Metóda výpočtu a merania slučky fázovej nuly

Vzhľadom na existujúcu škálu elektrických zariadení inštalovaných v napájacích obvodoch je dôležité naučiť sa, ako správne prevádzkovať napájacie systémy a udržiavať ich v prevádzkyschopnom stave. Porušenie tejto požiadavky vedie k zníženiu výkonu a možnosti poškodenia zariadení k nej pripojených. Overenie elektricky vodivých vedení zahŕňa organizáciu testovania, ktoré zahŕňa meranie distribuovaných elektrických parametrov. Pri vykonávaní pravidelných skúšok sú nevyhnutne skontrolované všetky ochranné zariadenia a elektrické vodiče, ako aj takzvaná „slučka fázovej nuly“.

Vymedzenie pojmu

Akékoľvek zariadenie pripojené k elektrickej sieti je vybavené ochrannou uzemňovacou slučkou. Toto zariadenie je vybavené vo forme prefabrikovanej kovovej konštrukcie, ktorá je umiestnená buď vedľa riadeného objektu, alebo na trafostanici. V prípade núdze (ak je napríklad poškodená izolácia vodičov) padne fázové napätie na uzemnený kryt a potom prúdi do zeme.

Pre spoľahlivé rozšírenie nebezpečného potenciálu do zeme by odpor reťaze nemal prekročiť určitú normu (jednotky Ohm).

Slučka fázovej nuly sa chápe ako drôtový obvod, ktorý sa vytvorí, keď je fázové jadro uzavreté k vodivému krytu zariadenia pripojeného k sieti. V skutočnosti sa tvorí medzi fázou a uzemnenou nulou (nula), čo je dôvodom tohto názvu. Poznanie jeho odporu je potrebné na sledovanie stavu ochranných uzemňovacích obvodov, ktoré zabezpečujú tok núdzového prúdu do zeme. Bezpečnosť osoby používajúcej zariadenie a domáce spotrebiče závisí od stavu tohto obvodu.

Metóda stanovenia odporu slučky fáza-nula

V súlade s požiadavkami PTEEP je pri prevádzke priemyselných a domácich elektrických zariadení potrebné neustále sledovanie stavu ochranných zariadení. Podľa požiadaviek regulačných dokumentov sa v inštaláciách do 1 000 voltov s pevne uzemneným nulovým vodičom testujú na jednofázovú zemnú poruchu. Pri známych skúšobných metódach sa v prvom rade zohľadňuje technická základňa, ktorú predstavujú vzorky špeciálnych meracích prístrojov.

Použité zariadenie

Na meranie reťazca fázy-nuly sa používajú elektronické zariadenia, ktoré sa líšia tak svojimi schopnosťami (najmä metódou snímania nameraných hodnôt a ich chybami), ako aj účelom. Medzi najbežnejšie typy meračov patria:

• Zariadenia M417 a MSC300, ktoré umožňujú určiť požadovanú hodnotu, sa po dokončení meraní na základe získaných výsledkov vypočítajú prúdy zemného spojenia.
• Zariadenie EKO-200, pomocou ktorého je možné merať iba poruchový prúd.
• Zariadenie EKZ-01 používané na rovnaké účely ako EKO-200.
• IFN-200 metrov.

Prístroj M417 umožňuje meranie v obvodoch 380 V s pevne uzemneným neutrálom bez potreby odpojenia napájacieho napätia. Pri meraní sa používa metóda jeho pádu v režime otvorenia riadeného obvodu na časový interval 0,3 sekundy.Medzi nevýhody tohto zariadenia patrí potreba kalibrácie systému pred začatím práce.

Zariadenie MSC300 patrí k novému typu výrobkov s elektronickou výplňou, postavených na moderných mikroprocesoroch. Pri práci s ním sa používa metóda potenciálneho poklesu pri pripojení pevného odporu 10 ohmov. Prevádzkové napätie je 180 - 250 Voltov a čas merania riadeného parametra je 0,03 s. Prístroj je pripojený k testovanej linke v najvzdialenejšom bode, po ktorom je stlačené tlačidlo „Štart“. Výsledky meraní sa zobrazujú na digitálnom displeji zabudovanom v prístroji.

Ak nie je k dispozícii ani jedna vzorka meracieho prístroja (a tiež ak je potrebné duplikovať operácie), na skutočné stanovenie požadovanej hodnoty sa použije metóda merania pomocou voltmetra a ampérmetra.

Existujúce techniky merania

Medzi známe techniky patrí výpočtová časť vo forme vzorcov. Všeobecne akceptovaný návrhový nástroj umožňuje zistiť celkový odpor slučky pomocou nasledujúceho vzorca:

Zpet = Zp + Zt / 3, kde

• Zп je celkový odpor vodičov v skratovej časti;
• Zт - to isté, ale pre silový transformátor rozvodne (zdroj prúdu).

Pre duralové a medené drôty činí Zpet priemerne 0,6 Ohm / km. Podľa zisteného odporu sa zistí prúd jednofázového zemného spojenia: Ik = Uph / Zpet.

Ak sa na základe vyššie uvedených výpočtov ukáže, že hodnota požadovaného parametra nepresahuje tretinu prípustnej hodnoty (pozri PUE), môžete sa obmedziť na túto možnosť výpočtu. Inak sa merania jednosmerného prúdu vykonávajú pomocou prístrojov EKO-200 alebo EKZ-01. V prípade ich neprítomnosti sa môže použiť metóda ampérmetra-voltmetra.

Všeobecný postup vykonávania skúšok pomocou meracích prístrojov uvedených značiek:

• Monitorované zariadenie je odpojené od siete.
• Napájanie testovanej slučky je organizované z krokového transformátora.
• Je potrebné zámerne uzavrieť fázu k telu elektrického prijímača a potom zmerať hodnotu Zpet vyplývajúcu zo skratu.

Pri meraní metódou ampérmetr-voltmetr sa po privedení napätia na riadený obvod a usporiadaní skratu určia hodnoty prúdu I a potenciálu U. Prvá z týchto hodnôt by nemala presiahnuť 10 - 20 ampérov.

Výpočty a prezentácia výsledkov

Odpor testovanej slučky sa vypočíta podľa vzorca: Zpet = U / I. Hodnota získaná z výsledkov výpočtu sa pripočíta k impedancii jedného z 3 vinutí transformátora stanice, ktorá sa rovná Rtr. / 3.

Po dokončení lineárnych meraní v súlade s platnými normami by sa mali zdokumentovať. Na tento účel sú protokoly o skúškach pripravené v predpísanej forme, v ktorej sú nevyhnutne zaznamenané nasledujúce údaje:

• Typ vedenia, jeho hlavné charakteristiky.
• Meracie zariadenie používané na testovanie.
• Hodnoty vlastného prechodného odporu a vinutí staničného transformátora.
• Ich súčet, ktorý je výsledkom vykonaných meraní.

V súlade s hlavnými ustanoveniami PUE je frekvencia kontrol výkonových obvodov raz za 6 rokov. Pre výbušné predmety - každé dva roky.

Výpočty podľa tabuliek

Celá hodnota požadovanej hodnoty závisí od nasledujúcich faktorov:

• Parametre transformátora rozvodne.
• Úseky fázových a nulových vodičov vybrané pri návrhu elektrickej siete.
• Odpor krížových prepojení je vždy prítomný v ktoromkoľvek obvode.

Vodivosť použitých vodičov je možné nastaviť aj vo fáze projektovania energetického systému, ktorý za predpokladu, že je správne vybraný, zabráni mnohým problémom.

Podľa PUE musí tento ukazovateľ zodpovedať najmenej polovici rovnakej hodnoty pre fázové vodiče. V prípade potreby sa môže zvýšiť na rovnakú hodnotu.Požiadavky kapitoly 1.7 PUE stanovujú tieto hodnoty a môžete sa s nimi oboznámiť v tabuľke 1.7.5 uvedenej v dodatku k pravidlám. Podľa neho sa vyberie najmenší úsek ochranných vodičov (v štvorcových milimetroch).

Na konci tabuľkovej fázy výpočtu slučky fázovej nuly pokračujú v jej kontrole výpočtom skratového prúdu pomocou vzorcov. Jeho vypočítaná hodnota sa potom porovnáva s praktickými výsledkami, ktoré sa predtým získali priamymi meraniami. S následným výberom zariadení na ochranu proti skratu (najmä lineárnych ističov) je ich čas odozvy viazaný na tento parameter.

Kedy sa robia merania?

Meranie odporu časti obvodu s nulovou fázou je nevyhnutne organizované v nasledujúcich situáciách:

• pri uvádzaní nových, zatiaľ nepracujúcich výkonových elektrických inštalácií do prevádzky;
• keď bola prijatá objednávka od kontrolujúcich energetických služieb na ich vykonanie;
• podľa aplikácie podnikov a organizácií pripojených k obsluhovanej elektrickej sieti.

Po uvedení energetického systému do prevádzky sú testovacie merania odporu slučky súčasťou súboru opatrení na overenie jeho výkonu. Druhý prípad je spojený s núdzovými situáciami, ktoré sa často vyskytujú počas prevádzky silových obvodov. Aplikácia od určitých spotrebiteľov, zastúpených podnikom alebo organizáciou, môže prísť v prípade neuspokojivej ochrany zariadenia (napríklad podľa sťažností konkrétnych používateľov).

Príklady výpočtu

Za príklady takýchto meraní sa považujú dve metódy.

Účinok poklesu napätia v riadenej časti výkonového obvodu

Pri popise tejto metódy je dôležité venovať pozornosť problémom jej praktickej implementácie. Je to preto, že na dosiahnutie konečného výsledku bude potrebných niekoľko krokov. Najskôr budete musieť merať parametre siete v dvoch režimoch: s odpojeným a pripojeným zaťažením. V každom z týchto prípadov sa odpor meria odčítaním prúdu a napätia. Ďalej sa počíta podľa klasických vzorcov vyplývajúcich z Ohmovho zákona (Zп = U / I).

V čitateli tohto vzorca U predstavuje rozdiel medzi dvoma napätiami - keď je záťaž zapnutá a keď je záťaž vypnutá (U1 a U2). Prúd sa zohľadňuje iba pre prvý prípad. Pre správne výsledky musí byť rozdiel medzi U1 a U2 dostatočne veľký.

Impedancia zohľadňuje impedanciu transformátorovej cievky (táto sa pripočíta k výsledku).

Aplikácia nezávislého zdroja napájania

Tento prístup spočíva v určení parametra, ktorý je predmetom záujmu špecialistov používajúcich nezávislý zdroj napájacieho napätia. Pri jeho vedení budete musieť vziať do úvahy nasledujúce dôležité body:

• Počas meraní je primárne vinutie transformátora napájacej stanice skratované.
• Z nezávislého zdroja sa napájacie napätie dodáva priamo do skratovej zóny.
• Fázový nulový odpor sa počíta podľa už známeho vzorca Zp = U / I, kde: Zp je hodnota požadovaného parametra v Ohmoch, U je namerané testovacie napätie vo voltoch, I je hodnota meracieho prúdu v ampéroch. .

Všetky uvažované metódy netvrdia, že sú úplne presné vo výsledkoch získaných z ich výsledkov. Poskytujú iba hrubý odhad impedancie slučky fázovej nuly. Tento charakter sa vysvetľuje nemožnosťou merania induktívnych a kapacitných strát, ktoré sú vždy prítomné v silových obvodoch s distribuovanými parametrami, v rámci navrhovaných metód. Ak je potrebné zohľadniť vektorovú povahu meraných veličín (najmä fázové posuny), bude potrebné vykonať špeciálne korekcie.

V skutočných prevádzkových podmienkach výkonných spotrebiteľov sú hodnoty distribuovaných reaktancií také nevýznamné, že za určitých podmienok sa neberú do úvahy.