Защо измерванията на съпротивлението на фазовата нула се извършват от професионалисти, а не от хакери

Съвременният човек е свикнал с факта, че електричеството постоянно служи за задоволяване на нуждите му и върши страхотна, полезна работа. Доста често сглобяването на електрически вериги, свързването на електрически уреди, електрическата инсталация вътре в частна къща се извършва не само от обучени електротехници, но и от домашни майстори или наети работници-мигранти.

Всички обаче знаят, че електричеството е опасно, може да нарани и следователно изисква качеството на всички технологични операции, за да се гарантира надеждно преминаване на токове в работната верига и да се гарантира тяхната висока изолация от околната среда.

Веднага възниква въпросът: как да проверим тази надеждност, след като работата изглежда приключила и съмненията за нейното качество измъчват вътрешния глас?

Отговорът на него ни позволява да дадем метод за електрически измервания и анализ, основан на създаването на повишено натоварване, което на езика на електротехниците се нарича измерване на съпротивлението на фазово-нулева линия.

Принципът на верига за проверка на веригата

Нека си представим накратко пътя, по който електричеството изминава източник - подстанция за трансформатор на електрозахранване до изход в апартамент на типична многоетажна сграда.

Обърнете внимание, че в по-старите сгради, оборудвани с заземяваща система TN-C, преходът към веригата TN-C-S все още не може да бъде завършен. В този случай разделянето на PEN проводника в електрическото разпределително табло на къщата няма да се извърши. Следователно, гнездата са свързани само с фазов проводник L и работна нула N без защитен PE проводник.

Разглеждайки снимката, можете да разберете, че дължината на кабелните линии от намотките на трансформаторната подстанция до крайния изход се състои от няколко секции и може да има средно дължина от стотици метри. В дадения пример са включени три кабела, две разпределителни табла с комутационни устройства и няколко точки на свързване. На практика има много по-голям брой свързващи елементи.

Такава секция има определено електрическо съпротивление и причинява загуби на напрежение и спадове дори при правилна и надеждна инсталация. Тази стойност се регулира от техническите стандарти и се определя по време на подготовката на проекта.

Всяко нарушение на правилата за сглобяване на електрически вериги причинява нейното увеличаване и създава небалансиран режим на работа, а в някои ситуации и авария в системата. Поради тази причина площта от намотката на трансформаторната подстанция до изхода на апартамента се подлага на електрически измервания и резултатите се анализират, за да се коригира техническото състояние.

Цялата дължина на монтираната верига от изхода до намотката на трансформатора прилича на обикновен контур и тъй като е образувана от две проводими линии на фаза и нула, тя се нарича фаза и нула.

По-визуално представяне на неговото формиране дава следната опростена картина, която показва по-подробно един от методите за полагане на проводници вътре в апартамента и преминаването на токове през него.

Тук например е показан он-лайн прекъсвач AB, разположен вътре в електрически панелен апартамент, контактите на разклонителната кутия, към която са свързани кабелните проводници и товара под формата на нажежаема лампа. Чрез всички тези елементи ток протича при нормална работа.

Принципи за измерване на фазово-нулева съпротива

Както можете да видите, напрежението се подава към контакта чрез проводниците от понижаващата намотка на трансформаторната подстанция, което създава потока на тока през крушката, свързана към гнездото.В този случай част от напрежението се губи върху съпротивлението на проводниците на захранващата линия.

Връзката между съпротивлението, тока и спада на напрежението в една верига е описана от известния закон на Ом.

R = U / I.

Само имайте предвид, че ние нямаме постоянен ток, а променлив синусоидален, който се характеризира с векторни величини и се описва със сложни изрази. Пълната му стойност се влияе не от един активен компонент на съпротивлението, а от реактивния компонент, включително индуктивните и капацитивни части.

Тези модели са описани от триъгълника на съпротивленията.

Електромотивната сила, генерирана върху намотката на трансформатора, създава ток, който генерира спад на напрежението върху проводниците на крушката и веригата. Преодоляват се следните видове съпротива:

• активен на нишката, проводниците, контактните стави;

• индуктивен от вградени намотки;

• капацитивен от отделни елементи.

Основната част на импеданса е активната част. Следователно, по време на инсталирането на веригата за приблизителна оценка, е позволено да се измерва от директни източници на напрежение.

Общото съпротивление S на секцията с фазово-нулева линия, като се вземе предвид натоварването, се определя както следва. Първо се разпознава стойността на ЕМП, създаден върху намотката на трансформатора. Стойността му ще покаже точно волтметъра V1.

Достъпът до това място обаче обикновено е ограничен и е невъзможно да се извърши такова измерване. Затова се прави опростяване - волтметърът се вкарва в контактите на гнездото на изхода без натоварване и се отчита отчитането на напрежението. след това:

• към него са свързани амперметър, товар и волтметър;

• показанията на инструмента се записват;

• изчислението е в ход.

Когато избирате товар, трябва да му обърнете внимание:

• стабилност по време на измерванията;

• възможността за генериране на ток във верига от порядъка на 10 ÷ 20 ампера, тъй като при по-ниски стойности може да не се появят дефекти на инсталацията.

Величината на импеданса на контура, като се вземе предвид свързаното натоварване, се получава чрез разделяне на стойността Е, измерена с волтметър V1, на тока I, определен с амперметър А.

Z1 = E /I = U1 / I

Импедансът на натоварването се изчислява чрез разделяне на спада на напрежението на неговата секция U2 на ток I.

Z2 = U2 / I.

Сега остава само да се изключи съпротивлението на натоварването Z2 от изчислената стойност Z1. Вземете импеданса на фазово-нулевия контур Zp. Zp = Z2-Z1.

Технологични характеристики на измерването

Чрез любителски измервателни уреди е практически невъзможно да се определи точно стойността на съпротивлението на контура поради големите стойности на тяхната грешка. Работата трябва да се извършва с амперметри и волтметри от клас на повишена точност 0,2, като по правило те се използват само в електрически лаборатории. Освен това те изискват умело боравене и чести срокове за проверка в метрологичната служба.

Поради тази причина е по-добре да поверите измерването на лабораторни специалисти. Въпреки това е вероятно да използват не един амперметър и волтметър, а специално проектирани за този високоточен фазово-нулев измервател на съпротивлението.

Помислете за тяхното устройство на примера на устройство, наречено електромер с ток на късо съединение тип 1824LP. Колко правилен е този термин, няма да се преценява. Най-вероятно е използван от маркетолозите за привличане на купувачи за рекламни цели. В крайна сметка това устройство не е в състояние да измерва токове на късо съединение. Той помага само да ги изчислите след измервания по време на нормална работа на мрежата.

Измервателното устройство е снабдено с проводници и уши, поставени вътре в капака. На предния панел има един контролен бутон и дисплей.

Вътре електрическата измервателна верига е напълно изпълнена, което елиминира ненужните манипулации на потребителя. За да направите това, той е оборудван със съпротивление на натоварване R и измерватели на напрежение и ток, свързани чрез натискане на бутон.

Батериите, вътрешната платка и жаковете за свързване на свързващите проводници са показани на снимката.

Такива устройства са свързани с телени сонди към електрически контакт и работят в автоматичен режим. Някои от тях имат памет с произволен достъп, в която се въвеждат измервания. Те могат да се разглеждат последователно след известно време.

Технология за измерване на съпротивление с автоматични измервателни уреди

На устройството, подготвено за работа, свързващите краища са инсталирани в контактите, а от обратната страна са свързани към контактите на гнездото. Глюкомерът веднага определя стойността на напрежението и го показва в цифров вид. В горния пример е 229,8 волта. След това кликнете върху бутона за превключване на режим.

Устройството затваря вътрешния контакт, за да свърже съпротивлението на товара, създавайки ток над 10 ампера в мрежата. След това се извършват измервания и изчисления на тока. Показва се величината на импеданса на фазово-нулевия контур. На снимката е 0.61 Ohm.

Отделни измервателни уреди по време на работа използват алгоритъма за изчисляване на тока на късо съединение и допълнително го показват на дисплея.

Място за измерване

Методът за определяне на съпротивлението, показан от двете предишни снимки, е напълно приложим за електрически схеми, сглобени с помощта на остарялата система TN-C. Когато PE проводник присъства в окабеляването, е необходимо да се определи неговото качество. Това става чрез свързване на проводниците на устройството между фазовия контакт и защитната нула. Няма други разлики между метода.

Електриците не само оценяват съпротивлението на фазово-нулевия контур в крайния изход, но често тази процедура трябва да се извърши върху междинен елемент, например, клемен блок на разпределителния шкаф.

Трифазните захранващи системи проверяват състоянието на веригата на всяка фаза отделно. Токът на късо съединение някой ден може да тече през който и да е от тях. И как са сглобени ще покажат измерванията.

Защо измерване

Проверката на съпротивлението на фазово-нулевия контур се извършва с две цели:

1. определяне на качеството на инсталиране за идентифициране на слабости и грешки;

2. оценка на надеждността на избраната защита.

Идентифициране на качеството на инсталацията

Методът ви позволява да сравните измерената реална стойност на съпротивлението с изчислената, разрешена от проекта при планиране на работата. Ако окабеляването се извърши ефективно, измерената стойност ще отговаря на изискванията на техническите стандарти и ще гарантира безопасна работа.

Когато изчислената стойност на цикъла е неизвестна и се измерва реалната, тогава можете да се свържете със специалистите на проектантската организация, за да извършите изчисления и последващ анализ на състоянието на мрежата. Вторият начин е да опитате сами да разберете таблиците на дизайнерите, но това ще изисква инженерни познания.

Ако съпротивлението на примката е твърде високо, ще трябва да търсите брак в работата. Възможно е:

• мръсотия, корозия върху контактните фуги;

• подценено напречно сечение на кабела, например използването на 1,5 квадрата вместо 2,5;

• нискокачествено изпълнение на обрати, направени с намалена дължина без заваръчни краища;

• използването на материал за живи проводници с високо съпротивление;

• други причини.

Оценка на надеждността на избраните защити

Проблемът се решава по следния начин.

Ние знаем стойността на номиналното напрежение на мрежата и определихме стойността на импеданса на контура. Когато късото съединение на метална фаза настъпи до нула, ток на еднофазно късо съединение ще преминава през тази верига.

Стойността му се определя по формулата Ikz = Unom / Zp.

Помислете за този въпрос за стойността на импеданса, например, при 1,47 ома. Ikz = 220 V / 1,47 Ohm = 150A

Определихме тази стойност. Сега остава да се оцени качеството на избора на рейтинги на защитния прекъсвач, инсталиран в тази верига, за да се елиминират аварии.

Спомнете си, че PUE изискват избор на автоматична машина, която осигурява стойност на 1,1 от номиналния ток (Inom N) за AB с моментални освобождавания.В този параграф под N = 5, 10, 20 се използват характеристиките на изпусканията от типове "B", "C", "D". Можете да прочетете повече за функциите на използването на характеристики за текущо време тук: Характеристики на прекъсвачи

Да предположим, че в разпределителното табло е инсталиран прекъсвач от клас С с номинален ток 16 ампера и кратност 10. За него токът на късо съединение чрез електромагнитно освобождаване трябва да бъде не по-малък от този, изчислен по формулата: I = 1.1x16x10 = 176 А. И изчислихме 150 А.

Правим 2 извода:

1. Настоящото работещо електромагнитно прекъсване е по-малко от това, което може да възникне във веригата. Следователно прекъсвачът няма да бъде изключен от него и ще се случи само работата на термичното освобождаване. Но времето му ще надхвърли 0,4 секунди и няма да осигури безопасност - голяма вероятност от пожар.

2. Прекъсвачът не е инсталиран правилно и трябва да бъде сменен.

Всички тези факти позволяват да се разбере защо професионалните електротехници обръщат специално внимание на надеждното сглобяване на електрически вериги и измерват съпротивлението на фазово-нулевия контур веднага след монтажа, периодично по време на работа и ако има съмнения относно правилната работа на прекъсвачите.