Петля фаза ноль что это - Всё об электрике в доме

Содержание

Замер сопротивления цепи «фаза-нуль»
Для чего проверяют сопротивление петли фаза-ноль
Что это такое, и как формируется проверочная схема
Как измеряется сеть
Где провести замер
Цель проводимых замеров
Измерение сопротивления петли цепи фаза-нуль
Параметры защиты электрических линий
Объяснение термина петля фаза-нуль
Виды измерения сопротивления контура петли фаза-нуль
Краткая методика измерений
Знания, необходимые для заказчика измерений
Пример практических измерений
Пример возможных результатов измерений
Похожие статьи

Замер сопротивления цепи «фаза-нуль»

Все мы хотим, чтобы электрооборудование на нашем производстве функционировало безупречно, служило долго и не давало бы сбои. А во время аварийных ситуаций, таких как короткое замыкание или перегрузка в электросети, мгновенно срабатывали аппараты защиты, избегая, тем самым, неблагоприятных последствий для электропроводки, технологического оборудования, электрических аппаратов, приборов и всевозможного электрооборудования. Но самое главное – это обезопасить жизнь человека, ведь всех нас ждут дома здоровыми и невредимыми. Чтобы предотвратить возникновение подобных аварийных ситуаций, необходимо своевременно проводить специалистами электролаборатории соответствующие электроизмерительные работы, которые способны в кротчайшее время выявить неисправности в электрической сети. Одним из таких электроизмерений является замер полного сопротивления петли «фаза – нуль».

Что же такое петля «фаза-нуль»? Какова цель проверки? Начнем с того, что в электроустановках до 1000 В, с заземлением нейтрали (TN-C, TN-C-S, TN-S), нулевой провод соединен с нейтралью трансформатора, которая при этом присоединена к контуру заземления, то есть глухо заземлена. И если замкнуть фазный провод на корпус электрооборудования или нулевой провод, то образуется контур, состоящий из электрической цепи фазного и нулевого проводников. Такой контур принято называть петлей «фаза-нуль».

Целью проверки петли «фаза-нуль» является получение следующих данных:
1. Значение полного сопротивления контура «фаза-нуль». В полное сопротивление входят – обмотки силового трансформатора, фазного и нулевого проводников, контактов автоматических выключателей, пускателей и т.д.
2. Значение тока короткого замыкания:
Iк.з = Un / Z, где Un – номинальное напряжение сети; Z – полное сопротивление петли «фаза-нуль».
На основании этих данных, сравниваются полученный ток короткого замыкания и уставки тепловых и электромагнитных расцепителей автоматических выключателей, и делается вывод, способен ли автоматический выключатель (предохранитель) защитить кабельную линию от токов короткого замыкания.
Согласно ПТЭЭП, «ток короткого замыкания должен составлять не менее:
— трехкратного значения номинального тока плавкой вставки предохранителя;
— трехкратного значения номинального тока нерегулируемого расцепителя автоматического выключателя с обратнозависимой от тока характеристикой;
— трехкратного значения уставки по току срабатывания регулируемого расцепителя автоматического выключателя обратнозависимой от тока характеристикой;
— 1,1 верхнего значения тока срабатывания мгновенно действующего расцепителя (отсечки)».

Для измерения петли «фаза-нуль» используют следующие методы:
— падения напряжения отключенной цепи;
— падения напряжения на нагрузочном сопротивлении;
— опытом короткого замыкания в цепи.
Почти во всех современных электроизмерительных приборах, предназначенных для проверки петли «фаза-нуль» используются метод падения напряжения на нагрузочном сопротивлении. Этот метод весьма удобный, безопасный и экономичный по времени.

Схемы для измерения петли «фаза-нуль»:
(для приборов типа MZC-300, MIE-500, ИФН-200 и прочим аналогам)

Рис. 1 Измерение в цепи (L-N)

Рис. 2 Измерение в цепи (L-PE)

Рис. 3 Сети TN (с занулением). Тестирование эффективности защиты
корпуса электроустановки

Рис. 4 Сети TT (с защитным заземлением). Тестирование эффективности защиты корпуса электроустановки

Важно отметить, что электроизмерения у электроустановок, запитанных от одного щита и расположенных в пределах одного помещения, необходимо проводить на самой удаленной от точки питания установке.

Проверки согласования параметров цепи «фаза – нуль» с характеристиками аппаратов защиты и непрерывности защитных проводников проводятся: приёмо-сдаточные, сличительные, эксплуатационные, контрольные испытания, для целей сертификации.

На основании правил технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП), измерения сопротивления цепи «фаза-нуль» должны проводиться с периодичностью, установленной системой планово-предупредительного ремонта (ППР), утвержденного техническим руководителем Потребителя.

Согласно ПТЭЭП, проверка петли «фаза-нуль» проводится:

1. При капитальном, текущем ремонтах и межремонтных испытаниях

2. Для электроустановок во взрывоопасных зонах, не менее одного раза в два года. 3. При отказе устройств защиты электроустановок должны выполняться внеплановые электроизмерения.

Для чего проверяют сопротивление петли фаза-ноль

Электричество в настоящее время – это не только удобство и качество проживания, но это и большая опасность для человека. И хорошо, если проводку в доме делают профессионалы. Ведь свою работу они обязательно проверяют на степень безопасности. Каким образом? Для этого используется метод, основанный на создании высокой нагрузки в электрической разводке. Этот метод электрики называют измерением сопротивления петли фаза ноль.

Что это такое, и как формируется проверочная схема

Начать надо с пути, который проходит электрический ток от подстанции до розетки в доме. Обращаем ваше внимание, что в старых домах в электрике чаще всего присутствует сеть без заземляющего контура (земля), то есть, к розетке подходит фазный провод и нулевой (фаза и ноль).

Итак, от подстанции до дома сеть может быть длиною в несколько сот метров, к тому же она разделена на несколько участков, где используются разного сечения кабели и несколько распределительных щитов. То есть, это достаточно сложная коммуникация. Но самое главное, весь участок имеет определенное сопротивление, которое приводит к потерям мощности и напряжения. И это независимо от того, качественно ли проведена сборка и монтаж или не очень. Этот факт известен специалистам, поэтому проект сети делается с учетом данных потерь.

Конечно, грамотно проведенный монтаж – это гарантия корректной работы сетевого участка. Если в процессе сборки и разводки были сделаны отклонения от норм и требований или просто сделаны ошибки, то это гарантия увеличения потерь, сбоя работы сети, аварий. Вот почему специалисты проводят измерения показателей сети и анализируют их.

Необходимо отметить, что вся электрическая цепочка – это зацикленный контур, образованный фазным контуром и нулевым. По сути, это своеобразная петля. Поэтому ее так и называют петля фаза ноль.

Как измеряется сеть

Чтобы это понять, необходимо рассмотреть схему, в которой присутствует потребитель, подключенный через обычную розетку. Так вот к розетке, как уже было сказано выше, подводятся фаза и ноль. При этом до розетки происходит потеря напряжения за счет сопротивления магистральных кабелей и проводов. Это известно давно, описан данный процесс формулой Ома:

Правда, эта формула описывает соотношение величин постоянного электрического тока. Чтобы перевести ее на ток переменный, придется учитывать некоторые показатели:

Активная составляющая сопротивления сети.
Реактивная, состоящая из емкостной и индуктивной части.

Что это значит? Необходимо понять, что электродвижущая сила, которая появляется в обмотках трансформатора, образует электрический ток. Он теряет свое напряжение при прохождении через потребителя и подводящие провода. При этом сам ток преодолевает несколько видов сопротивления:

Активное – это потребитель и провода. Это самая большая часть сопротивления.
Индуктивное – это сопротивление встроенных обмоток.
Емкостное – это сопротивление отдельных элементов.

Чтобы подсчитать полное сопротивление сети (петля фазы и ноля), необходимо определить электродвижущую силу, которая создается на обмотках трансформатора. Правда, на подстанцию без специального допуска не пустят, поэтому измерение петли фаза-ноль придется делать в самой розетке. При этом учитывайте, что розетка не должна быть нагружена. После чего необходимо замерить напряжение под нагрузкой. Для этого включается в розетку любой прибор, это может быть даже обычная лампочка накаливания. Замеряется напряжение и сила тока.

Внимание! Нагрузка на розетке должна быть стабильной в процессе проведения замеров. Это первое. Второе – оптимальным вариантом считается, если в схеме ток будет силой от 10 до 20 ампер. В противном случае дефекты сетевого участка могут не проявиться.

Теперь по закону Ома можно определить полное сопротивление петли. При этом придется учитывать, что напряжение (замеряемое) в розетке может отклоняться от номинального при нагрузке и без таковой. Поэтому сначала надо высчитать сопротивление при разных величинах напряжения. Понятно, что при нагрузке напряжение будет больше, поэтому полное сопротивление петли – это разница двух сопротивлений:

Rп=R2-R1, где R2 – это сопротивление петли при нагрузке, R1 – без таковой.

Что касается точно проведенных замеров. Самодельными приборами это можно сделать, никаких проблем здесь нет, но вот только точность замеров в данном случае будет очень низкой. Поэтому для этого процесса рекомендуется использовать вольтметры и амперметры с высокой точностью (класс 0,2). Правда, такие измерительные приборы сегодня используются в основном в измерительных лабораториях. Обращаться с ними надо уметь. К тому же такие приборы требуют частого проведения тестирования.

Хотя надо отдать должное рынку, сегодня можно такие приборы приобрести в свободном доступе. Стоят они недешево, но для профессионала это необходимая вещь.

Где провести замер

Измерение петли фаза-ноль – розетки. Но опытные электрики знают, что это место не единственное. К примеру, дополнительное место – это клеммы в распределительном щите. Если в дом заводится трехфазная электрическая сеть, то проверять сопротивление петли фаза ноль надо на трех фазных клеммах. Ведь всегда есть вероятность, что контур одной из фаз был собран неправильно.

Цель проводимых замеров

Итак, цели две – определение качества эксплуатируемых сетей и оценка надежности защитных блоков и приборов.

Что касается первой позиции, то здесь придется сравнивать полученные замеры, а, точнее, сопротивление петли с проектной. В данном случае, если расчетный показатель оказался выше нормативного, то на поверку явно неправильно произведенный монтаж или другие дефекты магистрали. К примеру, грязь или коррозия контактов, малое сечение кабелей и проводов, неграмотно проведенные скрутки, плохая изоляция и так далее. Если проект электрической сети по каким-то причинам отсутствует, то для сравнения расчетного сопротивления петли с номинальным необходимо будет обратиться в проектную организацию. Чтобы разобраться в таблицах и расчетах самому, надо в первую очередь обладать инженерными знаниями по электрике.

Что касается второй позиции. В принципе, здесь также необходимо провести некоторые расчеты, основанные на законе и формуле Ома. Основная задача определить силу тока короткого замыкания, ведь чаще всего от него и надо будет защищать электрическую сеть. Поэтому в данном случае используется формула:

Если считать, что сопротивление петли фаза к нулю равно, например, 1,47 Ом, то сила тока короткого замыкания будет равна 150 ампер. Под эту величину и придется подбирать прибор защиты, то есть, автомат. Правда, в правилах ПУЭ есть определенные нормы, которые создают некий запас прочности. Поэтому Iном увеличивают на коэффициент 1,1.

Подобрать автомат под все вышеуказанные величины можно, если сравнить их в таблицах ПУЭ. В нашем случае потребуется автомат класса «С» с Iном=16 А и кратностью 10. В итоге получаем:

I=16х10х1,1=176 А. Расчетная сила тока короткого замыкания у нас составила – 150 А. о чем это говорит.

Во-первых, автомат был неправильно выбран и установлен. Его надо обязательно заменить.
Во-вторых, ток КЗ в сети меньше, чем автомата. Значит, он не отключится. А это может привести к пожару.

Как провести расчет кабеля по мощности и по его длине

Несколько вариантов заземления стиральной машины, если нет заземления

Как подключить УЗО в однофазной сети без заземления

Измерение сопротивления петли цепи фаза-нуль

Электробезопасность крайне важна при использовании любых электрических приборов. Эксплуатация сетей энергоснабжения бытовых потребителей и производственных мощностей регламентируется правилами устройства электроустановок, (сокращенно: ПУЭ), а также ГОСТ, правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП). Одним из параметров проверки надежности линий электроснабжения является замер сопротивления петли фаза-нуль.

В понимании обычного пользователя названная выше диагностическая процедура вызывает ассоциации с какими-то непостижимыми технологическими понятиями и приборами, свойственными лишь сложным производственным объектам и далекими от нужд бытового потребителя электроэнергии. Данная неосведомленность лишает возможности правильного осознания принципов защиты, как глобальных электрических линий, так и домашней электропроводки.

Параметры защиты электрических линий

Известно, что электрический ток обладает разрушительными свойствами, поэтому опасен как для живых организмов, так и для оборудования и материальных ценностей. Поэтому сразу же при первых опытах с электричеством стали использовать диэлектрики в качестве изоляции и проводились замеры ее параметров и свойств.

Диэлектрические перчатки – пример использования диэлектриков для защиты от поражающих свойств электрического тока

В начале эксплуатации электрических устройств во всем мире начали разрабатываться правила и нормативы (предшественники ПУЭ) и стали внедряться такие приборы как автоматические выключатели, и устройства защитного отключения (УЗО), и внедряться защитные меры — заземление, разделение рабочего и защитного нуля.

И естественно, что из-за износа электрических сетей и эксплуатируемого защитного оборудования требуется периодически производить проверку соответствия характеристик требуемым нормативам.

Трехфазный автоматический выключатель и УЗО в электрическом щитке для защиты электропроводки и оборудования

Для обычного пользователя бытового электрооборудования, ради предупреждения, выявления и устранения всех возникающих неисправностей необходимо периодически производить ниже приведенный комплекс электрических измерений (это важно не только ради соответствия протоколам ГОСТа и ПУЭ, но и ради собственной электробезопасности):

замер сопротивления изоляции;
измерение сопротивления петли цепи фаза-нуль ;
замер сопротивления заземления;
прогрузка (испытание) автоматических выключателей током нагрузки;
проверка УЗО, дифавтоматов;
другие технологические испытания и измерения, регламентированные различными производственными и эксплуатационными нормативами.

Измерение сопротивления заземления в полевых условиях

Объяснение термина петля фаза-нуль

Для защиты электропроводки от перегрева и возникновения дуги при коротком замыкании применяются автоматические выключатели (защитные автоматы). В одной из статьей данного ресурса подробно описаны принципы защиты при помощи автоматов и характеристики автоматических выключателей. Из всех свойств, измерений и параметров данных устройств наиболее важным является время-токовая характеристика, определяющая ток отключения и время, необходимое для срабатывания автомата.

Времятоковая характеристика автоматического выключателя категории «С»

Если короткое замыкание в электропроводке произойдет недалеко от автомата, то сопротивление проводов не играет значительной роли (ток будет достаточно большим), и электромагнитный расщепитель гарантированно разорвет цепь за доли секунд. При замыкании фазы на нуль в отдаленном участке цепи, на ток КЗ будет влиять сопротивление электропроводки, прямо пропорциональное длине проводов.

При увеличении сопротивления проводки ток короткого замыкания будет уменьшаться, а значит, защитному автомату, согласно времятоковой характеристике, потребуется больше времени на отключение. Возникшая в месте замыкания электрическая дуга, продолжающаяся некоторое время, прямо пропорциональное сопротивлению цепи, может стать причиной возгорания, воздействуя на окружающие материалы в течение продолжительного периода.

Следы воздействия электрической дуги, возникшей в кабеле

Очевидно, что наибольшим будет сопротивление электропроводки в самой удаленной от защитного автомата точке потребления (розетка или электроосветительный прибор). Данный участок электрической цепи от автоматического выключателя до самой дальней точки называется петлей фаза-нуль. Сопротивление петли фаза ноль измеряется в Омах и зависит длины проводки и сечения проводов.

Схема подключения прибора для измерений

Поэтому замер сопротивления петли фаза-нуль проводится специалистами соответствующими приборами для выяснения соответствия номинальных параметров автоматических выключателей току возможного короткого замыкания, а также проверки правильности расчета сечения проводов измеряемой цепи.

Современный прибор для измерения сопротивления контура фаза-ноль

Виды измерения сопротивления контура петли фаза-нуль

В цикле статей о заземлении подробно рассказывается о защитных функциях данной предохранительной меры. Коротко можно изложить суть: при замыкании фазного проводника на корпус электрического прибора возникший ток КЗ должен заставить отключиться автоматический выключатель.

Поэтому проводят измерения петли фаза – рабочий ноль, а также измеряют сопротивление контура, образованного фазным проводником и защитным заземляющим проводом PE (заземлением). При этом измеряется сопротивление, как фазного проводника, так и рабочего ноля или защитного проводника PE. В отдельных случаях проводят измерения петли между двумя фазами – в системах устаревших линий электропередач 110В с изолированной нейтралью.

Схема измерения сопротивления петли фаза-защитный ноль (PE)

Измерение сопротивления необходимо, чтобы рассчитать ток короткого замыкания и сравнить его с существующими нормативами ПУЭ и других правил. Расчет КЗ производится по формуле:

I_кз =U_n /Z. где I_кз – ток короткого замыкания. U_n – номинальное напряжение. Z – полное сопротивление контура петли фаза-нуль.

Соответствующие замеры производятся специалистами по таким причинам:

приемосдаточные испытания – вводимая в эксплуатацию электроустановка (после реконструкции или монтажа);
по требованию служб технадзора или других контролирующих учреждений;
согласно установленному графику проведения замеров;
собственное желание пользователя или ответственного лица организации.

Измерение сопротивления контура петли фаза ноль в бытовой розетке по желанию заказчика

Краткая методика измерений

Очень сложно напрямую вычислить сопротивление испытуемой цепи. На точность измерений будут влиять переходные сопротивления контактов, переключателей, соединений, качество электропроводки и состояние внешней среды. К тому же, длина линий может исчисляться километрами, поэтому влияние наводок от радиоволн неминуемо исказит измерения, для проведения которых придется отключить потребителей электроэнергии, что не всегда представляется возможным.

Проведение измерений на опоре воздушной линии электропередач

Существует несколько методов измерения сопротивления петли фаза-ноль:

Замер падения напряжения в отключенной проверяемой цепи при помощи дополнительного источника питания;
Измерение искусственно созданного тока короткого замыкания;
Замер падения напряжения на эталонном нагрузочном сопротивлении.

Ранее специалистами применялись первые два метода, а приборы были достаточно громоздкими и несовершенными. Современные инструменты электрика позволяют унифицировать и максимально упростить расчеты, используя измерение напряжение перед и во время включения нагрузочного сопротивления. Прибор для измерений автоматически рассчитывает сопротивление и ток короткого замыкания.

Устаревший прибор М-417

Подобные приборы отличаются многофункциональностью (например, могут использоваться для замеров сопротивления заземления) и имеют большой диапазон измерений – от проверки петли фаза ноль домашней электропроводки до испытаний контуров воздушных линий электропередач. Для приобретения навыков использования прибора необходимо иметь познания в электротехнике и изучить инструкцию пользователя конкретного инструмента.

Прибор MZC-200 для измерения сопротивления контура фаза-ноль

Знания, необходимые для заказчика измерений

Замер сопротивления должен производиться специалистами специальными приборами, поэтому нет смысла подробно описывать методику измерений. Но для рядового пользователя и ответственных лиц различных учреждений крайне важно усвоить одно правило:

Для проверки соответствия группового автомата делать измерение петли фаза-нуль нужно в самой удаленной точке, будь это светильник или розетка. Ведь чем линия электропередач длиннее, тем больше ее сопротивление, а значит, тем меньше будет ток короткого замыкания на конце этой электропроводки. Целью измерений является выяснение, сработает ли защитный автомат в конце проводки при КЗ.

Важность этого правила обуславливается иногда встречающейся преступной халатностью ответственных лиц, которые должны производить замеры. Иногда измерения производятся прямо на щитке, или, чтобы далеко не ходить, в ближайшей розетке, что является вопиющим нарушением правил. И что вообще недопустимо, замеры производятся «удаленно» из теплых кабинетов, путем вписывания в протоколы измерений выдуманных параметров.

Если специалист проводит измерения лишь в щитке, то необходимо показать ему самую удаленную розетку и настаивать по поводу правильной проверки

Также важно знать, что на измерение сопротивления контура фаза-нуль влияет качество сборки всех соединений в силовом щите, контакт на клеммах, целостность проводов электропроводки.

Квалифицированный специалист, перед тем как начинать производить замеры, должен проверить надежность соединений в щитке, ознакомиться со схемой подключения, проверить номинал автоматических выключателей и визуально осмотреть их в поиске внешних механических повреждений. Иногда УЗО могут срабатывать во время проверки, возможно их придется на время отключить.

Тщательно проверить все соединения в щитке, при необходимости — подтянуть

Пример практических измерений

Для примера возьмем жизненную ситуацию. Допустим, в загородном доме вся электропроводка установлена согласно расчетам и нормативам ПУЭ. Но пользователь, без согласования с соответствующими службами решил провести электричество в удаленный от дома флигель, сауну, или другую постройку, установив защитный автомат на линию. В этом случае, нужно помнить, что сопротивление образованной петли может оказаться слишком большим.

Линия подключения удаленной постройки должна обладать достаточно низким сопротивлением для обеспечения тока КЗ

Другими словами, большое сопротивление означает, что в удаленной постройке электрическая дуга будет гореть до тех пор, пока достаточно не прогреется биметаллическая пластина теплового расщепителя защитного автомата. Время горения дуги будет зависеть от тока КЗ, который обратно пропорционален сопротивлению.

Точное время, необходимое для отсечки можно выяснить по времятоковой характеристике автомата, зная предполагаемый ток короткого замыкания. Чтобы узнать величину данного тока, необходимо измерить сопротивление данного участка электропроводки на вводном щитке удаленной постройки при помощи прибора. Это и будет измеряемая петля цепи проводки фаза нуль.

Провести измерения на вводе в щиток удаленной постройки

Пример возможных результатов измерений

В пункте ПУЭ 7.3.139 говорится, что при замыкании фазного проводника на корпус оборудования или нулевой рабочий провод ток короткого замыкания должен в шесть раз превышать ток расцепителя защитного автомата. Исходя из этого, формула для расчетов должна соответствовать условию, согласно ПУЭ:

Пункт 7.3.139 ПУЭ, регламентирующий расчет тока КЗ

Условие соответствия тока КЗ согласно ПТЭЭП: I_кз >I_n *1,1*10. где 1,1 – коэффициент из времятоковой характеристики, указывающий начальный минимум, при котором начинает срабатывать автоматический выключатель. Очевидно, что нормы ПТЭЭП предъявляют более строгие требования к току короткого замыкания петли фаза-ноль.

Пункт из правил ПТЭЭП, регламентирующий расчет тока КЗ

Существуют специальные протоколы, в которые заносятся измеренные параметры сопротивления и величины тока короткого замыкания и отсечки автоматического выключателя, а также время отключения, которое вычисляется по времятоковой характеристике и должно быть не больше 0,4 с. согласно ПУЭ. Если полученный расчетный ток короткого замыкания не будет соответствовать описанному выше условию, то следует увеличить поперечное сечение проводов электропроводки, или установить защитный автомат меньшего номинала, пожертвовав при этом максимально допустимой мощностью проводки.

Бланки протокола проверки согласования параметров цепи фаза-ноль

В некоторых случаях, если по времятоковой характеристике время отключения не будет превышать 0,4 с, можно изменить категорию автоматического выключателя (например, автомат «С» заменить на «В»). Если на результаты измерений влияет подключенная реактивная нагрузка (например, дроссели ламп ДНаТ), то замеры следует производить в условиях, максимально приближенных к рабочим, то есть при включенных электроосветительных приборах.