Berechnung und Verfahren zur Messung der Phasennullschleife

Angesichts der Vielzahl der in Stromkreisen installierten elektrischen Geräte ist es wichtig zu lernen, wie Stromversorgungssysteme ordnungsgemäß betrieben und in einwandfreiem Zustand gehalten werden. Ein Verstoß gegen diese Anforderung führt zu einer Leistungsminderung und der Möglichkeit einer Beschädigung der daran angeschlossenen Geräte. Die Überprüfung der leitenden Leitungen umfasst die Organisation von Tests, einschließlich der Messung verteilter elektrischer Parameter. Bei regelmäßigen Prüfungen sind alle Schutzeinrichtungen und elektrischen Leiter sowie die sogenannte „Phase-Null-Schleife“ zu prüfen.

Definition eines Konzepts

Alle an das Stromnetz angeschlossenen Geräte sind mit einem Schutzerdungskreis ausgestattet. Dieses Gerät ist in Form einer vorgefertigten Metallstruktur ausgestattet, die sich entweder neben dem gesteuerten Objekt oder an einem Umspannwerk befindet. Im Notfall (wenn beispielsweise die Isolierung der Drähte beschädigt ist) fällt die Phasenspannung auf das geerdete Gehäuse und fließt dann in den Boden.

Für eine zuverlässige Verteilung des gefährlichen Potentials im Boden sollte der Kettenwiderstand eine bestimmte Norm (Ohm-Einheiten) nicht überschreiten.

Unter einer Phasennullschleife wird eine Drahtschleife verstanden, die gebildet wird, wenn ein Phasenkern mit einem leitenden Fall von an das Netzwerk angeschlossenen Geräten kurzgeschlossen wird. Tatsächlich wird es zwischen der Phase und dem geerdeten Neutralleiter (Null) gebildet, was der Grund für diesen Namen war. Der Widerstand muss bekannt sein, um den Zustand der Schutzerdungskreise zu überwachen, die sicherstellen, dass der Notstrom in die Erde fließt. Der Zustand dieser Schaltung bestimmt die Sicherheit einer Person, die Geräte und Haushaltsgeräte verwendet.

Methode zur Bestimmung des Widerstands der Phase-Null-Schleife

Gemäß den Anforderungen von PTEEP erfordert der Betrieb von elektrischen Geräten für Industrie und Haushalt eine ständige Überwachung des Status von Schutzeinrichtungen. Gemäß den Anforderungen der normativen Dokumentation in Anlagen bis 1000 Volt mit geerdetem Neutralleiter werden sie auf einen einphasigen Kurzschluss nach Masse geprüft. Bekannte Prüfmethoden berücksichtigen in erster Linie die technische Basis, die durch Proben spezieller Messinstrumente dargestellt wird.

Gebrauchte Ausrüstung

Zur Messung der Phase-Null-Kette werden elektronische Geräte verwendet, die sich sowohl in ihren Fähigkeiten (insbesondere der Methode zur Messung und ihrem Fehler) als auch in ihrem Zweck unterscheiden. Die häufigsten Zählerbeispiele sind:

• Mit den Instrumenten M417 und MSC300, mit denen Sie den gewünschten Wert bestimmen können, werden am Ende der Messungen die Kurzschlussströme zur Erde anhand der Ergebnisse berechnet.
• Das ECO-200-Gerät, mit dem nur der Fehlerstrom gemessen werden kann.
• Das Gerät EKZ-01, das für die gleichen Zwecke wie EKO-200 verwendet wird.
• IFN-200 Messgerät.

Das Gerät M417 ermöglicht Messungen in 380-Volt-Stromkreisen mit geerdetem Neutralleiter, ohne dass die Versorgungsspannung entfernt werden muss. Bei der Durchführung von Messungen wird die Methode des Fallens beim Öffnen des Regelkreises für einen Zeitraum von 0,3 Sekunden angewendet. Zu den Nachteilen dieses Geräts gehört die Notwendigkeit, das System vor Arbeitsbeginn zu kalibrieren.

Der MSC300 gehört zu einem neuen Produkttyp mit elektronischer Füllung, der auf modernen Mikroprozessoren basiert.Wenn Sie damit arbeiten, wird die Potentialabfallmethode verwendet, wenn ein fester Widerstand von 10 Ohm angeschlossen wird. Die Betriebsspannung beträgt 180-250 Volt und die Messzeit des gesteuerten Parameters beträgt 0,03 Sekunden. Das Gerät wird an der entferntesten Stelle an die getestete Leitung angeschlossen, wonach die Taste "Start" gedrückt wird. Die Messergebnisse werden auf der im Gerät integrierten Digitalanzeige angezeigt.

Wenn keine einzige Probe des Messgeräts verfügbar ist (und gegebenenfalls auch doppelte Vorgänge), wird zur praktischen Bestimmung des gewünschten Werts eine Messmethode unter Verwendung eines Voltmeters und eines Amperemeter verwendet.

Bestehende Messtechniken

Bekannte Techniken umfassen den Berechnungsteil, der in Form von Formeln dargestellt wird. Mit einem gängigen Berechnungswerkzeug können Sie den Gesamtschleifenwiderstand mithilfe der folgenden Formel ermitteln:

Zpet = Zп + Zт / 3, wobei

• Zп - Impedanz von Drähten im KZ-Abschnitt;
• Zt ist das gleiche, jedoch für einen Leistungstransformator eines Umspannwerks (Stromquelle).

Für Duraluminium- und Kupferdrähte beträgt Zpet durchschnittlich 0,6 Ohm / km. Der gefundene Widerstand ist der Strom eines einphasigen Erdschlusses: Iк = Uф / Zпет.

Wenn sich aus den obigen Berechnungen herausstellt, dass der Wert des gewünschten Parameters ein Drittel des zulässigen Wertes nicht überschreitet (siehe PUE), können wir uns auf diese Berechnungsoption beschränken. Ansonsten werden Gleichstrommessungen mit den Geräten ECO-200 oder EKZ-01 durchgeführt. In ihrer Abwesenheit kann die Methode eines Amperemeter-Voltmeters verwendet werden.

Das allgemeine Testverfahren mit Messgeräten der angegebenen Marken:

• Kontrollierte Geräte werden vom Netzwerk getrennt.
• Die getestete Schleife wird von einem Abwärtstransformator gespeist.
• Es ist notwendig, die Phase am Körper des elektrischen Empfängers absichtlich zu schließen und dann den Wert von Zpet zu messen, der sich aus dem Kurzschluss ergibt.

Bei der Messung nach der Methode eines Amperemeter-Voltmeters werden nach Anlegen einer Spannung an den gesteuerten Stromkreis und Anordnen eines Stromkreises der Strom I und das Potential U bestimmt. Der erste dieser Werte sollte 10 bis 20 Ampere nicht überschreiten.

Berechnungen und Präsentation der Ergebnisse

Der Widerstand der getesteten Schleife wird nach der Formel berechnet: Zpet = U / I. Der aus den Berechnungsergebnissen erhaltene Wert wird mit der Impedanz einer der 3 Wicklungen des Stationstransformators gleich Rtr. / 3 addiert.

Nach Abschluss der linearen Messungen gemäß den geltenden Normen sollten diese dokumentiert werden. Zu diesem Zweck werden gemäß dem festgelegten Formular Prüfberichte erstellt, in denen die folgenden Daten notwendigerweise aufgezeichnet werden:

• Art der Linie, ihre Hauptmerkmale.
• Die bei der Überprüfung verwendeten Messgeräte.
• Werte des eigenen Übergangswiderstands und der Wicklungen eines Stationstransformators.
• Ihre Menge, die das Ergebnis der Messungen ist.

In Übereinstimmung mit den wichtigsten Bestimmungen des PUE beträgt die Häufigkeit der Inspektionen von Stromkreisen alle 6 Jahre. Für explosive Gegenstände - alle zwei Jahre.

Tabellenberechnungen

Der volle Wert des gewünschten Wertes hängt von folgenden Faktoren ab:

• Parameter des Umspannwerkstransformators.
• Die Abschnitte der Phasen- und Nullleiter, die beim Entwurf des Stromnetzes ausgewählt wurden.
• Der Widerstand von Übergangsverbindungen ist in jedem Stromkreis immer verfügbar.

Die Leitfähigkeit der verwendeten Drähte kann bereits in der Entwurfsphase des Stromversorgungssystems eingestellt werden, wodurch bei korrekter Auswahl viele Probleme vermieden werden.

Dieser Indikator muss laut PUE mindestens der Hälfte des gleichen Wertes für Phasenleiter entsprechen. Bei Bedarf kann es auf den gleichen Wert erhöht werden. Die Anforderungen in Kapitel 1.7 des PUE legen diese Werte fest, und Sie können sich mit ihnen in Tabelle 1.7.5 im Anhang der Regeln vertraut machen. Demnach wird der kleinste Querschnitt der Schutzleiter (in Millimetern im Quadrat) gewählt.

Nach Abschluss der tabellarischen Phase der Berechnung der Phase-Null-Schleife fahren sie mit ihrer Überprüfung fort, indem sie den Kurzschlussstrom gemäß den Formeln berechnen. Sein berechneter Wert wird dann mit praktischen Ergebnissen verglichen, die früher durch direkte Messungen erhalten wurden. Bei der anschließenden Auswahl von Kurzschlussschutzgeräten (insbesondere linearen Leistungsschaltern) ist deren Reaktionszeit an diesen Parameter gebunden.

In welchen Fällen werden Messungen durchgeführt?

Die Messung des Widerstands des Phasen-Null-Schaltungsabschnitts ist notwendigerweise in den folgenden Situationen organisiert:

• bei Inbetriebnahme neuer, noch nicht funktionierender Kraftwerke;
• wenn die Richtung ihrer Umsetzung von den kontrollierenden Energiedienstleistungen erhalten wurde;
• entsprechend der Anwendung von Unternehmen und Organisationen, die an das versorgte Stromnetz angeschlossen sind.

Wenn das Energiesystem in Betrieb genommen wird, sind Testmessungen des Schleifenwiderstands Teil einer Reihe von Maßnahmen zur Überprüfung seiner Leistung. Der zweite Fall betrifft Notfallsituationen, die häufig während des Betriebs von Stromkreisen auftreten. Ein Antrag eines bestimmten Unternehmens, der von einem Unternehmen oder einer Organisation eingereicht wurde, kann bei unbefriedigendem Schutz der Geräte eingehen (z. B. aufgrund von Beschwerden bestimmter Benutzer).

Beispiele für Berechnungen

Zwei Methoden werden als Beispiele für solche Messungen angesehen.

Die Auswirkung eines Spannungsabfalls in einem gesteuerten Abschnitt des Stromkreises

Bei der Beschreibung dieser Methode ist es wichtig, auf die Schwierigkeiten ihrer praktischen Umsetzung zu achten. Dies liegt daran, dass mehrere Schritte erforderlich sind, um das Endergebnis zu erhalten. Zunächst müssen Sie die Netzwerkparameter in zwei Modi messen: bei getrennten und verbundenen Lasten. In jedem dieser Fälle wird der Widerstand durch Ablesen von Strom und Spannung gemessen. Ferner wird es nach den klassischen Formeln berechnet, die sich aus dem Ohmschen Gesetz ergeben (Zп = U / I).

Im Zähler dieser Formel repräsentiert U die Differenz zwischen den beiden Spannungen - wenn die Last ein- und ausgeschaltet ist (U1 und U2). Strom wird nur für den ersten Fall berücksichtigt. Um die richtigen Ergebnisse zu erhalten, muss der Unterschied zwischen U1 und U2 groß genug sein.

Die Impedanz berücksichtigt die Impedanz der Transformatorspule (sie wird mit dem Ergebnis summiert).

Die Verwendung einer unabhängigen Stromquelle

Dieser Ansatz beinhaltet die Bestimmung eines Parameters, der für Spezialisten von Interesse ist, unter Verwendung einer unabhängigen Versorgungsspannungsquelle. Bei der Durchführung müssen Sie die folgenden wichtigen Punkte berücksichtigen:

• Während der Messungen ist die Primärwicklung des Versorgungsstationstransformators kurzgeschlossen.
• Von einer unabhängigen Quelle wird die Versorgungsspannung direkt an die Fehlerzone geliefert.
• Der Phase-Null-Widerstand wird nach der bekannten Formel Zп = U / I berechnet, wobei: Zп der Wert des gewünschten Parameters in Ohm ist, U die gemessene Prüfspannung in Volt ist, I der Wert des Messstroms in Ampere ist.

Alle betrachteten Methoden geben keine absolute Genauigkeit der auf der Grundlage ihrer Ergebnisse erhaltenen Ergebnisse vor. Sie geben nur eine grobe Schätzung der Impedanz der Phase-Null-Schleife. Dieser Charakter erklärt sich aus der Unmöglichkeit, die induktiven und kapazitiven Verluste, die in Stromkreisen mit verteilten Parametern immer vorhanden sind, im Rahmen der vorgeschlagenen Verfahren zu messen. Wenn die Vektornatur der gemessenen Größen (insbesondere Phasenverschiebungen) berücksichtigt werden muss, müssen spezielle Korrekturen vorgenommen werden.

Unter den tatsächlichen Betriebsbedingungen leistungsfähiger Verbraucher sind die Werte der verteilten Reaktanz so unbedeutend, dass sie unter bestimmten Bedingungen nicht berücksichtigt werden.