Измерение сопротивления петли цепи фаза-нуль

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 характеристики автоматических выключателей. 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 заземлении 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:

I­­кз=Un/Z, где I­­кз ток короткого замыкания, Unноминальное 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:

I­­кз >In*6, где Inноминальный ток отключения автомата.

Пункт 7.3.139 ПУЭ, регламентирующий расчет тока КЗ

Условие соответствия тока КЗ согласно ПТЭЭП: I­­кз >In*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.


Похожие статьи

Поделитесь статьей с друзьями:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *