Calcolo e procedura per misurare l'anello di fase zero

Data l'ampia varietà di apparecchiature elettriche installate nei circuiti di alimentazione, è importante imparare come far funzionare correttamente i sistemi di alimentazione e mantenerli in condizioni operative. La violazione di questo requisito comporta una riduzione delle prestazioni e la possibilità di danni ai dispositivi ad esso collegati. Il controllo delle linee conduttive comporta l'organizzazione di test, che comprende la misurazione di parametri elettrici distribuiti. Durante i test periodici, devono essere esaminati tutti i dispositivi di protezione e i conduttori elettrici, nonché il cosiddetto "loop di fase zero".

Definizione di un concetto

Qualsiasi apparecchiatura collegata alla rete è dotata di un circuito di messa a terra di protezione. Questo dispositivo è equipaggiato sotto forma di una struttura metallica prefabbricata situata vicino all'oggetto controllato o in una sottostazione del trasformatore. In caso di emergenza (se l'isolamento dei cavi è danneggiato, ad esempio), la tensione di fase cade sul contenitore messo a terra e quindi fluisce nel terreno.

Per una diffusione affidabile di potenziale pericoloso nel suolo, la resistenza della catena non deve superare una certa norma (unità Ohm).

Un loop di fase zero è inteso come un loop di filo formato quando un core di fase è in cortocircuito verso un caso conduttivo di apparecchiature collegate alla rete. In realtà, si forma tra la fase e il neutro messo a terra (zero), che era la ragione di questo nome. È necessario conoscerne la resistenza al fine di monitorare lo stato dei circuiti di messa a terra di protezione che assicurano che la corrente di emergenza si scarichi nel terreno. Lo stato di questo circuito determina la sicurezza di una persona che utilizza apparecchiature ed elettrodomestici.

Metodo per determinare la resistenza del ciclo fase zero

In conformità con i requisiti di PTEEP, il funzionamento di apparecchiature elettriche industriali e domestiche richiede un monitoraggio costante dello stato dei dispositivi di protezione. In base ai requisiti della documentazione normativa in installazioni fino a 1000 Volt con neutro messo a terra, vengono controllati un cortocircuito monofase verso terra. I metodi di prova noti tengono conto principalmente della base tecnica rappresentata da campioni di strumenti di misura speciali.

Attrezzature usate

Per misurare la catena fase zero, vengono utilizzati dispositivi elettronici che differiscono sia per le loro capacità (il metodo di lettura e il loro errore, in particolare), sia per lo scopo. Gli esempi di misuratori più comuni includono:

• Gli strumenti M417 e MSC300, che consentono di determinare il valore desiderato, al termine delle misurazioni, le correnti di corto circuito verso terra vengono calcolate in base ai risultati.
• Il dispositivo ECO-200, grazie al quale è possibile misurare solo la corrente di guasto.
• Il dispositivo EKZ-01, utilizzato per gli stessi scopi di EKO-200.
• Strumento di misura IFN-200.

Il dispositivo M417 consente misurazioni in circuiti a 380 Volt con neutro messo a terra senza la necessità di rimuovere la tensione di alimentazione. Quando si eseguono misurazioni, il metodo della sua caduta viene utilizzato nella modalità di apertura del circuito controllato per un periodo di tempo di 0,3 secondi. Gli svantaggi di questo dispositivo includono la necessità di calibrare il sistema prima di iniziare il lavoro.

MSC300 appartiene a un nuovo tipo di prodotto con riempimento elettronico basato su moderni microprocessori.Quando si lavora con esso, viene utilizzato il metodo di caduta potenziale quando si collega una resistenza fissa di 10 ohm. La tensione operativa è di 180-250 Volt e il tempo di misurazione del parametro controllato è 0,03 secondi. Il dispositivo è collegato alla linea testata nel suo punto più lontano, dopo di che viene premuto il pulsante "Start". I risultati della misurazione vengono visualizzati sul display digitale integrato nel dispositivo.

Quando non è disponibile un solo campione del dispositivo di misurazione (e, se necessario, anche la duplicazione delle operazioni), per la determinazione pratica del valore desiderato, viene utilizzato un metodo di misurazione che utilizza un voltmetro e un amperometro.

Tecniche di misurazione esistenti

Le tecniche note includono la parte di calcolo, presentata sotto forma di formule. Uno strumento di calcolo comune consente di scoprire la resistenza totale del circuito utilizzando la seguente formula:

Zpet = Zп + Zт / 3, dove

• Zп - impedenza dei fili nella sezione KZ;
• Zt è lo stesso, ma per un trasformatore di potenza di una sottostazione (sorgente corrente).

Per duralluminio e fili di rame, Zpet è in media 0,6 Ohm / km. La resistenza rilevata è la corrente di un guasto a terra monofase: Iк = Uф / Zпет.

Se, come risultato dei calcoli di cui sopra, risulta che il valore del parametro desiderato non supera un terzo del valore consentito (vedere PUE), possiamo limitarci a questa opzione di calcolo. In caso contrario, le misurazioni della corrente continua vengono eseguite utilizzando i dispositivi ECO-200 o EKZ-01. In loro assenza, è possibile utilizzare il metodo di un amperometro-voltmetro.

La procedura generale per i test con strumenti di misura delle marche indicate:

• Le apparecchiature controllate sono disconnesse dalla rete.
• Il loop testato è alimentato da un trasformatore step-down.
• È necessario chiudere deliberatamente la fase sul corpo del ricevitore elettrico, quindi misurare il valore di Zpet risultante dal corto circuito.

Quando misurato con il metodo di un amperometro-voltmetro, dopo aver applicato la tensione al circuito controllato e aver organizzato un circuito, vengono determinati la corrente I e il potenziale U. Il primo di questi valori non deve superare i 10-20 Amp.

Calcoli e presentazione dei risultati

La resistenza del circuito testato è calcolata dalla formula: Zpet = U / I. Il valore ottenuto dai risultati del calcolo viene sommato con l'impedenza di uno dei 3 avvolgimenti del trasformatore di stazione pari a Rtr. / 3.

Al completamento delle misurazioni lineari in conformità con gli standard applicabili, devono essere documentate. Per fare ciò, in conformità con il modulo stabilito, vengono preparati rapporti di prova in cui vengono necessariamente registrati i seguenti dati:

• Tipo di linea, le sue caratteristiche principali.
• L'apparecchiatura di misurazione utilizzata nella verifica.
• Valori della propria resistenza transitoria e avvolgimenti di un trasformatore di stazione.
• La loro quantità, che è il risultato delle misurazioni.

In conformità con le principali disposizioni del PUE, la frequenza delle ispezioni sui circuiti di potenza è una volta ogni 6 anni. Per oggetti esplosivi - una volta ogni due anni.

Calcoli della tabella

Il valore completo del valore desiderato dipende dai seguenti fattori:

• Parametri del trasformatore della sottostazione elettrica.
• Le sezioni della fase e zero conduttori selezionati durante la progettazione della rete elettrica.
• La resistenza dei composti di transizione, sempre disponibile in qualsiasi circuito.

La conduttività dei fili utilizzati può essere impostata anche in fase di progettazione del sistema di alimentazione, che, a condizione che sia selezionato correttamente, eviterà molti problemi.

Secondo il PUE, questo indicatore deve corrispondere almeno alla metà dello stesso valore per i conduttori di fase. Se necessario, può essere aumentato allo stesso valore. I requisiti del capitolo 1.7 del PUE stabiliscono questi valori e li puoi trovare nella Tabella 1.7.5, riportata nell'Appendice delle Regole. Secondo esso, viene selezionata la sezione più piccola dei conduttori di protezione (in millimetri quadrati).

Al completamento della fase tabulare del calcolo del circuito fase zero, si procede alla sua verifica calcolando la corrente di corto circuito secondo le formule. Il suo valore calcolato viene quindi confrontato con i risultati pratici ottenuti in precedenza mediante misurazioni dirette. Con la successiva selezione di dispositivi di protezione da cortocircuito (interruttori lineari, in particolare), il loro tempo di risposta è legato a questo parametro.

In quali casi eseguire misurazioni

La misurazione della resistenza della sezione del circuito fase zero è necessariamente organizzata nelle seguenti situazioni:

• quando si mette in funzione ininterrottamente nuove installazioni elettriche non ancora funzionanti;
• quando la direzione della loro attuazione è stata ricevuta dai servizi energetici di controllo;
• secondo l'applicazione di imprese e organizzazioni collegate alla rete elettrica servita.

Quando il sistema energetico viene messo in funzione, le misure di prova della resistenza del circuito fanno parte di una serie di misure adottate per verificarne le prestazioni. Il secondo caso è associato a situazioni di emergenza, che spesso si verificano durante il funzionamento dei circuiti di potenza. Una domanda di alcuni consumatori presentata da un'impresa o organizzazione può presentarsi in caso di protezione insoddisfacente dell'attrezzatura (sulla base di reclami di utenti specifici, ad esempio).

Esempi di calcoli

Due metodi sono considerati esempi di tali misurazioni.

L'effetto di una caduta di tensione in una sezione controllata del circuito di potenza

Nel descrivere questo metodo, è importante prestare attenzione alle difficoltà della sua attuazione pratica. Questo perché al fine di ottenere il risultato finale, saranno necessari diversi passaggi. Innanzitutto, dovrai misurare i parametri di rete in due modalità: con carichi disconnessi e connessi. In ciascuno di questi casi, la resistenza viene misurata leggendo la corrente e la tensione. Inoltre, viene calcolato secondo le formule classiche derivanti dalla legge di Ohm (Zп = U / I).

Nel numeratore di questa formula, U rappresenta la differenza tra le due tensioni - quando il carico è acceso e spento (U1 e U2). La corrente viene presa in considerazione solo per il primo caso. Per ottenere i risultati corretti, la differenza tra U1 e U2 deve essere abbastanza grande.

L'impedenza tiene conto dell'impedenza della bobina del trasformatore (si somma al risultato).

L'uso di una fonte di alimentazione indipendente

Questo approccio prevede la determinazione di un parametro di interesse per gli specialisti che utilizzano una fonte indipendente di tensione di alimentazione. Quando lo conduci, dovrai considerare i seguenti punti importanti:

• Durante le misurazioni, l'avvolgimento primario del trasformatore della stazione di alimentazione è in cortocircuito.
• Da una fonte indipendente, la tensione di alimentazione viene fornita direttamente alla zona di guasto.
• La resistenza fase zero è calcolata dalla formula familiare Zп = U / I, dove: Zп è il valore del parametro desiderato in Ohm, U è la tensione di prova misurata in Volt, I è il valore della corrente di misura in Ampere.

Tutti i metodi considerati non pretendono l'accuratezza assoluta dei risultati ottenuti dai loro risultati. Danno solo una stima approssimativa dell'impedenza del ciclo fase zero. Questo carattere è spiegato dall'impossibilità di misurare le perdite induttive e capacitive, che sono sempre presenti nei circuiti di potenza con parametri distribuiti, nell'ambito dei metodi proposti. Se è necessario tenere conto della natura vettoriale delle quantità misurate (sfasamenti, in particolare), dovranno essere introdotte correzioni speciali.

In condizioni operative effettive di potenti consumatori, i valori della reattanza distribuita sono così insignificanti che in determinate condizioni non vengono presi in considerazione.