Tehnica de calcul și măsurare a buclei de fază zero

Cu varietatea existentă de echipamente electrice instalate în circuite de alimentare, este important să învățați cum să operați corect sistemele de alimentare și să le mențineți în stare de funcționare. Încălcarea acestei cerințe duce la o scădere a performanței și posibilitatea deteriorării dispozitivelor conectate la aceasta. Verificarea liniilor conductoare electric presupune organizarea testării, care include măsurarea parametrilor electrici distribuiți. La efectuarea testelor periodice, toate dispozitivele de protecție și conductoarele electrice, precum și așa-numita „buclă de fază zero”, sunt neapărat inspectate.

Definiția conceptului

Orice echipament conectat la rețea este echipat cu o buclă de împământare de protecție. Acest dispozitiv este echipat sub forma unei structuri metalice prefabricate, situată fie lângă obiectul controlat, fie la o stație de transformare. În caz de urgență (dacă izolația firelor este deteriorată, de exemplu), tensiunea de fază cade pe carcasa împământată și apoi curge în sol.

Pentru o răspândire fiabilă a potențialului periculos în sol, rezistența lanțului nu trebuie să depășească o anumită normă (unități Ohm).

Bucla de fază zero este înțeleasă ca un circuit cablat format atunci când nucleul de fază este închis la carcasa conductivă a echipamentului conectat la rețea. De fapt, se formează între fază și neutrul împământat (zero), care este motivul acestui nume. Cunoașterea rezistenței sale este necesară pentru a monitoriza starea circuitelor de împământare de protecție, care asigură curentul de urgență curge în sol. Siguranța persoanei care utilizează echipamentele și aparatele de uz casnic depinde de starea acestui circuit.

Metoda de determinare a rezistenței buclei fază zero

În conformitate cu cerințele PTEEP, în timpul funcționării echipamentelor electrice industriale și de uz casnic, este necesară monitorizarea constantă a stării dispozitivelor de protecție. Conform cerințelor documentelor de reglementare, în instalațiile de până la 1000 de volți cu un neutru solid împământat, acestea sunt testate pentru o defecțiune la sol monofazată. În metodele de testare cunoscute, se ia în considerare în primul rând baza tehnică, reprezentată de probe de instrumente speciale de măsurare.

Aparatul folosit

Pentru a măsura lanțul fază zero, se utilizează dispozitive electronice care diferă atât în ​​ceea ce privește capacitățile lor (metoda de a face citiri și eroarea lor, în special), cât și scopul lor. Cele mai frecvente tipuri de contoare includ:

• Dispozitivele M417 și MSC300, care permit determinarea valorii dorite, la finalizarea măsurătorilor, curenții de defect la pământ sunt calculați pe baza rezultatelor obținute.
• Dispozitiv EKO-200, prin intermediul căruia este posibil să se măsoare numai curentul de defect.
• Dispozitiv EKZ-01 utilizat în aceleași scopuri ca și EKO-200.
• Contor IFN-200.

Dispozitivul M417 permite măsurători în circuite de 380 volți cu un neutru solid împământat, fără a fi nevoie să eliminați tensiunea de alimentare. La efectuarea măsurătorilor, metoda căderii sale este utilizată în modul de deschidere a circuitului controlat pentru un interval de timp de 0,3 secunde.Dezavantajele acestui dispozitiv includ necesitatea calibrării sistemului înainte de a începe lucrul.

Dispozitivul MSC300 aparține unui nou tip de produse cu umplere electronică, construit pe microprocesoare moderne. Când lucrați cu acesta, metoda de scădere a potențialului este utilizată la conectarea unei rezistențe fixe de 10 ohmi. Tensiunea de funcționare este de 180-250 de volți, iar timpul de măsurare al parametrului controlat este de 0,03 sec. Dispozitivul este conectat la linia testată în cel mai îndepărtat punct, după care este apăsat butonul „Start”. Rezultatele măsurătorilor sunt afișate pe afișajul digital încorporat în dispozitiv.

Atunci când nu este disponibil un singur eșantion dintr-un dispozitiv de măsurare (și, de asemenea, dacă este necesar să se dubleze operațiile), metoda de măsurare utilizând un voltmetru și un ampermetru este utilizată pentru a determina practic valoarea dorită.

Tehnici de măsurare existente

Tehnicile cunoscute includ partea de calcul, prezentată sub formă de formule. Un instrument de proiectare general acceptat vă permite să aflați rezistența totală a buclei utilizând următoarea formulă:

Zpet = Zp + Zt / 3, unde

• Zп este rezistența totală a firelor din secțiunea de scurtcircuit;
• Zт - la fel, dar pentru transformatorul de putere al stației (sursa de curent).

Pentru firele de duraluminiu și cupru, Zpet are în medie 0,6 Ohm / km. Conform rezistenței constatate, se găsește curentul unei defecte de pământ monofazat: Ik = Uph / Zpet.

Dacă, ca urmare a calculelor de mai sus, se dovedește că valoarea parametrului dorit nu depășește o treime din valoarea admisibilă (vezi PUE), vă puteți limita la această opțiune de calcul. În caz contrar, măsurătorile de curent continuu se efectuează utilizând dispozitive EKO-200 sau EKZ-01. În absența lor, poate fi utilizată metoda ampermetru-voltmetru.

Procedura generală pentru efectuarea testelor folosind instrumente de măsurare ale mărcilor indicate:

• Echipamentul monitorizat este deconectat de la rețea.
• Sursa de alimentare a buclei testate este organizată dintr-un transformator descendent.
• Este necesar să închideți în mod deliberat faza de corpul receptorului electric și apoi să măsurați valoarea Zpet rezultată din scurtcircuit.

Când se măsoară prin metoda ampermetru-voltmetru, după aplicarea tensiunii la circuitul controlat și organizarea scurtcircuitului, se determină valorile curentului I și potențialului U. Prima dintre aceste valori nu trebuie să depășească 10-20 Amperi.

Calcule și prezentarea rezultatelor

Rezistența buclei testate este calculată prin formula: Zpet = U / I. Valoarea obținută din rezultatele calculului se adaugă impedanței unuia dintre cele 3 înfășurări ale transformatorului de stație, egală cu Rtr. / 3.

La finalizarea măsurătorilor liniare în conformitate cu standardele aplicabile, acestea ar trebui să fie documentate. Pentru aceasta, rapoartele de testare sunt pregătite în forma prescrisă, în care sunt înregistrate în mod necesar următoarele date:

• Tipul liniei, principalele sale caracteristici.
• Echipamente de măsurare utilizate pentru testare.
• Valorile propriei rezistențe tranzitorii și înfășurările transformatorului de stație.
• Suma lor, care este rezultatul măsurătorilor luate.

În conformitate cu principalele dispoziții ale PUE, frecvența verificărilor efectuate pe circuitele de alimentare este o dată la 6 ani. Pentru obiecte explozive - la fiecare doi ani.

Calcule conform tabelelor

Valoarea completă a valorii solicitate depinde de următorii factori:

• Parametrii transformatorului stației de putere.
• Secțiuni de conductoare de fază și zero selectate în proiectarea rețelei electrice.
• Rezistența conexiunilor cross-over prezente întotdeauna în orice circuit.

Conductivitatea firelor utilizate poate fi setată chiar și în etapa de proiectare a sistemului de alimentare, care, cu condiția să fie selectat corect, va evita multe probleme.

Conform PUE, acest indicator trebuie să corespundă cel puțin jumătate din aceeași valoare pentru conductoarele de fază. Dacă este necesar, poate fi mărit la aceeași valoare.Cerințele din Capitolul 1.7 din PUE stipulează aceste valori și le puteți face cunoștință în Tabelul 1.7.5, prezentat în Anexa Regulilor. Conform acestuia, este selectată cea mai mică secțiune a conductoarelor de protecție (în milimetri pătrați).

La sfârșitul etapei tabulare a calculului buclei fază zero, aceștia continuă să o verifice calculând curentul de scurtcircuit folosind formulele. Valoarea sa calculată este apoi comparată cu rezultatele practice obținute anterior prin măsurători directe. Odată cu selectarea ulterioară a dispozitivelor de protecție împotriva scurtcircuitului (întrerupătoare liniare, în special), timpul lor de răspuns este legat de acest parametru.

Când se fac măsurători?

Măsurarea rezistenței secțiunii circuitului fază zero este organizată în mod necesar în următoarele situații:

• la punerea în funcțiune a unor instalații electrice noi, care nu funcționează încă;
• când s-a primit o comandă de la serviciile energetice de control pentru a le efectua;
• conform aplicației întreprinderilor și organizațiilor conectate la rețeaua electrică deservită.

Când sistemul de alimentare este pus în funcțiune, măsurătorile de testare ale rezistenței buclei fac parte dintr-un set de măsuri pentru verificarea performanței sale. Al doilea caz este asociat cu situații de urgență care apar adesea în timpul funcționării circuitelor de alimentare. O aplicație de la anumiți consumatori, reprezentată de o întreprindere sau o organizație, poate veni în caz de protecție nesatisfăcătoare a echipamentului (conform reclamațiilor din partea anumitor utilizatori, de exemplu).

Exemple de calcul

Două metode sunt considerate ca exemple de astfel de măsurători.

Efectul unei căderi de tensiune în secțiunea controlată a circuitului de alimentare

Când descrieți această metodă, este important să acordați atenție dificultăților implementării sale practice. Acest lucru se datorează faptului că va lua mai mulți pași pentru a obține rezultatul final. În primul rând, va trebui să măsurați parametrii rețelei în două moduri: cu sarcini deconectate și conectate. În fiecare dintre aceste cazuri, rezistența este măsurată prin citirea curentului și a tensiunii. Mai mult, este calculat conform formulelor clasice care decurg din legea lui Ohm (Zп = U / I).

În numeratorul acestei formule, U reprezintă diferența dintre două tensiuni - când sarcina este pornită și când sarcina este oprită (U1 și U2). Curentul este luat în considerare numai pentru primul caz. Pentru rezultate corecte, diferența dintre U1 și U2 trebuie să fie suficient de mare.

Impedanța ia în considerare impedanța bobinei transformatorului (aceasta se adaugă la rezultat).

Aplicarea unei surse de alimentare independente

Această abordare implică determinarea parametrului de interes pentru specialiști care utilizează o sursă independentă de tensiune de alimentare. La realizarea acestuia, va trebui să țineți cont de următoarele puncte importante:

• În timpul măsurătorilor, înfășurarea primară a transformatorului stației de alimentare este scurtcircuitată.
• De la o sursă independentă, tensiunea de alimentare este alimentată direct în zona de scurtcircuit.
• Rezistența fazei zero este calculată conform formulei deja cunoscute Zp = U / I, unde: Zp este valoarea parametrului dorit în ohmi, U este tensiunea de testare măsurată în Volți, I este valoarea curentului de măsurare în Amperi .

Toate metodele luate în considerare nu pretind a fi absolut exacte în rezultatele obținute din rezultatele lor. Ele dau doar o estimare aproximativă a impedanței buclei zero-fază. Această natură se explică prin imposibilitatea măsurării pierderilor inductive și capacitive, care sunt întotdeauna prezente în circuitele de putere cu parametri distribuiți, în cadrul metodelor propuse. Dacă este necesar să se țină seama de natura vectorială a mărimilor măsurate (schimbări de fază, în special), vor trebui introduse corecții speciale.

În condițiile reale de funcționare ale consumatorilor puternici, valorile reactanțelor distribuite sunt atât de nesemnificative încât, în anumite condiții, nu sunt luate în considerare.