Moderní člověk je zvyklý na to, že elektřina neustále slouží k uspokojení jeho potřeb a dělá spoustu užitečné práce. Poměrně často montáž elektrických obvodů, zapojování elektrických spotřebičů a elektroinstalaci v soukromém domě provádějí nejen vyškolení elektrikáři, ale také domácí řemeslníci nebo najatí migrující pracovníci.

Každý však ví, že elektřina je nebezpečná, může zranit, a proto vyžaduje kvalitní provedení všech technologických operací pro zajištění spolehlivého průchodu proudů v pracovním obvodu a zajištění jejich vysoké izolace od okolí.

Okamžitě vyvstává otázka: jak zkontrolovat tuto spolehlivost poté, co se zdá, že práce je dokončena, ale vnitřní hlas je mučen pochybnostmi o její kvalitě?

Odpověď na to může dát metoda elektrických měření a rozboru založená na vytváření zvýšené zátěže, které se v řeči elektrikářů říká měření odporu smyčky fáze-nula.

Měření odporu smyčky fáze nula

Obsah článku

Princip tvorby řetězce pro kontrolu obvodu

Stručně si představme cestu, kterou elektřina putuje od zdroje – napájecí trafostanice do zásuvky v bytě typického vícepodlažního domu.

Schéma zapojení bytové zásuvky

Upozorňujeme, že ve starších budovách vybavených uzemňovacím systémem TN-C nemusí být přechod na schéma TN-CS ještě dokončen. V tomto případě nebude provedeno rozdělení vodiče PEN v elektrickém rozvodném panelu domu. Proto jsou zásuvky spojeny pouze s fázovým vodičem L a pracovní nulou N bez ochranného vodiče PE.

Při pohledu na obrázek můžete pochopit, že délka kabelových vedení od vinutí trafostanice ke konečnému výstupu se skládá z několika sekcí a může být v průměru dlouhá stovky metrů. Výše uvedený příklad zahrnuje tři kabely, dvě rozvodné desky se spínacími zařízeními a několik přípojných bodů. V praxi je podstatně větší množství spojovacích prvků.

Takový úsek má určitý elektrický odpor a způsobuje ztráty a poklesy napětí i při správné a spolehlivé instalaci. Tato hodnota je upravena technickými normami a je stanovena při vypracování pracovního projektu.

Jakékoli porušení pravidel pro montáž elektrických obvodů způsobuje jeho nárůst a vytváří nevyvážený provozní režim a v některých situacích i nehody v systému. Z tohoto důvodu je oblast od vinutí trafostanice až po zásuvku v bytě podrobena elektrickému měření a získané výsledky jsou analyzovány pro nápravu technického stavu.

Celá délka namontovaného řetězu od zásuvky až po vinutí transformátoru připomíná obyčejnou smyčku, a protože je tvořena dvěma vodivými čarami fáze a nuly, nazývá se fázová a nulová smyčka.

ČTĚTE VÍCE
Kterou pračku s horním plněním je nejlepší koupit?

Jasnější představu o jeho vzniku dává následující zjednodušený obrázek, který podrobněji ukazuje jeden ze způsobů, jak položit dráty uvnitř bytu a průchod proudů přes něj.

Schéma průchodu proudů smyčkou fáze-nula

Zde je jako příklad zobrazen zapnutý automatický jistič AB umístěný uvnitř elektrického panelu bytu, kontakty rozvodné skříně, ke které jsou připojeny kabelové vodiče a zátěž ve formě žárovky . Všemi těmito prvky protéká proud při běžném provozu.

Principy měření odporu smyčky fáze-nula

Jak vidíte, napětí je přiváděno do zásuvky prostřednictvím vodičů z klesajícího vinutí trafostanice, což vytváří tok proudu žárovkou připojenou k zásuvce. V tomto případě se část napětí ztrácí odporem vodičů napájecího vedení.

Vztah mezi odporem, proudem a poklesem napětí v části obvodu je popsán slavným Ohmovým zákonem.

Jen je potřeba vzít v úvahu, že nemáme stejnosměrný proud, ale sinusový střídavý proud, který se vyznačuje vektorovými veličinami a je popsán složitými výrazy. Jeho plná hodnota je ovlivněna nejen aktivní složkou odporu, ale také složkou jalovou, která zahrnuje indukční a kapacitní části.

Tyto vzory jsou popsány odporovým trojúhelníkem.

Impedance obvodu mezi fází a nulou

Elektromotorická síla generovaná přes vinutí transformátoru vytváří proud, který vytváří pokles napětí na žárovce a vodičích obvodu. V tomto případě jsou překonány následující typy odporu:

aktivní v blízkosti vláken, drátů, kontaktních spojení;

indukční z vestavěných vinutí;

kapacitní jednotlivých prvků.

Hlavní část celkového odporu je aktivní část. Proto je při instalaci obvodu pro přibližné posouzení povoleno jej měřit ze zdrojů stejnosměrného napětí.

Celkový odpor S úseku smyčky fáze-nula, s přihlédnutím k zátěži, je určen následovně. Nejprve zjistěte velikost EMF vytvořeného na vinutí transformátoru. Jeho hodnotu přesně ukáže voltmetr V1.

Přístup na toto místo je však obvykle omezený a taková měření jsou nemožná. Proto je provedeno zjednodušení – voltmetr se bez zátěže vloží do kontaktů zásuvky zásuvky a zaznamená se odečet napětí. Pak:

k němu je připojen ampérmetr, zátěž a voltmetr;

zaznamenávají se údaje přístroje;

Při výběru nákladu je třeba věnovat pozornost:

stabilita během měření;

možnost generování proudu v obvodu je cca 10÷20 ampér, protože při nižších hodnotách se nemusí objevit závady instalace.

ČTĚTE VÍCE
Jakou podobu má první Kirchhoffův zákon pro prezentovaný uzel?

Hodnotu impedance smyčky s přihlédnutím k připojené zátěži získáme vydělením hodnoty E, naměřené voltmetrem V1, proudem I, určeným ampérmetrem A.

Zatěžovací impedance se vypočítá vydělením úbytku napětí jeho sekce U2 proudem I.

Nyní zbývá pouze vyloučit zatěžovací odpor Z2 z vypočtené hodnoty Z1. Výsledkem je celkový odpor smyčky fáze-nula Zp. Zп=Z2-Z1.

Technologické vlastnosti měření

Je téměř nemožné přesně určit hodnotu odporu smyčky amatérskými měřicími přístroji kvůli velké velikosti jejich chyb. Práce musí být prováděny s ampérmetry a voltmetry zvýšené třídy přesnosti 0,2 a zpravidla se používají pouze v elektrických laboratořích. Navíc vyžadují zručnou manipulaci a časté načasování ověřování metrologickou službou.

Z tohoto důvodu je lepší svěřit měření laboratorním specialistům. S největší pravděpodobností však nepoužijí jediný ampérmetr a voltmetr, ale speciálně pro tento účel vytvořené vysoce přesné měřiče odporu s fázovou nulou.

Měřiče odporu obvodu s fázovou nulou

Uvažujme jejich návrh na příkladu zařízení zvaného měřič zkratového proudu typu 1824LP. Jak je tento termín správný, nebudeme soudit. S největší pravděpodobností jej používají marketéři k přilákání kupujících pro reklamní účely. Tento přístroj totiž není schopen měřit zkratové proudy. Pomáhá je spočítat až po měření při běžném provozu sítě.

Měřič zkratového proudu 1824LP

Měřicí přístroj je dodáván s vodiči a hroty umístěnými uvnitř pouzdra. Na jeho předním panelu je jedno ovládací tlačítko a displej.

Uvnitř je plně implementován elektrický měřicí obvod, což eliminuje zbytečnou uživatelskou manipulaci. Pro tento účel je vybaven zatěžovacím rezistorem R a měřiči napětí a proudu, připojenými stisknutím tlačítka.

Schéma zapojení pro měřič odporu smyčky fáze-nula

Výkonové prvky, vnitřní deska a zásuvky pro připojení propojovacích vodičů jsou zobrazeny na fotografii.

Zařízení pro měření zkratového proudu

Taková zařízení jsou připojena k zásuvce pomocí drátových sond a fungují automaticky. Některé z nich mají RAM, do které se ukládají výsledky měření. Lze je prohlížet postupně v průběhu času.

Výběr článků na toto téma:

Technologie měření odporu automatickými měřiči

Na zařízení připraveném k provozu nainstalujte připojovací konce do zásuvek a připojte je ke kontaktům zásuvek na zadní straně. Měřič okamžitě automaticky určí hodnotu napětí a zobrazí ji digitálně na displeji. V uvedeném příkladu je to 229,8 voltů. Poté stiskněte tlačítko přepínače režimu.

Záznam napětí pomocí měřiče odporu fáze-nula IFN-300

Zařízení sepne vnitřní kontakt pro připojení zátěžového odporu, který vytvoří v síti proud větší než 10 ampér. Poté proběhnou aktuální měření a výpočty. Zobrazí se hodnota impedance smyčky fáze-nula. Na fotografii se rovná 0,61 Ohm.

ČTĚTE VÍCE
Jak dlouho trvá, než se nikotin po e-cigaretě rozptýlí?

Fixace odporu měřičem fázového nulového odporu IFN-300

Jednotlivé měřiče používají při provozu algoritmus pro výpočet zkratového proudu a navíc jej zobrazují na displeji.

Místa měření

Metoda stanovení odporu znázorněná na předchozích dvou fotografiích je plně použitelná pro schémata zapojení sestavená pomocí zastaralého systému TN-C. Je-li v kabeláži přítomen PE vodič, je třeba určit jeho kvalitu. To se provádí připojením vodičů zařízení mezi fázový kontakt a ochrannou nulu. Neexistují žádné jiné rozdíly v metodě.

Schéma zapojení měřiče odporu k ochranné nule

Elektrikáři nejen vyhodnocují odpor fázově neutrální smyčky na koncovém výstupu, ale často musí být tento postup proveden na mezičlánku, například na svorkovnici rozvodné skříně.

U třífázových napájecích systémů se stav obvodu každé fáze kontroluje samostatně. Jednou z nich může protékat zkratový proud. A jak jsou sestaveny, ukáže měření.

Proč se měření provádí?

Kontrola odporu smyčky fáze-nula se provádí pro dva účely:

1. stanovení kvality instalace pro identifikaci slabin a chyb;

2. posouzení spolehlivosti vybraných ochran.

Identifikace kvality instalace

Metoda umožňuje porovnat naměřenou skutečnou hodnotu odporu s vypočtenou hodnotou povolenou projektem při plánování prací. Pokud byly elektrické rozvody instalovány účelně, pak naměřená hodnota splní požadavky technických norem a poskytne podmínky pro bezpečný provoz.

Pokud je vypočtená hodnota smyčky neznámá, ale byla naměřena skutečná hodnota, můžete kontaktovat specialisty projekční organizace, aby provedli výpočty a následnou analýzu stavu sítě. Druhým způsobem je pokusit se přijít na tabulky návrhářů sami, ale to bude vyžadovat technické znalosti.

Pokud je odpor smyčky příliš vysoký, budete muset hledat vady v práci. To může být:

nečistoty, stopy koroze na kontaktních spojích;

zmenšený průřez kabelových drátů, například pomocí 1,5 čtverců místo 2,5;

špatná kvalita zákrutů vyrobených ve zmenšené délce bez svařování konců;

použití materiálu pro vodiče s proudem se zvýšeným odporem;

Posouzení spolehlivosti vybraných ochran

Problém je vyřešen následovně.

Známe hodnotu jmenovitého napětí sítě a určili jsme hodnotu impedance smyčky. Pokud dojde ke zkratu mezi fází a nulou kovu, bude tímto řetězcem protékat jednofázový zkratový proud.

Jeho hodnota je určena vzorcem Iкз=Unom/Zп.

Zvažte tuto otázku pro hodnotu impedance například 1,47 ohmů. Ic=220 V/1,47 Ohm=150A

ČTĚTE VÍCE
Co se stane, když se na LED přivede nižší napětí?

Tuto hodnotu jsme určili. Nyní zbývá použít jej k vyhodnocení kvality výběru jmenovitých hodnot ochranného jističe instalovaného v tomto řetězci k vyloučení nehod.

Připomeňme, že PUE vyžadují výběr stroje, který poskytuje hodnotu 1,1 jmenovitého proudu (Inom N) pro jističe s okamžitými spouštěmi. V tomto odstavci pod N=5, 10, 20 jsou použity charakteristiky typů spouště „B“, „C“, „D“. Více o vlastnostech použití časově-proudových charakteristik si můžete přečíst zde: Charakteristika jističů

Předpokládejme, že v elektrickém rozvaděči je instalován automatický spínač třídy „C“ se jmenovitým proudem 16 ampér a násobkem 10. Zkratový vypínací proud elektromagnetickou spouští proto nesmí být menší než vypočteno podle vzorce: I = 1,1x16x10 = 176 A. A vypočítali jsme 150 A.

Vyvozujeme 2 závěry:

1. Provozní proud elektromagnetického přerušení je menší, než jaký může nastat v obvodu. Nedojde tedy k odpojení jističe od ní, ale dojde pouze k činnosti tepelné spouště. Ale jeho čas přesáhne 0,4 sekundy a nezajistí bezpečnost – existuje vysoká pravděpodobnost požáru.

2. Jistič není správně nainstalován a musí být vyměněn.

Všechny výše uvedené skutečnosti umožňují pochopit, proč profesionální elektrikáři věnují zvláštní pozornost spolehlivé montáži elektrických obvodů a měří odpor smyčky fáze-nula ihned po instalaci, pravidelně během provozu a v případě pochybností o správném provozu jističe.

Doufám, že vám byl tento článek užitečný. Podívejte se také na další články z kategorie Tajemství elektrikářů, Průmyslová elektrická zařízení