Проверка срабатывания защиты при системе питания с заземленной нейтралью

Все системы заземления электроустановок до 1000 (В) (системы TN-C, TN-C-S, TN-S) являются, как известно, глухозаземленными.

Петля фаза-ноль — это контур, который образуется при соединении фазного проводника L с нулевым рабочим проводником N (или защитным проводником PE).

Иначе говоря, петля фаза-ноль образуется электрической цепью фазного проводника L, соединенного с нулевым рабочим проводником N. Или, как вариант, петлю фаза-ноль составляет электрическая цепи фазного проводника L и защитного проводника PE. Причем эта цепь обладает своим сопротивлением.

Разумеется, при желании можно рассчитать самостоятельно сопротивление петли фаза-ноль. Однако, это довольно проблематично и сложно по многим причинам:

• во-первых, расчеты усложняют переходные сопротивления рубильников, разъединителей, контакторов, предохранителей и автоматических выключателей — словом, всех коммутационных аппаратов;
• во-вторых, сложно высчитать точный путь тока в аварийном режиме, учитывая все водопроводы и трубопроводы, металлические конструкции, а также контур заземления и повторное заземление).

Поэтому гораздо проще и надежнее измерять сопротивление петли фаза-ноль специально созданным для этого прибором, который учитывает все названные факторы автоматически.

Зачем проводятся измерения петли фаза-ноль? 

Рассмотрим причины, по которым измерения петли фаза-ноль так необходимы.

Измерения петли фаза-ноль проводятся по следующим причинам:

• введение электроустановки после реконструкции или монтажа, т. е. петля фаза-ноль тестируется при приемосдаточных испытаниях;
• по требованию контролирующих организаций;
• по желанию в любое время

Проведение измерений петли фаза-ноль преследует собой цель определить следующие параметры:

1. Величину сопротивления петли фаза-ноль.
   Этот параметр подразумевает под собой измерение сопротивления обмоток питающего трансформатора, фазного проводника L, нулевого защитного проводника, с которым соединен фазный, а также переходных сопротивлений силовых контактов коммутационных аппаратов.
2. Величину тока короткого замыкания. 
   Величину тока однофазного короткого замыкания можно измерить специальным прибором автоматически. Если же автоматически измерить её нет возможности, то можно определить её косвенно, воспользовавшись определенной формулой
   Iк.з. = Uном / Zп,
   • где Uном это номинальное напряжение питающей сети,
   • а Zп – сопротивление (полное) петли фаза-ноль.

Рассчитав (или измерив) ток короткого замыкания, полученные данные необходимо сравнить с уставкой теплового и/или электромагнитного автоматического выключателя.

По итогам измерения петли фазы-ноль нужно обязательно свериться с нормативно-техническими документами ПТЭЭП и ПУЭ. Только на их основе можно выносить заключение об измерениях. 

Проверка срабатывания защите при системе питания с заземленной нейтралью

ООО «ЭнергоАльянс»

ЭЛЕКТРОЛАБОРАТОРИЯ

1.      Область применения.

     Цель измерения — обеспечить проверку условий электробезопасности работы на электрооборудовании, питающимся от сети переменного тока с линейным напряжением 380 В  50 Гц с глухозаземленной нейтральной точкой питающего трансформатора, проверка действия защиты, т.е. отключение аварийного участка при замыкании на землю, проверка правильности выбора плавких вставок предохранителей и уставок расцепителей автоматов. Определение величины тока короткого замыкания между фазным и нулевым проводом  или заземленными частями электроустановки зданий для анализа возможности срабатывания установленной защиты (отключения электроустановки).

2.      Объект испытаний.

     Измерение полного сопротивления (Zn) петли фаза — нуль в электроустановках произво­дится в самом дальнем, от источника питания, конце фазного проводника или между защит­ным аппаратом и наиболее удаленным токоприемником одной группы и в одном помещении. При этом, определение тока КЗ проводится как между фазным и нулевым рабочим проводниками, так и между фазными нулевым защитным проводниками. Полученные в результате измерений значения тока КЗ должны соответствовать требованиям ПУЭ.

ТРЕБОВАНИЯ ПУЭ

В электроустановках до 1кВ с глухозаземленной нейтралью, с целью обеспечения автоматического отключения аварийного участка, проводимость фазных и нулевых защитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании на корпус или нулевой защитный проводник возникал ток КЗ, превышающий не менее чем:

-в 3 раза номинальный ток плавкого элемента ближайшего предохранителя;

-в 3 раза номинальный ток нерегулируемого расцепителя или уставку тока регулируемого расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратнозависимую характеристику.

При защите сетей автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитный расцепитель (отсечку), проводимость указанных проводников должна обеспечивать ток не ниже уставки тока мгновенного срабатывания, умноженного на коэффициент разброса (по заводским данным) и коэффициента запаса 1.1. при отсутствии заводских данных для автоматических выключателе с номинальным током до 100 А, кратность тока КЗ относительно уставки следует принимать не менее 1.4, а для автоматических выключателей с номинальным током более 100А не менее 1.25.

Для кабельных линий необходимо, чтобы вычисленный по определенному Z, ток однофазного КЗ был больше чем уставка РЗА на 30%.

3. Определяемые характеристики.

Диапазон измеряемого тока короткого замыкания цепи фаза- нуль в кА  от  0¸0.2;  0¸1. 0¸2. Полное сопротивление петли «фаза-нуль» Zn состоит из активной и реактивной составляющих полных сопротивлений входящих в нее элементов: фазы питающего трансформатора;  цепи образованной фазовым и нулевым  (заземляющим) проводами; коммутационных аппаратов, входящих в эту цепь и из переходного сопротивления в месте замыкания. При измерении все составляющие учитываются автоматически.

В общем случае:

Zn=(R_п²+X_п²)^1/2=((R_тр+R_ц)²+(X_тр+X_ц)²

Где,     R_п — полное активное сопротивление петли «фаза-нуль»,

X_п -полное индуктивное сопротивление,

R_тр -активное сопротивление силового трансформатора,

R_ц -активное сопротивление питающей цепи;

X_тр -индуктивное сопротивление силового трансформатора;

X_ц -индуктивное сопротивление питающей  цепи.

Надежное отключение поврежденного участка считается обеспеченным, если ток однофазного замыкания на корпус или нулевой провод Iкз отвечает условию:

                        Iкз> k*Iн

                        Iкз=U/Zn.

Где,  Iн- номинальный ток плавкой вставки или ток уставки расцепителя,

            k- коэффициент, соответствующий требованиям ПУЭ, в зависимости от вида защиты  (таблица 1).

Таблица 1. Значение коэффициента k определения тока отключения

защитных аппаратов при однофазном замыканиях.

4.Условия испытаний.

Измерения проводятся в условиях умеренного климата при температуре от -30°С  до + 50°С и относительной влажности до 90% при температуре +30°С.

Определение тока короткого замыкания цепи «фаза-нуль» электроустановок зданий производится в помещении, поэтому климатические условия  (температура, влажность, время года) влияние на результаты испытаний не оказывают. Повлиять на результаты испытаний может значительное колебание в питающей сети, поэтому испытания желательно проводить при стабильном напряжении.

Схема электроустановки должна быть как при нормальной эксплуатации с подключенными естественными и искусственными заземлителями и проводниками для выравнивания потенциалов.

В зависимости от метода измерения, измерения могут производиться с отключенной электроустановкой (метод амперметра – вольтметра) или под напряжением – специальными приборами.

Для определения Z кабеля на пониженном напряжении важно обеспечить хорошее качество контакта в месте заземления, установленного в конце кабеля. Сечение заземления должно быть не менее сечения исследуемой КЛ.

5.Принцип работ.

Принцип работы основан на измерении падения напряжения фаза – нейтраль на холостом ходу (без нагрузки) и параметров цепей фаза – нейтраль и фаза – земля по нагрузкой, с последующим вычислением остальных параметров сети. Этот принцип измерения позволяет получить наиболее достоверный результат.

6.      Обработка данных и оформление результатов испытаний.

По результатам делается заключение о соответствии защиты участка сети.

 Результаты испытания анализируются и оформляются протоколом. Протокол должен быть подписан лицами, проведшими измерения и руководителем  электролаборатории. в протокол «Испытания цепи «фаза-нуль» технического отчета о проведении сертификационных испытаний электроустановок здания в графу «ток КЗ, А» заносятся данные тока короткого замыкания Iкз, замеренные непосредственно прибором

в разделе протокола “измерительные приборы” вносятся данные средств измерений, по которым видно, каким методом производились испытания.

7.      Требования безопасности.

Работы по измерению тока короткого замыкания цепи фаза- нуль должны выполняться в соответствии с действующими Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок.

При эксплуатации измерителей необходимо руководствоваться правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.

Измерения должны производиться не менее чем двумя человеками, один из которых должен иметь группу по электробезопасности – не ниже  IV, а другой – не ниже  III.

При работе со специальными приборами руководствоваться требованиями раздела “указания мер безопасности” инструкции на конкретный прибор.

 Электролаборатория Краснодар. Электролаборатория Краснодарский край

Проверка срабатывания защиты при системе питания с заземленной и изолированной нейтралью и при коротком замыкании

• Бесплатный выезд для определения объема работ
• Смета работ в течении 2 часов
• Только реальные замеры
• Все разрешительные документы
• Всегда хорошие цены и скидки

Многие задаются вопросом — насколько безопасна используемая ими электросеть? Проверка срабатывания защиты обеспечит безопасность работы электрического оборудования и пользование инструментом на производстве и в быту в сетях переменного тока до 1000 В с глухозаземленной нейтралью. Это системы заземления TN-C, TN-C-S, TN-S. Время автоматического отключения питания при косвенных прикосновениях и коротких замыканиях (КЗ) не должно превышать значений, указанных в п. 1.7.79 ПУЭ. Чем быстрее сработает отключающее подачу питания устройство, тем повреждения проводки в электроустановках будут меньше. При К. З. значение силы тока повышается мгновенно, температура проводника растет, его изоляция начинает плавиться и гореть. В некоторых случаях даже нескольких секунд хватает для повреждения и возгорания кабеля, что приведет к непредвиденным затратам на его восстановление.

Плавкие вставки, расцепители и предохранители должны подбираться в соответствии с нормативной документацией на соответствующее оборудование и инструмент. Их номиналы указываются в паспортных данных. В сетях с автоматическими выключателями, имеющими электромагнитную отсечку, проводимость проводников должна обеспечиваться током срабатывания защиты, который должен быть выше показателя тока мгновенного срабатывания с учетом коэффициентов разброса и запаса.

Коэффициенты берутся из паспортных данных производителя электроустановки или должны соответствовать величинам, указанным в технических регламентах для аналогичного оборудования. Ток однофазного короткого замыкания кабельных систем должен превышать показатели релейной защиты и автоматики на 30%.

Короткое замыкание возникает при повреждении изоляции кабеля или др. электрооборудования механическим способом или при его старении, особенно когда прошли сроки его эксплуатации, в среднем 15-20 лет. В электроустановках нулевой проводник связан с нейтралью трансформатора, а нейтраль с контуром заземления. При замыкании фазы на фазу, ноль или на корпус образуется электрическая цепь, называемая контуром или петлей фаза-ноль. При межфазном замыкании ток будет больше, чем при однофазном замыкании. Сопротивление петли фаза-ноль должно быть как можно меньше, тогда ток короткого замыкания в таком контуре будет наибольшим и защита сработает быстрее.

Электроизмерительная лаборатория проводит комплекс испытаний имеющегося на объекте электрического оборудования и инструмента, позволяющего определить уровень безопасности и предотвратить возникновение форс-мажорных обстоятельств, которые могут привести к нежелательным последствиям – выходу из строя оборудования, пожарам, травмированию или даже к смерти человека.

Для предприятий, учреждений любых форм собственности, где эксплуатируются электрические устройства, установлена периодичность проведения испытаний, которые должны выполняться раз в 3 года на действующих объектах (полная информация в таблице периодичности измерений на сайте).

Кроме того, такая проверка должна осуществляться при вводе объекта в эксплуатацию и после проведения капитального ремонта В двух последних случаях выполняются приемо-сдаточные испытания с обязательным составлением протоколов, утвержденной формы. Без такого документа объект не будет сдан в эксплуатацию. Кроме того, такие испытания могут выполняться по требованию контролирующей организации и по желанию владельцев объектов и частных владений. Измерения контура фаза-ноль выполняют для определения величин сопротивления и тока короткого замыкания. Это поможет определить надежность установленных защитных средств, обезопасит работающий персонал от последствий воздействия и сохранит установки, оборудование и инструмент в работоспособном состоянии.

При определении величины сопротивления (прямым или косвенным способом) измеряется величина сопротивления:

• обмоток питающего трансформатора;
• обмоток фазного проводника;
• обмоток нулевого защитного проводника, соединенного с фазным проводником;
• силовых контактов коммутационных аппаратов.

Измерения могут осложняться из-за невозможности вычисления пути прохождения тока в аварийных условиях и сложности расчетов, которые знают только опытные специалисты. На сопротивление петли фаза-ноль оказывает влияние длина линии, сечение проводников, способ соединения участков линии, качество монтажа, количество болтовых соединений.

Испытания должны проводиться электролабораторией, у которой есть действующая в момент проверки лицензия Ростехнадзора, по специально разработанным методикам с применением высокоточных приборов специалистами, которые имеют III группу допуска и необходимые разрешительные документы. Такими специалистами укомплектован штат нашей электролаборатории.

Результаты проверки они оформят в виде Технического отчета с заключением, о возможности дальнейшей эксплуатации. Он подтверждает соответствие системы безопасности объекта нормативным документам – ПУЭ и ГОСТ. Неисправности и несоответствия указываются в специальной Ведомости дефектов с указанием сроков устранения. Наличие Технического отчета на объекте проверяют инспектора МЧС, Ростехнадзора в ходе плановых и внеплановых проверок. Отсутствие документа ведет к административной ответственности и штрафам.

Проверка срабатывания защиты проводится с целью проверки уровня безопасности при эксплуатации электрооборудования

Проверка срабатывания защиты проводится с целью проверки уровня безопасности при эксплуатации электрооборудования, питающегося от сети переменного тока с глухозаземленной нейтральной. При проведении испытаний электролабораторией, устанавливается правильность выбора предохранителей и автоматических расцепителей, а также определяется время срабатывания защиты при коротком замыкании между нулевым и фазным проводом  или заземленными частями электроустановки.

Установить время срабатывания релейной защиты необходимо для подтверждения работоспособности систем безопасности и возможности дальнейшей эксплуатации электрооборудования. Измерения данного типа могут понадобиться как частным лицам, так и предприятиям. Для организаций подобного рода проверки являются обязательными, поэтому они должны проводиться регулярно минимум раз в три года. Частные лица обращаются к нашим услугам при возникновении сбоев в работе электрооборудования или в профилактических целях для гарантии собственной безопасности.

Проверка срабатывания защиты осуществляется специализированными мастерами в соответствии с требованиями ПУЭ 1.7.79. Испытания проводятся с использованием высокоточного оборудования путем искусственного воссоздания аварийной ситуации и установки всех интересующих значений. По окончанию необходимых измерений работники электроизмерительной лаборатории составляют протокол проверки, подтверждающий соответствие существующей системы безопасности нормативам ГОСТ.

В сетях с автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитную отсечку, проводимость проводников должна обеспечивать ток срабатывания защиты, превышающий показатель тока мгновенного срабатывания на коэффициент разброса и коэффициент запаса. Показатели коэффициентов берутся из данных производителя электроустановки или из  технических регламентов для оборудования подобного типа. Для кабельных систем ток однофазного короткого замыкания должен превышать показатели релейной защиты и автоматики на тридцать процентов.

При обнаружении несоответствий системы срабатывания защиты установленным требованиям  и правилам ГОСТ, специалистами производится тщательный анализ электроустановки с целью обнаружения причин неполадок для их дальнейшего и скорейшего устранения.

Похожие статьи

Проверка срабатывания защиты при системе питания с заземленной нейтралью (непосредственное измерение тока однофазного к.з. или измерение полного сопротивления петли фаза-нуль с последующим определением тока к.з.)

Защитное устройство, которое предназначено для автоматического отключения электрооборудования или питания цепи, должно обеспечивать защиту от косвенного прикосновения при замыкании токоведущей части на открытую проводящую часть или электрооборудования или защитный проводник цепи. Защита осуществляется таким образом, что в период отключения питания должна быть обеспечена безопасность человека при одновременном прикосновении к частям электрической цепи, находящейся по напряжением, в том числе и при превышении значений напряжения выпрямительного и переменного тока.

5 с – это максимальное время отключения для распределительных цепей, вне зависимости от значения напряжения прикосновения. Максимальное время отключения для системы TN с номинальным напряжением 230 В составляет 0,4 с., согласно таблице 41 А ГОСТ Р 50571.3-94.

Цель измерения полного сопротивления петли «фаза-нуль» заключается в определении величины тока к.з. цепи. Согласно п.п.1.7.79 и 7.3.139 ПУЭ значение этого тока должно быть кратно по отношению к номинальному току электромагнитного расцепителя автоматического выключателя, предохранителя или плавкой вставки.

Сечение нулевых защитных и нулевых рабочих проводников в трехпроводных линиях должны быть не менее сечения фазных проводников, что отмечено в главе 7.1 п. 7.1.33 ПУЭ, утвержденных Минтопэнерго 18.02.94 г. Нулевые защитные и нулевые рабочие проводники должны отвечать требованиям главы 1.7 ПУЭ.

Нельзя применять в качестве нулевых защитных проводников нулевые рабочие проводники, которые идут к переносным электроприемникам постоянного и однофазного тока. С целью зануления таких проводников не должны использоваться разъединяющие предохранители и иные приспособления. Однополюсные выключатели необходимо устанавливать не в нулевом рабочем проводнике, а в фазных проводниках.

Требования к нулевым защитным проводникам подробно описаны в ПУЭ в гл. 1.7. п.п. 1.7.73-1.7.94.

Проверка согласования параметров цепи «фаза – нуль» — Статьи

Инженеры электролаборатории «Сила тока» провели замеры проверки согласования параметров цепи «фаза – нуль».

Сопротивление параметров цепи петли «фаза-нуль» измеряют для определения поведения защитных автоматических выключателей при возникновении короткого замыкания. Короткое замыкание может возникнуть при механическом повреждении кабеля или при длительном использовании (старении) кабельной продукции. В электроустановках с глухо заземленной нейтралью нулевой проводник связан с нейтралью трансформатора. Нейтраль трансформатора объединена с контуром защитного заземления.  При замыкании фазы на фазу, на корпус или ноль получается замкнутая электрическая цепь. Такую цепь называют петля «фаза-ноль». При межфазном замыкании ток в контуре будет больше, чем при однофазном замыкании. Сопротивление петли «фаза-ноль» должно быть минимальным, тогда ток короткого замыкания в петле будет наибольшим и защита сработает за наименьший промежуток времени. Измерение петли «фаза-ноль» и токов коротких фазных замыканий проводится для определения времени срабатывания защитных устройств. По полученному значению сопротивления петли «фаза-ноль» расчетом получают значение тока короткого замыкания,в настоящее время приборы проводят автоматически все необходимые расчеты. От величины тока зависит время срабатывания автоматического выключателя. Время срабатывания автомата защиты должно соответствовать требованиям правил устройства электроустановок ( ПУЭ ). Если это время не выходит за рамки 5 секунд для 380 Вольт и 0,4 секунд для 220 Вольт, то защиту линии можно считать соответствующей. Автоматическое отключение питания должно обеспечить защиту от поражения электрическим током при прикосновении и коротких замыканиях. Чем быстрее сработает автоматический выключатель, тем меньшие повреждения будет нанесено людям и кабельной продукции в электроустановке, ведь при коротком замыкании ( КЗ ) мгновенно возрастает значение тока, и температура проводника резко увеличивается. При этом начинает плавиться, стекать и гореть изоляция. Даже нескольких секунд в простое срабатывания защиты может хватить для повреждения и возгорания десятков метров кабеля, так как от поврежденного кабеля достаточно быстро загорятся и соседние кабеля. В последнее время при монтаже используют негорючий кабель, что помогает от возникновения пожаров, но не спасает проводку от повреждения, а помещения от задымления. При желании можно использовать и малодымный кабель, но данный кабель довольно дорогой. На сопротивление петли «фаза-ноль» влияет длина кабельной линии, сечение кабеля, способ соединения на линии, качество прокладки линии, количество соединений и переходов. Вместе с проверкой самих аппаратов защиты измерение «фаза-ноль» дает хороший результат в обеспечении безопасности электроустановки. Это один из основных параметров безопасности электроустановки.

Проведение данного замера регламентируется Правилами Технической Эксплуатации Электроустановок Потребителя (ПТЭЭП) в таблице 28, пункт 28.4 и проводится через каждые два года (ПТЭЭП п. 2.7.16), и если у Вас передвижная электроустановка, то после каждой изменения  электрооборудования и монтажа нового, в электроустановках до 1000 В, перед его включением (ПТЭЭП п. 2.7.17).

Вполне очевидно, что при наличии неполадок в цепи обычное короткое замыкания может привести не только к поломке бытовой техники, но и возникновению пожароопасных ситуаций. Испытание петли «фаза-ноль» с последующим вычислением тока короткого замыкания позволяет сделать вывод о правильности выбора аппарата защиты. Сопротивление цепи путём не хитрых вычислений переводится в ток короткого замыкания, который может возникнуть в случае аварии. Величина тока короткого замыкания должна быть больше уставок автоматических выключателей, только при соблюдении данного условия сработает защита и электроустановка будет защищена!

Проверка срабатывания защиты при системе питания с заземленной нейтралью

Проверка срабатывания защиты проводится с целью проверки уровня безопасности при эксплуатации электрооборудования, питающегося от сети переменного тока с глухозаземленной нейтральной. При проведении испытаний электролабораторией, устанавливается правильность выбора предохранителей и автоматических расцепителей, а также определяется время срабатывания защиты при коротком замыкании между нулевым и фазным проводом  или заземленными частями электроустановки.

Установить время срабатывания релейной защиты необходимо для подтверждения работоспособности систем безопасности и возможности дальнейшей эксплуатации электрооборудования. Измерения данного типа могут понадобиться как частным лицам, так и предприятиям. Для организаций подобного рода проверки являются обязательными, поэтому они должны проводиться регулярно минимум раз в три года. Частные лица обращаются к нашим услугам при возникновении сбоев в работе электрооборудования или в профилактических целях для гарантии собственной безопасности.

Проверка срабатывания защиты осуществляется специализированными мастерами в соответствии с требованиями ПУЭ 1.7.79. Испытания проводятся с использованием высокоточного оборудования путем искусственного воссоздания аварийной ситуации и установки всех интересующих значений. По окончанию необходимых измерений работники электроизмерительной лаборатории составляют протокол проверки, подтверждающий соответствие существующей системы безопасности нормативам ГОСТ.

В сетях с автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитную отсечку, проводимость проводников должна обеспечивать ток срабатывания защиты, превышающий показатель тока мгновенного срабатывания на коэффициент разброса и коэффициент запаса. Показатели коэффициентов берутся из данных производителя электроустановки или из  технических регламентов для оборудования подобного типа. Для кабельных систем ток однофазного короткого замыкания должен превышать показатели релейной защиты и автоматики на тридцать процентов.

При обнаружении несоответствий системы срабатывания защиты установленным требованиям  и правилам ГОСТ, специалистами производится тщательный анализ электроустановки с целью обнаружения причин неполадок для их дальнейшего и скорейшего устранения.