Измерение полного сопротивления петли «фаза — нуль» (тока однофазного короткого замыкания) в установках напряжением до 1000 В с глухозаземлённой нейтралью.
Глухозаземленная нейтраль источника электроэнергии – нейтраль генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока напряжением до 1 кВ, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление.
Изолированная нейтраль – нейтраль генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока напряжением до 1 кВ, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через приборы сигнализации, измерения, защиты и подобные им устройства, имеющие большое сопротивление.
Для проверки временных параметров срабатывания защитных устройств реагирующих на сверхток (автоматических выключателей) проводится измерение полного сопротивления петли «фаза-нуль» или токов однофазных замыканий. Работа устройств защитного отключения проверяется другим образом. Полное сопротивление петли «фаза-нуль», и, соответственно, ток однофазного замыкания будет зависеть в основном от нескольких факторов: характеристик силового трансформатора, сечения фазных и нулевых жил питающего кабеля или ВЛ и контактных соединений в цепи. Проводимость фазных и нулевых проводников на практике можно не только определить, но и изменить, кроме того, расчётное определение проводимости, в стадии проектирования электроустановки может исключить множество проектных ошибок. Согласно ПУЭ проводимость нулевого рабочего должна быть не ниже 50% проводимости фазных проводников, в необходимых случаях она может быть увеличена до 100% проводимости фазных проводников. Проводимость нулевых защитных проводников должна соответствовать требованиям главы 1.7 ПУЭ. После экспериментального определения сопротивления петли «фаза – нуль» производится расчётная проверка тока короткого замыкания и сравнение полученного тока с током срабатывания автоматического выключателя или другого устройства, защищающего данный участок сети. При прямых измерениях однофазных токов короткого замыкания время срабатывания защитных аппаратов определяется по измеренной величине этого тока.
Проверка сопротивления петли фаза-нуль производится для наиболее удалённых и наиболее мощных электроприёмников, но не менее чем для 10% их общего количества. Расчётную проверку можно производить по формулам:
Zпет = Zп + Zт/3,
где: Zп – полное сопротивление проводов петли фаза – нуль,
Zт – полное сопротивление питающего трансформатора.
По полному сопротивлению петли фаза – нуль определяется ток однофазного КЗ на землю:
Iк = Uф/ Zпет
Если расчёт показывает, что ток однофазного замыкания на землю на 30% превышает допустимый ток (допустимым будем считать ток, величина которого достаточна для срабатывания защитного аппарата в требуемый временной промежуток), то можно ограничится расчётом. В противном случае должны быть проведены замеры полного сопротивления петли «фаза –нуль».
Значения Zт для различных силовых трансформаторов приведены в таблице 1.
Мощность трансформатора (кВА) | Первичное напряжение (кВ) | Схема соежинения обмоток | Полное сопротивление (Ом) 0,4 кВ |
25 | 6-10 | Y/Y0 | 3,110 |
40 | 6-10 | Y/Y0 | 1,949 |
63 | 6-10 | Y/Y0 | 1,237 |
100 | 6-10 | Y/Y0 | 0,779 |
160 | 6-10 | Y/Y0 | 0,487 |
250 | 6-10 | Δ/Y0 | 0,312 |
250 | 6-10 | Y/Y0 | 0,106 |
250 | 20-35 | Y/Y0 | 0,305 |
400 | 6-10 | Y/Y0 | 0,195 |
400 | 6-10 | Δ/Y0 | 0,066 |
630 | 6-10 | Y/Y0 | 0,129 |
1000 | 6-10 | Y/Y0 | 0,081 |
1000 | 6-10 | Δ/Y0 | 0,026 |
Согласно ПУЭ в электроустановках до 1000В с глухозаземлённой нейтралью с целью обеспечения автоматического отключения аварийного участка проводимость фазных и нулевых рабочих и нулевых защитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании на корпус или на нулевой проводник возникал ток короткого замыкания, который обеспечивает время автоматического отключения питания не превышающего значений, указанных в таблице 1.7.1.
Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для системы TN | |
Номинальное фазное напряжение U0, В | Время отключения, с |
127 | 0,8 |
220 | 0,4 |
380 | 0,2 |
Более 380 | 0,1 |
Приведенные значения времени отключения считаются достаточными для обеспечения электробезопасности, в том числе в групповых цепях, питающих передвижные и переносные электроприемники и ручной электроинструмент класса 1.
По рассчитанному току однофазного КЗ определяют пригодность аппарата защиты установленного в цепи питания электроприёмника.
Целью измерения полного сопротивления петли «фаза-нуль» является определение величины тока к.з. цепи. Этот ток должен иметь определенную кратность по отношению к номинальному току плавкой вставки, предохранителя или электромагнитного расцепителя автоматического выключателя, согласно п.п.1.7.79 и 7.3.139 ПУЭ.
№ | Способ защиты электрооборудования от однофазных замыканий | Кратность тока однофазного замыкания на землю относительно уставки защиты | |
Невзрывоопасном | Взрывоопасном | ||
1 | Плавкий предохранитель | 3 | 4 |
2 | Автоматический выключатель с обратно зависимой от тока характеристикой (тепловой расцепитель) | 3 | 6 |
3 | Автоматический выключатель с электромагнитным расцепителем, если известен коэффициент разброса уставки Кр (по данным завода) | 1,1 Кр | 1,1 Кр |
4 | То же при отсутствии заводских данных по Кр при J ном. уставки до 100А | 1,4 | 1,4 |
5 | То же при отсутствии заводских данных по Кр при J ном. уставки более 100А | 1,25 | 1,25 |
Для определения времени отключения аппарата защиты после измерения сопротивления петли «фаза-нуль» и расчёта тока однофазного КЗ необходимо использовать времятоковые характеристики данного аппарата