Как замер полного сопротивления цепи фаза нуль предотвращает электротравматизм персонала, отказы оборудования и аварии

359

Замер полного сопротивления цепи фаза-нуль — планово-предупредительное мероприятие для обеспечения безопасности и надежности электрических сетей. Услуги заказывают компании, занятые в промышленности, энергетике, строительстве, коммунальном хозяйстве. Цель проверки — заблаговременно обнаружить и устранить дефекты электросетей, которые приводят к отказам оборудования и авариям. 

В статье рассказывается об основных методах измерения петли фаза-ноль, преимуществах и ограничениях технологий. После прочтения пользователь поймет, что обозначают основные термины, какие происходят процессы, как сэкономить время и деньги при выборе подрядчика. 

Что такое петля фаза-ноль: определения и компоненты

Основной способ безопасной эксплуатации производственной системы — устройство обходного (альтернативного) пути для тока КЗ. Контур заземления — техническое решение, где провода соединяют корпуса электрооборудования с зоной рассеивания в земле. 

Выбор токопроводящих элементов и схема подключения зависит от напряжения и назначения системы. На производстве используют разные типы проводников: 

• нулевой N и защитный PE;
• PEN;
• заземляющий для уравнивания потенциалов;
• молниезащитный. 

Нейтраль (N) — безопасное соединение однофазных потребителей тока (оборудования) с трехфазной электросетью. Глухозаземленные нейтрали используют для электроустановок напряжение не выше 1 кВ. В этой схеме трансформатор или генератор соединяются с рабочим нулевым проводником. Нейтральный провод обеспечивает движение тока по кольцу: от источника (генератора, трансформатора) к потребителю (оборудованию). Образуется закольцованная система — петля фаза-ноль.

Второй тип — защитный PE-проводник, который при возникновении КЗ уводит ток в землю и сохраняет человеку здоровье и жизнь. Это более сложное техническое решение. Контур соединяет конечного потребителя (оборудование), элементы локальной энергосистемы (распределительные устройства, контакты), коммутационные аппараты, подземные и воздушные линии электропередачи, обмотки трансформатора. 

Электрическая петля состоит из фазы, ноля, элементов распределительных сетей и соединительных проводов. В промышленных системах (TN-S, TN-C) защитный (N) и нейтральный (PE) провода разделены по всей длине сети или находятся под одной оплеткой. Проводники связывают корпуса оборудования с землей, выравнивают потенциалы токоведущих частей, обеспечивают срабатывание устройств защитного отключения (УЗО). 

В стандартных условиях провода заземления находятся не под напряжением. В некоторых электросхемах к PE-проводнику через конденсаторы небольшой емкости подключают фазный (L) и нулевой (N) проводники. Между L и N элементами может возникнуть напряжение, которое в несколько раз ниже напряжения питания. Численное значение параметра зависит от типа электроустановки. 

Замер полного сопротивления цепи фаза-нуль и тока КЗ. Основные параметры

Главная цель замера полного сопротивления цепи фазы и нуля — определение двух взаимосвязанных параметров: полного сопротивление петли (Z_s) и ожидаемого тока короткого замыкания (I_кз). 

Первая характеристика — суммарное активное и реактивное сопротивление всей цепи «фаза-ноль»: от силового устройства (трансформатора) до точки измерения (и обратно). Численное значение Z_s применяют для оценки: 

• качества монтажа;
• скорости срабатывания автоматического выключателя;
• соответствия требованиям ПУЭ (в части отключения питания).  

Второй показатель — ожидаемый ток короткого замыкания (I_кз), который получают делением фазного напряжения (U_ф) на Z_s. Для однофазной сети (фаза и ноль): U_ф = 220-230 В. 

Значения ожидаемого тока КЗ помогает подобрать устройство защиты (УЗО), которое в установленное регламентом время обесточит оборудование. Для сети 220 В I_кз = 0,4 секунды. Основные методы измерения и требования перечислены в нормативных документах: ГОСТ Р 52735-2007, ГОСТ 28249-93 и ГОСТ 29176-91. 

Значимость измерений при проверке работы автоматических выключателей и УЗО

Измерение петли фаза-ноль — проверка защиты в реальных условиях. Полное сопротивление цепи напрямую влияет на время срабатывания, надежность защиты от коротких замыканий и безопасность эксплуатации. 

Полученные параметры доказывают (или ставят под сомнение) правильность выбора и корректность работы защитных устройств. Снятые показания подтверждают (или опровергают) соответствие нормативам чувствительности и времени срабатывания автоматов и УЗО.

Своевременное измерение петли фаза-ноль предотвращает перегрев и повреждение оборудования.

Методы замера полного сопротивления цепи фаза-нуль

Метод падения напряжения — популярный (классический) способ узнать численное значение параметров: напряжения (с резистором и без), а также Z_s. Технология основана на измерении падения напряжения на контролируемом участке цепи путем подключения нагрузочного сопротивления. Метод идеален для оценочных замеров.  

Обследование проводят в три этапа. Сначала определяют напряжение без нагрузки, затем с подключенной нагрузкой. Третий шаг — расчет сопротивления. 

Преимущества и недостатки метода:

• простоте организации процесса (без специальной аппаратуры);
• доступность для понимания;
• высокая точность результатов (при правильном выполнении);
• зависимость от колебаний напряжения сети;
• дополнительная трудоемкость, связанная с расчетом.  

Метод ампер-вольтметра заключается в одновременном замере тока и напряжения в цепи без дополнительного включения нагрузочного сопротивления. Сопротивление рассчитывают по формуле Ома R=U/I. Технология традиционно используется в лабораториях. 

Преимущества метода: возможность обследования электроустановок и сетей под напряжением и без нагрузки, не требуются специализированные КИП (только амперметр и вольтметр). К недостаткам относят высокую трудоемкость, зависимость от человеческого фактора, специалист тратит время на расчет.

Метод специализированных приборов — современный способ диагностики. В электролабораториях новой формации для работы используют профессиональные тестеры. Приборы подают импульсный ток и автоматически рассчитывают сопротивление петли. КИП в режиме реального времени показывают значение полного сопротивления петли, автоматически рассчитывают ток короткого замыкания, сохраняют информацию в БД.

Достоинства метода специализированных приборов: скорость, точность. К недостаткам относят существенные вложения на старте бизнеса (на закупку оборудования), высокие требования к профессиональной подготовке сотрудников, услуга диагностики стоит дороже. 

Проведение испытаний и интерпретация результатов замера полного сопротивления цепи фаза-нуль

Обследование проводят в три этапа: подключения измерительного прибора к фазе и нулю, проведения теста согласно методике в ГОСТе, фиксация показаний, в том числе, времени срабатывания защиты.

Численные значения параметров сравнивают с нормативами. Выявленные отклонения указывают на неисправности в цепи, износ проводов, плохие контакты или необходимость замены оборудования. Специалист оценивает дефект и принимает меры: заменяет кабели, устанавливает подпружиненные клеммники, модернизирует схему подключения. 

Правильная интерпретация результатов замера полного сопротивления цепи фаза-нуль — гарантия срабатывания устройств защиты при возникновении короткого замыкания, мгновенное отключение опасного участка сети (за доли секунды), сохранение работоспособности оборудования, исключение риска пожара. 

Компания ООО «ТехЛабЭксперт» оказывает услуги профессионального измерения петли фаза-ноль с использованием современного оборудования. Заказчик получает полный пакет документов: результаты обследования с точными данными, рекомендации по оптимизации электроустановок с гарантией соблюдения всех нормативов, экспертное заключение. Обращайтесь!