Почему автоматический выключатель в домашнем распределительном щите не сработает? Да потому, что ему не хватит тока для срабатывания. Как такое может произойти?
Очень просто, такое может случиться, когда неправильно рассчитана петля фаза-ноль. Что же это такое и как эту петлю посчитать?
Петля фаза-ноль
Как же может не хватить тока для срабатывания автоматическому выключателю при коротком замыкании? Ведь, как мы все знаем, ток при коротком замыкании может достигать весьма больших значений, иногда даже несколько сотен ампер.
В реальной жизни всё не так. Ток замыкания не может быть безграничным, он имеет некоторую весьма ограниченную величину. Заметим, что как раз, это ограничение и накладывает петля фаза-ноль.
Для понимания, что же это такое, требуется нарисовать элементарную схему.
Откуда же ток приходит и куда он уходит? Может быть прямо от электростанции? Нет! Ток приходит к нам в дом или квартиру только от той трансформаторной подстанции, от которой мы запитаны. Дальше ток не бежит, так как гальваническая развязка будет на комплектной трансформаторной подстанции (КТП).
Теперь нарисуем простую однолинейную схему цепи, куда будет входить трансформатор на КТП, отходящая от него линия электропередач, ввод в дом, подключённая нагрузка и нулевой проводник, который подключён к трансформатору КТП. То есть получаем кольцо или петлю.
Расчёты
Теперь нам нужно рассчитать ток замыкания в этой цепи. Как же это сделать? Всё просто — нужно подключить известное сопротивление и замерить напряжение и силу тока в цепи. Дальше, используя закон Ома, напряжение (U) делим на ток (I) и получаем полное сопротивление.
Zп=U/I
Выполнив расчёты, мы получим полное сопротивление всей цепи, которое включает сопротивление петли и нагрузки. Для вычисления сопротивления петли фаза-ноль (Zфн) следует из полного сопротивления (Zп) вычесть известное сопротивление нагрузки (Zн).
Zфн=Zп-Zн
Теперь используя закон Ома вычислим величину тока, который будет протекать по цепи при коротком замыкании.
Iкз=U/Zфн
Что же делать с полученным результатом?
Сравнивать! Например, для защиты проводки установлен автоматический выключатель с характеристикой С на 16 ампер.
Допустим, мы определили, что ток короткого замыкания в нашей цепи равен 100 А. Проверим, правильно ли мы выбрали автоматический выключатель.
Рассмотрев технические характеристики данного автомата, можно определить, ток срабатывания электромагнитного расцепителя. Для этого умножаем отношение I/In на номинальный ток.
Получаем:
5*16=80 А
10*16=160 А
Делаем вывод, что автоматический выключатель сработает в диапазоне от 80 до 160 А. Вроде бы всё хорошо. Но это только на первый взгляд.
На самом деле, такой разброс характеристик связан с состоянием автоматического выключателя. От того, в каком состоянии находится автомат, например, в «холодном» или в «горячем», то есть сразу после аварийного отключения, будет зависеть и время срабатывания.
Изучив ВТХ данного автомата, можно сделать вывод, что электромагнитный расцепитель гарантированно сработает при токе больше 160 А. Также в «холодном» состоянии, автомат будет отключаться тепловым расцепителем, при этом время срабатывания составит не долю секунды, а уже несколько секунд.
За это время могут произойти разные неприятные вещи. Например, может расплавиться контакт в месте скрутки или может расплавится контактное соединение. В итоге, может начаться пожар.
Требования нормативных документов
Надо отметить, что нормативные документы регламентируют не ток, при котором срабатывает автомат, а время.
Для групповых цепей 230 В это время составляет 0,4 секунды.
Периодичность проверки
С какой периодичностью должна производиться проверка петли фаза-ноль?
Для бытового сектора такая проверка должна производиться не реже одного раза в два года.
Лучше проводить её чаще, например, каждый год. Также проверку следует проводить при приёмке в эксплуатацию и после ремонта электропроводки.
Аппарат для проверки петли
Конечно, часто возиться с амперметрами, вольтметрами и претензионными резисторами, а потом ещё делать расчёты, не очень удобно. Гораздо проще использовать для таких целей специальные приборы. Например, прибор ИФН-300.
Для определения сопротивления достаточно просто подключить щупы в розетку. Далее, прибор сам сделает необходимые расчёты и вычислит активное и реактивное сопротивление, а также ток короткого замыкания. Данные сохраняются в памяти, что даёт возможность сравнивать результаты за каждый год.
Это позволяет определить необходимость ревизии контактных соединений, если сопротивление будет расти от года к году. Соответственно, контролировать сопротивление петли следует не только в розетках, но и на вводно-распределительном устройстве или на шкафе учёта, где проходит граница балансовой принадлежности. Также можно замерить и сопротивление петли фаза-ноль от КТП до электрощитка и предупредить электросетевую организацию, если данные будут увеличиваться.
Заключение
Конечно, такие измерения будут носить лишь предварительный характер и будут полезны для отслеживания увеличения сопротивления. Более точные данные можно получить, если замеры будут производиться квалифицированным персоналом, работающим согласно утверждённых методик измерения.
Одной статьёй здесь нельзя ограничиваться. Однако, суть статьи, как раз и заключалась в том чтобы объяснить принцип замера и объяснить, что же такое петля фаза-ноль. Очень надеюсь, что это поможет при эксплуатации электроустановок и предотвратит возникновение пожаров.