Петля фаза ноль что это такое

Измерение петли фаза-ноль

В электрических установках напряжением до 1000 вольт с глухозаземленной нейтралью обязательна металлическая связь частей, подлежащих заземлению, с заземленной нейтралью электроустановки. Для таких установок должно быть измерено сопротивление петли, образованной при коротком замыкании фазы на корпус аппарата. Это сопротивление равно сумме полных сопротивлений фазового провода, фазы силового трансформатора и нулевого провода.

Цепь (петля) фаза-ноль в электроустановках с глухозаземленной нейтралью образуется при замыкании фазного провода с нулевым или корпусом электрооборудования. Обычно это происходит при повреждении изоляции электропроводки. В случае такой аварии устройства защиты (автоматические выключатели, предохранители) должны отключить электроустановку в кратчайшее время, обеспечивающее условия электробезопасности.

Петля фаза-ноль — это контур, состоящий из соединения фазного и нулевого проводника. Сопротивление петли фаза-ноль зависит от сечения жил кабеля, его протяженности, переходных сопротивлений в соединительных коробках данной линии. Измерения проводят на самом удаленном от аппарата защиты участке линии.

2. Зачем необходимо измерение

При повреждении электрооборудования или электропроводки от короткого замыкания, перегрузки, аппараты защиты должны мгновенно отключать поврежденный участок цепи.

Данное испытание необходимо для проверки соответствия уставки токовой отсечки автоматических выключателей, УЗО, дифавтоматов, реле и т.д. току короткого замыкания. То есть необходимо знать, отключит ли аппарат защиты поврежденную линию и за какое время. Это позволит проверить качество монтажа, подбор защитной автоматики и сечения проводов.

2.1. Периодичность проведения измерений

Замеры проводятся после выполнения монтажных и ремонтных работ. В дальнейшем профилактическая проверка производится не реже чем раз в 3 года.

По усмотрению ответственного за электрохозяйство испытания проводятся чаще.

3. Какие приборы используют?

• М-417 — выпускался до 1985 года. Аналоговый прибор, время измерения устанавливается вручную. Измеряет сопротивление петли, ток короткого замыкания необходимо рассчитывать.
• Щ 41160 – выпускался на замену М-417. Цифровой прибор, измеряет ток короткого замыкания. Время протекания измерительного тока не более 10 мс., перерыв до повторного включения не менее 15 минут.
• MZC-300 – измеряет полное сопротивление петли фаза-ноль, автоматически вычисляет ток короткого замыкания. Время протекания тока 30 мс. Достоверность показаний гарантируется только при применении фирменных соединительных проводов.
• ИФН-200 – имеет характеристики, аналогичные МZС-300. Дополнительно позволяет измерять переходное сопротивление контактных соединений. Можно применять провода произвольной длины. Встроенная память на 35 измерений.
• ИФН-300 – выпускается на замену ИФН-200. Дополнительно измеряет сопротивление петли фаза-фаза. Встроенная память на 10 000 измерений.

4. Порядок измерения петли фаза-ноль

Измерение сопротивления цепи фаза-ноль может проводиться со снятием и без снятия напряжения. В большинстве случаев выполняются без снятия напряжения.

Измерения без снятия напряжения могут выполняться:

• В режиме дополнительной нагрузки. Замыкание цепи фаза-ноль происходит через дополнительную нагрузку. При этом измеряются падение напряжение и ток, проходящий через нагрузку и вычисляется сопротивление петли.
• В режиме кратковременного замыкания цепи. Время замыкания составляет несколько миллисекунд. Этот способ реализован в большинстве современных приборов.

4.1. Методика измерения

Измерение характеристик петли зависит от выбранной методики и используемого прибора. Наиболее часто применяются приборы, измеряющие непосредственно сопротивление петли фаза-ноль с дальнейшим вычислением прогнозируемого тока короткого замыкания. Например, с помощью ИФН-200.

Прибор подключается к рабочей цепи в наиболее отдаленной точке от вводного щита. При отсутствии возможности определить самую дальнюю точку линии, измерения выполняются по всем или нескольким точкам данной линии. Далее по полученным значениям производится сравнение тока возможного короткого замыкания с характеристиками аппарата защиты.

4.2. Выводы о результатах

Результаты измерений сопротивления петли фаза-ноль заносятся в протокол. Это позволяет сохранить результаты и использовать их для сравнения в будущем.

Согласно п. 28.4. прил. 3.1 ПТЭЭП ток короткого замыкания должен превышать не менее чем:

• в 3 раза плавкую вставку ближайшего предохранителя;
• в 3 раза номинальный ток нерегулируемого расцепителя или уставку тока регулируемого расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратно зависимую характеристику.

4.3 Форма протокола

В отчете отражается:

1. Участок цепи (группа в распределительном щите).
2. Тип автомата защиты и номинальные токи ( в амперах) теплового и электромагнитного расцепителей.
3. Измеренное значение сопротивления петли (если прибор его измеряет) на линиях A (L1), B (L2), C (L3).
4. Измеренное значение тока короткого замыкания (если прибор его измеряет) на линиях A (L1), B (L2), C (L3).
5. Допустимые коэффициенты срабатывания защиты для теплового и электромагнитного расцепителя. Для автомата с характеристикой С это 3 и 10.
6. Фактический коэффициент срабатывания защиты. Отношение измеренного тока к номинальному току автомата.
7. Соответствие фактического коэффициента допустимым. Если рассчитанное в п. 6 значение больше 10 то автомат отключится меньше чем за 0,1 секунды. Если меньше 10 но больше 3, время отключения сложно определить. Оно будет в интервале 0,1 — 30 секунд.

Зная параметры автомата защиты конкретной линии, после проведения измерения, можно с уверенностью сказать, сможет ли автомат сработать при коротком замыкании или возможно возгорание проводов.

В конце составленной формы подводятся итоги испытания. При отсутствии замечаний в заключении указывается возможность дальнейшей эксплуатации сети без принятия дополнительных мер, а при наличии — список необходимых действий.

Своевременный поиск проблемных участков линий электропитания позволяет принимать профилактические меры. Это не только делает работу электроустановки более безопасной, но и увеличивает срок эксплуатации сети.

Что такое ток короткого замыкания и петля фаза-ноль

Сегодня будет статья о токе короткого замыкания и сопротивлении петли фаза-ноль. Разберёмся, как эти понятия связаны между собой, и какую ценность имеет эта информация для практикующего электрика. С одной стороны – всё можно объяснить на законе Ома, с другой – это очень и очень обширная тема, и я не знаю, хватит ли одной статьи.

Скажу сразу, что я не претендую на полноту изложения информации. Поэтому в конце, как всегда, будут выложены для скачивания несколько хороших книг на тему статьи.

Что такое короткое замыкание?

Многие знают такое устойчивое выражение – “короткое замыкание”. Кроме названия известного блокбастера из 90-х, эти слова ассоциируются у обывателя с частой причиной пожаров. На эту тему гуляет множество мифов и штампов. Я решил разобраться, что тут к чему и зачем всё это нужно.

Короткое замыкание (КЗ) – это такой режим работы электросети, или явление, при котором в цепи в месте замыкания протекает максимально возможный ток. Это событие – трудно предсказуемое и аварийное, и чем быстрее оно прекратится, тем лучше. При возникновении КЗ вся энергия источника питания тратится только на нагрев проводов. Кроме того, возможны динамические (механические) последствия. Процесс этот обычно очень скоротечный и взрывообразный, поскольку тепловая энергия выделяется колоссальная. Если не прекратить это безобразие как можно быстрее (какими способами это делается – разберёмся ниже), то КЗ может привести к большим материальным и человеческим потерям.

Время отключения автоматических выключателей бытовых серий при КЗ на землю должно быть менее 0,4 с (ПУЭ 1.7.79, 7.1.72). Если скорость не обеспечивается из-за низкого тока КЗ, выключение должно происходить посредством устройств, реагирующих на дифференциальный ток (УЗО, АВДТ), время реакции будет (согласно ГОСТ) менее 0,04 с.

Замыкание может происходить между любыми точками электрической цепи, обладающими разным потенциалом. Вот как это выглядит в трехфазном варианте:

Короткие замыкания в системе питания с системой заземления TN-S. Кто увидит ошибку на схеме?

На рисунке условно показана вторичная обмотка понижающего трансформатора, установленного в трансформаторной подстанции (ТП), пятипроводная линия электропередачи и трехфазная электроустановка. Электроустановкой может быть частный или многоквартирный дом, а может и что-то промышленное.

Замыкания могут быть в разных вариантах:

• двух- и трехфазные (межфазные),
• одно- двух- или трехфазные на нейтральный N или защитный РЕ проводник.

Если рассматривать наиболее безопасную систему заземления TN-S с глухозаземленной нейтралью трансформатора, то наиболее часто (на практике – около 90%) встречается однофазное замыкание между фазным проводом и нейтралью N (либо защитным проводником РЕ). Поэтому далее будет рассматривать более простой, однофазный вариант:

Короткое замыкание на нейтральный и защитный проводники

Замыкание может произойти где угодно – хоть около трансформаторной подстанции (ТП) из-за невнимательности экскаваторщика, хоть в квартире из-за кота, уронившего ёлку. В любом случае, защита должна отработать чётко, сведя к минимуму последствия КЗ.

Кстати, у нас однажды кошка уронила ёлку. Выкинули её с 5-го этажа.

Причины короткого замыкания

СамЭлектрик.ру в социальных сетях:

Подписывайтесь! Там тоже интересно!

Пример, который оценят женщины (чудо, если они будут читать эту статью) – из-за постоянных перегибов ухудшается изоляция, и в один “прекрасный” момент фен или утюг “бахают” на вводе или около вилки.

Другой пример – из-за механической поломки или внешнего воздействия токоведущие части по какой-то причине оказываются слишком близко друг к другу, вплоть до полного соприкосновения. Это может случиться из-за природных явлений (упало дерево на провода), ударов, падений электроприборов.

Ну и классический пример – КЗ из-за вмешательства в электропроводку домашних “мастеров на все руки”. По законам жанра, у мастера после этого инцидента обязательно должны стоять дыбом волосы, а лицо быть черным. Мне от таких картинок не смешно – всё происходит по другому.

Как избежать КЗ?

Понятно, что полностью избежать этого неприятного явления невозможно – тут велик элемент случайности. Однако, в наших силах существенно снизить риск возникновения КЗ. И тут колоссальное значение приобретает регулярный осмотр и техническое обслуживание электросетей.

Примеры превентивных мер:

• чистка токоведущих частей, контактов и изоляторов от пыли и грязи,
• проверка защиты от влажности,
• проверка целостности укладки и монтажа,
• ограждение и дополнительная защита опасных участков,
• вывешивание и наклеивание предупреждающих табличек и надписей,
• проверка и протяжка контактов,
• обрезка деревьев и устранение других опасных факторов.

Как думаете, какие нужны превентивные меры защиты от КЗ на фото ниже?

Водосточная труба, электрощиты и гофра, уходящая под плитку. Инсталляция в старой части Батуми

В серьезных организациях регулярно проводят проверку кабелей и контактов тепловизором, а также измерение сопротивления изоляции и испытания изоляции высоковольтным напряжением.

Замыкание и перегрузка

Чем отличаются эти два явления – короткое замыкание и перегрузка?

В электрической цепи можно выделить 4 принципиально разных режима, которые отличаются по току потребления:

1. Режим холостого хода. Ток равен нулю, напряжение номинальное, потерь на проводах никаких нет. Розетка, к которой ничего не подключено, работает как источник напряжения в режиме холостого хода.
2. Номинальный режим. Иначе – нормальный режим, когда мощность нагрузки не превышает расчетную. В этом режиме всё хорошо, мы спокойно наслаждаемся благом электрификации страны. “Просадка” напряжения если и будет, то незначительная – единицы процента.
3. Режим перегрузки. В этом режиме ток может незначительно (на десятки процентов) либо в несколько раз (на сотни процентов) превышать номинальный. Перегрузка может произойти из-за частичного ухудшения изоляции, превышения суммарной мощности подключенных потребителей, либо из-за неисправности внутри отдельного электроприбора (например, межвитковое замыкание либо заклинивание электродвигателя, или замыкание внутри ТЭНа).
4. Режим короткого замыкания. Это самый тяжелый, разрушительный режим с большим выделением тепла. Ток в месте замыкания – максимально возможный для данных условий. Другие побочные эффекты КЗ – понижение напряжения у других потребителей (как из-за пониженного напряжения сгорели новые немецкие холодильники на областном складе “Магнита”) и асимметрия фаз (к чему приводит асимметрия (перекос) фаз и как от этого защититься).

То есть, перегрузка от короткого замыкания отличается величиной сверхтока. При КЗ ток становится максимально возможным в данной точке цепи, а при перегрузке значение тока больше номинального, но меньше тока КЗ.

Любые токи выше номинального называются сверхтоком.

Из-за перегрузки может легко возникнуть КЗ – провода греются, изоляция плавится, и так далее, со всеми вытекающими, стреляющимися и взрывающимися последствиями.

Не стоит путать перегрузку, короткое замыкание и искрение (дуговой пробой). Если первые два понятия отличаются значением сверхтока, то при последовательном дуговом пробое (например, ослабла затяжка клеммы в розетке) действующее значение тока может быть совсем незначительным (единицы ампер), что не вызовет срабатывания ни автоматического выключателя, ни УЗО. Спасти ситуацию от пожара сможет лишь Устройство защиты от искрения (от дугового пробоя), которое ещё встречается сравнительно редко.

По таким устройствам у меня на блоге несколько статей, вот последняя на сегодняшний день.

Чем определяется напряжение и ток при коротком замыкании?

Короткое замыкание – это физическое явление. Ток короткого замыкания – это параметр питающей электросети, измеряемый в амперах или килоамперах (кА).

Немецкий физик Ом со школьных лет учит нас, что напряжение и ток определяются через сопротивление цепи:

Ток короткого замыкания, как и любой ток, тоже рассчитывается по закону Ома и зависит от напряжения и сопротивления на данном участке цепи. Поскольку сопротивление проводов в реальной жизни – это не только то, что показывает мультиметр, но и индуктивная составляющая, закон Ома для тока КЗ запишем в более общем виде:

В числителе U – номинальное напряжение в сети (напряжение холостого хода на выходе трансформатора на ТП). Число, которое получается при расчетах в знаменателе – полное сопротивление цепи Z, от которого и зависит ток КЗ. Рассмотрим схему однофазного питания квартиры и реальный случай КЗ с замкнувшим феном:

Замыкание в конце питающей линии (ток КЗ минимальный)

В схеме обозначены полные сопротивления различных участков питающей сети:

• Z1 – внутреннее сопротивление трансформатора на подстанции с учетом пересчитанного сопротивления высоковольтной части,
• Z2 – кабельная линия от ТП к распределительному пункту (РП) многоквартирного дома,
• Z3 – кабельная линия от РП до квартирного щитка,
• Z4 – кабель от щитка до розетки в одной из комнат,
• Z5 – переноска от розетки до замкнувшего фена.

Фен сгорел и устроил короткое замыкание

Вот как может выглядеть график уровня напряжения на разных участках – от клемм трансформатора на подстанции до замкнувшей вилки фена:

Понижение напряжения до нуля в результате КЗ в конце линии

Падение напряжения сопровождается выделением тепла на всех участках питающей линии. На мощных участках с большим сечением проводов доля “квартирного” тока КЗ ничтожна, поэтому там падение небольшое (участки с сопротивлением Z1, Z2).

Статья про падение напряжения. Расчет в низковольтных цепях и в цепях постоянного тока, без учета реактивной составляющей.

В связи с понижением напряжения в результате КЗ можно отметить, что это будет заметно на параллельных нагрузках, подключенных например к тому же РП. При КЗ или сильной перегрузке у одного из потребителей лампочки в соседних домах и подъездах станут гореть тусклее. Бывало?

А вот как может выглядеть изменение тока КЗ от источника до места замыкания:

Уменьшение тока при удалении от источника электроэнергии

Типичное значение тока КЗ на клеммах трансформатора мощностью до 1000 кВА, которые применяются для питания городских потребителей – порядка 10 кА. А вот в розетках наших квартир ток КЗ может составлять значение порядка 1000 А. В частном секторе и сельских районах значение тока КЗ может быть гораздо меньше – до 100 А.

Трансформатор на подстанции 10000/0,4 кВ мощностью 1000 кВА с глухозаземленной нейтралью вторичной обмотки. Примерно от таких питаются наши “районы, кварталы, жилые массивы”.

Расчетное значение тока КЗ

Как же узнать ток КЗ? Казалось бы – что трудного? Подставляем значения в формулу и считаем!

Однако, полный расчет тока КЗ весьма сложен, и ему можно посвятить курсовой, а то и дипломный проект. При этом нужно знать много исходных данных (например, мощность трансформатора на ТП и индуктивное сопротивление всех участков кабельных линий), и всё равно результат будет теоретическим, не учитывающим реальность – например, переходные сопротивления контактов. Важно учитывать и то, что при КЗ действуют две составляющие тока: апериодическая (ударная часть, наиболее мощная и непредсказуемая), действующая только в начальный момент во время переходного процесса, и периодическая, которая практически не меняет своего значения от начала до конца инцидента.

Поэтому расчеты обычно оставляют дипломникам и проектировщикам, а на практике измеряют фактический ток КЗ при помощи специальных приборов. Для более точного расчета можно воспользоваться книгами, выложенными в конце статьи, либо программами для расчета.

Как измерить ток короткого замыкания?

Для измерения тока КЗ в продаже есть много профессиональных приборов различных производителей, по цене от 10 тыс. рублей. Все они прекрасно справляются со своей задачей.

Замечательно, что есть и бытовое исполнение на ДИН-рейку – например, ВРТ-М02 от фирмы Меандр. Прибор имеет размеры автоматического выключателя, имеет необходимые настройки и индикацию напряжения. При понижении тока КЗ ниже порога срабатывает индикация. Хочу себе такой.

Что делать, если измеренный ток КЗ слишком низкий?

Допустим, мы измерили прибором и получили значение тока КЗ в розетке (как правило, измерение проводят в самой удалённой точке). Как понять, что этот ток – слишком низкий? Это оценивается по критерию гарантированного срабатывания электромагнитного расцепителя автоматического выключателя в измеренной цепи. Логично, что для этого ток КЗ должен быть больше, чем верхний предел диапазона расцепления. Напоминаю, для характеристики “В” разброс 3…5 In, для “С” – 5…10 In, для “D” – 10…20 In. Чтобы сказать точнее, обратимся в ПУЭ (п.7.3.139):

7.3.139. В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью в целях обеспечения автоматического отключения аварийного участка проводимость нулевых защитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании на корпус или нулевой защитный проводник возникал ток КЗ, превышающий не менее чем в 4 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя и не менее чем в 6 раз ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратнозависимую от тока характеристику.

При защите сетей автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитный расцепитель (без выдержки времени), следует руководствоваться требованиями, касающимися кратности тока КЗ и приведенными в 1.7.79.

Как я понял, в первой части 7.3.139 говорится только о тепловом расцепителе – его номинальный ток должен быть по крайней мере в 6 раз меньше тока КЗ. Во второй части этого пункта, а также в п.1.7.79 говорится о максимальном времени отключения при КЗ (0,4 с), которое должно быть обеспечено только электромагнитным расцепителем. При этом четко не указано о выборе АВ с учетом его характеристики отключения.

Из-за этой расплывчатости формулировки пользуются правилом, изложенным в ПТЭЭП (проверка срабатывания защиты при системе питания с заземленной нейтралью, п.28.4), где говорится о том, что при замыкании на нулевой защитный проводник ток КЗ должен быть не менее “1,1 верхнего значения тока срабатывания мгновенно действующего расцепителя”.

То есть, для автомата В10 ток КЗ в конце линии, которую он защищает, должен быть не менее 10х5х1,1 = 55 А. Если же установлен автомат С25, ток КЗ должен быть не менее 25х10х1,1 = 275 А.

Если же ток КЗ меньше, допустимое время срабатывания отнюдь не гарантируется. Что же делать? Тут два выхода:

1. увеличивать ток КЗ, для этого нужны затраты на прокладку новой питающей линии (по крайней мере, её самого слабого звена),
2. уменьшать номинал автомата (например, 25 А на 16) и букву характеристики отключения (с “С” на “В”) в ущерб максимальной мощности нагрузки.

Читайте подробнее, почему для групповых автоматов всегда предпочтительнее ставить не “С”, а “В”.

Что такое петля “Фаза-ноль” и как она связана с током КЗ?

Петля “Фаза-ноль” (или Фаза-нУль, можно и так) – это цепь, или контур, по которому проходит ток от источника напряжения через нагрузку обратно в источник. Сопротивление петли “Фаза-ноль” обратно пропорционально току КЗ, измеряется в Омах:

Иными словами, два этих понятия связаны так же, как ток и сопротивление в законе Ома – одно можно рассчитать из другого, зная напряжение (в данном случае это номинальное напряжение 230 В).

Зачем нужно знать значения тока КЗ и сопротивления петли “Фаза-ноль”?

Я уже много чего рассказал в статье. Но какой нам толк от знания этих параметров электросети?

Знание тока КЗ (или сопротивления петли “Фаза-ноль”) и мощности нагрузки позволяет нам правильно и оптимально (по соотношениям безопасность/функциональность/надежность/цена) выбрать основные элементы энергосистемы – аппараты защиты и сечение кабелей. Далее немного подробнее.

Безопасность

Об этом я уже говорил, но повторю. Электрические сети должны быть безопасными на всех участках и во всех режимах. Для этого, кроме изоляции, применяют автоматические выключатели и устройства, управляемые дифференциальным током (УЗО). Вкупе с защитным заземлением, эти устройства защищают оборудование от КЗ и перегрузок, а человека – от опасности прямого или косвенного прикосновения.

Функциональность

Зная ток КЗ, можно выдать заключение о необходимости установки стабилизатора, или замены кабельной линии на новую. Кроме того, можно сделать вывод о селективности – можно ли её обеспечить хотя бы частично?

Надежность

В случае высокого тока КЗ необходимо применить выключатели с высокой отключающей способностью для надежного функционирования в момент КЗ. Кроме того, должны быть предъявлены высокие требования к качеству монтажа и комплектующих.

Тут понятно – выполнение предыдущих пунктов значительно влияет на цену всей электросети.

Высокий ток КЗ – это хорошо или плохо?

Как я показал на графике ранее, чем дальше место замыкания от источника питания, тем меньше будет ток короткого замыкания, поскольку сопротивление линии будет больше. Высокий ток КЗ обычно бывает в тех местах электросети, которые расположены наиболее близко к подстанции, а кабельные линии имеют большое сечение проводов. В питающих сетях с напряжением 0,4 кВ относительно высокими считаются токи КЗ более 6кА, а токи КЗ выше 15 кА практически не встречаются. Итак, что мы имеем:

Минусы низкого тока КЗ

• большое падение напряжения при достаточно мощной нагрузке;
• как правило, низкое напряжение на электроприборах. При этом стабилизатор поможет не всегда;
• нестабильность напряжения на электроприборах в зависимости от времени суток или времени года. По нормам на напряжение и его допуски я провёл расследование;
• высокое (вплоть до бесконечности) время срабатывания автоматических выключателей при КЗ на землю (работает только тепловой расцепитель);
• необходимость установки автоматических выключателей с характеристикой отключения “В” с целью более вероятного срабатывания электромагнитного расцепителя при КЗ. Этот спорный вопрос обсуждается в моей статье на Дзене Зачем ставить автоматы с характеристикой “В”;
• обязательная установка УЗО – при этом, кроме своих “основных” обязанностей (отключение питания при высоком токе утечки, а также для защиты человека при прямом и косвенном прикосновении), УЗО выполняет функцию защиты от КЗ на землю (ПУЭ 1.7.59, 7.1.72).

Плюсы низкого тока КЗ

• можно устанавливать дешевые автоматические выключатели с низкой номинальной наибольшей отключающей способностью (Icn = 4500 А);
• сравнительно легко можно обеспечить селективность между вводным и нижестоящим автоматами. Но нужен расчет и измерение точного значения тока КЗ,
• низкий пусковой ток электродвигателей и другой инерционной нагрузки. Статья Что такое пусковой ток, как его измерить и посчитать.

Минусы высокого тока КЗ

• невозможность обеспечить селективность между вышестоящими и нижестоящими автоматами. Выход – установка рубильника либо селективного по времени автоматического выключателя;
• необходимость установки АВ с высокой номинальной наибольшей отключающей способностью (Icn = 6000, 10000 А и т.д.). Отключающая способность должна быть выше, чем ток КЗ в начале защищаемого участка (ПУЭ п. 3.1.3);
• большие негативные последствия при возникновении КЗ.

Плюсы высокого тока КЗ

• легко гарантировать стабильное напряжение на нагрузке и вообще качество электроэнергии;
• имеется перспектива подключения новых потребителей и увеличения нагрузки;
• гарантированное отключение линии при КЗ.

Селективность автоматических выключателей и УЗО – отдельная большая тема, в планах есть.

Резюмируя плюсы и минусы, можно сказать, что значение тока КЗ – палка о двух концах. В бытовом секторе ток КЗ часто бывает низким, и его стараются увеличить, прокладывая новые линии с высоким сечением проводов и устанавливая новые трансформаторные подстанции. В серьезной энергетике наоборот, применяют методы по уменьшению тока КЗ.

Видео

Если есть время, посмотрите Алекса Жука:

Про сопротивление петли “Фаза-нуль”:

А вот реальные короткие замыкания. Слабонервным не смотреть!

Скачать

Эта же статья, красиво свёрстанная и опубликованная в бумажном журнале “Электротехнический рынок”:

• Ток КЗ: размер имеет значение / Статья про ток КЗ, опубликованная в журнале Элек.ру, pdf, 4.45 MB, скачан: 841 раз./

Респект и уважение, если дочитали досюда и намереваетесь скачать книги по этой теме! Вы серьёзный человек!

• Шабад_М.А._Расчеты_релейной_защиты_и_автоматики / Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики. Хорошая книга 1985 г, в которой рассказывается про устройство электросетей — от оборудования подстанций до селективности защитных автоматов, pdf, 38.87 MB, скачан: 1379 раз./
• Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей 0,4 кВ / Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей 0,4 кВ — книга для теоретического расчета тока короткого замыкания. СПб 2008, pdf, 17.39 MB, скачан: 1131 раз./
• РД 153-34.0-20.527-98 / Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования РД 153-34.0-20.527-98. Руководящие указания предназначены для использования инженерами-энергетиками при выполнении ими расчетов токов короткого замыкания (КЗ) и проверке электрооборудования (проводников и электрических аппаратов) по режиму КЗ. МЭИ, 1998, pdf, 3.61 MB, скачан: 1038 раз./
• Электрическая часть электростанций и ТП / Электрическая часть электростанций и подстанций. Подробное описание схем и расчетов с примерами. Учебное пособие. Н.В.Коломиец, Томский политех, 2007, pdf, 1.37 MB, скачан: 1040 раз./
• Выбор электрооборудования и расчеты трансформаторных подстанций / Выбор электрооборудования и расчеты трансформаторных подстанций среднего и низкого напряжения. АВВ, учебно-методическое пособие, pdf, 9.16 MB, скачан: 970 раз./
• Харечко В.Н., Харечко Ю.В. Автоматические выключатели модульного исполнения / Харечко В.Н., Харечко Ю.В. Автоматические выключатели модульного исполнения: Справочное пособие. В справочном пособии изложены требования ГОСТ Р 50345-99 (МЭК 60898-95) к автоматическим выключателям бытового назначения, предназначенным для защиты от сверхтока, рассмотрена конструкция автоматических выключателей, даны характеристики и приведена их классификация. Разбираются ошибки, которые частично исправлены в новой версии ГОСТ Р 50345-2010, pdf, 7.17 MB, скачан: 1629 раз./

Петля фаза-ноль

Март 23rd, 2012 Рубрика: Электрические измерения, Электролаборатория

Приветствую Вас на своем ресурсе «Заметки электрика».

На повестке сегодняшнего дня у нас статья на тему петля фаза-ноль.

Все об этом Вы узнаете, прочитав материал ниже.

Мы с Вами знаем, что все электрооборудование, будь то в квартире или на производстве, должно работать исправно и долговечно.

Во время повреждений (короткое замыкание, перегруз и др.) электрооборудования или же самой электропроводки, должны мгновенно срабатывать аппараты защиты, отключая поврежденный участок цепи.

Но мы забываем о том, что в процессе эксплуатации электрооборудования и электрических сетей необходимо заранее и заблаговременно обследовать и выявлять неисправности (отказы).

Чаще всего никто этого правила не придерживается, а обращаются к специалистам-электрикам уже при возникновении самой неисправности. А иногда бывает так, что обращаться уже поздно.

Нет, уважаемые, я Вас не пугаю. Так оно и есть.

Просто примите себе за правило, что для выявления, предупреждения и устранения всех неисправностей Ваших электрических сетей и электрооборудования необходимо с определенной периодичностью производить комплекс следующих электрических измерений:

Кто имеет право проведения вышеперечисленных измерений? Об этом читайте в статье про электролабораторию.

Что это такое «петля фаза-ноль»?

Мы уже с Вами знакомы с системами заземления электроустановок до 1000 (В) TN-C, TN-C-S, TN-S. Все они являются глухозаземленными.

Если соединить фазный проводник L на нулевой рабочий проводник N или защитный проводник PE, то образуется контур, называемый петля фаза-ноль.

Т.е. эта петля состоит из электрической цепи фазного проводника L и нулевого рабочего проводника N, либо из электрической цепи фазного проводника L и защитного проводника PE, которая обладает своим сопротивлением.

Можно, конечно, и самостоятельно рассчитать сопротивление петли фаза-ноль, но это достаточно сложно и проблематично из-за ряда следующих факторов:

При измерении сопротивления петли фаза-ноль специальным прибором, все вышеперечисленные факторы учитываются автоматически.

Причины и цель измерения

Причины проведения измерения петли Ф-О:

Целью проведения измерений заключаются в определении следующих параметров:

1. Величина сопротивления петли фаза-ноль

В это значение входит сопротивление обмоток питающего трансформатора, фазного проводника L и нулевого (защитного) проводника N (PE), переходных сопротивлений силовых контактов автоматических выключателей, рубильников, контакторов и др.

2. Величина тока короткого замыкания

Величина тока однофазного короткого замыкания может быть получена косвенным путем по нижеприведенной формуле, или же расчитана прибором автоматически.

Iк.з = Uном / Zп

• Uном – номинальное напряжение питающей сети
• Zп – полное сопротивление петли фаза-ноль

Расчитанный или измеренный ток короткого замыкания сравнивают с уставкой автоматического выключателя (либо тепловой, либо электромагнитной).

Заключение об измерении петли фазы-ноль делаем согласно нормативно-технических документов ПТЭЭП и ПУЭ.

Как проводить измерение петли фаза-ноль Вы можете узнать в моей следующей статье — измерение петли фаза-ноль.

В той же статье я наглядно покажу на примере, как сделать правильное заключение по полученным параметрам.

119 комментариев к записи “Петля фаза-ноль”

Очень интересная и полезная информация. Когда с этим не сталкиваешься и как-то не задумываешься об этом вопросе. Но интересная статья. Спасибо!

Очень нужная и полезная информацияю Я все Ваши статьи показываю мужу, он у меня инженер-электрик, всё дома делает сам, так что для него это очень нужно.Спасибо.

Вместе с вашими статьями и я потихоньку набираюсь опыта. Спасибо.

У вас всегда полезные статьи, спасибо!

Всегда поражал Ваш уровень знаний по вопросам электрики.

Спасибо за такую подробную информацию.

Ничего не понимаю. Но судя по посещаемости сайта, информация полезная:-)

полезная информация и посещаемость хорошая!

В доступной форме раскрыто понятие петля фаза-ноль. Спасибо за информацию.

Существенная информация, вам наверно благодарны многие люди!

Для тех, кто не понял, что такое петля фаза-ноль.
Варианты:
1). Если в приборе у фазового провода прохудится изоляция, он замкнет на заземленный корпус, произойдет замыкание и сработает автомат защиты.
2). Вне прибора или в самом приборе замкнутся фазовый и нулевой проводники или фазовый и заземляющий проводники. Произойдет замыкание и сработает автомат защиты.
Правильно ли понимаю и кроме этих пунктов есть ли еще что то?

Не совсем понимаю, что измеряется в измерениях фаза — нуль. Пытаюсь вникнуть, нашел 2 инструкции, доходит с трудом. Может быть после многократного прочтения пойму. Догадываюсь, что искусственно замыкается корпус с фазой или фаза с с PE или PEN и проверяется, правильно ли соеденены провода, чтобы сработал автомат защиты. Сам автомат в этот момент интересно тоже проверяется или не всегда. Как думаю, ставится автомат, селективно срабатывающий. Интересно, ставится до или после автомата, который в сети, то есть участвует ли установленный автомат в проверке.

Я незнаю где Вы берете материал, но у меня складывается мнение, что мою статью Вы не читали — ведь я подробно написал что такое петля фаза-ноль, в чем она измеряется и для чего. Далее во второй части (продолжение) я привел пример ее измерения + видео, а также как сделать правильное заключение об уставке аппарата защиты.

В статьях непонятно написано об фаза — ноль. И у Вас специальный прибор, а у нас даже плоскогубцы и отвертка на предприятиях за свой счет. Конечно у меня есть свой инструмент, однако пришлось значительно потрудиться и вложить немало денег, чтобы собрать вместе нужный комплект. А пока спаяю нужные приборы, еще немало времени пройдет.

спасибо за статью. очен пригодилась ваша информация, тем более что эти измерения мне самому нужно делать по работе.

Я отвечу Александеру. Не нужно ничего паять. Надо понимать. Исходя из нагрузки, мы подпираем сечение провода. И соответственно автоматический выключатель, в простонародье автомат. Чем длиннее линия, тем больше сечение надо брать. А прибор позволяет подсказать, сразу ли сработает защита или сначала задымится проводка, а уж потом, «с огоньком» и тепловая сработает. Вот и все.

я работаю главным энергетиком уже 16 лет молодец надо иметь терпение и отличный опыт владения нашей професией у меня было много студентов но проявили себя студенты техникумов с высшим образованием не дотягивают молодец держать так будет минутка перезвони есть мнение по проверке заземляющего устройства 89135747738

отзывы пишут женщины, которым это НЕ НУЖНО знать даже. нужно людям знать потребляемый ток в квартире и мощность лампочек, чайника и стир. машины и сечение провода в квартире. по таблице смотреть силу тока для своих проводов, которое могут пропускать без опасения превышения ( чтоб не возник перегрев провода- изоляции .. т. е. ПОЖАР ),, Ток , который будут потреблять ВСЕ ОДНОВРЕМЕННО включенные приборы НЕ ДОЛЖЕН ПРЕВЫШАТЬ допустимый ток по таблице.. Стир. машина потребляет 10 А ( обычно ), чайник = 8 А ( 1,5 или 1,8 квт ) ТВ = 0,5 А + лампочки.. Т.Е. стиралка + чайник уже превышают предельную величину тока для проводов и автомата защиты для наших квартир !! В старых квартирах с алюминиевыми проводами должен стоять автомат защиты на 16 А..наши провода из Алюминия сечением 2,5 кв. мм рассчитаны на ток 19 А.

Очень понравилась манера и логика изложения данного материала.
У меня вопрос, касающийся требований ПУЭ (7 издания) во взрывоопасных зонах (ВОЗ). Логично предположить, что требования в ВОЗ должны быть более жесткими, нежели к обычным установкам. Но получается как то не так. В ПУЭ п 1.7.79 для обычных электроустановок нормируется время защитного отключения (если Uф = 220 В, то время отключения должно быть не более 0,4 с). А в этом же ПУЭ п. 7.3.39 для ВОЗ нормируется кратность тока теплового расцепителя при его наличие в автомате ( I кз должен превышать не менее чем в 6 раз ток расцепителя, имеющим обратнозависимую от тока характеристику).

Давайте рассмотрим пример, который является далеко не единичным случаем, а наоборот наиболее часто встречающимся:
Установлен 16 А автомат ВА 2129-3400 с 12-ти кратным электромагнитным расцепителем и гидравлическим замедлителем (элемент с обратнозависимой от тока характеристикой), защищающий эл.двигатель, расположенный в ВОЗ. Полное измеренное сопротивление Z ф-0 = 2 Ом. Фазное напряжение 220 В. Соответственно Iкз = 110А. Согласно ПУЭ п 7.3.39 условие для данного автомата выполняется нормально 6* In < Iкз (6*16 < 110). Однако по ВТХ данного автомата при данном токе короткого замыкания время отключения составит от 0,2 с до 7 с. Данное время отключения ( 7 сек) никак не удовлетворяет ПУЭ п.1.7.79.

Получается так, что требования в ВОЗ п. 7.3.139 ПУЭ для согласования параметров петли «Ф-0» и аппаратов защиты имеющих только тепловой или комбинированный расцепитель гораздо мягче, чем для обычных установок (п.1.7.79 ПУЭ). И лишь для автоматов имеющих только расцепитель мгновенного действия требования остаются такими же как в ПТЭЭП (по кратности тока) и в п. 1.7.79 ПУЭ (по времени отключения).

Где логика данного нормативного требования во взрывоопасной зоне . Как Вы понимаете данные требования? Ведь практика показывает, что при прогрузки автоматов током в 6*In, время отключения никогда не составляет менее 0,4 с. ( оно составляет от 5 сек до 20 сек).

Извиняюсь за длинное написание. Очень хотелось бы узнать Ваше мнение на этот счет.

За ранее благодарен. С уважением, Дмитрий.

Дмитрий, немного Вас поправлю. Вы имели ввиду п.1.7.139.

Почему Вы удивляетесь? В нормативных документах частенько встречаются такие не соответствия. В таких случаях я принимаю решение в пользу большей безопасности, т.е. в Вашем случае советую руководствоваться п.1.7.79. На автомат ВА2129 характеристику не нашел — хотелось бы самому глянуть время его срабатывания при 110 (А). Сомневаюсь я, что время составляет от 0,2 до 7 секунд, слишком большой разброс. И если он действительно не пройдет по времени, то данный автомат можно заменить на другой.

Большое спасибо за ответ.
Я действительно допустил очепятку : вместо п. 7.3.139 напечатал п. 7.3.39,

а п. 1.7.139 тут не причём .

В нашем случае ток короткого замыкания составляет 110 А. Аавтомат установлен на In = 16 А, следовательно I кз = 7*In. По ВТХ для ВА 21-29-3400 с 12-ти кратным электромагнитным расцепителем и гидравлическим замедлителем при токе 7*In срабатывание должно произойти во временном интервале от 0,7 до 10 секунд. Вот такой разброс. См. руководство по эксплуатации изготовителя.

Я такого же мнения как Ваше, что в данном случае нужно менять автомат. Но как объяснить тем людям, которые упираются в п. 7.3.139 и говорят: «Данное оборудование удовлетворяет требования НТД по кратности для взрывоопасной зоны (6 крат). А вот если бы зона была не взрывоопасная, тогда бы и требовали выполнения п. 1.7.79. по времени отключения»… ? ? ?

С уважением, Дмитрий.

В принципе «люди» тоже правы. Они ссылаются на действующий пункт правил. Что делать, если в правилах имеются такие несоответствия?

Но если думать логически, то все таки лучше ориентироваться на п.1.7.79. Об этом я говорил в посте выше. Если не хотят менять автомат, то приведу еще один вариант. Чтобы данный автомат уложился во время 0,4 секунды, необходим ток замыкания равный, 11-кратному номинальному току, т.е. 176 (А). При токе 176 (А) автомат отключится за время примерно от 0,024 до 0,4 секунд, что будет удовлетворять ПУЭ, п.1.7.79. А что же сделать, чтобы ток замыкания стал не 110 (А), а 176 (А)? Измеренное сопротивление петли фаза-ноль у Вас получилось равным 2 (Ом). Если сопротивление петли фаза-ноль станет равным 1,25 (Ом), то ток короткого станет 176 (А). Как этого добиться: либо увеличить сечение питающего кабеля на двигатель (например, вместо 2,5 кв. мм проложить 4 кв.мм), либо уменьшить длину (актуально, если питающий кабель проложен с огромным запасом), либо изменить материал жил (например, с алюминия на медь). Также необходимо протянуть все контактные соединения.

Дмитрий, думаю Вы знаете, что такой вариант по стоимости выйдет дороже, нежели поменять автомат на другой тип.

Конечно такие мероприятия по снижению сопротивления петли «Ф-0″ трудозатратны. Поэтому проще сослаться на соответствие требованиям НТД и успокоиться. Хотя конечно такое изложение требований в НТД совсем не соответсвует здравому смыслу. Ну что тут поделаешь??

Спасибо Вам за понимание и разъяснения. Очень нравятся Ваши заметки электрика…

Петля фаза ноль

Электричество в настоящее время – это не только удобство и качество проживания, но это и большая опасность для человека. И хорошо, если проводку в доме делают профессионалы. Ведь свою работу они обязательно проверяют на степень безопасности. Каким образом? Для этого используется метод, основанный на создании высокой нагрузки в электрической разводке. Этот метод электрики называют измерением сопротивления петля фаза ноль.

Что это такое, и как формируется проверочная схема

Начать надо с пути, который проходит электрический ток от подстанции до розетки в доме. Обращаем ваше внимание, что в старых домах в электрике чаще всего присутствует сеть без заземляющего контура (земля), то есть, к розетке подходит фазный провод и нулевой (фаза и ноль).

Итак, от подстанции до дома сеть может быть длиною в несколько сот метров, к тому же она разделена на несколько участков, где используются разного сечения кабели и несколько распределительных щитов. То есть, это достаточно сложная коммуникация. Но самое главное, весь участок имеет определенное сопротивление, которое приводит к потерям мощности и напряжения. И это независимо от того, качественно ли проведена сборка и монтаж или не очень. Этот факт известен специалистам, поэтому проект сети делается с учетом данных потерь.

Конечно, грамотно проведенный монтаж – это гарантия корректной работы сетевого участка. Если в процессе сборки и разводки были сделаны отклонения от норм и требований или просто сделаны ошибки, то это гарантия увеличения потерь, сбоя работы сети, аварий. Вот почему специалисты проводят измерения показателей сети и анализируют их. Что это такое, и как формируется проверочная схема.

Видео измерения петля фаза ноль

Необходимо отметить, что вся электрическая цепочка – это зацикленный контур, образованный фазным контуром и нулевым. По сути, это своеобразная петля. Поэтому ее так и называют петля фаза ноль.

Как измеряется сеть

Чтобы это понять, необходимо рассмотреть схему, в которой присутствует потребитель, подключенный через обычную розетку. Так вот к розетке, как уже было сказано выше, подводятся фаза и ноль. При этом до розетки происходит потеря напряжения за счет сопротивления магистральных кабелей и проводов. Это известно давно, описан данный процесс формулой Ома:

Правда, эта формула описывает соотношение величин постоянного электрического тока. Чтобы перевести ее на ток переменный, придется учитывать некоторые показатели:

• Активная составляющая сопротивления сети.
• Реактивная, состоящая из емкостной и индуктивной части.

Необходимо понять, что электродвижущая сила, которая появляется в обмотках трансформатора, образует электрический ток. Он теряет свое напряжение при прохождении через потребителя и подводящие провода. При этом сам ток преодолевает несколько видов сопротивления:

• Активное – это потребитель и провода. Это самая большая часть сопротивления.
• Индуктивное – это сопротивление встроенных обмоток.
• Емкостное – это сопротивление отдельных элементов.

Как измерить сопротивление петля фаза ноль

Чтобы подсчитать полное сопротивление сети (петля фазы и ноля), необходимо определить электродвижущую силу, которая создается на обмотках трансформатора. Правда, на подстанцию без специального допуска не пустят, поэтому измерение петли фаза-ноль придется делать в самой розетке. При этом учитывайте, что розетка не должна быть нагружена. После чего необходимо замерить напряжение под нагрузкой. Для этого включается в розетку любой прибор, это может быть даже обычная лампочка накаливания. Замеряется напряжение и сила тока.

Внимание! Нагрузка на розетке должна быть стабильной в процессе проведения замеров. Это первое. Второе – оптимальным вариантом считается, если в схеме ток будет силой от 10 до 20 ампер. В противном случае дефекты сетевого участка могут не проявиться.

Теперь по закону Ома можно определить полное сопротивление петли. При этом придется учитывать, что напряжение (замеряемое) в розетке может отклоняться от номинального при нагрузке и без таковой. Поэтому сначала надо высчитать сопротивление при разных величинах напряжения. Понятно, что при нагрузке напряжение будет больше, поэтому полное сопротивление петли – это разница двух сопротивлений:

Rп=R2-R1, где R2 – это сопротивление петли при нагрузке, R1 – без таковой.

Что касается точно проведенных замеров. Самодельными приборами это можно сделать, никаких проблем здесь нет, но вот только точность замеров в данном случае будет очень низкой. Поэтому для этого процесса рекомендуется использовать вольтметры и амперметры с высокой точностью (класс 0,2).

Процесс измерения петля фаза ноль

Хотя надо отдать должное рынку, сегодня можно такие приборы приобрести в свободном доступе. Стоят они недешево, но для профессионала это необходимая вещь.

Где провести замер

Измерение петли фаза-ноль – розетки. Но опытные электрики знают, что это место не единственное. К примеру, дополнительное место – это клеммы в распределительном щите. Если в дом заводится трехфазная электрическая сеть, то проверять сопротивление петли фаза ноль надо на трех фазных клеммах. Ведь всегда есть вероятность, что контур одной из фаз был собран неправильно.

Цель проводимых замеров

Итак, цели две – определение качества эксплуатируемых сетей и оценка надежности защитных блоков и приборов.

Что касается первой позиции, то здесь придется сравнивать полученные замеры, а, точнее, сопротивление петли с проектной. В данном случае, если расчетный показатель оказался выше нормативного, то на поверку явно неправильно произведенный монтаж или другие дефекты магистрали. К примеру, грязь или коррозия контактов, малое сечение кабелей и проводов, неграмотно проведенные скрутки, плохая изоляция и так далее. Если проект электрической сети по каким-то причинам отсутствует, то для сравнения расчетного сопротивления петли с номинальным необходимо будет обратиться в проектную организацию. Чтобы разобраться в таблицах и расчетах самому, надо в первую очередь обладать инженерными знаниями по электрике.

Замер сопротивления петля фаза ноль

Что касается второй позиции. В принципе, здесь также необходимо провести некоторые расчеты, основанные на законе и формуле Ома. Основная задача определить силу тока короткого замыкания, ведь чаще всего от него и надо будет защищать электрическую сеть. Поэтому в данном случае используется формула:

Если считать, что сопротивление петли фаза к нулю равно, например, 1,47 Ом, то сила тока короткого замыкания будет равна 150 ампер. Под эту величину и придется подбирать прибор защиты, то есть, автомат. Правда, в правилах ПУЭ есть определенные нормы, которые создают некий запас прочности. Поэтому Iном увеличивают на коэффициент 1,1.

Подобрать автомат под все вышеуказанные величины можно, если сравнить их в таблицах ПУЭ. В нашем случае потребуется автомат класса «С» с Iном=16 А и кратностью 10. В итоге получаем:

I = 16 х 10 х 1,1 = 176 А. Расчетная сила тока короткого замыкания у нас составила – 150 А. о чем это говорит.