Як виміряти опір ланцюга & quot; фаза – нуль & quot;

Електробезпека вкрай важлива при використанні будь-яких електричних приладів. Експлуатація мереж енергопостачання побутових споживачів і виробничих потужностей регламентується правилами улаштування електроустановок, (скорочено: ПУЕ), а також ГОСТ, правилами технічної експлуатації електроустановок споживачів (ПТЕЕС). Одним з параметрів перевірки надійності ліній електропостачання є замір опору петлі фаза-нуль.

У розумінні звичайного користувача названа вище діагностична процедура викликає асоціації з якимись незбагненними технологічними поняттями і приладами, властивими лише складним виробничим об’єктам і далекими від потреб побутового споживача електроенергії. Дана необізнаність позбавляє можливості правильного усвідомлення принципів захисту, як глобальних електричних ліній, так і домашньої електропроводки.

Параметри захисту електричних ліній

Відомо, що електричний струм має руйнівними властивостями, тому небезпечний як для живих організмів, так і для обладнання і матеріальних цінностей. Тому відразу ж при перших дослідах з електрикою стали використовувати діелектрики в якості ізоляції і проводилися виміри її параметрів і властивостей.

Діелектричні рукавички – приклад використання діелектриків для захисту від вражаючих властивостей електричного струму

На початку експлуатації електричних пристроїв у всьому світі почали розроблятися правила і нормативи (попередники ПУЕ) і стали впроваджуватися такі прилади як автоматичні вимикачі, і пристрої захисного відключення (УЗО), і впроваджуватися захисні заходи – заземлення, поділ робочого і захисного нуля.

І природно, що через зношування електричних мереж і експлуатованого захисного обладнання потрібно періодично проводити перевірку відповідності характеристик необхідним нормативам.

Трифазний автоматичний вимикач і УЗО в електричному щитку для захисту електропроводки і устаткування

Для звичайного користувача побутового електрообладнання, заради попередження, виявлення та усунення всіх виникаючих несправностей необхідно періодично проводити нижче наведений комплекс електричних вимірювань (це важливо не тільки заради відповідності протоколам ГОСТу і ПУЕ, а й заради власної електробезпеки):

  • замір опору ізоляції;
  • вимір опору петлі ланцюга фаза-нуль;
  • замір опору заземлення;
  • прогрузкі (випробування) автоматичних вимикачів струмом навантаження;
  • перевірка ПЗВ, діфавтомат;
  • інші технологічні випробування і вимірювання, регламентовані різними виробничими і експлуатаційними нормативами.

Вимірювання опору заземлення в польових умовах

Пояснення терміна петля фаза-нуль

Для захисту електропроводки від перегріву і виникнення дуги при короткому замиканні застосовуються автоматичні вимикачі (захисні автомати). В одній з статтею даного ресурсу детально описані принципи захисту за допомогою автоматів і характеристики автоматичних вимикачів. З усіх властивостей, вимірювань і параметрів даних пристроїв найбільш важливим є час-струмовий характеристика, що визначає струм відключення і час, необхідний для спрацювання автомата.

Времятоковая характеристика автоматичного вимикача категорії «С»

Якщо коротке замикання в електропроводці відбудеться недалеко від автомата, то опір проводів не відіграє значної ролі (струм буде досить великим), і електромагнітний расщепитель гарантовано розірве ланцюг за частки секунд. При замиканні фази на нуль в віддаленій ділянці ланцюга, на струм КЗ буде впливати опір електропроводки, прямо пропорційне довжині проводів.

При збільшенні опору проводки струм короткого замикання буде зменшуватися, а значить, захисному автомату, згідно времятоковой характеристиці, буде потрібно більше часу на відключення. Виникла в місці замикання електрична дуга, що триває деякий час, прямо пропорційне опору ланцюга, може стати причиною загоряння, впливаючи на навколишні матеріали протягом тривалого періоду.

Сліди впливу електричної дуги, що виникла в кабелі

Очевидно, що найбільшим буде опір електропроводки в найвіддаленішої від захисного автомата точці споживання (розетка або електроосвітлювальний прилад). Дана ділянка електричного кола від автоматичного вимикача до найдальшої точки називається петлею фаза-нуль. Опір петлі фаза нуль вимірюється в Омах і залежить довжини проводки і перетину проводів.

Схема підключення приладу для вимірювань

Тому замір опору петлі фаза-нуль проводиться фахівцями відповідними приладами для з’ясування відповідності номінальних параметрів автоматичних вимикачів струму можливого короткого замикання, а також перевірки правильності розрахунку перерізу проводів вимірюваної ланцюга.

Сучасний прилад для вимірювання опору контуру фаза-нуль

Види вимірювання опору контуру петлі фаза-нуль

У циклі статей про заземлення докладно розповідається про захисні функції даної запобіжного заходу. Коротко можна викласти суть: при замиканні фазного провідника на корпус електричного приладу виник струм КЗ повинен змусити відключитися автоматичний вимикач.

Тому проводять вимірювання петлі фаза – робочий нуль, а також вимірюють опір контуру, утвореного фазним провідником і захисним заземлюючим проводом PE (заземленням). При цьому вимірюється опір, як фазного провідника, так і робочого нуля або захисного провідника PE. В окремих випадках проводять вимірювання петлі між двома фазами – в системах застарілих ліній електропередач 110В з ізольованою нейтраллю.

Схема вимірювання опору петлі фаза-захисний нуль (PE)

Вимірювання опору необхідно, щоб розрахувати струм короткого замикання і порівняти його з існуючими нормативами ПУЕ та інших правил. Розрахунок КЗ здійснюється за формулою:

Iкз= Un/ Z, де Iкз струм короткого замикання, UnНомінальну напругу, Z – повний опір контуру петлі фаза-нуль.

Відповідні виміри проводяться фахівцями з таких причин:

  • приймально-здавальні випробування – вводиться в експлуатацію електроустановка (після реконструкції або монтажу);
  • на вимогу служб технагляду або інших контролюючих установ;
  • відповідно до встановленого графіка проведення замірів;
  • власне бажання користувача або відповідальної особи організації.

Вимірювання опору контуру петлі фаза нуль в побутової розетки за бажанням замовника

Коротка методика вимірювань

Дуже складно безпосередньо обчислити опір випробуваної ланцюга. На точність вимірювань будуть впливати перехідні опору контактів, перемикачів, з’єднань, якість електропроводки і стан зовнішнього середовища. До того ж, довжина ліній може обчислюватися кілометрами, тому вплив наведень від радіохвиль неминуче спотворить вимірювання, для проведення яких доведеться відключити споживачів електроенергії, що не завжди представляється можливим.

Проведення вимірювань на опорі повітряної лінії електропередач

Існує кілька методів вимірювання опору петлі фаза-нуль:

  • Замір падіння напруги в відключеною ланцюга, що перевіряється за допомогою додаткового джерела живлення;
  • Вимірювання штучно створеного струму короткого замикання;
  • Замір падіння напруги на еталонному опорі навантаження.

Раніше фахівцями застосовувалися перші два методи, а прилади були досить громіздкими і недосконалими. Сучасні інструменти електрика дозволяють уніфікувати і максимально спростити розрахунки, використовуючи вимір напруга перед і під час включення навантажувального опору. Прилад для вимірювань автоматично розраховує опір і струм короткого замикання.

Застарілий прилад М-417

Подібні прилади відрізняються багатофункціональністю (наприклад, можуть використовуватися для замірів опору заземлення) і мають великий діапазон вимірювань – від перевірки петлі фаза нуль домашньої електропроводки до випробувань контурів повітряних ліній електропередач. Для придбання навичок використання приладу необхідно мати пізнання в електротехніці і вивчити інструкцію користувача конкретного інструменту.

Прилад MZC-200 для вимірювання опору контуру фаза-нуль

Знання, необхідні для замовника вимірювань

Замір опору повинен проводитися фахівцями спеціальними приладами, тому немає сенсу детально описувати методику вимірювань. Але для пересічного користувача і відповідальних осіб різних установ вкрай важливо засвоїти одне правило:

Для перевірки відповідності групового автомата робити вимір петлі фаза-нуль потрібно в самій віддаленій точці, будь це світильник або розетка. Адже чим лінія електропередач довше, тим більше її опір, а значить, тим менше буде струм короткого замикання на кінці цієї електропроводки. Метою вимірювань є з’ясування, чи спрацює захисний автомат в кінці проводки при КЗ.

Важливість цього правила обумовлюється іноді зустрічається злочинною недбалістю відповідальних осіб, які повинні проводити виміри. Іноді вимірювання проводяться прямо на щитку, або, щоб далеко не ходити, в найближчої розетки, що є кричущим порушенням правил. І що взагалі неприпустимо, виміри проводяться «віддалено» з теплих кабінетів, шляхом вписування в протоколи вимірів вигаданих параметрів.

Якщо фахівець проводить вимірювання лише в щитку, то необхідно показати йому найвіддаленішу розетку і наполягати з приводу правильної перевірки

Також важливо знати, що на вимірювання опору контуру фаза-нуль впливає якість збірки всіх з’єднань в силовому щиті, контакт на клемах, цілісність проводів електропроводки.

Кваліфікований фахівець, перед тим як починати проводити виміри, повинен перевірити надійність з’єднань в щитку, ознайомитися зі схемою підключення, перевірити номінал автоматичних вимикачів і візуально оглянути їх в пошуку зовнішніх механічних пошкоджень. Іноді УЗО можуть спрацьовувати під час перевірки, можливо їх доведеться на час відключити.

Ретельно перевірити всі з’єднання в щитку, при необхідності – підтягнути

Приклад практичних вимірювань

Для прикладу візьмемо життєву ситуацію. Припустимо, в заміському будинку вся електропроводка встановлена ​​згідно з розрахунками і нормативам ПУЕ. Але користувач, без узгодження з відповідними службами вирішив провести електрику в віддалений від будинку флігель, сауну, або іншу споруду, встановивши захисний автомат на лінію. В цьому випадку, потрібно пам’ятати, що опір утвореної петлі може виявитися занадто великим.

Лінія підключення віддаленої будівлі повинна мати досить низьким опором для забезпечення струму КЗ

Іншими словами, великий опір означає, що у віддаленій будівництві електрична дуга буде горіти до тих пір, поки достатньо не прогріється биметаллическая пластина теплового расщепителя захисного автомата. Час горіння дуги буде залежати від струму КЗ, який обернено пропорційний опору.

Точний час, необхідне для відсічення можна з’ясувати по времятоковой характеристиці автомата, знаючи передбачуваний струм короткого замикання. Щоб дізнатися величину даного струму, необхідно виміряти опір даної ділянки електропроводки на ввідному щитку віддаленої будівлі за допомогою приладу. Це і буде вимірювана петля ланцюга проводки фаза нуль.

Провести вимірювання на вводі в щиток віддаленої будівлі

Приклад можливих результатів вимірювань

У пункті ПУЕ 7.3.139 йдеться, що при замиканні фазного провідника на корпус обладнання або нульовий робочий провід струм короткого замикання повинен в шість разів перевищувати струм розчеплювача захисного автомата. Виходячи з цього, формула для розрахунків повинна відповідати умові, згідно з ПУЕ:

Iкз >In* 6, де Inномінальний струм відключення автомата.

Пункт 7.3.139 ПУЕ, що регламентує розрахунок струму КЗ

Умова відповідності струму КЗ згідно ПТЕЕС: Iкз >In* 1,1 * 10, де 1,1 – коефіцієнт з времятоковой характеристики, що вказує початковий мінімум, при якому починає спрацьовувати автоматичний вимикач. Очевидно, що норми ПТЕЕС пред’являють більш суворі вимоги до току короткого замикання петлі фаза-нуль.

Пункт з правил ПТЕЕС, що регламентує розрахунок струму КЗ

Існують спеціальні протоколи, в які заносяться данні вимірювань опору і величини струму короткого замикання і відсічення автоматичного вимикача, а також час відключення, яке обчислюється за времятоковой характеристиці і має бути не більше 0,4 с., Згідно з ПУЕ. Якщо отриманий розрахунковий струм короткого замикання не буде відповідати описаним вище умові, то слід збільшити поперечний переріз проводів електропроводки, або встановити захисний автомат меншого номіналу, пожертвувавши при цьому максимально допустимою потужністю проводки.

Бланки протоколу перевірки узгодження параметрів ланцюга фаза-нуль

У деяких випадках, якщо по времятоковой характеристиці час відключення не перевищуватиме 0,4 с, можна змінити категорію автоматичного вимикача (наприклад, автомат «С» замінити на «В»). Якщо на результати вимірювань впливає підключена реактивне навантаження (наприклад, дроселі ламп ДНаТ), то виміри варто робити в умовах, максимально наближених до робітників, тобто при включених електроосвітлювальних приладах.

Ссылка на основную публикацию