Izračun in metoda merjenja zanke faze nič

Z obstoječo raznolikostjo električne opreme, ki je nameščena v napajalnih tokokrogih, je pomembno, da se naučite pravilno upravljati napajalne sisteme in jih vzdrževati v delovnem stanju. Neupoštevanje te zahteve bo povzročilo zmanjšano delovanje in morebitne poškodbe naprav, povezanih z njim. Preizkušanje elektroprevodnih vodov vključuje organizacijo testiranja, ki vključuje merjenje porazdeljenih električnih parametrov. Pri izvajanju periodičnih preskusov je treba pregledati vse zaščitne naprave in električne vodnike ter tako imenovano "zanko ničelne faze".

Opredelitev pojma

Vsaka oprema, priključena na električno omrežje, je opremljena z zaščitno ozemljitveno zanko. Ta naprava je urejena v obliki montažne kovinske konstrukcije, ki se nahaja poleg nadzorovanega objekta ali na transformatorski postaji.V nujnih primerih (če je na primer poškodovana izolacija žice) fazna napetost vstopi v ozemljeno ohišje in nato teče v tla.

Za zanesljivo širjenje nevarnega potenciala v tla upor verige ne sme presegati določene norme (enote Ohm).

Zanko faza-nič razumemo kot žično vezje, ki nastane, ko je fazni vodnik v kratkem stiku s prevodnim ohišjem opreme, priključene na omrežje. Pravzaprav se oblikuje med fazo in ozemljeno nevtralno (ničlo), kar je razlog za njegovo ime. Poznavanje njegovega upora je potrebno za spremljanje stanja zaščitnih ozemljitvenih vezij, ki zagotavljajo pretok zasilnega toka v tla. Varnost osebe, ki uporablja opremo in gospodinjske aparate, je odvisna od stanja tega vezja.

Metoda za določanje upornosti zanke faza-nič

V skladu z zahtevami PTEEP je med delovanjem industrijske in gospodinjske električne opreme potrebno stalno spremljanje stanja zaščitnih naprav. V skladu z zahtevami regulativne dokumentacije se v inštalacijah do 1000 voltov s trdno ozemljeno nevtralnostjo preveri enofazna ozemljitvena napaka. Znane preskusne metode upoštevajo predvsem tehnično bazo, ki jo predstavljajo vzorci posebnih merilnih instrumentov.

Uporabljena oprema

Za merjenje verige faza-nič se uporabljajo elektronske naprave, ki se razlikujejo tako po svojih zmožnostih (predvsem način odčitavanja in njihova napaka) kot po namenu. Najpogostejši tipi merilnikov vključujejo:

• Naprave M417 in MSC300, ki vam omogočajo, da določite zahtevano vrednost, po zaključku meritev se na podlagi dobljenih rezultatov izračunajo tokovi kratkega stika na tla.
• Naprava ECO-200, preko katere je mogoče meriti samo tok tokokroga.
• Naprava EKZ-01 se uporablja za iste namene kot ECO-200.
• Merilnik IFN-200.

Naprava M417 vam omogoča izvajanje meritev v 380-voltnih tokokrogih s trdno ozemljeno nevtralnostjo, ne da bi morali odstraniti napajalno napetost. Pri izvajanju meritev se uporablja metoda njegovega padca v načinu odpiranja nadzorovanega tokokroga za čas 0,3 sekunde. Slabosti te naprave vključujejo potrebo po kalibraciji sistema pred začetkom dela.

Naprava MSC300 je nov tip izdelka z elektronskim polnjenjem, zgrajen na sodobnih mikroprocesorjih. Pri delu z njim se uporablja metoda padca potenciala pri priključitvi fiksnega upora 10 Ohmov. Delovna napetost je 180-250 V, čas merjenja kontroliranega parametra pa 0,03 sekunde. Naprava je priključena na linijo, ki se preskuša na njeni najbolj oddaljeni točki, po kateri se pritisne gumb "Start". Rezultati meritev se prikazujejo na digitalnem zaslonu, vgrajenem v napravo.

Kadar ni na voljo niti enega vzorca merilnega instrumenta (in tudi kadar je potrebno podvajanje operacij), se za praktično določitev zahtevane vrednosti uporabi metoda merjenja z voltmetrom in ampermetrom.

Obstoječe merilne tehnike

Dobro znane metode vključujejo računski del, predstavljen v obliki formul. Splošno sprejeto orodje za izračun vam omogoča, da ugotovite skupno odpornost zanke z naslednjo formulo:

Zpet = Zp + Zt/3, kjer je

• Zп - skupni upor žic v odseku kratkega stika;
• Zt – enako, vendar za energetski transformator transformatorske postaje (tokovni vir).

Za duraluminijske in bakrene žice je Zpet v povprečju 0,6 Ohm/km.Na podlagi ugotovljenega upora se ugotovi enofazni tok ozemljitvene napake: Ik = Uph/Zpet.

Če se na podlagi zgornjih izračunov izkaže, da vrednost želenega parametra ne presega tretjine dovoljene vrednosti (glej PUE), se lahko omejite na to možnost izračuna. Sicer se meritve enosmernega toka izvajajo z napravami EKO-200 ali EKZ-01. Če jih ni, se lahko uporabi metoda ampermetra-voltmetra.

Splošni postopek testiranja z uporabo merilnih instrumentov navedenih blagovnih znamk:

• Nadzorovana oprema je izključena iz omrežja.
• Zanka, ki se preskuša, se napaja iz padajočega transformatorja.
• Potrebno je namerno kratko skleniti fazo na telo električnega sprejemnika, nato pa izmeriti vrednost Zpet, ki je posledica kratkega stika.

Pri merjenju z uporabo metode ampermetra-voltmetra po uporabi napetosti v krmiljenem vezju določimo vrednosti toka I in potenciala U. Prva od teh vrednosti ne sme presegati 10-20 amperov.

Izračuni in predstavitev rezultatov

Upornost testirane zanke se izračuna po formuli: Zpet=U/I. Vrednost, dobljena iz rezultatov izračuna, se doda impedanci enega od 3 navitij transformatorja postaje, ki je enak Rtr./3.

Po opravljenih linearnih meritvah v skladu z veljavnimi predpisi jih je treba dokumentirati. V ta namen se pripravijo poročila o preskusih v predpisani obliki, v katerih morajo biti zapisani naslednji podatki:

• Vrsta črte, njene glavne značilnosti.
• Merilna oprema, uporabljena med preskušanjem.
• Vrednosti lastnega prehodnega upora in navitij transformatorja postaje.
• Njihova vsota, ki je rezultat opravljenih meritev.

V skladu s temeljnimi določbami PUE je pogostost pregledov, ki se izvajajo na električnih tokokrogih, enkrat na 6 let. Za eksplozivne predmete - enkrat na dve leti.

Izračuni z uporabo tabel

Celotna vrednost zahtevane količine je odvisna od naslednjih dejavnikov:

• Parametri transformatorja napajalne postaje.
• Prerezi faznih in ničelnih vodnikov, izbrani pri načrtovanju električnega omrežja.
• Upornost prehodnih povezav, ki so vedno prisotne v katerem koli tokokrogu.

Prevodnost uporabljenih žic je mogoče nastaviti v fazi načrtovanja elektroenergetskega sistema, kar vam bo omogočilo, da se izognete številnim težavam, če je pravilno izbrana.

V skladu s PUE mora ta indikator ustrezati vsaj polovici iste vrednosti za fazne vodnike. Po potrebi se lahko poveča na isto vrednost. Zahteve poglavja 1.7 PUE določajo te vrednosti, z njimi pa se lahko seznanite v tabeli 1.7.5, ki je navedena v dodatku k pravilniku. V skladu z njim se izbere najmanjši presek zaščitnih vodnikov (v kvadratnih milimetrih).

Po zaključku tabelarične stopnje izračuna zanke faza-nič nadaljujejo s preverjanjem z izračunom toka kratkega stika po formulah. Njegovo izračunano vrednost nato primerjajo s praktičnimi rezultati, predhodno pridobljenimi z neposrednimi meritvami. Pri naknadni izbiri kratkostičnih zaščit (zlasti linearnih odklopnikov) je njihov odzivni čas vezan na ta parameter.

V katerih primerih se izvajajo meritve?

Merjenje upora odseka tokokroga faza-nič je treba organizirati v naslednjih situacijah:

• pri dajanju v trajno obratovanje novih, še nedelujočih močnostnih električnih instalacij;
• ko so regulatorne energetske službe prejele navodila za njihovo izvedbo;
• glede na vlogo podjetij in organizacij, priključenih na oskrbovano električno omrežje.

Ko je elektroenergetski sistem zagnan, so meritve preskusa odpornosti zanke del nabora dejavnosti, ki se izvajajo za preverjanje njegove učinkovitosti. Drugi primer je povezan z izrednimi razmerami, ki se pogosto pojavljajo med delovanjem napajalnih tokokrogov. Vloga določenih potrošnikov, ki jih zastopa podjetje ali organizacija, se lahko prejme, če zaščita opreme ni zadovoljiva (na primer na podlagi pritožb določenih uporabnikov).

Primeri izračunov

Kot primera takih meritev sta obravnavani dve metodi.

Vpliv padca napetosti na nadzorovani odsek napajalnega tokokroga

Pri opisu te metode je pomembno posvetiti pozornost težavam njenega praktičnega izvajanja. To je zato, ker je za dosego končnega rezultata potrebnih več korakov. Najprej boste morali izmeriti parametre omrežja v dveh načinih: z odklopljenim bremenom in priključenim. V vsakem od teh primerov se upor meri z odčitavanjem toka in napetosti. Nato se izračuna po klasičnih formulah, ki izhajajo iz Ohmovega zakona (Zп=U/I).

V števcu te formule U predstavlja razliko med dvema napetostama – ko je obremenitev vklopljena in ko je obremenitev izključena (U1 in U2). Tok se upošteva samo za prvi primer. Za pravilne rezultate mora biti razlika med U1 in U2 dovolj velika.

Impedanca upošteva impedanco transformatorske tuljave (sešteje se z dobljenim rezultatom).

Uporaba neodvisnega napajanja

Ta pristop vključuje določitev parametra, ki je zanimiv za strokovnjake, z uporabo neodvisnega vira napajalne napetosti.Pri izvajanju boste morali upoštevati naslednje pomembne točke:

• Med postopkom merjenja pride do kratkega stika primarnega navitja napajalnega transformatorja postaje.
• Iz neodvisnega vira se napajalna napetost napaja neposredno v območje kratkega stika.
• Upor med fazo in nič se izračuna po že znani formuli Zп=U/I, kjer je: Zp vrednost želenega parametra v ohmih, U je izmerjena preskusna napetost v voltih, I je vrednost merilnega toka v amperih.

Vse obravnavane metode ne zahtevajo absolutne točnosti rezultatov, pridobljenih z njimi. Zagotavljajo le približno oceno vrednosti impedance zanke faza-nič. To naravo je razloženo z nezmožnostjo v okviru predlaganih metod merjenja induktivnih in kapacitivnih izgub, ki so vedno prisotne v močnostnih tokokrogih s porazdeljenimi parametri. Če je treba upoštevati vektorsko naravo merjenih veličin (predvsem fazne premike), bo treba uvesti posebne popravke.

V realnih pogojih delovanja močnih porabnikov so vrednosti porazdeljenih reaktanc tako nepomembne, da se pod določenimi pogoji ne upoštevajo.