Τεχνική υπολογισμού και μέτρησης του βρόχου μηδενικής φάσης

Με την υπάρχουσα ποικιλία ηλεκτρικού εξοπλισμού εγκατεστημένου σε κυκλώματα ισχύος, είναι σημαντικό να μάθετε πώς να χρησιμοποιείτε σωστά τα συστήματα τροφοδοσίας και να τα διατηρείτε σε λειτουργία. Η παραβίαση αυτής της απαίτησης οδηγεί σε μείωση της απόδοσης και την πιθανότητα ζημιάς σε συσκευές που είναι συνδεδεμένες σε αυτήν. Ο έλεγχος ηλεκτρικά αγώγιμων γραμμών περιλαμβάνει την οργάνωση δοκιμών, η οποία περιλαμβάνει τη μέτρηση των κατανεμημένων ηλεκτρικών παραμέτρων. Κατά τη διεξαγωγή περιοδικών δοκιμών, όλες οι προστατευτικές συσκευές και οι ηλεκτρικοί αγωγοί, καθώς και ο λεγόμενος «φάση μηδενικού βρόχου», ελέγχονται απαραίτητα.

Ορισμός της έννοιας

Οποιοσδήποτε εξοπλισμός συνδεδεμένος στο δίκτυο είναι εξοπλισμένος με προστατευτικό βρόχο γείωσης. Αυτή η συσκευή είναι εξοπλισμένη με τη μορφή προκατασκευασμένης μεταλλικής δομής, που βρίσκεται είτε δίπλα στο ελεγχόμενο αντικείμενο είτε σε υποσταθμό μετασχηματιστή. Σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης (για παράδειγμα, εάν η μόνωση των καλωδίων έχει υποστεί ζημιά), η τάση φάσης πέφτει στο γειωμένο περίβλημα και στη συνέχεια ρέει στο έδαφος.

Για αξιόπιστη εξάπλωση επικίνδυνου δυναμικού στο έδαφος, η αντίσταση της αλυσίδας δεν πρέπει να υπερβαίνει ένα συγκεκριμένο πρότυπο (μονάδες Ohm).

Ο βρόχος μηδενικής φάσης νοείται ως ενσύρματο κύκλωμα που σχηματίζεται όταν ο αγωγός φάσης είναι κλειστός στο αγώγιμο περίβλημα του εξοπλισμού που είναι συνδεδεμένος στο δίκτυο. Στην πραγματικότητα, σχηματίζεται μεταξύ της φάσης και του γειωμένου ουδέτερου (μηδέν), που είναι ο λόγος για αυτό το όνομα. Η γνώση της αντίστασής της είναι απαραίτητη για την παρακολούθηση της κατάστασης των προστατευτικών κυκλωμάτων γείωσης, τα οποία διασφαλίζουν ότι το ρεύμα έκτακτης ανάγκης ρέει στο έδαφος. Η ασφάλεια του ατόμου που χρησιμοποιεί τον εξοπλισμό και τις οικιακές συσκευές εξαρτάται από την κατάσταση αυτού του κυκλώματος.

Μέθοδος για τον προσδιορισμό της αντίστασης βρόχου φάση-μηδέν

Σύμφωνα με τις απαιτήσεις του PTEEP, κατά τη λειτουργία βιομηχανικού και οικιακού ηλεκτρικού εξοπλισμού, απαιτείται συνεχής παρακολούθηση της κατάστασης των προστατευτικών συσκευών. Σύμφωνα με τις απαιτήσεις των κανονιστικών εγγράφων, σε εγκαταστάσεις έως 1000 Volt με σταθερά γειωμένο ουδέτερο, ελέγχονται για μονοφασικό σφάλμα γείωσης. Στις γνωστές μεθόδους δοκιμών, καταρχάς, λαμβάνεται υπόψη η τεχνική βάση, που αντιπροσωπεύεται από δείγματα ειδικών οργάνων μέτρησης.

Χρησιμοποιημένη συσκευή

Για τη μέτρηση της αλυσίδας φάσης-μηδέν, χρησιμοποιούνται ηλεκτρονικές συσκευές που διαφέρουν τόσο στις δυνατότητές τους (συγκεκριμένα η μέθοδος λήψης αναγνώσεων και το σφάλμα τους) όσο και στον σκοπό τους. Οι πιο συνηθισμένοι τύποι μετρητών περιλαμβάνουν:

• Οι συσκευές M417 και MSC300, επιτρέποντας τον προσδιορισμό της απαιτούμενης τιμής, μετά την ολοκλήρωση των μετρήσεων, τα ρεύματα σφάλματος γείωσης υπολογίζονται με βάση τα αποτελέσματα που λαμβάνονται.
• Συσκευή EKO-200, μέσω της οποίας είναι δυνατή η μέτρηση μόνο του ρεύματος σφάλματος.
• Η συσκευή EKZ-01 χρησιμοποιείται για τους ίδιους σκοπούς με το EKO-200.
• IFN-200 μέτρο.

Η συσκευή M417 επιτρέπει μετρήσεις σε κυκλώματα 380 Volt με σταθερά γειωμένο ουδέτερο χωρίς την ανάγκη αφαίρεσης της τάσης τροφοδοσίας. Κατά τη λήψη μετρήσεων, η μέθοδος πτώσης του χρησιμοποιείται στον τρόπο ανοίγματος του ελεγχόμενου κυκλώματος για χρονικό διάστημα 0,3 δευτερολέπτων.Τα μειονεκτήματα αυτής της συσκευής περιλαμβάνουν την ανάγκη βαθμονόμησης του συστήματος πριν ξεκινήσει η εργασία.

Η συσκευή MSC300 ανήκει σε έναν νέο τύπο προϊόντων με ηλεκτρονική πλήρωση, χτισμένη σε σύγχρονους μικροεπεξεργαστές. Όταν εργάζεστε με αυτήν, η μέθοδος πιθανής πτώσης χρησιμοποιείται κατά τη σύνδεση σταθερής αντίστασης 10 ohms. Η τάση λειτουργίας είναι 180-250 Volts και ο χρόνος μέτρησης της ελεγχόμενης παραμέτρου είναι 0,03 sec. Η συσκευή συνδέεται στη δοκιμαστική γραμμή στο πιο μακρινό σημείο της, μετά το οποίο πατάτε το κουμπί "Έναρξη". Τα αποτελέσματα των μετρήσεων εμφανίζονται στην ψηφιακή οθόνη ενσωματωμένη στη συσκευή.

Όταν δεν υπάρχει ούτε ένα δείγμα μιας συσκευής μέτρησης (και επίσης εάν είναι απαραίτητο να επαναλάβετε τις λειτουργίες), χρησιμοποιείται η μέθοδος μέτρησης χρησιμοποιώντας ένα βολτόμετρο και ένα αμπερόμετρο για να προσδιοριστεί πρακτικά η επιθυμητή τιμή.

Υφιστάμενες τεχνικές μέτρησης

Οι γνωστές τεχνικές περιλαμβάνουν το μέρος υπολογισμού, που παρουσιάζεται με τη μορφή τύπων. Ένα γενικά αποδεκτό εργαλείο σχεδίασης σάς επιτρέπει να μάθετε τη συνολική αντίσταση βρόχου χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:

Zpet = Zp + Zt / 3, όπου

• Zп είναι η συνολική αντίσταση των καλωδίων στο τμήμα βραχυκυκλώματος.
• Zт - το ίδιο, αλλά για τον μετασχηματιστή ισχύος υποσταθμού (τρέχουσα πηγή).

Για καλώδια duralumin και χαλκού, το Zpet είναι 0,6 Ohm / km. Σύμφωνα με την αντίσταση που βρέθηκε, το ρεύμα ενός μονοφασικού σφάλματος γείωσης βρίσκεται: Ik = Uph / Zpet.

Εάν, ως αποτέλεσμα των παραπάνω υπολογισμών, αποδειχθεί ότι η τιμή της επιθυμητής παραμέτρου δεν υπερβαίνει το ένα τρίτο της επιτρεπόμενης τιμής (βλέπε PUE), μπορείτε να περιοριστείτε σε αυτήν την επιλογή υπολογισμού. Διαφορετικά, οι μετρήσεις συνεχούς ρεύματος πραγματοποιούνται χρησιμοποιώντας συσκευές EKO-200 ή EKZ-01. Σε περίπτωση απουσίας τους, μπορεί να χρησιμοποιηθεί η μέθοδος αμπερόμετρου-βολτόμετρου.

Η γενική διαδικασία για τη διεξαγωγή δοκιμών χρησιμοποιώντας όργανα μέτρησης των ενδείξεων που αναφέρονται

• Ο ελεγχόμενος εξοπλισμός αποσυνδέεται από το δίκτυο.
• Η τροφοδοσία του δοκιμασμένου βρόχου οργανώνεται από έναν μετασχηματιστή.
• Είναι απαραίτητο να κλείσετε σκόπιμα τη φάση στο σώμα του ηλεκτρικού δέκτη και, στη συνέχεια, να μετρήσετε την τιμή του Zpet που προκύπτει από το βραχυκύκλωμα.

Κατά τη μέτρηση με τη μέθοδο αμπερόμετρου-βολτόμετρου, μετά την εφαρμογή τάσης στο ελεγχόμενο κύκλωμα και την οργάνωση του βραχυκυκλώματος, προσδιορίζονται οι τιμές του ρεύματος I και του δυναμικού U. Η πρώτη από αυτές τις τιμές δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 10-20 Αμπέρ.

Υπολογισμοί και παρουσίαση των αποτελεσμάτων

Η αντίσταση του δοκιμαστικού βρόχου υπολογίζεται με τον τύπο: Zpet = U / I. Η τιμή που λαμβάνεται από τα αποτελέσματα υπολογισμού προστίθεται στην σύνθετη αντίσταση μίας από τις 3 περιελίξεις του μετασχηματιστή σταθμού, ίσης με Rtr. / 3.

Μετά την ολοκλήρωση των γραμμικών μετρήσεων σύμφωνα με τα ισχύοντα πρότυπα, θα πρέπει να τεκμηριώνονται. Γι 'αυτό, οι αναφορές δοκιμών συντάσσονται με την καθορισμένη μορφή, στην οποία καταγράφονται απαραίτητα τα ακόλουθα δεδομένα:

• Τύπος γραμμής, τα κύρια χαρακτηριστικά του.
• Εξοπλισμός μέτρησης που χρησιμοποιείται για δοκιμές.
• Οι τιμές της δικής της παροδικής αντίστασης και των περιελίξεων του μετασχηματιστή σταθμού.
• Το άθροισμά τους, που είναι το αποτέλεσμα των μετρήσεων που έχουν ληφθεί.

Σύμφωνα με τις κύριες διατάξεις του PUE, η συχνότητα των ελέγχων που πραγματοποιούνται στα κυκλώματα ισχύος είναι μία φορά κάθε 6 χρόνια. Για εκρηκτικά αντικείμενα - κάθε δύο χρόνια.

Υπολογισμοί σύμφωνα με τους πίνακες

Η πλήρης τιμή της απαιτούμενης τιμής εξαρτάται από τους ακόλουθους παράγοντες:

• Παράμετροι μετασχηματιστή υποσταθμού ισχύος.
• Τμήματα αγωγών φάσης και μηδέν που επιλέγονται στο σχεδιασμό του ηλεκτρικού δικτύου.
• Η αντίσταση των συνδέσεων διασταύρωσης υπάρχει πάντα σε οποιοδήποτε κύκλωμα.

Η αγωγιμότητα των χρησιμοποιούμενων καλωδίων μπορεί να ρυθμιστεί στο στάδιο σχεδιασμού του συστήματος ισχύος, το οποίο, με την προϋπόθεση ότι έχει επιλεγεί σωστά, θα αποφύγει πολλά προβλήματα.

Σύμφωνα με το PUE, αυτός ο δείκτης πρέπει να αντιστοιχεί τουλάχιστον στο ήμισυ της ίδιας τιμής για τους αγωγούς φάσης. Εάν είναι απαραίτητο, μπορεί να αυξηθεί στην ίδια τιμή.Οι απαιτήσεις του Κεφαλαίου 1.7 του PUE ορίζουν αυτές τις τιμές και μπορείτε να τις εξοικειωθείτε με τον Πίνακα 1.7.5, που δίνεται στο Παράρτημα των Κανόνων. Σύμφωνα με αυτό, επιλέγεται το μικρότερο τμήμα των αγωγών προστασίας (σε τετραγωνικά χιλιοστά).

Στο τέλος του επιτραπέζιου σταδίου υπολογισμού του βρόχου φάσης-μηδέν, προχωρούν για να τον ελέγξουν υπολογίζοντας το ρεύμα βραχυκυκλώματος χρησιμοποιώντας τους τύπους. Στη συνέχεια, η υπολογισμένη τιμή της συγκρίνεται με πρακτικά αποτελέσματα που είχαν ληφθεί προηγουμένως με άμεσες μετρήσεις. Με την επακόλουθη επιλογή συσκευών προστασίας βραχυκυκλώματος (ιδίως γραμμικοί διακόπτες), ο χρόνος απόκρισης συνδέεται με αυτήν την παράμετρο.

Πότε γίνονται οι μετρήσεις;

Η μέτρηση της αντίστασης του τμήματος κυκλώματος φάσης-μηδέν είναι αναγκαστικά οργανωμένη στις ακόλουθες περιπτώσεις:

• κατά τη θέση σε λειτουργία νέων, μη λειτουργικών ηλεκτρικών εγκαταστάσεων,
• όταν ελήφθη εντολή από τις ελεγκτικές ενεργειακές υπηρεσίες για την πραγματοποίησή τους ·
• σύμφωνα με την εφαρμογή επιχειρήσεων και οργανισμών που συνδέονται με το εξυπηρετούμενο ηλεκτρικό δίκτυο.

Όταν το σύστημα ισχύος τεθεί σε λειτουργία, οι μετρήσεις δοκιμής της αντίστασης του βρόχου αποτελούν μέρος ενός συνόλου μέτρων για την επαλήθευση της απόδοσής του. Η δεύτερη περίπτωση σχετίζεται με καταστάσεις έκτακτης ανάγκης που συμβαίνουν συχνά κατά τη λειτουργία των κυκλωμάτων ισχύος. Μια αίτηση από ορισμένους καταναλωτές, που εκπροσωπείται από μια επιχείρηση ή έναν οργανισμό, ενδέχεται να υποβληθεί σε περίπτωση μη ικανοποιητικής προστασίας του εξοπλισμού (για παράδειγμα, σύμφωνα με παράπονα συγκεκριμένων χρηστών).

Παραδείγματα υπολογισμού

Δύο μέθοδοι θεωρούνται ως παραδείγματα τέτοιων μετρήσεων.

Η επίδραση της πτώσης τάσης στο ελεγχόμενο τμήμα του κυκλώματος ισχύος

Κατά την περιγραφή αυτής της μεθόδου, είναι σημαντικό να δοθεί προσοχή στις δυσκολίες της πρακτικής εφαρμογής της. Αυτό συμβαίνει επειδή θα χρειαστούν αρκετά βήματα για να πάρει το τελικό αποτέλεσμα. Πρώτον, θα πρέπει να μετρήσετε τις παραμέτρους δικτύου σε δύο τρόπους: με αποσυνδεδεμένα και συνδεδεμένα φορτία. Σε καθεμία από αυτές τις περιπτώσεις, η αντίσταση μετράται λαμβάνοντας μετρήσεις ρεύματος και τάσης. Επιπλέον, υπολογίζεται σύμφωνα με τους κλασικούς τύπους που προκύπτουν από τον νόμο του Ohm (Zп = U / I).

Στον αριθμητή αυτού του τύπου, το U αντιπροσωπεύει τη διαφορά μεταξύ δύο τάσεων - όταν το φορτίο είναι ενεργοποιημένο και όταν το φορτίο είναι απενεργοποιημένο (U1 και U2). Το ρεύμα λαμβάνεται υπόψη μόνο για την πρώτη περίπτωση. Για σωστά αποτελέσματα, η διαφορά μεταξύ U1 και U2 πρέπει να είναι αρκετά μεγάλη.

Η σύνθετη αντίσταση λαμβάνει υπόψη την σύνθετη αντίσταση του πηνίου μετασχηματιστή (προστίθεται στο ληφθέν αποτέλεσμα).

Εφαρμογή ανεξάρτητου τροφοδοτικού

Αυτή η προσέγγιση περιλαμβάνει τον προσδιορισμό της παραμέτρου που ενδιαφέρει τους ειδικούς χρησιμοποιώντας μια ανεξάρτητη πηγή τάσης τροφοδοσίας. Κατά την εκτέλεση, θα πρέπει να λάβετε υπόψη τα ακόλουθα σημαντικά σημεία:

• Κατά τη διάρκεια των μετρήσεων, η κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή σταθμού τροφοδοσίας βραχυκυκλώνεται.
• Από ανεξάρτητη πηγή, η τάση τροφοδοσίας παρέχεται απευθείας στη ζώνη βραχυκυκλώματος.
• Η αντίσταση φάσης-μηδέν υπολογίζεται σύμφωνα με τον ήδη γνωστό τύπο Zp = U / I, όπου: Zp είναι η τιμή της απαιτούμενης παραμέτρου σε Ohms, U είναι η μετρούμενη τάση δοκιμής σε Volts, I είναι η τιμή του ρεύματος μέτρησης σε Αμπέρ .

Όλες οι εξεταζόμενες μέθοδοι δεν ισχυρίζονται ότι είναι απολύτως ακριβείς στα αποτελέσματα που λαμβάνονται από τα αποτελέσματά τους. Δίνουν μόνο μια πρόχειρη εκτίμηση της αντίστασης βρόχου φάσης-μηδέν. Αυτός ο χαρακτήρας εξηγείται από την αδυναμία μέτρησης επαγωγικών και χωρητικών απωλειών, οι οποίες είναι πάντα παρούσες σε κυκλώματα ισχύος με κατανεμημένες παραμέτρους, στο πλαίσιο των προτεινόμενων μεθόδων. Εάν είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η διανυσματική φύση των μετρούμενων ποσοτήτων (συγκεκριμένα οι μετατοπίσεις φάσης), θα πρέπει να εισαχθούν ειδικές διορθώσεις.

Σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας ισχυρών καταναλωτών, οι τιμές των κατανεμημένων αντιδράσεων είναι τόσο ασήμαντες που σε ορισμένες συνθήκες δεν λαμβάνονται υπόψη.