Петля фаза нуль методика измерения

Как измерить сопротивление петли фаза-ноль?

Надежность работы электрических сетей TN с классом напряжения до 1 кВ во многом зависит от параметров срабатывания защитного оборудования, отключающего аварийный участок при образовании сверхтоков. Существует несколько методик, позволяющих проверить надежность срабатывания автоматов защиты, сегодня мы подробно рассмотрим одну из них — измерение сопротивления петли «фаза-ноль». Для лучшего понимания процесса начнем с краткого описания терминологии, после чего перейдем к методике электрических испытаний при помощи специального устройства MZC-300.

Определение понятия

Любое подключенное к электросети оборудование оснащается защитным заземляющим контуром. Это приспособление обустраивается в виде сборной металлической конструкции, располагающейся либо рядом с контролируемым объектом, либо на трансформаторной подстанции. В случае аварийной ситуации (при повреждении изоляции проводов, например) фазное напряжение попадает на заземленный корпус, а затем стекает в землю.

Для надежного растекания в грунт опасного потенциала сопротивление цепочки не должно превышать определенной нормы (единиц Ома).

Под петлей фаза ноль понимается проводной контур, образуемый при замыкании фазной жилы на токопроводящий корпус подключенного к сети оборудования. Фактически он образуется между фазой и заземленной нейтралью (нулем), что и явилось причиной такого названия. Знать его сопротивление необходимо для того, чтобы контролировать состояние цепей защитного заземления, обеспечивающих стекание аварийного тока в грунт. От состояния этого контура зависит безопасность человека, пользующегося оборудованием и бытовыми приборами.

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.

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 оформления 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 электробезопасности 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.

Какие приборы используют?

Для измерения параметров фазы используют специальные поверенные устройства. Аппараты отличаются методиками замеров, а также конструктивными особенностями. Наибольшей популярностью среди электриков пользуются следующие измерительные приборы:

• М-417. Проверенное опытом и временем устройство, предназначенное для измерения сопротивления без отключения источника питания. Из особенностей выделяют простоту использования, габариты и цифровую индикацию. Прибор применяют в любых сетях переменного тока напряжением 380В и допустимыми отклонениями 10%. М-417 автоматически размыкает цепь на интервал до 0,3 секунды для проведения замеров.
• MZC-300. Современное оборудование для проверки состояния коммутационных элементов. Методика измерений описаны в ГОСТе 50571.16-99 и заключается в имитации короткого замыкания. Устройство работает в сетях с напряжением 180-250В и фиксирует результат за 0,3 секунды. Для большей надежности работы предусмотрены индикаторы низкого или высокого напряжения, а также защита от перегрева.
• ИФН-200. Устройство с микропроцессорным управлением для измерения сопротивления петли фаза-ноль без отключения питания. Надежный прибор гарантирует точность результата с погрешностью до 3%. Его используют в сетях с напряжением от 30В до 280В. Из дополнительных преимуществ следует выделить измерение тока КЗ, напряжения и угла сдвига фаз. Также прибор ИНФ-200 запоминает результаты 35 последних замеров.

Важно! Точность результатов измерения зависит не только от качества прибора, но и от соблюдения правил выполнения выбранной методики.

Измерить сопротивление петли фаза нуль можно несколькими способами. Как правило, используют один из следующих:

1. Расчетно-формульный способ.
2. Измерение полного сопротивления цепи фазы и нулевого защитного проводника для последующего расчета тока однофазного замыкания.
3. Непосредственный замер тока однофазного замыкания путем замыкания на корпус или нуль.

Последние два способа не требуют расчетов, первый же использует формулу

Zпет = Zп + Zт/3

Zп – полное сопротивление проводов петли фаза – нуль,

Zт – полное сопротивление питающего трансформатора

Исходя из полученного значения, можно определить ток однофазного замыкания на землю

Iк = Uф/ Zпет

Если по расчетам оказывается, что ток однофазного замыкания на землю (ТОЗ) превышает допустимый ток на 30%, то требуется полный замер сопротивления петли фаза нуль Под допустимым током понимается ток, при котором в определенный временной промежуток происходит срабатывание аппарата.

В сети существует несколько видов защиты от однофазных замыканий. Плавкий предохранитель должен выдерживать трехкратный однофазный ток при коротком замыкании в невзывоопасном помещении и четырехкратный – во взрывоопасном. Для автоматического выключателя с обратнозависимой от тока характеристикой эти показатели составляют соответственно три и шесть. Автоматический выключатель с электромагнитным расцепителем при определенном заранее коэффициентом разброса уставок Кр по данным завода изготовителя имеет показатели 1,1 Кр для любых видов помещений. При отсутствии заводских данных, коэффициент в обоих случаях повышается до 1,4 для уставки до 100А, и до 1,25 для уставок более 100А. Под уставкой понимается значение некоей величины, в данном случае – сила тока, по достижении которого происходит изменение состояния системы. При проверке петли фаза нуль учитывается полное (комплексное) сопротивление всей цепи.

Требования безопасности

Проведение измерения сопротивления петли фаза-нуль требует предварительного проведения специалистами электроизмерительной лаборатории ряда организационно-технических мероприятий. Для начала определяется график работ по измерению, поскольку для каждого вида измерительного средства требуется согласовать требования руководства фирмы-клиента. Затем проверяется допуск лиц, которые должны будут осуществить измерение сопротивления. Они должны пройти соответствующий инструктаж и иметь группу по электробезопасности не ниже третьей. Работники должны иметь возраст не менее 18 лет, пройти медицинское освидетельствование, инструктаж, иметь соответствующее образование и навыки, которые определены в МПБЭЭ (Межотраслевых правилах по охране труда и эксплуатации электроустановок).

Ограничения при работе с приборами

В соответствии с теми же МПБЭЭ, запрещается производить ряд манипуляций с измерительными приборами, а именно:

1. Работа с прибором М417 при измерении сопротивления петли фаза нуль исключает наличие заземления;
2. Прибор должен находиться под одновременным контролем двух человек и более;
3. Включение прибора должно быть произведено при отключенном питающем напряжении.
4. У прибора ЕР180 существует ограничение напряжения в 250В;
5. Нельзя нажимать кнопку запуска прибора до того, как прибор включен в сеть;
6. Строго запрещена замена предохранителей в работающем приборе.

Помимо прочего, при измерении сопротивления петли фаза нуль требуется соблюдать ряд условий окружающей среды. Так, температура окружающего воздуха должна быть положительна, погода – сухая, без бурь, штормов и гроз. Необходимо фиксировать атмосферное давление и заносить его в протокол, но на сегодняшний день его влияние на качество измерений сопротивления не отмечено. Зато имеет значение температура проводников – степень их нагрева также фиксируется, и зависит от температуры окружающего воздуха. Если измерение проводится при малых токах и комнатной температуре, ток замыкания может вызвать повышение температуры проводника и, как следствие, повышение его сопротивления. Чтобы избежать ошибок при замерах, используется следующая методика:

1. Проводится измерение сопротивления петли фаза нуль на вводе электроустановки.
2. Затем замеряют сопротивление фазного и защитного проводников сети от ввода до распределительного пункта или щита управления.
3. Следующий этап – замер сопротивления от распределительного пункта или щита управления до электроприемника.
4. Полученные величины увеличивают для учета влияния температуры.
5. Увеличенные значения сопротивления добавляют в величине сопротивления петли фаза-нуль

Дальнейшая подготовка проводится согласно ПУЭ: «В электроустановках до 1000В с глухозаземлённой нейтралью с целью обеспечения автоматического отключения аварийного участка проводимость фазных и нулевых рабочих и нулевых защитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании на корпус или на нулевой проводник возникал ток короткого замыкания, который обеспечивает время автоматического отключения питания не превышающего нормативных значений». Нормативные значения указаны в таблице 5 Правил эксплуатации электроустановок.

Оформление результатов измерений.

Результат измерения сопротивления петли фаза нуль заносится в протокол, так же, как и данные по автоматическим выключателям, по результатам исследования специалистом-экспертов выносится вердикт о возможности, либо невозможности использования установки, а также о причинах возможных неисправностей.

Нормативные документы, на соответствие требованиям которых проводятся измерения:

1. ПУЭ (Правила устройства электроустановок) 7-е издание раздел 1, гл. 1.8, п. 1.8.39, пп. 4, гл.1.7., п. 1.7.79;
2. РД 34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытаний электрооборудования»;
3. Проектная документация;
4. ПТЭЭП (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей), Приложение 3, п. 28, пп. 28.4.

Электротехническая лаборатория «ПодКлюч Плюс» имеет ряд важных преимуществ: —

Оперативная обработка заказа после его получения;

— Предоставление гарантии на качество выполненной работы;

— Каждый протокол диагностики имеет копию свидетельства нашей электротехнической лаборатории;

Кроме этого у нас работают сотрудники с большим опытом и нужной квалификацией. Еще у нас приемлемые цены, в чем Вы можете сами убедиться.

Не откладывайте вопрос измерения сопротивления изоляции в долгий ящик, ведь это, прежде всего, безопасность. А во-вторых данная процедура может предупредить возникновения аварийных ситуаций, убытки от которых будут в десятки раз дороже стоимости диагностики.

1. Что такое петля фаза-ноль

В электрических установках напряжением до 1000 вольт с глухозаземленной нейтралью обязательна металлическая связь частей, подлежащих заземлению, с заземленной нейтралью электроустановки. Для таких установок должно быть измерено сопротивление петли, образованной при коротком замыкании фазы на корпус аппарата. Это сопротивление равно сумме полных сопротивлений фазового провода, фазы силового трансформатора и нулевого провода.

Цепь (петля) фаза-ноль в электроустановках с глухозаземленной нейтралью образуется при замыкании фазного провода с нулевым или корпусом электрооборудования. Обычно это происходит при повреждении изоляции электропроводки. В случае такой аварии устройства защиты (автоматические выключатели, предохранители) должны отключить электроустановку в кратчайшее время, обеспечивающее условия электробезопасности.

Петля фаза-ноль — это контур, состоящий из соединения фазного и нулевого проводника. Сопротивление петли фаза-ноль зависит от сечения жил кабеля, его протяженности, переходных сопротивлений в соединительных коробках данной линии. Измерения проводят на самом удаленном от аппарата защиты участке линии.

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:

Действующая методика проверки петли фаза-нуль

Чтобы исключить возможность распространения тока при его утечке, необходимо проанализировать сил тока при коротком замыкании на одной из фаз. Для этого вначале осуществляется замер полного сопротивления. Методика проверки петли фаза-нуль предполагает суммирование количественных показателей силовых линий, автоматических выключателей и трансформаторов. Последние могут быть представлены паспортными данными, однако лучше всего осуществлять весь комплекс измерений самостоятельно.

Вначале данный уровень сравнивается с табличным значением, что позволяет установить, насколько безопасной является установка. Затем осуществляется расчет тока короткого замыкания путем деления фазного напряжения на значения сопротивления. Если данный показатель не менее чем на 30% выше уровня срабатывания автоматических расцепителей, дальнейших действий не осуществляется. В противном случае методика проверки петли фаза-нуль предполагает продолжение изучения безопасности установки. Стоит также понимать, какой должна быть кратность тока срабатывания защиты в различных системах: