Измеренное значение сопротивления цепи фаза нуль ом. Сопротивление цепи фаза

Со временем эксплуатации линии электроснабжения в них происходят изменения, которые невозможно проконтролировать визуально или установить их с помощью математических расчетов. Для стабильной и бесперебойной работы электрооборудования необходимо периодически делать замеры определенных параметров. Одним из них является измерение петли фаза-ноль, которое делают при помощи специальных приборов. Если фазный провод замкнуть на нулевой в точке потребления, то между фазным и нулевым проводником создается контур, который и является петлей фаза-ноль. В нее входят: трансформатор, рубильники, выключатели, пускатели – все коммутационное оборудование. Ниже мы расскажем читателям , как измерить сопротивление петли, предоставив существующие методики и оборудование.

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 , 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 (), 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:

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.
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.
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:

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

Если в вашем доме или квартире регулярно срабатывают автоматические выключатели на вводах (перед электросчетчиком), и даже увеличение их номинала не дает результата – невозможно, например, одновременно включить стиральную машину и электрический чайник, то вам стоит провести замер полного сопротивления цепи. На языке профессионалов эта процедура называется «измерение сопротивления петли фаза-ноль».

В силовых подстанциях напряжением до 1 тыс. вольт, с которых подается электроэнергия бытовым потребителям, выходные обмотки трехфазного трансформатора соединены звездой – c так называемой глухозаземленной технической нейтралью. По ней, вследствие естественного перекоса фаз, не выходящего за пределы норм эксплуатации электроустановок, может течь ток.

Теперь условно представьте, что вы единственный потребитель на линии и у вас есть только один электроприбор – электрическая лампочка. Один конец подающейся вам фазы подключен к технической нейтрали трансформатора, другой – к центральной клемме (надеемся, что это именно так) электропатрона. Через нить лампы она соединяется с нейтральным проводом.

Так образуется непрерывное кольцо, по которому циркулирует электрический ток. Вот оно и называется петлей фаза-ноль, которая обладает сопротивлением, складывающимся из удельного сопротивления проводников и нити лампы накаливания.

На практике количество элементов, составляющих полное сопротивление цепи, может быть значительно большим. Часть из них является естественным условием нормальной эксплуатации электроустановки. Другие возникают в результате нарушений, которые до поры до времени не приводят к катастрофическим последствиям.

Например, дома у вас могут быть ослаблены скрутки в клеммных коробках. Они способны добавить в общую копилку до сотен Ом! А на уличном столбе треснувший изолятор отдает часть фазы земле или заброшенный мальчишками на провода воздушный змей частично закорачивает электролинию и вызывает едва заметное – на пару вольт, падение напряжения. Вот именно эти нарушения и выявляются измерением петли фаза-ноль.

Почему срабатывают автоматы на вводах

Причины частого и необъяснимого срабатывания автоматов на вводах бывают двух типов:

Внешние, обусловленные нарушениями в работе электролинии.
Внутренние, из-за неисправности электропроводки в доме.

Внешние характеризуются стойким несоответствием норме номинала напряжения. Например, оно у вас постоянно не 220, а 200 вольт. Это сопровождается увеличением силы тока, протекающего по вашей домашней электропроводке. Увеличение номинала автоматического выключателя на входе, например, с 25 до 40 А в этом случае вам ничего не даст, кроме того, что сам автомат будет нагреваться, а при дальнейшем вашем упорствовании может даже эффектно взорваться.

Внутренних причин несколько. Самые распространенные из них:

Неплотный контакт в клеммных коробках.
Не соответствующее номиналу тока сечение проводов.
Уменьшение сопротивления изоляции проводов в результате естественного старения.

Внешне они проявляются нагревом проводников и скруток. Поэтому установка более мощных автоматических выключателей приведет к пожару. Конечно, можно потратить день на то, чтобы руками перещупать все розетки, провода и скрутки в доме. Но, во-первых, это чревато электротравмой. И, во-вторых, слишком субъективно. Измерение даст лучший результат.

Как и чем измерять

Сразу скажем, что замерить сопротивление петли фаза-ноль на внешнем контуре (от силовой подстанции до вводов в дом) могут только лица из оперативно-технического персонала местного РЭС. Вам этого делать категорически нельзя. Во-вторых, это сделать не удастся из-за отсутствия нужных приборов, а если и получится, то вы не сможете воспользоваться полученным значением. Ведь вам не с чем его сравнивать – у вас нет доступа к протоколам испытаний электрической сети.

Дома вы можете сделать это двумя способами:

Использовать сетевое напряжение и прибор с эталонным сопротивлением.
Протестировать схему с помощью внешнего источника напряжения.

Перед началом измерений вам надо определить общую длину электрических проводников и вычислить их удельное сопротивление. При этом вы должны считать, что их сечение соответствует нормам электробезопасности при пропускании через них тока, сила которого равна номиналу автоматических выключателей на вводе. После этого рассчитываете сопротивление всех энергопотребителей, для чего делите квадрат напряжения на величину их паспортной мощности. Полученное значение суммируете с удельным сопротивлением проводников.

Измерение прибором с эталонным сопротивлением

В этом случае вы оставляете домашнюю электропроводку подключенной к электрической сети. Находите самую дальнюю от вводных автоматов розетку. Если контуров несколько, то измерение проводятся отдельно для каждого. Ваша цель – установить величину падения напряжения при включении эталонного сопротивления в цепь измерителя.

Если у вас нет специальных приборов для таких измерений, то используйте мультиметр и сопротивление 100 Ом, рассчитанное на работу с напряжением 230 вольт. Установив количество вольт в розетке без нагрузки, подключаете эталонное сопротивление к нейтральной линии и повторяете опыт.

После этого вам надо сравнить расчетное падение напряжения с фактическим, эти значения не должны отличаться более чем на 5–6 вольт. Проведя подобные опыты с каждой розеткой, и сдвигаясь при этом в сторону вводных автоматов, вы найдете проблемную клеммную коробку или участок проводки.

От необходимости проводить вычисления после опытов вас избавят приборы MZC-300 или ИФН-200, они выводят на дисплей значение сопротивления тестируемого участка цепи.

Измерение с внешним источником напряжения

Внешним источником напряжения может стать гальванический мегомметр. Однако при его использовании надо принять меры предосторожности и подготовить электропроводку.

Отключить внешнюю сеть.
Закоротить выходные клеммы автоматического выключателя на вводах или в ближайшей клеммной коробке.
Отключить всех потребителей от розеток, вместо них установить эталонные сопротивления по 100 Ом каждое.
Вместо светодиодных и люминесцентных ламп (экономок) установить лампы накаливания.
Если есть дифавтоматы (АВДТ) или УЗО, установить между входными и выходными клеммами с маркировкой N перемычки из проводников того же сечения, что и в фазной линии.

Предел измерений мегомметра устанавливается по шкале кОм. Произведите опыт на самой дальней розетке и сравните полученное значение с вычисленной суммой удельного сопротивления проводников, всех эталонных сопротивлений в розетках и ламп в светильниках.

Измерение полного сопротивления цепи фаза-ноль является частью регламента по обслуживанию электрических сетей и электроустановок. Оно дает наиболее точную картину их состояния.

Поэтому результаты протоколируются и являются основанием для проведения ремонта или нахождения виновных в случае чрезвычайных ситуаций. В бытовых условиях оно применяется редко. Однако вы можете провести его и самостоятельно. При этом надо строго соблюдать все меры электробезопасности.

Электроснабжение

Проверка условий срабатывания защитного аппарата при однофазном замыкании в сетях напряжением до 1000В с глухим заземлением нейтрали

В электрических сетях напряжением до 1000 в с глухим заземлением нейтрали должно быть обеспечено надежное отключение защитным аппаратом однофазного к. з. Это диктуется требованиями техники безопасности.
Расчетными точками для определения величины тока к. з. являются наиболее удаленные (в электрическом смысле) точки сети, так как именно этим точкам соответствует наименьшее значение тока однофазного к. з.
Величина однофазного тока к. з. может быть определена по приближенной формуле

где U ф - фазное напряжение сети, в;
Z т - полное сопротивление понижающего трансформатора току замыкания на корпус, ом;
Z п - полное сопротивление петли фаза - нуль линии до наиболее удаленной точки сети, ом.
Расчетные значения полных сопротивлений понижающих трансформаторов при однофазных замыканиях приведены в табл. 7-1.
Для трансформаторов мощностью более 630 ква при определении тока к. з. можно принять:
Z т =0
Полное сопротивление петли проводов или жил кабеля линии определяется по формуле

где R п - активное сопротивление фазного (R ф ) и нулевого (Ro) проводов, ом;
R п =R ф +R о (7-3 )
Х п - индуктивное сопротивление петли проводов или жил кабеля, ом.

Активные сопротивления проводов из цветных металлов определяются по табл. 5-1 . Средние значения индуктивных сопротивлений петель проводов или жил кабелей из цветных металлов на 1 км линии даны в табл. 7-2.
Для стальных проводов индуктивное сопротивление петли проводов определяется по формуле

где Х" п - внешнее индуктивное сопротивление петли из прямого и обратного проводов, равное для воздушной линии напряжением до 1000в 0,6 ом/км; Х" п.п и Х" п.о - внутренние индуктивные сопротивления соответственно прямого и обратного проводов линии, ом/км.
Значения полных сопротивлений петель для проводов и жил кабелей из цветных металлов на 1 км линии даны в табл. 7-3. В табл. 7-6 указаны сопротивления петли "фаза трехжильного кабеля - стальная полоса" для небронированных кабелей.

Таблица 7-1 Расчетные сопротивления трансформаторов при однофазном к. з. на стороне 400/230 в


Тип	Номинальная мощность, ква	Напряжение обмотки ВН. кв	Схема соединений	Полное сопротивление Zт, ом
ГОСТ401-41
ТМ, ТМА ТМ ТМ ТМ ТМА ТСМА ТСМ ТМ, ТМА ТМ, ТМА ТМ. ТМА ТМ, ТМА ТМ, ТМА ТМ, ТМА ТМ, ТМА ТМ, ТМА ТМ	20 30 50 100 100 100 100 180 180 320 320 560 560 750 1000 1000	6-10 6-10 6-10 6-10 35 6-10 35 6-10 35 6-10 35 6-10 35 6-10 6-10 35	У/Ун У/Ун У/Ун У/Ун У/Ун У/Ун У/Ун У/Ун У/Ун У/Ун У/Ун У/Ун У/Ун У/Ун У/Ун У/Ун	1,39 0,9 0,54 0,27 0,25 0,26 0,25 0,15 0,14 0,085 0,08 0,048 0,046 0,036 0,027 0,026
ГОСТ12022-66
ТМ ТМ ТМ ТМ ТМ ТМ ТМ ТМ ТМ ТМ ТМ ТМ ТМ ТМ	25 40 63 63 100 100 160 160 250 250 400 400 400 630	6-10 6-10 6-10 20 6-10 20-35 6-10 20-35 6-10 20-35 6-10 20-35 6-10 6-10	У/Ун У/Ун У/Ун У/Ун У/Ун У/Ун У/Ун У/Ун У/Ун У/Ун У/Ун У/Ун Д/Ун У/Ун	1,04 0,65 0,413 0,38 0,26 0,253 0,162 0,159 0,104 0,102 0,065 0,064 0,022 0,043
ГОСТ11920-66
ТМ ТМ ТМ ТМ	1 000 1 000 1 000 1 000	6-10 20-35 6-10 20-35	У/Ун У/Ун Д/Ун Д/Ун	0,027 0,026 0,009 0,01

ТСЗ ТСЗ ТСЗ ТСЗ ТСЗ ТСЗ ТСЗ ТСЗ ТСЗ ТСЗ	160 180 250 320 400 560 630 750 1 000 1 000	6-10 6-10 6-10 6-10 6-10 6-10 6-10 6-10 6-10 6-10	Д/Ун У/Ун Д/Ун У/Ун Д/Ун У/Ун Д/Ун У/Ун Д/Ун У/Ун	0,055 0,15 0,035 0,085 0,022 0,048 0,014 0,036 0,009 0,027

Примечания: Для понижающих трансформаторов с напряжением вторичных обмоток 230/133в значения сопротивлений в 3 раза меньше указанных в табл. 7-1.
Условные обозначения схем соединений трансформаторов:
У - звезда; Ун - звезда с выведенной нулевой точкой; Д - треугольник.

Таблица 7-2 Средние значения индуктивных сопротивлений петли прямого и обратного проводов или жил кабеля, выполненного из цветных металлов ом/км

Таблица 7-3 Полные сопротивления петли прямого и обратного провода линии или жил кабеля, ом/км


Сечение провода, мм.кв		Кабель и провода в трубах		Провода на роликах и изоляторах		Провода воздушных линий
прямого	обратного	медные	алюминиевые	медные	алюминиевые	медные	алюминиевые
1 1,5 1,5 2,5 2,5 4 4 4 6 6 6 10 10 10 16 16 16 25 25 25 35 35 35 50 50 50 70 70 70 95 95 95 120 120 120 150 150 150	1 1 1,5 1,5 2,5 1,5 2,5 4 2,5 4 6 4 6 10 6 10 16 10 16 25 10 16 35 16 25 50 25 35 70 35 50 95 50 70 120 50 70 150	37,8 31,5 25,2 20,2 15,1 17,3 12,2 9,3 10,6 7,71 6,12 6,50 4,90 3,68 4,26 3,04 2,40 2,58 1,94 1,49 2,38 1,74 1,09 1,60 1,14 0,793 1,03 0,833 0,58 0,755 0,608 0,428 0,568 0,461 0,350 0,535 0,430 0,285	- - - - 25,2 - 20,5 15,8 17,9 13,2 10,5 11,1 8,42 6,32 7,24 5,14 3,96 4,44 3,26 2,56 4,08 2,90 1,84 2,62 1,92 1,29 1,74 1,39 0,932 1,27 0,99 0,797 0,922 0,745 0,561 0,862 0,687 0,446	- - 25,2 20,2 15,1 17,3 12,2 9,3 10,6 7,71 6,14 6,52 4,92 3,71 4,28 3,08 2,45 2,62 1,98 1,55 2,42 1,79 1,16 1,65 1,21 0,890 1,11 0,927 0,706 856 0,712 0,566 - - - - - -	- - - - 25,2 - 20,5 15,8 17,9 13,2 10,5 11,1 8,42 6,32 7,24 5,15 3,99 4,46 3,30 2,60 4,11 2,96 1,90 2,66 1,97 1,36 1,80 1,45 1,03 1,34 1,08 0,815 - - - - - -	- - - - - - - 9,3 - - 6,16 - 4,96 3,75 4,32 3,13 2,52 2,69 2,08 1,68 2,48 1,87 1,29 1,74 1,32 1,05 1,24 1,08 0,896 1,02 0,915 0,772 0,858 0,792 0,732 - - -	- - - - - - - - - - - - - - - - 4,03 4,50 3,34 2,66 4,15 3,00 1,96 2,70 2,03 1,44 1,86 1,53 1,13 1,42 1,18 0,907 1,09 0,945 0,808 1,04 0,808 0,732

Таблица 7-6 Полные сопротивления петли "фаза трех жильного кабеля - стальная полоса", ом/км

Сечение кабеля, мм.кв

Ток и материал жил кабеля

Размеры стальной полосы, мм

20X4

40X4

50X4

60X4

80X4

100X4,
100X6

100X5,
100X8

Ток срабатывания максимального расцепителя автомата, а

1400

Номинальный ток
плавкой вставки безынарционного предохранителя, а

Материал жил кабеля:

Полное сопротивление петли, ом / км

Медь
Алюминий
Медь
Алюминий
Медь
Алюминий
Медь
Алюминий
Медь
Алюминий
Медь
Алюминий
Медь
Алюминий
Медь
Алюминий
Медь
Алюмниий
Медь
Алюминий
Медь
Алюминий
Медь
Алюминий

9,59
13,52
7,76
10,34
6,36
7,86
5,6
6,49
5,14
5,70
4,91
5,30
4,75
5,02
4,64
4,83
4,57
4,70
4,51
4,62
4,47
4,56
4,44
4,52

8,42
12,35
6,59
9,17
5,19
6,69
4,43
5,32
3,97
4,53
3,74
4,13
3,58
3,85
3,47
3,66
3,40
3,53
3,34
3,45
3,30
3,39
3,27
3,35

7,82
11,79
5,97
8,59
4,55
6,07
3,78
4,68
3,31
3,88
3,09
3,48
2,92
3,19
2,81
3,0
2,73
2,87
2,69
2,8
2,65
2,74
2,63
2,7

7,45
11,42
6,60
8,22
4,18
5,7
3,41
4,31
2,94
3,51
2,71
3,11
2,55
2,72
2,44
2,63
2,36
2,50
2,32
2,43
2,28
2,37
2,26
2,33

7,40
11,37
5,54
8,17
4,11
5,63
3,32
4,24
2,86
3,43
2,64
3,03
2,47
2,74
2,37
2,55
2,29
2,42
2,24
2,35
2,21
2,29
2,18
2,25

7,17
11,14
5,31
7,94
3,98
5,4
3,09
3,01
2,63
3,2
2,4
2,8
2,24
2,5
2,4
2,32
2,06
2,19
2,01
2,12
1,98
2,06
1,95
2,02

7,14
11,13
5,27
7,92
3,83
5,37
3,04
3,96
2,57
3,15
2,35
2,74
2,19
2,45
2,08
2,26
2,01
2,14
1,96
2,07
1,93
2,01
1,90
1,96

6,92
10,91
5,05
7,7
3,61
5,15
2,82
3,74
2,35
2,93
2,13
2,52
1,97
2,23
1,86
2,04
1,79
1,92
1,74
1,85
1,71
1,79
1,68
1,74

6,82
10,81
4,95
7,61
3,5
5,05
2,71
3,64
2,24
2,82
2,01
2,41
1,86
2,12
1,75
1,93
1,67
1,8
1,63
1,74
1,60
1,65
1,58
1,64

6,59
10,58
4,72
7,38
3,27
4,82
2,48
3,41
2,01
2,59
1,78
2,18
1,63
1,89
1,52
1,7
1,44
1,57
1,4
1,51
1,37
1,47
1,35
1,41

6,56
10,56
4.68
7,34
3,22
4,77
2,42
3,36
1,95
2,53
1,73
2,12
1,57
1,83
1,46
1,64
1,38
1,51
1,35
1,45
1,31
1,39
1,28
1,35

6,45
10,45
4,57
7,23
3,1
4,66
2,31
3,25
1,84
2,42
1,62
2,01
1,46
1,72
1,35
1,53
1,27
1,40
1,24
1,34
1,2
1,28
1,17
1,24 I 3 ;
I к -наименьшая величина однофазного тока к. з., определяемая по формуле (7-1),а.
Допустимая кратность минимального тока к. з. должна быть не менее 3 по отношению к номинальному току плавкой вставки предохранителя и номинальному току расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратно зависимую от тока характеристику, и не менее 1,1 К р по отношению к току срабатывания автоматического выключателя, имеющего только электромагнитный расцепитель (К р - коэффициент, учитывающий разброс характеристик расцепителя по данным завода).
Для сетей, прокладываемых во взрывоопасных помещениях, допустимые кратности тока к. з. увеличиваются до значения 4 по отношению к номинальному току плавкой вставки предохранителя и 6 по отношению к номинальному току расрасцепителя автоматического выключателя с обратно зависимой от тока характеристикой.
Для сетей, защищаемых только от токов к. з., в необходимых случаях (например, для отстройки от токов самозапуска двигателей) допускается завышение токов плавких вставок предохранителей и уставок расцепителей автоматов, но при этом кратность тока к. з. должна иметь значение не менее 5 по отношению к номинальному току плавкой вставки предохранителя и не менее 1,5 по отношению к току срабатывания электромагнитного расцепителя автомата.
Значения допустимой кратности тока к. з. для различных условий прокладки сети приведены в табл. 7-8.

Таблица 7-8 Значения допустимой минимальной кратности тока к. з. по отношению к току защитного аппарата


Условия прокладки	Допустимая кратность тока к. з. по отношению
Условия прокладки	к номинальному току плавкой вставки предохранителя	к току уставки срабатывания автоматического выключателя, имеющего только электромагнитный расцепитель (отсечку)	к номинальному току расцепителя автоматического выключателя с обратно зависимой от тока характеристикой
Сеть проложена в невзрывоопасном помещении при условии выполнения требований табл. 4-50 Сеть проложена в не взрывоопасном помещении при условии, что требования табл. 4-50 не выполняются Сеть проложена во взрывоопасном помещении	3	1,1Кр 1,5 1,1Кр	3
Примечания: К р - коэффициент, учитывающий разброс характеристик автоматических выключателей с электромагнитным расцепителем. При отсутствии данных завода о гарантируемой точности уставки тока срабатывания автоматического выключателя с электромагнитным расцепителем (отсечка) допускается принимать значение коэффициента К р для автоматических выключателей на номинальный ток до 100 а равным 1,4, выше 100 а - равным 1,25. При затруднении в выполнении требований, указанных в табл. 7-8, допускается применение быстродействующей защиты от замыкания на землю.

Пример 7-1.

На рис. 7-1 представлена схема четырехпроводной воздушной линии, выполненной алюминиевыми проводами и получающей питание от шин распределительного щита 380/220 в. Нейтраль системы глухо заземлена. Сечения проводов и длины участков линии указаны на рис. 7-1.
Пренебрегая сопротивлением внешней сети до шин щита и сопротивлением трансформатора, проверить действие защитных аппаратов при однофазном к. з. в наиболее удаленных точках линии для следующих вариантов:
1. Линия защищена предохранителями с плавкими вставками на номинальный ток 80 а.
2. Линия защищена автоматическим выключателем типа А 3124 с комбинированными расцепителями на номинальный ток 100 а.
3. Линия защищена автоматическим выключателем типа А 3124 с электромагнитными расцепителями с уставкой тока срабатывания 600 а.

Рис. 7-1. Схема к примеру

С оображения, по которым выбран тот или иной аппарат защиты, здесь не рассматриваются. Пример имеет ограниченную цель - показать типичные случаи проверки защитного отключения при однофазном к. з.

Решение.
Условие срабатывания аппаратов защиты проверяем по формуле (7-5). Определяем сопротивления петли фазного и нулевого проводов линии при однофазном к. з. в такой точке, для которой значение сопротивления будет наибольшим. По табл. 7-.3 находим значения удельных сопротивлений петли "фаза - нуль" для сечений участков линии:

3 X 70+1 X 35 Z n= 1 ,53 ом/км;
3 X 35+1 X 16 Zn= 3 , 0 ом / км ;
3 X 16 +1 X 16 Zn= 4 , 0 3 ом / км ;

Определяем, какая из точек Д или Е является расчетной. Сопротивление петли между точками Г и Д

4,03 X 0,08=0,323 ом;

сопротивление петли между точками Г и Е

3 X 0,13=0,39 ом.

Расчетной оказывается точка Е. Полное сопротивление петли "фаза - нуль" между точками А и Е составляет:

Zn= 1,53(0,07+0,08) +0,39 = 0,62 ом.

Номинальное фазное напряжение

U н = 220 в.

Определяем величину однофазного тока при к. з. в наиболее удаленной точке Е сети (по условию примера следует принять Zт= 0):

Проверяем выполнение условия (7-5) для всех трех вариантов защиты линии.
Вариант 1.
Допустимая минимальная кратность тока к. з. по отношению к номинальному току плавкой вставки предохранителя согласно табл. 7-8 равна:

К 31 = 3.
Отсюда: 3х80=240 а<355 а.

Таким образом, надежное действие защищающих линию предохранителей обеспечивается.
Вариант 2.
Допустимая кратность тока к. з. по отношению к тепловому элементу комбинированного расцепителя, имеющему обратно зависящую от тока характеристику, равна:

К 31 = 3.
Отсюда соотношение (7-5)
3х100=300 а<355 а
выполняется.
Вариант 3.
По данным завода гарантируемая точность уставки для автоматических выключателей типа А 3124 составляет ±15%. Приняв в соответствии с указанием табл. 7-8 коэффициент запаса равным 1,1, получим:

К 31 = 1,1х1,15=1,27;
1,27х600=760 а>355 а.

Надежность действия автоматического выключателя при к. з. в точке Е не обеспечивается.

Пример 7-2.
В системе с глухо заземленной нейтралью при напряжении 380/220 в линия защищается предохранителями с плавкими вставками на номинальный ток 100 а. Полагая Zт = 0, определить наибольшую длину линии, при которой будет обеспечиваться надежное перегорание предохранителей при однофазном к. з. в конце линии для следующих вариантов выполнения линии:
1. Воздушная линия с алюминиевыми проводами сечением 3 X 50+1 X 25 мм.кв.
2. Трехжильный кабель с алюминиевыми жилами сечением 3X50 мм.кв в алюминиевой оболочке, используемой в качестве заземляющего провода.
3. Трехжильный небронированный кабель с алюминиевыми жилами сечением 3 X 50 мм.кв с заземляющей шиной в виде стальной полосы сечением 50 X 4 мм.

Решение.
По табл. 7-8 определяем минимально допустимую кратность тока к. з.:

К 31 = 3.

Наименьшая допустимая величина однофазного тока к. з.

I к = 3х100=300 а.

Учитывая, что по условию примера Zт = 0, находим по формуле (7-1) наибольшее допустимое сопротивление "фаза - нуль" линии:

Определяем удельное сопротивление 1 км петли "фаза - нуль": для варианта 1 по табл. 7-3
Z п = 2,03 ом/км;
для варианта 2
Z п = 1,03 ом/км;
для варианта 3 по табл. 7-6
Z п = 2,74 ом/км.

Наибольшие допустимые длины линии будут равны:
вариант 1

вариант 2

вариант 3

Наибольшая длина линии обеспечивается применением кабеля с использованием алюминиевой оболочки в качестве заземляющего (нулевого) провода.

Электробезопасность крайне важна при использовании любых электрических приборов. Эксплуатация сетей энергоснабжения бытовых потребителей и производственных мощностей регламентируется правилами устройства электроустановок, (сокращенно: ПУЭ), а также ГОСТ, правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП). Одним из параметров проверки надежности линий электроснабжения является замер сопротивления петли фаза-нуль.

В понимании обычного пользователя названная выше диагностическая процедура вызывает ассоциации с какими-то непостижимыми технологическими понятиями и приборами, свойственными лишь сложным производственным объектам и далекими от нужд бытового потребителя электроэнергии. Данная неосведомленность лишает возможности правильного осознания принципов защиты, как глобальных электрических линий, так и домашней электропроводки.

Параметры защиты электрических линий

Известно, что электрический ток обладает разрушительными свойствами, поэтому опасен как для живых организмов, так и для оборудования и материальных ценностей. Поэтому сразу же при первых опытах с электричеством стали использовать диэлектрики в качестве изоляции и проводились замеры ее параметров и свойств.

Диэлектрические перчатки – пример использования диэлектриков для защиты от поражающих свойств электрического тока

В начале эксплуатации электрических устройств во всем мире начали разрабатываться правила и нормативы (предшественники ПУЭ) и стали внедряться такие приборы как автоматические выключатели, и устройства защитного отключения (УЗО), и внедряться защитные меры — заземление, разделение рабочего и защитного нуля.

И естественно, что из-за износа электрических сетей и эксплуатируемого защитного оборудования требуется периодически производить проверку соответствия характеристик требуемым нормативам.

Трехфазный автоматический выключатель и УЗО в электрическом щитке для защиты электропроводки и оборудования

Для обычного пользователя бытового электрооборудования, ради предупреждения, выявления и устранения всех возникающих неисправностей необходимо периодически производить ниже приведенный комплекс электрических измерений (это важно не только ради соответствия протоколам ГОСТа и ПУЭ, но и ради собственной электробезопасности):

замер сопротивления изоляции;
измерение сопротивления петли цепи фаза-нуль ;
замер сопротивления заземления;
прогрузка (испытание) автоматических выключателей током нагрузки;
проверка УЗО, дифавтоматов;
другие технологические испытания и измерения, регламентированные различными производственными и эксплуатационными нормативами.

Измерение сопротивления заземления в полевых условиях

Объяснение термина петля фаза-нуль

Для защиты электропроводки от перегрева и возникновения дуги при коротком замыкании применяются автоматические выключатели (защитные автоматы). В одной из статьей данного ресурса подробно описаны принципы защиты при помощи автоматов и . Из всех свойств, измерений и параметров данных устройств наиболее важным является время-токовая характеристика, определяющая ток отключения и время, необходимое для срабатывания автомата.

Времятоковая характеристика автоматического выключателя категории «С»

Если короткое замыкание в электропроводке произойдет недалеко от автомата, то сопротивление проводов не играет значительной роли (ток будет достаточно большим), и электромагнитный расщепитель гарантированно разорвет цепь за доли секунд. При замыкании фазы на нуль в отдаленном участке цепи, на ток КЗ будет влиять сопротивление электропроводки, прямо пропорциональное длине проводов.

При увеличении сопротивления проводки ток короткого замыкания будет уменьшаться, а значит, защитному автомату, согласно времятоковой характеристике, потребуется больше времени на отключение. Возникшая в месте замыкания электрическая дуга, продолжающаяся некоторое время, прямо пропорциональное сопротивлению цепи, может стать причиной возгорания, воздействуя на окружающие материалы в течение продолжительного периода.

Следы воздействия электрической дуги, возникшей в кабеле

Очевидно, что наибольшим будет сопротивление электропроводки в самой удаленной от защитного автомата точке потребления (розетка или электроосветительный прибор). Данный участок электрической цепи от автоматического выключателя до самой дальней точки называется петлей фаза-нуль. Сопротивление петли фаза ноль измеряется в Омах и зависит длины проводки и сечения проводов.

Схема подключения прибора для измерений

Поэтому замер сопротивления петли фаза-нуль проводится специалистами соответствующими приборами для выяснения соответствия номинальных параметров автоматических выключателей току возможного короткого замыкания, а также проверки правильности расчета сечения проводов измеряемой цепи.

Современный прибор для измерения сопротивления контура фаза-ноль

Виды измерения сопротивления контура петли фаза-нуль

В цикле статей о подробно рассказывается о защитных функциях данной предохранительной меры. Коротко можно изложить суть: при замыкании фазного проводника на корпус электрического прибора возникший ток КЗ должен заставить отключиться автоматический выключатель.

Поэтому проводят измерения петли фаза – рабочий ноль, а также измеряют сопротивление контура, образованного фазным проводником и защитным заземляющим проводом PE (заземлением). При этом измеряется сопротивление, как фазного проводника, так и рабочего ноля или защитного проводника PE. В отдельных случаях проводят измерения петли между двумя фазами – в системах устаревших линий электропередач 110В с изолированной нейтралью.

Схема измерения сопротивления петли фаза-защитный ноль (PE)

Измерение сопротивления необходимо, чтобы рассчитать ток короткого замыкания и сравнить его с существующими нормативами ПУЭ и других правил. Расчет КЗ производится по формуле:

I кз =U n /Z , где I кз – ток короткого замыкания , U n – номинальное напряжение , Z – полное сопротивление контура петли фаза-нуль.

Соответствующие замеры производятся специалистами по таким причинам:

приемосдаточные испытания – вводимая в эксплуатацию электроустановка (после реконструкции или монтажа);
по требованию служб технадзора или других контролирующих учреждений;
согласно установленному графику проведения замеров;
собственное желание пользователя или ответственного лица организации.

Измерение сопротивления контура петли фаза ноль в бытовой розетке по желанию заказчика

Краткая методика измерений

Очень сложно напрямую вычислить сопротивление испытуемой цепи. На точность измерений будут влиять переходные сопротивления контактов, переключателей, соединений, качество электропроводки и состояние внешней среды. К тому же, длина линий может исчисляться километрами, поэтому влияние наводок от радиоволн неминуемо исказит измерения, для проведения которых придется отключить потребителей электроэнергии, что не всегда представляется возможным.

Проведение измерений на опоре воздушной линии электропередач

Существует несколько методов измерения сопротивления петли фаза-ноль:

Замер падения напряжения в отключенной проверяемой цепи при помощи дополнительного источника питания;
Измерение искусственно созданного тока короткого замыкания;
Замер падения напряжения на эталонном нагрузочном сопротивлении.

Ранее специалистами применялись первые два метода, а приборы были достаточно громоздкими и несовершенными. Современные инструменты электрика позволяют унифицировать и максимально упростить расчеты, используя измерение напряжение перед и во время включения нагрузочного сопротивления. Прибор для измерений автоматически рассчитывает сопротивление и ток короткого замыкания.

Устаревший прибор М-417

Подобные приборы отличаются многофункциональностью (например, могут использоваться для замеров сопротивления заземления) и имеют большой диапазон измерений – от проверки петли фаза ноль домашней электропроводки до испытаний контуров воздушных линий электропередач. Для приобретения навыков использования прибора необходимо иметь познания в электротехнике и изучить инструкцию пользователя конкретного инструмента.

Прибор MZC-200 для измерения сопротивления контура фаза-ноль

Знания, необходимые для заказчика измерений

Замер сопротивления должен производиться специалистами специальными приборами, поэтому нет смысла подробно описывать методику измерений. Но для рядового пользователя и ответственных лиц различных учреждений крайне важно усвоить одно правило:

Для проверки соответствия группового автомата делать измерение петли фаза-нуль нужно в самой удаленной точке, будь это светильник или розетка. Ведь чем линия электропередач длиннее, тем больше ее сопротивление, а значит, тем меньше будет ток короткого замыкания на конце этой электропроводки. Целью измерений является выяснение, сработает ли защитный автомат в конце проводки при КЗ.

Важность этого правила обуславливается иногда встречающейся преступной халатностью ответственных лиц, которые должны производить замеры. Иногда измерения производятся прямо на щитке, или, чтобы далеко не ходить, в ближайшей розетке, что является вопиющим нарушением правил. И что вообще недопустимо, замеры производятся «удаленно» из теплых кабинетов, путем вписывания в протоколы измерений выдуманных параметров.

Если специалист проводит измерения лишь в щитке, то необходимо показать ему самую удаленную розетку и настаивать по поводу правильной проверки

Также важно знать, что на измерение сопротивления контура фаза-нуль влияет качество сборки всех соединений в силовом щите, контакт на клеммах, целостность проводов электропроводки.

Квалифицированный специалист, перед тем как начинать производить замеры, должен проверить надежность соединений в щитке, ознакомиться со схемой подключения, проверить номинал автоматических выключателей и визуально осмотреть их в поиске внешних механических повреждений. Иногда УЗО могут срабатывать во время проверки, возможно их придется на время отключить.

Тщательно проверить все соединения в щитке, при необходимости — подтянуть

Пример практических измерений

Для примера возьмем жизненную ситуацию. Допустим, в загородном доме вся электропроводка установлена согласно расчетам и нормативам ПУЭ. Но пользователь, без согласования с соответствующими службами решил провести электричество в удаленный от дома флигель, сауну, или другую постройку, установив защитный автомат на линию. В этом случае, нужно помнить, что сопротивление образованной петли может оказаться слишком большим.

Линия подключения удаленной постройки должна обладать достаточно низким сопротивлением для обеспечения тока КЗ

Другими словами, большое сопротивление означает, что в удаленной постройке электрическая дуга будет гореть до тех пор, пока достаточно не прогреется биметаллическая пластина теплового расщепителя защитного автомата. Время горения дуги будет зависеть от тока КЗ, который обратно пропорционален сопротивлению.

Точное время, необходимое для отсечки можно выяснить по времятоковой характеристике автомата, зная предполагаемый ток короткого замыкания. Чтобы узнать величину данного тока, необходимо измерить сопротивление данного участка электропроводки на вводном щитке удаленной постройки при помощи прибора. Это и будет измеряемая петля цепи проводки фаза нуль.

Провести измерения на вводе в щиток удаленной постройки

Пример возможных результатов измерений

В пункте ПУЭ 7.3.139 говорится, что при замыкании фазного проводника на корпус оборудования или нулевой рабочий провод ток короткого замыкания должен в шесть раз превышать ток расцепителя защитного автомата. Исходя из этого, формула для расчетов должна соответствовать условию, согласно ПУЭ:

I кз >I n *6 , где I n – номинальный ток отключения автомата .

Пункт 7.3.139 ПУЭ, регламентирующий расчет тока КЗ

Условие соответствия тока КЗ согласно ПТЭЭП: I кз >I n *1,1*10 , где 1,1 – коэффициент из времятоковой характеристики, указывающий начальный минимум, при котором начинает срабатывать автоматический выключатель. Очевидно, что нормы ПТЭЭП предъявляют более строгие требования к току короткого замыкания петли фаза-ноль.

Пункт из правил ПТЭЭП, регламентирующий расчет тока КЗ

Существуют специальные протоколы, в которые заносятся измеренные параметры сопротивления и величины тока короткого замыкания и отсечки автоматического выключателя, а также время отключения, которое вычисляется по времятоковой характеристике и должно быть не больше 0,4 с., согласно ПУЭ. Если полученный расчетный ток короткого замыкания не будет соответствовать описанному выше условию, то следует увеличить поперечное сечение проводов электропроводки, или установить защитный автомат меньшего номинала, пожертвовав при этом максимально допустимой мощностью проводки.

Бланки протокола проверки согласования параметров цепи фаза-ноль

В некоторых случаях, если по времятоковой характеристике время отключения не будет превышать 0,4 с, можно изменить категорию автоматического выключателя (например, автомат «С» заменить на «В»). Если на результаты измерений влияет подключенная реактивная нагрузка (например, дроссели ламп ДНаТ), то замеры следует производить в условиях, максимально приближенных к рабочим, то есть при включенных электроосветительных приборах.

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».

Статьи цикла:»Электролаборатория и электроизмерения»:
1. Электролаборатория и электроизмерения. Введение
2. Что такое электролаборатория и для чего нужны электроизмерения
3. Электролаборатория. Смета на проведение комплекса электроизмерений электросети. Расчёт стоимости работ на электроизмерения
4. Электролаборатория проводит визуальный осмотр электропроводки и электрооборудования
5. Электролаборатория. Замер заземления. Электропроводка. Электрооборудование
6. Электролаборатория. Замер сопротивления изоляции. Электроизмерения. Электропроводка
7. Электролаборатория. Замер сопротивления цепи “фаза-нуль”. Электроизмерения
8. Электролаборатория – замеры и испытание выключателей автоматических управляемых дифференциальным током (УЗО)
9. Электролаборатория выполняет испытания (прогрузку) автоматических выключателей
10. Электролаборатория проводит электроизмерение “Замер сопротивления заземляющих устройств”

Протокол электроизмерения петли "фаза - нуль"

15 Комментария(-ев) на ”Электролаборатория. Замер сопротивления цепи «фаза-нуль». Электроизмерения”

Здравствуйте!

Подскажите каким проводом будит правильно заземлить передвижную эл.установку 380В. Проводом ПЩ или ПВЗ(в оболочке). Просто на одном комплексе видел заземление смонтированное проводом ПЩ который был в прозрачной оболочке на барабане.Комплексы нового поколения Узо итп.

Здравствуйте,Алексей!Согласно ПУЭ, заземляющие проводники,а также защитные, и проводники уравнивания потенциалов в передвижных электроустановках должны быть медными, гибкими.Наименьшее сечение заземляющих проводников должно равняться:
1.сечению фазных проводников, при сечении до 16 кв мм.,
2.16 кв.мм. при сечении фазных проводников от 16 до 35 кв мм,
3.сечению фазного провода пополам при сечении фазного провода более 35 кв мм.

Здравствуйте! Большое спасибо за ответ. Про сечение ясно.Так каким проводом должно(и может допускаться) выполнение заземления. Многопроволочным проводом с полвинилхлорид. изоляцией или ПЩ без изоляции? Вот на это мне нужен ответ. Спасибо

Здравствуйте! Проверяемый щиток состоит из вводного автомата и пяти отходящих. Проверяю петлю фаза-ноль. С отходящими все понятно: оцениваются по току КЗ. Но как вводить в отчет этот вводной автомат, и каковы критерии его оценки? Как быть с током КЗ для него?

Здравствуйте, Олег!
Значение тока однофазного короткого замыкания не нормируется, однако в соответствии с ПУЭ-7 ток должен быть достаточным для обеспечения требуемого времени срабатывания. Вам необходимо во время замеров сопротивления петли «фаза-нуль» определить фактическое значение тока однофазного короткого замыкания. Значение тока однофазного короткого замыкания определяется расчетным путем на основании значения сопротивления петли «фаза-нуль», полученного путем замеров во время испытаний. Требуется убедиться, что фактический ток однофазного короткого замыкания обеспечивает время срабатывания защитного аппарата, не превышающее значений, нормированных п. 1.7.79 ПУЭ-7 п. 1.7.79, для чего необходимо иметь времятоковую (обратнозависимую) характеристику этого защитного аппарата. Если документация завода-изготовителя на соответствующие защитные аппараты, содержащая времятоковые характеристики, отсутствует, то эти характеристики следует снимать при выполнении пусконаладочных работ или периодических электроиспытаний.

Здравствуйте! Подскажите, пожалуйста, ответ на такой вопрос: какова допустимая величина сопротивления заземляющего проводника? Заранее благодарна!

Ваш сайт изумительный. Случайно попал. Всё лаконично, конкретно, общедоступно, профессионально. Спасибо. Вопрос: при подключении оборудования цеха трёхфазным напряжением, возможно-ли подключение однофазного местного освещения станков к этой сети?

Здравствуйте, Сергей!

Доброго времени суток!
Ответьте, пожалуйста, на вопрос: Мне нужно измерить цепи «фаза- нуль» в ВРУ, в котором есть несколько отходящих линий… Каким образом и в какой последовательности я должен делать замеры? А самое главное в каком месте? И какое количество записей я должен сделать в протоколе?

Заранее спасибо!

Добрый день, подскажите, какой процент линий в электроустановке подлежит проверке при периодических испытаниях петли ф-0 и сопротивления изоляции?