Современные электрические сети должны удовлетворять требованиям электробезопасности, с этой целью в цепи питания потребителей электроэнергии включены элементы защитной автоматики. Появление токов утечек вызывают срабатывания УЗО, перегрузки или сверхтоки однофазного КЗ, провоцируют отключения нагрузки посредством автоматических выключателей. Чтобы быть уверенными в надежности срабатывания защитных автоматов и правильности подбора номиналов их срабатывания, регулярно замеряют параметры петли фазы-ноль – обязательное мероприятие при проведении электрических испытаний.
Как составляющая электроиспытаний, петля фаза-нуль, точнее ее полное сопротивление подвергается проверке:
- при сдаче электроустановки в эксплуатацию;
- после проведения реконструкции, ремонта;
- в ходе проведения периодических плановых испытаний электроустановок;
- по инициативе контролирующих органов и пр.
Слова «ноль» и «нуль» является синонимами, поэтому, когда в текстах встречается один из вариантов, это не считается разночтением.
В электрических сетях с глухозаземленной нейтралью трансформатора подстанции (TN) петля фаза-ноль может образоваться в случае короткого замыкания со стороны потребителя одного из фазных проводников и провода нейтрали (рабочего нуля) либо фазы и защитных проводников PE. Полное ее сопротивление (Z_п ) в таком случае будет препятствовать току однофазного КЗ (I_(кз) ) и, собственно, определять его величину:
I_(кз) = (U_н )⁄(Z_п ),
где U_н – номинальное фазное напряжение сети.
Из формулы видно, что чрезмерно большое сопротивление петли фаза-нуль, может существенно понижать значения по току КЗ, что ограничит автоматическому выключателю возможности срабатывания в случаях однофазных замыканий, но не исключит вероятности появления аварийных ситуаций, именно поэтому замер петли имеет столь важное значение.
Как происходят измерения
Полное сопротивление цепи возможного короткого замыкания складывается из сопротивлений:
- вторичной обмотки фазы трансформатора;
- защитных или нулевых проводников;
- переходных сопротивлений контактов коммутирующих элементов, защитной автоматики.
Кроме того, полное сопротивление учитывает наличие активной и реактивной составляющей сопротивления, а сама петля может возникать по «нештатным» каналам, например через металлоконструкции зданий, поэтому теоретический расчет токов замыкания исключается. Наиболее объективные данные можно получить при измерениях петли инструментальными средствами, поскольку единственным искажением результатов в этом случае можно считать погрешность прибора.
Сегодня измерительная техника позволяет максимально упростить любые исследования, в том числе и замеры сопротивления петли. Определение сопротивления измеряемой петли фаза-ноль проводится специальными приборами, например MZC-300, позволяющим проводить измерения на работающих электроустановках. Измерительный прибор имитирует ситуацию, возникающую при коротком замыкании, но с ограничением по току.
Измерения проводятся в автоматическом режиме, всеми процессами управляет микроконтроллер, он же производит необходимые расчеты, выдавая значения:
- сопротивлений (полного, активного и реактивного);
- ожидаемого тока КЗ при номинальном питающем напряжении;
- действующего напряжения и многого другого.
Диапазон измерений прибор выбирает автоматически.
В случае необходимости компьютерной обработки данных в линейке приборов имеется модель MZC-303E, память которой хранит до 990 результатов измерений, с возможностью передачи через порт USB.
Проводятся замеры усилиями и средствами электротехнических лабораторий, результаты испытаний заносятся в специальный протокол.
