Biorąc pod uwagę różnorodność urządzeń elektrycznych zainstalowanych w obwodach energetycznych, ważne jest, aby nauczyć się, jak prawidłowo obsługiwać systemy zasilania i utrzymywać je w dobrym stanie. Naruszenie tego wymogu prowadzi do zmniejszenia wydajności i możliwości uszkodzenia podłączonych do niego urządzeń. Sprawdzanie linii przewodzących obejmuje organizację testów, która obejmuje pomiar rozproszonych parametrów elektrycznych. Podczas przeprowadzania okresowych testów należy sprawdzić wszystkie urządzenia ochronne i przewodniki elektryczne, a także tak zwaną „pętlę zero fazy”.
Definicja pojęcia
Każdy sprzęt podłączony do sieci jest wyposażony w obwód ochronny. To urządzenie jest wyposażone w prefabrykowaną konstrukcję metalową umieszczoną obok kontrolowanego obiektu lub na stacji transformatorowej. W sytuacji awaryjnej (np. Uszkodzenie izolacji przewodów) napięcie fazowe spada na uziemioną obudowę, a następnie wpada do ziemi.
Aby zapewnić niezawodne rozprzestrzenianie się niebezpiecznego potencjału w glebie, rezystancja łańcucha nie powinna przekraczać określonej normy (jednostki Ohm).
Przez pętlę zerową fazy rozumie się pętlę drutową utworzoną, gdy rdzeń fazowy jest zwarty do przewodzącej obudowy urządzenia podłączonego do sieci. W rzeczywistości powstaje między fazą a uziemionym punktem zerowym (zero), co było przyczyną tej nazwy. Konieczna jest znajomość jego rezystancji, aby monitorować stan ochronnych obwodów uziemiających, które zapewniają odprowadzanie prądu awaryjnego do ziemi. Stan tego obwodu określa bezpieczeństwo osoby używającej sprzętu i urządzeń gospodarstwa domowego.
Metoda określania rezystancji pętli zero-fazowej
Zgodnie z wymogami PTEEP działanie przemysłowych i domowych urządzeń elektrycznych wymaga stałego monitorowania stanu urządzeń ochronnych. Zgodnie z wymogami dokumentacji normatywnej w instalacjach do 1000 woltów z uziemionym punktem zerowym są one sprawdzane pod kątem jednofazowego zwarcia do ziemi. Znane metody badań uwzględniają przede wszystkim bazę techniczną reprezentowaną przez próbki specjalnych przyrządów pomiarowych.
Używany sprzęt
Do pomiaru łańcucha zerowo-fazowego stosuje się urządzenia elektroniczne, które różnią się zarówno ich możliwościami (w szczególności metodą dokonywania odczytów i ich błędów), jak i przeznaczeniem. Najczęstsze przykłady liczników obejmują:
- Przyrządy M417 i MSC300, pozwalające określić pożądaną wartość, pod koniec pomiarów, prądy zwarciowe do ziemi są obliczane na podstawie wyników.
- Urządzenie ECO-200, za pomocą którego można zmierzyć tylko prąd zwarciowy.
- Urządzenie EKZ-01, używane do tych samych celów, co EKO-200.
- Przyrząd pomiarowy IFN-200.
-
- IFN-200
-
- ECO-200
-
- M417
Urządzenie M417 umożliwia pomiary w obwodach 380 woltów z uziemionym punktem zerowym bez konieczności odłączania napięcia zasilania. Podczas przeprowadzania pomiarów stosuje się metodę jego upadku w trybie otwierania obwodu kontrolowanego na czas 0,3 sekundy. Wady tego urządzenia obejmują konieczność skalibrowania systemu przed rozpoczęciem pracy.
MSC300 należy do nowego typu produktu z elektronicznym wypełnieniem zbudowanym na nowoczesnych mikroprocesorach.Podczas pracy z nim stosowana jest metoda spadku potencjału przy podłączeniu stałej rezystancji 10 omów. Napięcie robocze wynosi 180-250 woltów, a czas pomiaru kontrolowanego parametru wynosi 0,03 sekundy. Urządzenie jest podłączone do testowanej linii w najdalszym punkcie, po czym wciśnięty jest przycisk „Start”. Wyniki pomiarów są wyświetlane na wyświetlaczu cyfrowym wbudowanym w urządzenie.
Gdy nie jest dostępna pojedyncza próbka urządzenia pomiarowego (a także, jeśli to konieczne, powielanie operacji), w celu praktycznego ustalenia żądanej wartości stosuje się metodę pomiaru z wykorzystaniem woltomierza i amperomierza.
Istniejące techniki pomiarowe
Znane techniki obejmują część obliczeniową, przedstawioną w postaci wzorów. Wspólne narzędzie obliczeniowe pozwala ustalić całkowitą rezystancję pętli za pomocą następującego wzoru:
Zpet = Zп + Zт / 3, gdzie
- Zп - impedancja drutów w sekcji KZ;
- Zt jest taki sam, ale dla transformatora mocy podstacji (źródło prądu).
Dla duraluminium i drutów miedzianych Zpet wynosi średnio 0,6 Ohm / km. Znaleziony opór to prąd jednofazowego doziemienia: Iк = Uф / Zпет.
Jeśli w wyniku powyższych obliczeń okaże się, że wartość pożądanego parametru nie przekracza jednej trzeciej dopuszczalnej wartości (patrz PUE), możemy ograniczyć się do tej opcji obliczeń. W przeciwnym razie pomiary prądu stałego są przeprowadzane za pomocą urządzeń ECO-200 lub EKZ-01. W przypadku ich braku można zastosować metodę amperomierz-woltomierz.
Ogólna procedura testowania przy użyciu przyrządów pomiarowych wskazanych marek:
- Kontrolowany sprzęt jest odłączony od sieci.
- Testowana pętla jest zasilana transformatorem obniżającym napięcie.
- Konieczne jest celowe zamknięcie fazy na korpusie odbiornika elektrycznego, a następnie zmierzenie wartości Zpet wynikającej z zwarcia.
Podczas pomiaru metodą amperomierza-woltomierza, po przyłożeniu napięcia do obwodu kontrolowanego i ustawieniu obwodu, określa się prąd I i potencjał U. Pierwsza z tych wartości nie powinna przekraczać 10-20 A.
Obliczenia i prezentacja wyników
Rezystancja testowanej pętli obliczana jest według wzoru: Zpet = U / I. Wartość uzyskaną z wyników obliczeń sumuje się z impedancją jednego z 3 zwojów transformatora stacji równą Rtr. / 3.
Po zakończeniu pomiarów liniowych zgodnie z obowiązującymi normami należy je udokumentować. Aby to zrobić, zgodnie z ustaloną formą, przygotowywane są raporty z badań, w których koniecznie rejestrowane są następujące dane:
- Rodzaj linii, jej główne cechy.
- Sprzęt pomiarowy zastosowany do weryfikacji.
- Wartości własnej przejściowej rezystancji i uzwojeń transformatora stacji.
- Ich ilość, która jest wynikiem pomiarów.
Zgodnie z głównymi przepisami PUE częstotliwość kontroli obwodów mocy wynosi raz na 6 lat. W przypadku obiektów wybuchowych - raz na dwa lata.
Obliczenia tabeli
Pełna wartość żądanej wartości zależy od następujących czynników:
- Parametry transformatora podstacji zasilania.
- Sekcje przewodów fazowych i zerowych wybrane podczas projektowania sieci elektrycznej.
- Rezystancja związków przejściowych, zawsze dostępna w dowolnym obwodzie.
Przewodność zastosowanych drutów można ustawić nawet na etapie projektowania systemu elektroenergetycznego, który, pod warunkiem prawidłowego doboru, pozwoli uniknąć wielu problemów.
Zgodnie z PUE wskaźnik ten musi odpowiadać co najmniej połowie tej samej wartości dla przewodów fazowych. W razie potrzeby można go zwiększyć do tej samej wartości. Wymagania rozdziału 1.7 PUE określają te wartości i można się z nimi zapoznać w Tabeli 1.7.5 podanej w Załączniku do Przepisów. Zgodnie z nim wybiera się najmniejszy przekrój przewodów ochronnych (w milimetrach kwadratowych).
Po zakończeniu tabelarycznego etapu obliczania pętli zerowo-fazowej przechodzą do jej weryfikacji, obliczając prąd zwarcia zgodnie ze wzorami. Jego obliczona wartość jest następnie porównywana z praktycznymi wynikami uzyskanymi wcześniej przez bezpośrednie pomiary. Przy późniejszym wyborze urządzeń zabezpieczających przed zwarciem (w szczególności wyłączników liniowych), ich czas reakcji jest powiązany z tym parametrem.
W jakich przypadkach dokonuje się pomiarów
Pomiar rezystancji odcinka obwodu zerowo-fazowego jest koniecznie zorganizowany w następujących sytuacjach:
- przy uruchamianiu ciągłym nowe, jeszcze nie działające instalacje energetyczne;
- kiedy otrzymano kierunek ich realizacji od kontrolujących usług energetycznych;
- zgodnie z wnioskiem przedsiębiorstw i organizacji podłączonych do obsługiwanej sieci elektrycznej.
Po uruchomieniu układu energetycznego pomiary testowe rezystancji pętli są częścią zestawu środków podjętych w celu weryfikacji jego działania. Drugi przypadek związany jest z sytuacjami awaryjnymi, które często występują podczas pracy obwodów mocy. Wniosek od niektórych konsumentów złożony przez przedsiębiorstwo lub organizację może przyjść w przypadku niezadowalającej ochrony sprzętu (na przykład na podstawie skarg określonych użytkowników).
Przykłady obliczeń
Dwie metody są uważane za przykłady takich pomiarów.
Wpływ spadku napięcia w kontrolowanym odcinku obwodu mocy
Opisując tę metodę, należy zwrócić uwagę na trudności jej praktycznego wdrożenia. Wynika to z faktu, że w celu uzyskania końcowego wyniku konieczne będzie wykonanie kilku kroków. Najpierw musisz zmierzyć parametry sieci w dwóch trybach: z odłączonymi i podłączonymi odbiornikami. W każdym z tych przypadków rezystancja jest mierzona przez odczyt prądu i napięcia. Ponadto jest on obliczany zgodnie z klasycznymi wzorami wynikającymi z prawa Ohma (Zп = U / I).
W liczniku tego wzoru U reprezentuje różnicę między dwoma napięciami - gdy obciążenie jest włączone i wyłączone (U1 i U2). Prąd brany jest pod uwagę tylko w pierwszym przypadku. Aby uzyskać prawidłowe wyniki, różnica między U1 i U2 musi być wystarczająco duża.
Impedancja uwzględnia impedancję cewki transformatora (sumuje się z wynikiem).
Zastosowanie niezależnego źródła zasilania
Podejście to polega na określeniu parametru będącego przedmiotem zainteresowania specjalistów korzystających z niezależnego źródła napięcia zasilania. Podczas jego przeprowadzania należy wziąć pod uwagę następujące ważne punkty:
- Podczas pomiarów uzwojenie pierwotne transformatora stacji zasilającej jest zwarte.
- Z niezależnego źródła napięcie zasilania jest doprowadzane bezpośrednio do strefy uszkodzenia.
- Rezystancja zerowo-fazowa jest obliczana według znanego wzoru Zп = U / I, gdzie: Zп jest wartością pożądanego parametru w omach, U jest zmierzonym napięciem testowym w woltach, a jest wartością prądu pomiarowego w amperach.
Wszystkie rozważane metody nie udają absolutnej dokładności wyników uzyskanych na podstawie ich wyników. Podają jedynie przybliżone oszacowanie impedancji pętli zero-fazowej. Charakter ten tłumaczy się niemożnością pomiaru strat indukcyjnych i pojemnościowych, które zawsze występują w obwodach mocy o parametrach rozproszonych, w ramach proponowanych metod. Jeśli konieczne jest uwzględnienie charakteru wektorowego mierzonych wielkości (w szczególności przesunięć fazowych), konieczne będzie wprowadzenie specjalnych korekt.
W rzeczywistych warunkach pracy potężnych odbiorców wartości rozproszonej reaktancji są tak nieznaczne, że w pewnych warunkach nie są brane pod uwagę.
