Стаття про вимірювання струму короткого замикання в ланцюгах фаза-нуль
«Рынок Электротехники», № 1, 2007 г.
Об измерении тока короткого замыкания в цепях фаза-нуль
В соответствии с требованием ПУЭ необходимо измерять ток короткого замыкания цепи фаза-нуль в электроустановках до 1 кВ с глухим заземлением нейтрали.
Ток к. з. и, соответственно, полное сопротивление цепи фаза-нуль зависят:
- от протяженности цепи;
- от сечения проводов, составляющих цепь;
- от удаления нулевого или заземляющего провода от фазного;
- от материала исполнения нулевого или заземляющего проводника.
Для определения полного сопротивления цепи фаза-нуль и тока к. з. используется информация о падении напряжения и сдвиге фаз между током и напряжением при прохождении измерительного тока в цепях фаза-нуль.
Рассмотрим цепь, в которую включен прибор для измерения параметров цепи фаза-нуль.
Построим векторную диаграмму цепи фаза-нуль во время проведения измерения параметров, где
- UC1 - напряжение сети;
- UC2 - падение напряжения на приборе во время измерения;
- UZ - падение напряжения на Zц-цепи фаза-нуль;
- φ1 - сдвиг фазы между током и напряжением при измерении;
- Ux - падение напряжения на реактивной составляющей сопротивления цепи фаза-нуль;
- URЦ - падение напряжения на активной составляющей цепи фаза-нуль;
- URa - падение напряжения на активной составляющей цепи измерения;
- φ - сдвиг фазы между током и напряжением в цепи фаза-нуль при коротком замыкании.
Из векторной диаграммы видно, что чем больше сопротивление прибора, тем больше будет падение напряжения UC2 и меньше URЦ; UXЦ, а также угол φ1 и при определенных значениях φ10, тогда учесть реактивную составляющую невозможно и URЦ ' UZ ' UC1 - UC2, а при малых значениях UZ погрешность измерения UC1 и UC2 становится соизмерима со значением UZ .
Отсюда можно сделать вывод, что чем меньше сопротивление прибора, тем больше разница URЦ = UC2 - UZ и больше угол φ1. Эти значения можно с большей точностью измерять и с большей точностью рассчитать IКЗ = UC1 / Zц и наоборот: чем больше сопротивление прибора, тем с большей погрешностью будут измерены UZ и угол φ1, а следовательно, и расчет IКЗ. При малых токах измерения невозможно учесть нелинейный характер сопротивления цепи фаза-нуль.
Тип измерителя | Максимальный ток в цепи измерения | Приведенная погрешность измерения | Измеряемый параметр |
---|---|---|---|
М417 | 20 А | 20% | RЦ |
Щ41160 | 1000 А | 10% | IКЗ |
ЭК0200 |
2000 А (0 - 250 В) | 10%-Iкз 4 % - Uприкосновения |
IКЗ Uприкосновения |
ЦК0220 |
2000 А |
5 % - ІКЗ 5 % - ZЦ 1 % - UC |
IКЗ ZЦ UC |
Рынок стран СНГ в основном заполнен измерителями тока короткого замыкания со сравнительно большим ограничительным сопротивлением - до 10 Ом.
Измерители с большим ограничительным сопротивлением имеют меньшие габариты и вес, но большую погрешность измерения, не полностью учитывают реактивную составляющую сопротивления и не учитывают нелинейный характер сопротивления.
Измерители с малым ограничительным сопротивлением имеют больший вес и габариты, но зато повышается точность измерения параметров, учитываются реактивная составляющая и нелинейный характер сопротивления.
Уманский завод «Мегомметр» на протяжении многих лет разрабатывает измерители параметров цепи фаза-нуль и стремится устранять недостатки предыдущих измерителей. Опыт наработки показывает, что наиболее оптимальный режим измерения должен производиться при токах 500 ... 2000 А.
ЦК 0220 имеет основные характеристики:
- измерение тока к. з. - от 10 А до 10 000 А;
- измерение полного сопротивления Zц - от 0,022 Ом до 22 Ом;
- измерение напряжения сети - 180- 245 В;
- активную и реактивную составляющие сопротивления цепи фаза-нуль;
- сдвиг фаз между током и напряжением во время к. з.;
- ограничительное сопротивление - 0,1 Ом.
Измеритель запоминает 10 последних результатов измерений.
Пользуясь прибором ЦК 0220, вы имеете возможность получить наиболее полную и верную информацию о состоянии проверяемой цепи всего одним нажатием кнопки «ИЗМЕРЕНИЕ» и считать из памяти прибора до десяти проведенных прежде измерений в любое время и в любом месте.