Лабораторная работа №1
Тема: " Испытание «петля фаза – ноль»"
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. Научиться производить измерения сопротивления «петля фаза – ноль».
2. Выяснить соответствие номинального тока аппаратов защиты и сечение проводов измеряемой цепи.
2. УКАЗАНИЯ ПО ПОДГОТОВКЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
1. Ознакомиться с графиком выполнения лабораторной работы и сдачи отчета.
2. Изучить необходимый теоретический материал (см. список рекомендуемой литературы и раздел 3 данного методического руководства).
3. Ознакомиться с порядком выполнения лабораторной работы и подготовить необходимые таблицы.
4. Произвести расчёты, сделать вывод.
3. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Согласно правилам ПУЭ в силовых подстанциях с напряжением до 1000В с глухозаземленной нейтралью необходимо регулярно проводить замер сопротивления петли фаза-ноль. Петля фаза-ноль образуется в том случае, если подключить фазный провод к нулевому или защитному проводнику. В результате создается контур с собственным сопротивлением, по которому перемещается электрический ток. На практике количество элементов в петле может быть значительно больше и включать защитные автоматы, клеммы и другие связующие устройства. При необходимости, можно провести расчет сопротивления вручную, но у метода есть несколько недостатков: сложно учесть параметры всех коммутационных элементов, в том числе выключателей, автоматов, рубильников, которые могли измениться за время эксплуатации сети; невозможно рассчитать влияние аварийной ситуации на сопротивление. Наиболее надежным способом считается замер значения с помощью поверенного аппарата, который учитывает все погрешности и показывает правильный результат. Но перед началом измерения необходимо совершить подготовительную работу.
Проверка необходима для профилактических целей, а также обеспечения корректной работы защитных устройств, включая автоматические выключатели, УЗО и дифавтоматы. Результатом измерения петли фаза-ноль является практическое нахождение сопротивления силовой линии до автомата. На основе этого рассчитывается ток короткого замыкания (напряжение сети делим на это сопротивление). После чего делаем вывод: сможет ли автомат, защищающий данную линию отключиться при КЗ. Например, если на линии установлен автомат C16, то максимальный ток КЗ может быть до 160 А, после чего он расцепит линию. Допустим в результате измерения получим значение сопротивления петли фазы-ноль равным 0,7 Ом в сети 220 В, то есть ток равен 220 / 0,7 = 314 А. Этот ток больше 160 А, поэтому автомат отключится раньше, чем начнут гореть провода и поэтому считаем, что данная линия соответствует норме.
Важно! Большое сопротивление является причиной ложного срабатывания защиты, нагрева кабелей и пожара.
Причина может заключаться во внешних факторах, на которые сложно повлиять, а также в несоответствии номинала защиты действующим параметрам. Но в большинстве случаев, дело во внутренних проблемах. Наиболее распространенные причины ошибочного срабатывания автоматов: неплотный контакт на клеммах; несоответствие тока характеристикам провода; уменьшение сопротивления провода из-за устаревания.
Использование измерений позволяет получить подробные данные про параметры сети, включая переходные сопротивления, а также влияние элементов контура на его работоспособность. Другими словами, петля фаза-ноль используется для профилактики защитных устройств и корректного восстановления их функций. Зная параметры автомата защиты конкретной линии, после проведения измерения, можно с уверенностью сказать, сможет ли автомат сработать при коротком замыкании или начнут гореть провода.
Надежная работа электросети и всех бытовых приборов возможна только в том случае, если все параметры соответствуют нормам. Для обеспечения нужных характеристик требуется периодическая проверка петли фазы-ноль. Замеры проводятся в следующих ситуациях: После ввода оборудования в эксплуатацию, ремонтных работ, модернизации или профилактики сети. При требовании со стороны обслуживающих компаний. По запросу потребителя электроэнергии. Справка! Периодичность проверки в агрессивных условиях — не менее одного раза в 2 года.
Основной задачей измерений является защита электрооборудования, а также линий электропередач от больших нагрузок. В результате роста сопротивления кабель начинает сильно нагреваться, что приводит к перегреву, срабатыванию автоматов и пожарам. На величину влияет множество факторов, включая агрессивность среды, температура, влажность и т.д.
Измерение характеристик петли зависит от выбранной методики и прибора. Выделяют три основных способа:
Короткое замыкание. Прибор подключается к рабочей цепи в наиболее отдаленной точке от вводного щита. Для получения нужных показателей устройство производит короткое замыкание и замеряет ток КЗ, время срабатывания автоматов. На основе данных автоматически рассчитываются параметры.
Падение напряжения. Для подобного способа необходимо отключить нагрузку сети и подключить эталонное сопротивление. Испытание проводят с помощью прибора, который обрабатывает полученные результаты. Метод считается одним из наиболее безопасных.
Метод амперметра-вольтметра. Достаточно сложный вариант, который проводят при снятом напряжении, а также используют понижающий трансформатор. Замыкая фазный провод на электроустановку, измеряют параметры и делают расчеты характеристик по формулам.
Наиболее простой методикой считается падение напряжения в сети. Для этого в линию электропитания подключают нагрузку и замеряют необходимые параметры. Это простой и безопасный способ, не требующий специальных навыков, Измерение можно проводить: между одной из фаз и нулевым проводом; между фазой и проводом РЕ; между фазой и защитным заземлением. После подключения прибора он начинает измерять сопротивление. Требуемый прямой параметр или косвенные результаты отобразятся на экране. Их необходимо сохранить для последующего анализа. Стоит учитывать, что измерительные устройства приведут к срабатыванию УЗО, поэтому перед испытаниями необходимо их зашунтировать. Справка! Нагрузку подключают в наиболее отдаленную точку (розетку) от источника питания.
Анализ результатов измерения и выводы Полученные параметры используют для анализа характеристик сети, а также ее профилактики. На основе результатов принимают решения о модернизации линии электропередачи или продолжении эксплуатации. Из основных возможностей выделяют следующие: Определение безопасности работы сети и надежности защитных устройств. Проверяется техническая исправность проводки и возможность дальнейшей эксплуатации без вмешательств. Поиск проблемных зон для модернизации линии электроснабжения помещения. Определение мер модернизации сети для надежной работы автоматических выключателей и других защитных устройств. Если показатели находятся в пределах нормы и ток КЗ не превышает показатели отсечки автоматов, дополнительные меры не требуются. В противном случае необходимо искать проблемные места и устранять их, чтобы обеспечить работоспособность выключателей.
Наша электролаборатория использует для измерения петли фаза-ноль электроизмерительный прибор MZC-304 от фирмы Sonel, который работает по методу падения напряжения на нагрузочном сопротивлении. Этот метод рекомендуется к использованию ГОСТом 50571.16-99.
Данный метод измерения более удобный, а главное безопасный.
Измерение в рабочей цепи А (L1) — N
Измерение в защитной цепи А (L1) — PE
Проверка защиты от замыкания на корпус электрооборудования в системе заземления TN
Проверка защиты от замыкания на корпус электрооборудования в системе заземления TT
Более подробно видах систем заземления читайте в статьях: TN-C, TN-C-S, TN-S и TT.
Измерение сопротивления петли мы проводим на электроустановке, которая находится под напряжением.
Как пользоваться прибором MZC-304, более подробно, можно узнать в руководстве по эксплуатации данного прибора.
5. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
1) Внешний осмотр
Проводим тщательный внешний осмотр:
силовых сборок и щитов
однолинейной принципиальной схемы электроснабжения
номинальных токов автоматических выключателей и предохранителей
сечений отходящих линий
аппаратов защиты на наличие механических повреждений
2)
3)
4) Измерение петли фаза-ноль
Перед измерением необходимо проверить плотность соединения проводов к аппаратам защиты. Если провода не протянуты — то смысла измерения нет, т.к. полученные показатели получатся не достоверными.
Замер петли фаза-ноль производим на самой удаленной точке измеряемой линии.
Если же проблематично определить самую дальнюю точку линии, то проводим измерение по всем точкам этой линии.
Измеренные величины записываем в таблицу.
| № опыта | UH В | f Гц | L м | Z5 Ом | R Ом | X Ом | Ik А |
6. ВЫВОДЫПО РАБОТЕ
В выводах по работе рассчитать токи короткого замыкания и определить соответствие аппаратов защиты и сечения проводов измеряемой цепи.
7. УКАЗАНИЯ ПО ОФОРМЛЕНИЮ ОТЧЕТА
Составить отчет по работе, в котором привести: цель работы, схему узла измерения, результаты вычислений, выводы по работе, ответить на контрольные вопросы.
8. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Для чего проверяют сопротивление петли фаза-ноль?
2. Методики измерения петли фаза-ноль?
3. Для чего делается анализ измерений и что он подразумевает?
ЛИТЕРАТУРА
1. Акимова Н.А., Котеленец Н.Ф., Сентюрихин Н.И. Монтаж, техническая эксплуатация и ремонт электрического и электромеханического оборудования - М.: Академия, 2015г.
2. Варварин В.К. Выбор и наладка электрооборудования - М.: Инфра-М; Форум, 2014г.
3. Нестеренко В.М., Мысьянов А.М. Технология электромонтажных работ -М.: ACADEMA, 2014г..
4. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения -М.:ФОРУМ: ИНФРА-М, 2014г.
5. Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю. Технология электромонтажных работ – М.: КноРус, 2016г.
6. Правила устройства электроустановок. 2016г.