза-нуль должно удовлетворять условию:

где, Zs — полное сопротивление цепи фаза-нуль;
Uн — номинальное напряжение между фазой и землей;
Iк — номинальный ток короткого замыкания, вызывающий срабатывание защитного устройства.
В полное сопротивление цепи фаза-нуль входят сопротивления: обмотки силового трансформатора, фазного провода, нулевого рабочего провода, контактов автоматов, пускателей и т.д.
По измеренному полному сопротивлению петли «фаза-нуль» определяется ток однофазного короткого замыка¬ния. С помощью время-токовой характеристики защитного аппарата по полученной расчетом величине этого тока опре¬деляется время срабатывания защитного аппарата.
Ток должен иметь определенную кратность по отношению к номинальному току плавкой вставки предохранителя или электромагнитного расцепителя автоматического выключателя согласно п. 1.7.79. и п. 7.3.139. ПУЭ.

2. Метод измерений.

Предлагаемые методы дают только приближенные значения величины полного сопротивления цепи фаза-нуль или токов короткого замыкания, так как они не учитывают векторную природу напряжения, то есть реальные условия, существующие в действительное время замыкания на “землю”. Эта степень приближенности приемлема при условии, что реактивное сопротивление испытываемой цепи незначительно.
До выполнения измерения сопротивления цепи фаза-нуль рекомендуется провести испытания сопротивлений защитных проводников, их непрерывности, а также сопротивлений изоляции элементов электроустановки здания.

2.1. Порядок измерения прибором MZC-300, MZC-303E

2.1.1 Условия выполнения измерений и получения правильных результатов

Чтобы начать измерение, необходимо соблюдение нескольких условий. Измеритель автоматически блокирует возможность начала измерений (это не касается измерения напряжения сети) в случае обнаружения каких-либо из ниже перечисленных ненормальных условий:

Ситуация Отображаемые символы и предупреждающие сигналы Пояснения
Напряжение, приложенное к измерителю, больше 250В. Надпись OFL и длительный звуковой сигнал. Незамедлительно отсоедините измеритель от испытуемой сети!
Нарушена целостность провода PE/N. Отображается символ _—_ и звучит продолжительный звуковой сигнал. Символ и звуковой сигнал появляются после нажатия клавиши [start]
Необходимо принять меры предосторожности, так как в испытуемой сети отсутствует защита от сверхтоков!
Напряжение, приложенное к измерителю, слишком мало для измерения сопротивления – менее 180В. Отображается надпись -U- и звучат два длинных звуковых сигнала. Надпись и звуковые сигналы появляются после нажатия клавиши [start]
Термическая защита блокирует измерение, что возможно при очень интенсивных измерениях. Отображается символ Т на дисплее и звучат два длинных звуковых сигнала. Символ и звуковые сигналы появляются после нажатия клавиши [start]
Во время Автокалибровки сумма полного сопротивления цепи и полного сопротивления измеряемого провода очень велика. Вместо результата измерения отображается символ ]-[, прибор дополнительно генерирует два длинных звуковых сигнала.

Измеритель также сигнализирует о ситуации, в которой результат измерения не может быть признан верным:
¦ Если элементы питания разряжены, то на дисплее попеременно с результатом измерения напряжения отображается надпись bAt . Заданное измерение можно произвести, однако полученные результаты не могут быть основанием для правильной оценки электробезопасности испытуемой электроустановки.

2.1.2 Способы подключения измерителя

Рис.6. Измерение в рабочей цепи (L-N)

Рис. 7. Измерение в защитной цепи (L-PE)
а) сети TN (с занулением)
б) сети ТТ (с защитным заземлением)

Рис. 8. Тестирование эффективности защиты корпуса электроустановки

Измеритель подключается к тестируемой цепи или к устройству как показано на Рис.6, 7 и 8.
Следует обратить внимание на правильный подбор измерительных наконечников, так как точность выполняемых измерений сильно зависит от качества выполненных подключений. Следует обеспечить хорошее соединение и сделать возможным непрерывное протекание большого измерительного тока.
Недопустимо, например, присоединение зажима «Крокодил» к грязным или ржавым элементам — необходимо их тщательно очистить или использовать для измерений остроконечные зонды.

2.1.3 Измерение напряжения переменного тока

Приборами семейства MZC-300 можно измерить напряжение переменного тока в диапазоне 0. 250В. Прибор измеряет напряжение между измерительными гнёздами L и PE/N.
Входное сопротивление вольтметра не менее 150 кОм. Включение режима вольтметра происходит автоматически после включения питания измерителя, а также примерно через 5 секунд после:
• Выполнения измерения полного сопротивления, ожидаемого тока короткого замыкания либо сопротивления измерительного провода (во время Автокалибровки);
• Последнего нажатия какой-либо из клавиш, связанных с выводом на дисплей результатов измерения.

2.1.4 Измерение параметров петли короткого замыкания

В приборах семейства MZC-300 используется метод измерения полного сопротивления петли короткого замыкания путём «искусственного короткого замыкания» испытуемой цепи через резистор, ограничивающий величину измерительного тока.
Измеряется напряжение на гнёздах прибора непосредственно перед протеканием измерительного тока и в процессе протекания измерительного тока с учётом векторной структуры напряжения и тока.
Далее процессор вычисляет полное сопротивление петли короткого замыкания, выделяет его активную и реактивную компоненты, а также фазовый угол, который возникнет в испытуемой цепи в случае короткого замыкания.
Ограничивающий резистор имеет величину 10 Ом, а время протекания измерительного тока составляет З0 мс. Измеритель самостоятельно выбирает диапазон измерения полного сопротивления.

Отображение результата измерения в виде сопротивления или тока
Результат измерения можно отобразить в виде полного сопротивления петли короткого замыкания или ожидаемого тока короткого замыкания. Нажатие клавиши Z/I во время отображения одной из этих величин переводит прибор на отображение другой. Прибор всегда измеряет полное сопротивление, а отображаемый на дисплее ожидаемый ток короткого замыкания вычисляется по формуле:

где: Uo =220В — номинальное напряжение исследуемой сети, Zs — измеренное полное сопротивление. Поэтому в сетях с иным номинальным напряжением необходимо при расчёте тока короткого замыкания внести соответствующую поправку. Например, в сети с Uo =230B ожидаемый ток короткого замыкания будет в 230/220=1,045 раза больше, чем отображаемый на приборе.
В дальнейшем термин «измерение полного сопротивления» будет означать выполнение измерения и отображение результата в виде тока или сопротивления.

2.1.5 Выполнение измерения и считывание результата

Процесс измерения может быть начат нажатием клавиши START в момент, когда измеритель отображает на дисплее величину напряжения. Если нет причин для блокировки измерения, прибор выполняет измерение и в зависимости от установок, выполненных Пользователем клавишей Z/I, отображает на дисплее величину полного сопротивления либо ожидаемого тока короткого замыкания.
Остальные компоненты результата измерения: активное сопротивление, реактивное сопротивление и фазовый угол можно вызвать на дисплей нажатием клавиши SEL.
После автоматического возврата прибора в режим измерения напряжения результат измерения остаётся доступным. Он может быть снова вызван на дисплей клавишей SEL.
Полное сопротивление, активное сопротивление и реактивное сопротивление указываются до величины 199,9 Ом. Если в режиме измерения сопротивления, показания будут более 199,9 Ом, на дисплее появится символ превышения диапазона измерения OFL, а режиме тока короткого замыкания измеритель отобразит символ очень малой величины UFL.
Если в точке измерения предполагаются величины полного сопротивления более 199,9 Ом и такой результат является допустимым для данной электроустановки, то в приборе MZC-ЗОЗЕ можно использовать функцию RCD, которая увеличивает диапазон измерения до 1999 Ом.
ВНИМАНИЕ:
Выполнение большого количества измерений за короткий промежуток времени может привести к выделению большого количества тепла на ограничивающем резисторе. В связи с этим корпус прибора может нагреваться. Это нормальное явление.
Измеритель имеет защиту от перегрева.

Смотрите так же:  Сечение кабеля в переносках

2.1.6 Измерение сопротивления заземления

Измерители семейства MZC-300 можно использовать для приблизительных измерений сопротивления заземления. В этих целях в качестве дополнительного источника напряжения, позволяющего создать измерительный ток, используется фазный проводник сети, как показано на рисунке 9.

рис. 9. Способ подключения для измерения сопротивления заземления

Результат измерения есть сумма сопротивлений измеряемого заземлителя, рабочего заземления, источника и фазного проводника. Если полученный результат не превышает допустимой величины для испытуемого заземления, то можно сделать вывод о том, что заземление выполнено правильно и нет необходимости использования более точных методов измерения.

2.1.7 Безопасные приемы работы.

Работы по измерению полного сопротивления петли «фаза-нуль» и токов однофазных замыканий выполняется по наряду-допуску или по распоряжению. Вид оформле¬ния работ определяет работник, имеющий право выдачи нарядов и распоряжений. К работе допускаются лица из электротехнического персонала не моложе 18 лет, обученные и аттестованные на знание ПТБ, и данной методики, обеспеченные инструментом, индивидуальными защитными средствами, спецодеждой.
Состав бригады должен быть не менее двух человек:
— производитель работ с группой по электробезопас¬ности не ниже III;
— член бригады с группой по электробезопасности не ниже III.
При подаче напряжения от постороннего источника питания должны быть оформлены и выполнены организационные и технические мероприятия, как в месте подключения, так и на рабочем месте.
Соединительные провода, питающий кабель, понижающий трансформатор должны иметь двойную изоляцию.
Запрещается выполнять работы при высокой влажности, а также в огне-, пожаро- и во взрывоопасных средах и помещениях.
По результатам измерений составляется протокол установленной формы. Лица, допустившие нарушения ПТБ или ПТЭЭП, а также допустившие искажения достоверности и точности измерений, несут ответственность в соответствии с законодательством и положением о передвижной электролаборатории.

Измерение параметров петли «фаза-нуль»

В электроустановках до 1000 В с глухозаземленной нейтралью безопасность обслуживания электрооборудования при пробое на корпус обеспечивается отключением поврежденного участка с минимальным временем. При замыкании фазного провода на соединенный с нейтралью трансформатора (или генератора) нулевой провод или на корпус оборудования образуется контур, состоящий из цепи фазного и нулевого проводников. Это контур принято называть петлей «фаза-нуль». Рассчитать сопротивление контура L-N (или контура L-PE) достаточно сложно, поскольку существует множество факторов, которые учесть в расчетах очень сложно (таких как наличие переходных сопротивлений коммутационных аппаратов, наличие других путей тока аварийного режима — трубопроводов, металлоконструкций, повторных заземлений т.д.), — а при измерении они учитываются автоматически.

Характеристики устройств защиты и полное сопротивление петли «фаза-нуль» (в случае, когда сопротивлением в месте замыкания можно пренебречь), должны обеспечивать при замыкании на открытые проводящие части автоматическое отключение питания в пределах нормированного времени. Это требование выполняется при условии:

где ZS — полное сопротивление петли «фаза-нуль»;
IA — ток, меньший тока замыкания, вызывающий срабатывание устройства защиты;
U — номинальное напряжение (действующее значение) между фазой и землей.
Величину ZS необходимо измерять для определения правильности используемой защиты. Её можно получить при использовании производимых фирмой Sonel измерителей параметров петли короткого замыкания, к которым относятся приборы серии MZC-200, серии MZC-300, а также приборы MZC-310S, MIE-500, MPI-511. Использование измерителей активного сопротивления MZC-200 является допустимым в цепях, где значением реактивного сопротивления можно пренебречь (XS→0) и активное сопротивление RS принять за полное ZS:

Для измерения малых величин сопротивлений необходимо использовать измерители полного сопротивления петли короткого замыкания, так как погрешность, вызванная пренебрежением реактивной составляющей полного сопротивления, может иметь существенное значение. В этом случае применяются измерители MZC-300, MZC-303Е, MZC-310S, MIE-500 и MPI-511.

Измерители активного сопротивления и полного сопротивления могут быть с успехом применены для измерения сопротивления заземляющего устройства. При этом в качестве источника необходимо использовать одну из фаз.

Результат измерения есть сумма сопротивлений проверяемого заземляющего устройства, рабочего заземления, внутреннего сопротивления источника фазы и фазного провода. Этот результат несколько больше реального сопротивления заземляющего устройства, однако, если результат меньше допустимой величины для испытуемого заземляющего устройства, устройство заземления можно считать правильным, и не использовать более точных методов измерения.

Метод измерения

Напряжение в испытуемой цепи измеряют с включенным и отключенным сопротивлением R, и сопротивление петли «фаза-нуль» рассчитывают по формуле:

где
RS — сопротивление петли «фаза-нуль»,
U1 — напряжение, измеренное при отключенном R,
U2 — напряжение, измеренное при включенном R,
IR — ток, протекающий через сопротивление нагрузки

Метод падения напряжения на нагрузочном сопротивлении рекомендован приложением D1 стандарта ГОСТ Р 50571.16-99.

Приборы для измерения параметров петли короткого замыкания

Zs ≠ Rs (только для серии MZC-200)

Измерители серии MZC-200 измеряют активное (RS) сопротивление петли короткого замыкания.

Рассмотрим влияние реактивной составляющей полного сопротивления на примере распределительной секции многоэтажного здания, выполненной одножильными проводами больших сечений или кабелями с медными жилами (ρ = 0,018 Ω∙м/мм2) не находящихся в одной оболочке, сечением S = 240 мм 2 и протяженностью около 50 метров. Для такой электропроводки характерна высокая, ничем некомпенсированная индуктивность. При суммарной длине фазного и нулевого провода 100 м L = 0,57∙10 -4 Гн), сопротивления R, X, Z вычисляется следующим образом:

Как видно, полное сопротивление почти в 2,6 раз больше активного. Рассмотренный случай является нетипичным, но показывающим необходимость измерения «истинного (полного) сопротивления».

Измерение под напряжением

Измерители параметров петли производят измерения в линиях, находящихся под напряжением. Коммутация эталонного резистора осуществляется через тиристорный блок (на полупериод промышленной частоты — 10 мс); применение быстродействующего АЦП (аналого-цифрового преобразователя) позволяет реализовать данный метод измерения с высокой точностью. Угол между напряжением и током в исследуемой сети по модулю (при отставании или опережении тока) должен быть не более 180.

Преимущества косвенного метода измерения:

  • нет необходимости в постороннем источнике питания;
  • результатом являются реальные значения сопротивления петли короткого замыкания от места подключения измерителя и ожидаемого тока короткого замыкания;
  • питающий трансформатор не исключается из схемы электроснабжения на время измерения;
  • осуществляется контроль действующего значения напряжения в процессе измерения.

    Вычисление тока

    Ожидаемый ток короткого замыкания рассчитывается по отношению к номинальному напряжению сети по формуле:

    Отклонение напряжения сети от номинального вызовет линейное отклонение рассчитанного тока от действительного.

    Схемы подключения приборов

    Целостность цепи

    Перед выполнением измерения активного сопротивления автоматически проверяется целостность измеряемых цепей. Контроль целостности проводников происходит в течение 10 мс током с максимальной величиной 35 мA. После того как установлено, что сопротивление цепи менее 3 кΩ происходит процесс измерения активного сопротивления сети большим испытательным током. Отсутствие целостности цепи сигнализируется на дисплее и звуковым сигналом. Этот факт можно использовать для контроля целостности контура.

    Оценка сопротивления заземления

    Величина сопротивления заземляющего устройства измеряется через петлю «фаза-нуль». Источником напряжения служит фазный провод, измерительный ток зависит от величины токоограничивающего резистора. При оценке величины сопротивления заземления необходимо помнить о завышенных результатах измерения: RS=Ru+Rr+Rист+Rфазы

    Автозамена L и N

    В приборах MZC, MIE, MPI cоблюдение правильности подключения фазного провода к зажиму L, а нейтрального провода к зажиму N не является обязательным, так как измеритель автоматически идентифицирует подключенные провода и в случае необходимости самостоятельно переключит зажимы.

    Функция RCD

    В приборах MZC-303E, MPI-511 функции RCD применяется для измерения параметров цепи «фаза-защитный провод» без обязательного срабатывания УЗО с номинальным током не менее 30 мА. Прибор производит измерение сопротивления петли короткого замыкания в диапазоне от 0 до 1999 Ω. При этом выполняется серия искусственных замыканий (каждое из них длится 20 мс) с измерительным током не более 15 мА. Время выполнения всего измерения составляет около 10 секунд. Применение такого большого диапазона измерения вызвано вероятностью значительных величин полного сопротивления петли L — PE в электроустановках с выключателями дифференциального тока. Величина сопротивления заземления (наибольшая составляющая полного сопротивления цепи L — PE) должна быть в этом случае такова, чтобы произошло срабатывание дифференциального выключателя при появлении недопустимого напряжения прикосновения. Например, полное сопротивление цепи L — PE для выключателя дифференциального тока с номинальным током 30 мА в электроустановке с допустимым напряжением прикосновения 50 В будет равным 1666 Ω. Данная величина превышает возможности диапазонов измерения 200 Ω.

    Преимущества True RMS

    Почти все приборы при измерении напряжения показывают значение, которое предлагается рассматривать как эффективное значение входного сигнала. Однако в некоторых приборах зачастую измеряется среднее абсолютное или максимальное значение сигнала, а шкала градуируется так, чтобы показание соответствовало эквивалентному эффективному значению в предположении, что входной сигнал имеет синусоидальную форму.

    Смотрите так же:  Как подключить провода к распредкоробке

    Не следует упускать из виду, что точность таких приборов крайне низка, если сигнал содержит гармонические составляющие. Для измерения тока с искаженными кривыми необходимо при помощи анализатора кривой сигнала проверить форму синусоиды, после чего использовать измеритель с усреднением показаний только в том случае, если кривая окажется действительно идеальной синусоидой. Или же можно постоянно использовать измеритель с истинно среднеквадратическими показаниями и не проверять параметры кривой.

    Современные измерители подобного типа используют усовершенствованные технологии измерения, позволяющие определить реальные эффективные значения переменного тока и напряжения вне зависимости от того, является ли токовая кривая идеальной синусоидой или имеет гармонические искажения. Приборы Sonel типа MZC-310S, REN-700, CMP-1000, MPI-511 относятся к измерителям класса TRUE RMS.

    Почему измерение сопротивления петли фаза-ноль выполняют профессионалы и не делают халтурщики

    Современный человек привык к тому, что электричество постоянно служит для удовлетворения его запросов и выполняет большую, полезную работу. Довольно часто сборку электрических схем, подключение электроприборов, электромонтаж внутри частного дома выполняют не только обученные электрики, но и домашние мастера или нанятые гастарбайтеры.

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

    Сразу же возникает вопрос: как проверить эту надежность после того, как работа вроде бы выполнена, а внутренний голос терзают сомнения по вопросу ее качества?

    Ответ на него позволяет дать метод электрических измерений и анализа, основанный на создании повышенной нагрузки, который на языке электриков называют измерением сопротивления петли фаза-ноль.

    Принцип формирования цепочки для проверки схемы

    Кратко представим себе путь, который проходит электроэнергия от источника — питающей трансформаторной подстанции до розетки в квартире типового многоэтажного дома.

    Обратим внимание, что в старых зданиях, оборудованных по системе заземления TN-C, еще может быть не закончен переход на схему TN-C-S. В этом случае расщепление PEN проводника в распределительном электрическом щитке дома не будет выполнено. Поэтому розетки подключены только фазным проводом L и рабочим нулем N без защитного РЕ-проводника.

    Глядя на картинку можно понять, что длина кабельных линий от обмоток трансформаторной подстанции до конечной розетки состоит из нескольких участков и может в среднем иметь протяженность в сотни метров. В приведенном примере участвуют три кабеля, два распределительных щита с коммутационными аппаратами и несколько мест подключения. На практике же, имеется значительно большее количество соединительных элементов.

    Такой участок имеет определенное электрическое сопротивление и вызывает потери и падение напряжения даже при правильном и надежном монтаже. Это значение регламентировано техническими нормативами и определяется при составлении проекта производства работ.

    Любые нарушения правил сборки электрических схем вызывают его увеличение и создают несбалансированный режим работы, а в отдельных ситуациях и аварии в системе. По этой причине участок от обмотки трансформаторной подстанции вплоть до розетки в квартире подвергают электрическим измерениям и анализируют полученные результаты для корректировки технического состояния.

    Вся протяженность смонтированной цепочки от розетки до обмотки трансформатора напоминает обыкновенную петлю, а поскольку она образована двумя токопроводящими магистралями фазы и нуля, то так и называется — петля фазы и нуля.

    Более наглядное представление о ее формировании дает следующая упрощенная картинка, в которой более детально показан один из способов прокладки проводов внутри квартиры и прохождение токов по ней.

    Здесь для примера показан включенный автоматический выключатель АВ, расположенный внутри электрического квартирного щитка, контакты распределительной коробки, к которым подсоединяются провода кабеля и нагрузка в виде лампочки накаливания. Через все эти элементы протекает ток в обычном режиме эксплуатации.

    Принципы измерения сопротивления петли фаза-ноль

    Как видим, к розетке по проводам подводится напряжение от понижающей обмотки трансформаторной подстанции, создающей протекание тока через лампочку, подключенную в розетку. При этом какая-то часть напряжения теряется на сопротивлении проводов подводящей магистрали.

    Соотношения 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 комплексными выражениями. На его полную величину влияет не одна активная составляющая сопротивления, а и реактивная, включающая индуктивную и емкостную части.

    Эти закономерности описываются треугольником сопротивлений.

    Электродвижущая сила, вырабатываемая на обмотке трансформатора, создает ток, который образует падение напряжения на лампочке и проводах схемы. При этом преодолеваются следующие виды сопротивлений:

    активное у нити накала, проводов, контактных соединений;

    индуктивное от встроенных обмоток;

    емкостное отдельных элементов.

    Основную долю полного сопротивления составляет активная часть. Поэтому во время монтажа схемы для приближенной оценки допускают его замер от источников постоянного напряжения.

    Полное же сопротивление S участка петли фаза-ноль с учетом нагрузки определяют следующим образом. Вначале узнают величину ЭДС, создаваемую на обмотке трансформатора. Ее значение точно покажет вольтметр V1.

    Однако, доступ к этому месту обычно ограничен, а выполнить такой замер невозможно. Поэтому делается упрощение — вольтметр вставляется в контакты гнезда розетки без нагрузки и фиксируется показание напряжения. Затем:

    подключается амперметр, нагрузка и вольтметр к ней;

    фиксируются показания приборов;

    Выбирая нагрузку необходимо обратить внимание на ее:

    стабильность во время проведения замеров;

    возможность выработки тока в схеме порядка 10÷20 ампер, ибо при меньших значениях дефекты монтажа могут не проявиться.

    Величину полного сопротивления петли с учетом подключенной нагрузки получают делением величины Е, замеренной вольтметром V1, на ток I, определенный амперметром А.

    Полное сопротивление нагрузки вычисляется делением падения напряжения ее участка U2 на ток I.

    Теперь остается только исключить сопротивление нагрузки Z2 из рассчитанной величины Z1. Получится полное сопротивление петли фаза-ноль Zп. Zп=Z2-Z1.

    Технологические особенности замера

    Любительскими измерительными приборами точно определить значение сопротивления петли практически невозможно из-за больших величин их погрешности. Работу надо выполнять амперметрами и вольтметрами повышенного класса точности 0,2, а они, как правило, используются только в электротехнических лабораториях. К тому же требуют умелого обращения и частых сроков проведения поверок в метрологической службе.

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

    Рассмотрим их устройство на примере прибора, названного измерителем тока короткого замыкания типа 1824LP. Насколько корректен этот термин судить не будем. Скорее всего он использован маркетологами для привлечения покупателей в рекламных целях. Ведь этот девайс не способен измерять токи коротких замыканий. Он только помогает их рассчитывать после замеров при нормальном режиме эксплуатации сети.

    Измерительный прибор поставляется вместе с проводами и наконечниками, уложенными внутрь чехла. На его лицевой панели расположена одна кнопка управления и дисплей.

    Внутри полностью реализована электрическая схема замера, исключающая лишние манипуляции пользователя. Для этого он снабжен нагрузочным сопротивлением R и измерителями напряжения и тока, подключаемого нажатием кнопки.

    Элементы питания, внутренней платы и гнезда для подключения соединительных проводов показаны на фотографии.

    Подобные приборы подключаются щупами проводов к розетке и работают в автоматическом режиме. Часть из них обладает оперативной памятью, в которую заносятся результаты измерений. Их можно последовательно просмотреть через какое-то время.

    Технология замера сопротивления автоматическими измерителями

    На подготовленном для работы приборе устанавливают соединительные концы в гнезда и с обратной стороны подключают их к контактам розетки. Измеритель сразу автоматически определяет величину напряжения и выводит ее на дисплей в цифровом виде. В приведенном примере она составляет 229,8 вольта. После этого нажимают на кнопку переключения режимов.

    Прибор замыкает внутренний контакт для подключения сопротивления нагрузки, создающего ток более 10 ампер в сети. После этого происходит замер тока и расчеты. Величина полного сопротивления петли фаза-ноль выводится на дисплей. На фотографии она равна 0,61 Ома.

    Отдельные измерители во время работы используют алгоритм расчета тока короткого замыкания и дополнительно выводят его на дисплей.

    Места выполнения замеров

    Показанный двумя предыдущими фотографиями метод определения сопротивления полностью применим к схемам электропроводки, собранным по устаревшей системе TN-C. Когда в проводке присутствует РЕ-проводник, то необходимо определять его качество. Это делается подключением проводов прибора между контактом фазы и защитного нуля. Других отличий метода нет.

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

    У трехфазных систем электроснабжения проверяют состояние цепи каждой фазы по отдельности. Через любую из них может когда-нибудь потечь ток короткого замыкания. А как они собраны покажут измерения.

    Зачем выполняется замер

    Проверка сопротивления петли фаза-ноль проводится с двумя целями:

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

    2. оценка надежности работы выбранных защит.

    Выявление качества монтажа

    Метод позволяет сравнить измеренную реальную величину сопротивления с расчетной, допускаемой проектом при планировании работ. Если прокладка электропроводки выполнялась качественно, то замеренная величина будет соответствовать требованиям технических нормативов и обеспечит условия безопасной эксплуатации.

    Смотрите так же:  Провода высоковольтные rover

    Когда расчетное значение петли неизвестно, а реальное замерено, то можно обратиться к специалистам проектной организации для выполнения расчетов и последующего анализа состояния сети. Второй путь — самостоятельно попробовать разобраться в таблицах проектировщиков, но это потребует инженерных знаний.

    При завышенном сопротивлении петли придется искать брак в работе. Им может быть:

    грязь, следы коррозии на контактных соединениях;

    заниженное сечение проводов кабеля, например, использование 1,5 квадрата вместо 2,5;

    некачественное выполнение скруток, изготовленных уменьшенной длиной без сварки концов;

    использование материала для токоведущих жил с повышенным удельным сопротивлением;

    Оценка надежности работы выбранных защит

    Задача решается следующим образом.

    Мы знаем величину номинального напряжения сети и определили значение полного сопротивления петли. При возникновении металлического короткого замыкания фазы на ноль по этой цепочке потечет ток однофазного КЗ.

    Его величина определится по формуле Iкз=Uном/Zп.

    Рассмотрим этот вопрос для значения полного сопротивления, например, в 1,47 Ом. Iкз=220 В/1,47Ом=150А

    Такую величину мы определили. Теперь остается по ней оценить качество выбора номиналов защитного автоматического выключателя, установленного в эту цепочку для ликвидации аварий.

    Вспомним, что ПУЭ требуют выбирать автомат, обеспечивающий величину 1,1 номинального тока (Iном N) для АВ с расцепителями мгновенного действия. В этом пункте под N=5, 10, 20 используются характеристики расцепителя типов «В», «С», «D». Более подробно об особенностях использования времятоковых характеристик можно прочитать здесь: Характеристики автоматических выключателей

    Допустим, что в электрощитке установлен автоматический выключатель класса «С» с номинальным током 16 ампер и кратностью 10. Для него ток отключения КЗ электромагнитным расцепителем должен быть не менее, чем рассчитанный по формуле: I=1,1х16х10=176 А. А мы рассчитали 150 А.

    Делаем 2 вывода:

    1. Ток работы электромагнитной отсечки меньше, чем может возникнуть в схеме. Поэтому отключения автоматического выключателя от нее не будет, а произойдет только работа теплового расцепителя. Но его время превысит 0,4 секунды и не обеспечит безопасность — высока вероятность возникновения пожара.

    2. Автоматический выключатель установлен неправильно и подлежит замене.

    Все перечисленные факты позволяют понять почему профессиональные электрики уделяют особое внимание надежной сборке электрических цепей и выполняют замер сопротивления петли фаза-ноль сразу после монтажа, периодически в процессе эксплуатации и при сомнениях в правильности работы защитных автоматов.

    Как измерить сопротивление петли фаза-ноль?

    Периодичность и назначение замеров

    Для надежной работы электросети необходимо периодически проводить проверку силового кабеля и оборудования. Перед сдачей объекта в эксплуатацию, после капитального и текущего ремонта электросетей, после проведения пуско-наладочных работ, а также по графику, установленном руководителем предприятия проводят эти испытания. Измерения делают по следующим основным параметрам:

    • сопротивление изоляции;
    • сопротивление петли фаза-ноль;
    • параметры заземления;
    • параметры автоматических выключателей.

    Основной задачей измерения параметра петли фаза-ноль является защита электрооборудования и кабелей от перегрузок, возникающих в процессе эксплуатации. Повышенное сопротивление может привести к перегреву линии, и как следствие, к пожару. Большое влияние на качество кабеля, воздушной линии оказывает окружающая среда. Температура, влажность, агрессивная среда, время суток – все это оказывает влияние на состояние сети.

    В цепь для проведения замеров включают контакты автоматической защиты, рубильники, контакторы, а также проводники подачи напряжения к электроустановкам. Этими проводниками могут быть силовые кабели, подающие фазу и ноль, или воздушные линии, выполняющие эту же функцию. При наличии защитного заземления — фазный проводник и провод заземления. Такая цепь имеет определенное сопротивление.

    Полное сопротивление петли фаза-ноль можно рассчитать с помощью формул, которые будут учитывать сечение проводников, их материал, протяженность линии, хотя точность расчетов будет небольшой. Более точный результат можно получить, измерив физическую цепь с имеющимися устройствами.

    В случае использование в сети устройства защитного отключения (УЗО), его при измерении необходимо отключить. Параметры УЗО рассчитаны так, что при прохождении больших токов оно произведет отключение сети, что не даст достоверных результатов.

    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:

    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:

    • 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.
    • 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.

    О том, как измерить сопротивление петли фаза-ноль с помощью приборов, вы можете узнать, просмотрев данные видео примеры:

    Для использования вышеперечисленных методик необходимо привлекать только обученный персонал. Неправильное проведение замеров может привести к неверным конечным данным или к выходу из строя существующей системы электроснабжения. Хуже всего – это может привести к травмированию работников. Надеемся, теперь вы знаете, для чего нужно измерение петли фаза-ноль, а также какие методики и приборы для этого можно использовать.

    Рекомендуем также прочитать:

    Похожие статьи:

    • Каким прибором проверить заземление Измерение сопротивления контура защитного заземления Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землей или эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие […]
    • Комбинированный прибор для измерения тока напряжения и сопротивления Комбинированный прибор 43101 Прибор с автоматяческой защитой от электрических перегрузок пред. назначен для измерения тока и напряжения в цепях постоянного и переменного токов синусоидальной формы, сопротивления постоянному току, […]
    • 3 фазное напряжение 220 вольт подскажите как подключить шиномонтаж 380в на 220в у меня автомойка и шиномонтаж но в съемном помещение вот и решился поставить все в своем помещение но нет документов на него(списано) и по этому не могу провезти 380в а есть только […]
    • Реле контроля тока ркт-1 ac100-400в Реле тока РКТ-1 контроль токов до 1А или до 5А, АС100-400В Реле тока РКТ-1 выдаёт управляющий сигнал при обнаружении выхода значения тока в однофазных сетях выше или ниже установленного. Реле контроля тока служит для контроля : […]
    • Определите сопротивление медного провода сечением 773. Определите сопротивление медной проволоки сечением 0,1 мм 2 И длиной 10 м. Решебник по физике за 8 класс (А.В. Перышкин, 2011 год), задача №773 к главе «39. Сопротивление проводников». Выделите её мышкой и нажмите CTRL + […]
    • Узо с системой tn-c Ставить УЗО в деревне или нет ? Система заземления TN-C. Озадачился вдруг вопросом, ставить вводное УЗО на 25 А, 30 мА или не надо. Система заземления TN-C, кабель новый, баня в 40 метрах от счётчика, в 70 метрах насос через удлиннитель, […]