Особенности измерителей цепи «фаза-нуль» и напряжения прикосновения

Одним из требований электробезопасности является надежная работа защитных устройств от токов короткого замыкания.  Для правильного выбора и контроля аппаратов защиты от токов короткого замыкания (в дальнейшем ток к.з.) (автоматических выключателей, плавких предохранителей) необходимо знать ток к.з. в контролируемой цепи.

      В соответствии с 1.8.36 ПУЭ ток к.з. определяют одним из способов:

     - непосредственным измерением тока к.з. на корпус или нулевой провод с помощью специальных приборов;

     - измерением полного сопротивления цепи фаза-нуль с последующим вычислением тока однофазного к.з.фазного к.з.

     Для этих целей выпускаются приборы для измерения тока к.з. и (или) сопротивления цепи фаза-нуль при коротком замыкании.

     Наиболее важными свойствами, которыми должны обладать данные приборы – это измерение реального тока короткого замыкания, т.е. во время измерения в цепи фаза-нуль должен протекать ток, каким он будет во время реального короткого замыкания, или, по крайней мере, величина его во время измерения должна быть максимально приближена к реальному току к.зому току к.з

В электроустановках до 1000 В с заземлением нейтрали безопасность обслуживания электрооборудования при пробое на корпус обеспечивается отключением поврежденного участка с минимальным временем.

При замыкании фазного провода на соединенный с нейтралью трансформатора (или генератора) нулевой провод или корпус оборудования образуется контур, состоящий из фазы трансформатора и цепи фазного и нулевого проводников. Этот контур принято называть петлей «фаза-нуль»

Проверка надежности и быстроты отключения поврежденного участка сети состоит в следующем:

Определяется ток короткого замыкания на корпус Iкз. Этот ток сопоставляется с расчетным током срабатывания защиты испытуемого участка сети. Если возможный в данном участке сети ток аварийного режима превышает ток срабатывания защиты с достаточной кратностью, надежность отключения считается обеспеченной.

Предлагаемые на российском рынке импортные приборы для определения тока короткого замыкания обладают определенным «недостатком»: они рассчитаны на работу в сетях с коэффициентом нелинейных искажений не более 2%. В сетях РАО «ЕЭС России» этот параметр может достигать 12%, что допускает принятый в 1997 г. ГОСТ 13109-97.

Кроме того, угол сдвига фаз между током и напряжением может изменяться от 0 до 60°. Из-за этого иностранные приборы выдают неверные показания. Другой, реальный, недостаток западных приборов заключается в том, что работают они по принципу косвенного измерения, при котором ток короткого замыкания не измеряется, а рассчитывается методом аппроксимации. Такая методика далеко не всегда позволяет правильно выбрать защитные предохранители или автоматы.

Для измерения параметров в цепях «фаза-нуль» нашим предприятием реализуется ряд приборов: ЦК0220, Щ41160, ЭК0200.

Отличительной особенностью измерителя ЦК0220, по сравнению с измерителями некоторых зарубежных производителей, являются условия эксплуатации:  от минус 10 °С до плюс 40 °С, (вместо 0 –  +40 °С).

            Как правило, зарубежные аналоги - измерители построены по принципу «косвенного» метода измерения тока к.з. – это приборы, которые позволяют измерять сопротивление цепи фаза-нуль с ограничением тока к.з. до 42 А и с последующим вычислением тока к.з., но при этом не учитываются:

     -  погрешность от неучета индуктивной составляющей полного сопротивления;

     -  погрешность от искажения формы кривой напряжения;

     -  погрешность измерения напряжения при расчете тока к.з.

 

ЦК0220 производит также расчет и индикацию активного и реактивного сопротивления и угла сдвига фаз между током и напряжением. Его погрешность не превышает 5% от измеряемой величины. ЦК0220 работает под управлением микроконтроллера, имеет символьный дисплей с подсветкой, обеспечивает хранение в памяти до 10 результатов измерений (U, I к.з., Z, R, X, .), питается от измеряемой сети. При падении напряжения на внешнем участке цепи свыше 36 В во время включения прибора или при выходе напряжения за пределы 180–245 В он автоматически отключается.

Использование измерителя позволяет не только правильно выбрать средства отключения силовой сети в случае возникновения в ней короткого замыкания, но и определить в воздушной линии участки с повышенным сопротивлением, характеризующиеся потерями электроэнергии.

             Срабатывание аппаратов защиты сети при проведении измерений прибором свидетельствует о том, что аппараты  защиты выбраны правильно. Если при срабатывании аппаратов защиты измеритель не успевает зафиксировать результаты измерения, необходимо, соблюдая требования электробезопасности, произвести подключение измерителя перед аппаратом защиты и повторно провести измерения.

ЭК0200 кроме измерения тока короткого замыкания измеряет напряжения прикосновения в цепи фаза-нуль в сетях переменного тока 380/220 В с глухозаземленной нейтралью.

Напряжение прикосновения – это напряжение между двумя точками при одновременном прикосновении к ним человека.

Первой причиной для измерения напряжения прикосновения является необходимость оценить безопасность персонала и защиту оборудования от высокого напряжения.

Измерение напряжения прикосновения является альтернативным способом определения безопасности. Он рекомендуется в следующих случаях:

1.Когда невозможно физически или по экономическим соображениям отключать заземление для того, чтобы произвести измерение.

2.Когда можно ожидать пробоев на землю рядом с проверяемым заземлением или рядом с оборудованием, которое подключено к проверяемому заземлению.

3.Когда “след” оборудования сравним с размером заземления, которое подлежит проверке.

( “След” – контур той части оборудования, которая соприкасается с землей.)

Напряжение прикосновения измеряют в животноводческих помещениях с электрообогреваемыми  полами и устройствами для выравнивания потенциала. Согласно ПУЭ, ПТЭ и ПТБ устройствами для выравнивания потенциала снабжают установки с большими токами замыкания на землю, а также помещения, имеющие протяженное металлическое и другое токопроводящее технологическое оборудование, на котором из-за пробоя изоляции электроустановок может появиться потенциал. Допускается эксплуатировать животноводческие помещения с протяженным металлическим технологическим оборудованием без устройства выравнивания потенциала при условии, что это оборудование будет изолировано от корпусов электроустановок (помещения ферм, в которых механизированы только процессы доения и поения) или снабжено быстродействующими защитно-отключающими устройствами.

 Для имитации сопротивления тела человека или животного в ЭК0200 предусмотрены переключатели 1кОм и 0,2 кОм соответственно.