Замер полного сопротивления цепи «фаза-ноль»

Замер полного сопротивления цепи «фаза-ноль» — электроизмерение в сетях напряжением до 1 кВ с системой заземления TN. Проверка позволяет определить полное сопротивление цепи однофазного замыкания и рассчитать ожидаемый ток короткого замыкания в конкретной точке электрической сети.

Главная задача измерения — проверить, обеспечит ли ток однофазного короткого замыкания надёжное автоматическое отключение повреждённого участка автоматическим выключателем или предохранителем. Измерение выполняется при приемо-сдаточных, пуско-наладочных и периодических эксплуатационных испытаниях.

Что такое цепь «фаза-ноль»

Цепь «фаза-ноль» — путь прохождения тока при замыкании фазного проводника на корпус электроприёмника или нулевой защитный проводник. В измеряемую петлю входят источник питания, фазный проводник, защитный или нулевой проводник, контактные соединения, коммутационные аппараты и соединения до места возможного повреждения.

Полное сопротивление цепи включает активную и индуктивную составляющие. Чем выше сопротивление петли, тем ниже ожидаемый ток короткого замыкания. Если ток короткого замыкания недостаточен для срабатывания защитного аппарата в требуемое время, повреждённый участок может оставаться под напряжением дольше допустимого.

Для чего проводится измерение

• Проверка условий автоматического отключения питания при замыкании на корпус.
• Расчёт ожидаемого тока однофазного короткого замыкания.
• Проверка согласования параметров электрической сети и характеристик автоматических выключателей.
• Выявление линий с повышенным сопротивлением проводников или контактных соединений.
• Контроль состояния защитных и нулевых проводников.
• Проверка электроустановки перед вводом в эксплуатацию.
• Контроль после ремонта, реконструкции, замены кабеля, автомата или распределительного щита.
• Оформление протокола электроизмерений для технического отчёта.

ПУЭ предусматривают два способа проверки цепи «фаза-ноль» в электроустановках до 1 кВ с системой TN: непосредственное измерение тока однофазного замыкания на корпус или нулевой защитный проводник либо измерение полного сопротивления цепи «фаза — нулевой защитный проводник» с последующим расчётом тока однофазного замыкания.

Какие объекты проверяются

• ВРУ, ГРЩ и распределительные щиты 0,4 кВ.
• Силовые и осветительные линии.
• Розеточные группы и стационарные электроприёмники.
• Электродвигатели, насосы, вентиляционные установки и технологическое оборудование.
• Электроустановки административных, торговых, складских и производственных объектов.
• Электрические сети жилых и общественных зданий.
• Кабельные линии с защитным проводником PE или совмещённым проводником PEN.
• Линии, присоединённые к сборкам, распределительным шкафам и щитам.

Как выполняется замер

Для измерения используется специализированный прибор, который подключается между фазным проводником и защитным проводником PE либо нулевым проводником — в зависимости от схемы сети и применяемой методики. Прибор кратковременно создаёт контрольную нагрузку, фиксирует падение напряжения и рассчитывает полное сопротивление петли.

1. Определяется система заземления и схема проверяемой электрической цепи.
2. Проводится осмотр щита, защитного аппарата, проводников и доступных соединений.
3. Выбираются точки измерения, в том числе наиболее удалённые точки защищаемых линий.
4. Проводится измерение полного сопротивления петли «фаза-ноль».
5. По полученному сопротивлению рассчитывается ожидаемый ток однофазного короткого замыкания.
6. Результат сопоставляется с номиналом и время-токовой характеристикой установленного защитного аппарата.
7. Оформляется протокол измерений.

Измерение рекомендуется выполнять в наиболее удалённой точке линии, где сопротивление цепи максимально, а ожидаемый ток короткого замыкания минимален. Прибор определяет полное сопротивление петли по кратковременному испытательному току и падению напряжения в цепи.

Расчёт тока короткого замыкания

Ожидаемый ток однофазного короткого замыкания рассчитывается по формуле:

I_кз = U_ф / Z_петли

где I_кз — ожидаемый ток однофазного короткого замыкания, U_ф — фазное напряжение, Z_петли — полное сопротивление цепи «фаза-ноль».

Например, если фазное напряжение составляет 230 В, а измеренное полное сопротивление петли равно 0,46 Ом, расчётный ток короткого замыкания составит:

I_кз = 230 / 0,46 = 500 А

Далее полученное значение сравнивают с током, необходимым для срабатывания конкретного автоматического выключателя или предохранителя. Для автоматов с характеристиками B, C и D учитывается диапазон срабатывания электромагнитного расцепителя и условия отключения, предусмотренные для защищаемой линии.

Когда требуется проверка

• Перед вводом новой электроустановки в эксплуатацию.
• После монтажа ВРУ, ГРЩ, распределительных щитов и кабельных линий.
• После замены автоматических выключателей, предохранителей, кабелей или защитных проводников.
• После реконструкции, ремонта или изменения схемы электроснабжения.
• После аварийного отключения, короткого замыкания или повреждения электрической сети.
• При периодических эксплуатационных испытаниях.
• При проверке электросетей во взрывоопасных зонах.
• При выявлении несрабатывания, ложных отключений или повреждений защитных аппаратов.

ГОСТ Р 50571.16-2019 устанавливает требования к приемо-сдаточным и периодическим испытаниям низковольтных электроустановок. Приемо-сдаточные испытания проводят после завершения монтажа новой установки, а также после дополнений или изменений существующей электроустановки.

Для электроустановок до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью во взрывоопасных зонах полное сопротивление петли «фаза-ноль» измеряют при капитальном, текущем ремонте и межремонтных испытаниях, но не реже одного раза в два года. Для других объектов периодичность определяется эксплуатационной документацией и утверждённым графиком технического обслуживания.

Документы по результатам

По завершении работ оформляется протокол измерения полного сопротивления цепи «фаза-ноль». В документе отражаются параметры проверенных линий, результаты измерений и оценка работоспособности защиты в пределах согласованного объёма работ.

• Наименование и адрес объекта.
• Обозначение щита, линии или электроприёмника.
• Тип и номинал установленного защитного аппарата.
• Марка, сечение и длина кабельной линии — при наличии данных.
• Измеренное полное сопротивление петли «фаза-ноль».
• Расчётный ток однофазного короткого замыкания.
• Вывод о соответствии условий автоматического отключения питания.
• Перечень замечаний и рекомендации по устранению несоответствий — при необходимости.