Что такое сопротивление цепи фаза — нуль
Фазоуказатель — как устроен и как им пользоваться
23/08/2022
Проводники в электрическом поле
28/08/2022Если попытаться объяснить упрощенно, то фаза в сети переменного тока — это тот проводник, потенциал которого изменяется от нуля до амплитудного значения, а нуль — это второй проводник, его потенциал не изменяется и считается нулевым.
Когда монтаж электропроводки выполнен, обязательно проводят измерение сопротивления петли фаза-нуль.
Бывает ведь так, что в старых зданиях фазный и нулевой кабели тянутся от трансформаторной подстанции, имея протяженность в сотни метров, тогда как в электрощите самого здания расщепления PEN проводника не выполнено или выполнено некачественно. Это приводит к большому падению напряжения на проводах, к лишним потерям энергии. Некачественно выполненные соединения создают избыточную нагрузку, приводя к аварийным ситуациям и т.д.
Поэтому необходимо очень тщательно проверять весь участок проводки — от электрической подстанции до квартиры. По сути эти провода представляют собой петлю, образованную фазным и нулевым проводниками, которая простирается от понижающей обмотки трансформатора на подстанции до электрической розетки.
По результатм измерений сопротивления этой петли можно определить ток однофазного кроткого замыкания (КЗ) в конкретной электрической цепи и проверить будет ли при этом КЗ срабатывать автоматический выключатель (ток КЗ должен быть не меньше нормируемого по ПУЭ).
Все мы знаем, что известные отношения между током и напряжением описывает закон Ома. Он и позволит определить сопротивление участка цепи, оперируя двумя другими известными величинами — напряжением и током.
Принимая во внимание тот факт, что в электрической розетке ток не постоянный а переменный, — использовать необходимо закон Ома для переменного тока, где учитываются также индуктивное и емкостное сопротивления, а не только активное.
Рассмотрим элементарную схему, где к розетке присоединена лампочка (так образно покажем активную нагрузку).
Здесь показано, что трансформатор подстанции обладает не только активной, но и индуктивной составляющей сопротивления.
Между проводами имеется емкость, дающая емкостную составляющую сопротивления в дополнение к активной составляющей сопротивления непосредственно проводов. Ну и лампа накаливания — она символизирует в данных условиях чисто активное сопротивление, которое используется для испытаний. Активная составляющая в петле фаза-нуль — главная, но нужно узнать полное ее сопротивление.
Сначала хорошо бы измерить напряжение непосредственно на обмотке трансформатора. Практически же этого сделать не получится, поэтому обходятся обычно измерением напряжения в розетке без нагрузки при помощи вольтметра (U1), внутреннее сопротивление которого имеет порядок МОм, поэтому реальной погрешности в измерения он не вносит.
Далее к розетке присоединяют амперметр и активную нагрузку (в районе 3 кВт). Фиксируют показания вольтметра (U2) и амперметра (I).
Вычисляют с помощью закона Ома сопротивление полной цепи: Z1 = U1/I — это сопротивление цепи фаза-нуль плюс сопротивление активной нагрузки.
Далее вычисляют сопротивление активной нагрузки: Z2 = U2/I.
Наконец, вычитают одно из другого и получают значение сопротивления петли фаза-нуль: Zфаза-нуль = Z1 – Z2. Это грубое описание измерительного процесса.
Безусловно, бытовые хозяйственные вольтметры и амперметры имеют большую погрешность по сравнению с приборами лабораторными, по всем канонам поверенными. Бытовые приборы не учтут реактивные составляющие.
Поэтому лучше всего проводить измерения сопротивления петли фаза-нуль в электроустановках специализированными электроизмерительными приборами. Данные приборы имеют встроенные прецизионные вольтметр и амперметр, а также встроенную активную нагрузку и вычислительную электронику.
Самые популярные приборы такого типа — измерители сопротивления петли фаза-нуль ИФН-200, ИФН-300 и DT-5301. Для этих целей также применют многофункциональные измерительные приборы для комплексного контроля параметров электрических установок.
Измеритель сопротивления петли фаза-нуль достаточно присоединить к розетке, нажать на одну кнопку, и он сам замерит напряжение без нагрузки, присоединит нагрузку (она имеется внутри прибора), измерит ток и напряжение под нагрузкой, произведет необходимые вычисления, приняв в расчет реактивную составляющую. На дисплее будет представлено точное значение полного сопротивления петли фаза-нуль в Омах.
Зная полученный результат, можно будет найти слабые места монтажа, тут же исправить выявленные огрехи, а также проверить работу электрических аппаратов защиты.
