Warum werden Phasen-Null-Schleifenwiderstandsmessungen von Profis und nicht von Hackern durchgeführt?

Der moderne Mensch ist daran gewöhnt, dass Elektrizität ständig dazu dient, seine Bedürfnisse zu befriedigen, und einen großartigen, nützlichen Job macht. Sehr oft wird die Montage von Stromkreisen, der Anschluss von Elektrogeräten und die elektrische Installation in einem Privathaus nicht nur von ausgebildeten Elektrikern, sondern auch von Heimhandwerkern oder angeheuerten Wanderarbeitern durchgeführt.

Jeder weiß jedoch, dass Elektrizität gefährlich ist, Verletzungen verursachen kann und daher die Qualität aller technologischen Vorgänge erfordert, um einen zuverlässigen Stromdurchgang im Arbeitskreislauf und eine hohe Isolation von der Umwelt zu gewährleisten.

Es stellt sich sofort die Frage: Wie kann diese Zuverlässigkeit überprüft werden, nachdem die Arbeit erledigt zu sein scheint und die innere Stimme von Zweifeln an ihrer Qualität gequält wird?

Die Antwort darauf ermöglicht es uns, eine Methode zur elektrischen Messung und Analyse anzugeben, die auf der Erzeugung einer erhöhten Last basiert und in der Sprache der Elektriker als Messung des Widerstands einer Phase-Null-Schleife bezeichnet wird.

Das Prinzip der Verkettung zur Überprüfung der Schaltung

Stellen Sie sich kurz den Weg vor, den der Strom von einer Quelle - einem Umspannwerk - zu einer Steckdose in einer Wohnung eines typischen Hochhauses führt.

Beachten Sie, dass in älteren Gebäuden mit ausgestattet Erdungssystem TN-Ckann der Übergang zur TN-C-S-Schaltung immer noch nicht abgeschlossen sein. In diesem Fall wird die Aufteilung des PEN-Leiters in die elektrische Verteilertafel des Hauses nicht durchgeführt. Daher sind die Buchsen nur durch einen Phasenleiter L und eine Arbeitsnull N ohne einen schützenden PE-Leiter verbunden.

Wenn Sie sich das Bild ansehen, können Sie verstehen, dass die Länge der Kabel von den Wicklungen des Umspannwerks bis zur endgültigen Steckdose aus mehreren Abschnitten besteht und im Durchschnitt eine Länge von Hunderten von Metern haben kann. In dem gegebenen Beispiel sind drei Kabel, zwei Schalttafeln mit Schaltgeräten und mehrere Verbindungspunkte beteiligt. In der Praxis gibt es eine viel größere Anzahl von Verbindungselementen.

Ein solcher Abschnitt hat einen bestimmten elektrischen Widerstand und verursacht Spannungsverluste und -abfälle, selbst bei ordnungsgemäßer und zuverlässiger Installation. Dieser Wert wird durch technische Standards geregelt und bei der Vorbereitung des Arbeitsprojekts festgelegt.

Verstöße gegen die Montageregeln von Stromkreisen führen zu deren Zunahme und führen zu einer unausgeglichenen Betriebsart und in einigen Situationen zu einem Unfall im System. Aus diesem Grund wird der Bereich von der Wicklung des Umspannwerks bis zur Steckdose in der Wohnung elektrischen Messungen unterzogen und die Ergebnisse analysiert, um den technischen Zustand anzupassen.

Die gesamte Länge der montierten Kette vom Auslass bis zur Transformatorwicklung ähnelt einer gewöhnlichen Schleife. Da sie aus zwei leitenden Linien von Phase und Null besteht, wird sie als Phasen- und Nullschleife bezeichnet.

Eine visuellere Darstellung seiner Entstehung bietet das folgende vereinfachte Bild, das eine der Methoden zum Verlegen von Drähten in der Wohnung und den Durchgang von Strömen durch die Wohnung detaillierter zeigt.

Hier ist beispielsweise ein Online-Leistungsschalter AB gezeigt, der sich in einem elektrischen Wohnungspaneel befindet, die Kontakte der Anschlussdose, an die die Kabel angeschlossen sind, und die Last in Form einer Glühlampe. Durch all diese Elemente fließt im Normalbetrieb Strom.

Prinzipien zur Messung des Phasen-Null-Schleifenwiderstands

Wie Sie sehen können, wird die Steckdose über die Drähte von der Absenkwicklung des Umspannwerks mit Spannung versorgt, wodurch der Stromfluss durch die an die Steckdose angeschlossene Glühlampe erzeugt wird.In diesem Fall geht ein Teil der Spannung am Widerstand der Drähte der Versorgungsleitung verloren.

Die Beziehung zwischen Widerstand, Strom und Spannungsabfall in einem Schaltungsabschnitt wird durch das berühmte Ohmsche Gesetz beschrieben.

R = U / I.

Denken Sie daran, dass wir keinen konstanten Strom haben, sondern einen alternierenden sinusförmigen, der durch Vektorgrößen gekennzeichnet ist und durch komplexe Ausdrücke beschrieben wird. Sein voller Wert wird nicht von einer aktiven Komponente des Widerstands beeinflusst, sondern von der reaktiven Komponente, einschließlich der induktiven und kapazitiven Teile.

Diese Muster werden durch das Widerstandsdreieck beschrieben.

Die auf die Transformatorwicklung erzeugte elektromotorische Kraft erzeugt einen Strom, der einen Spannungsabfall an der Glühlampe und den Schaltungsdrähten erzeugt. Folgende Widerstandsarten werden überwunden:

• aktiv am Filament, Drähten, Kontaktfugen;

• induktiv aus eingebauten Wicklungen;

• kapazitiv einzelner Elemente.

Der Hauptteil der Impedanz ist der aktive Teil. Daher darf während der Installation des Stromkreises für eine ungefähre Beurteilung von Gleichspannungsquellen aus gemessen werden.

Der Gesamtwiderstand S des Phase-Null-Schleifenabschnitts unter Berücksichtigung der Last wird wie folgt bestimmt. Zunächst wird der Wert der an der Transformatorwicklung erzeugten EMK erkannt. Sein Wert zeigt das Voltmeter V1 genau an.

Der Zugang zu diesem Ort ist jedoch normalerweise begrenzt und es ist unmöglich, eine solche Messung durchzuführen. Daher wird eine Vereinfachung vorgenommen - das Voltmeter wird ohne Last in die Kontakte der Steckdose der Steckdose eingeführt und der Spannungswert aufgezeichnet. Dann:

• ein Amperemeter, eine Last und ein Voltmeter sind daran angeschlossen;

• Instrumentenablesungen werden aufgezeichnet;

• Berechnung ist im Gange.

Bei der Auswahl einer Ladung müssen Sie darauf achten:

• Stabilität während der Messungen;

• die Möglichkeit, Strom in einem Stromkreis in der Größenordnung von 10 bis 20 Ampere zu erzeugen, da bei niedrigeren Werten möglicherweise keine Installationsfehler auftreten.

Der Wert der Schleifenimpedanz unter Berücksichtigung der angeschlossenen Last wird erhalten, indem der vom Voltmeter V1 gemessene Wert von E durch den vom Amperemeter A bestimmten Strom I geteilt wird.

Z1 = E /I = U1 / I.

Die Lastimpedanz wird berechnet, indem der Spannungsabfall seines Abschnitts U2 durch den Strom I geteilt wird.

Z2 = U2 / I.

Es bleibt nur noch der Lastwiderstand Z2 vom berechneten Wert Z1 auszuschließen. Ermitteln Sie die Impedanz der Phase-Null-Schleife Zp. Zp = Z2-Z1.

Technologische Merkmale der Messung

Mit Amateurmessgeräten ist es aufgrund der großen Fehlerwerte praktisch unmöglich, den Wert des Schleifenwiderstands genau zu bestimmen. Die Arbeiten müssen mit Amperemeter und Voltmeter der Hochgenauigkeitsklasse 0,2 durchgeführt werden und werden in der Regel nur in elektrischen Labors verwendet. Darüber hinaus erfordern sie eine geschickte Handhabung und einen häufigen Zeitpunkt der Überprüfung im messtechnischen Dienst.

Aus diesem Grund ist es besser, die Messung Laborspezialisten anzuvertrauen. Es ist jedoch am wahrscheinlichsten, dass sie kein einziges Amperemeter und Voltmeter verwenden, sondern speziell für diese hochpräzisen Phasen-Null-Schleifenwiderstandsmesser entwickelt wurden.

Betrachten Sie ihr Gerät am Beispiel eines Geräts, das als Kurzschlussstrommesser Typ 1824LP bezeichnet wird. Wie richtig dieser Begriff ist, wird nicht beurteilt. Höchstwahrscheinlich wurde es von Vermarktern verwendet, um Käufer für Werbezwecke zu gewinnen. Schließlich kann dieses Gerät keine Kurzschlussströme messen. Es hilft nur, sie nach Messungen während des normalen Betriebs des Netzwerks zu berechnen.

Das Messgerät wird mit Drähten und Ösen geliefert, die in der Abdeckung verlegt sind. Auf der Vorderseite befinden sich eine Steuertaste und ein Display.

Im Inneren ist die elektrische Messschaltung vollständig implementiert, wodurch unnötige Benutzermanipulationen vermieden werden. Hierzu ist es mit einem Lastwiderstand R sowie per Knopfdruck angeschlossenen Spannungs- und Stromzählern ausgestattet.

Die Batterien, die interne Leiterplatte und die Buchsen zum Anschließen der Verbindungskabel sind auf dem Foto dargestellt.

Solche Geräte sind über Drahtsonden an eine Steckdose angeschlossen und arbeiten im Automatikmodus. Einige von ihnen haben einen Direktzugriffsspeicher, in den Messungen eingegeben werden. Sie können nach einiger Zeit nacheinander angezeigt werden.

Technologie zur Widerstandsmessung mit automatischen Messgeräten

Bei dem für den Betrieb vorbereiteten Gerät sind die Verbindungsenden in den Buchsen installiert und auf der Rückseite mit den Buchsenkontakten verbunden. Das Messgerät ermittelt den Spannungswert sofort automatisch und zeigt ihn in digitaler Form an. Im obigen Beispiel sind es 229,8 Volt. Klicken Sie danach auf die Schaltfläche zum Umschalten des Modus.

Das Gerät schließt den internen Kontakt, um den Lastwiderstand anzuschließen, und erzeugt einen Strom von mehr als 10 Ampere im Netzwerk. Danach finden Strommessungen und Berechnungen statt. Die Größe der Impedanz der Phase-Null-Schleife wird angezeigt. Auf dem Foto ist es 0,61 Ohm.

Separate Zähler während des Betriebs verwenden den Algorithmus zur Berechnung des Kurzschlussstroms und zeigen ihn zusätzlich auf dem Display an.

Messorte

Die in den beiden vorherigen Fotos gezeigte Methode zur Bestimmung des Widerstands ist vollständig auf Schaltpläne anwendbar, die mit dem veralteten TN-C-System erstellt wurden. Wenn ein PE-Leiter in der Verkabelung vorhanden ist, muss dessen Qualität bestimmt werden. Dies erfolgt durch Verbinden der Gerätekabel zwischen dem Phasenkontakt und der Schutznull. Es gibt keine weiteren Unterschiede zwischen den Methoden.

Elektriker bewerten nicht nur den Widerstand der Phase-Null-Schleife am Endausgang, sondern häufig muss dieses Verfahren an einem Zwischenelement durchgeführt werden, beispielsweise einem Klemmenblock eines Verteilerschranks.

Dreiphasen-Stromversorgungssysteme prüfen den Zustand des Stromkreises jeder Phase separat. Eines Tages kann ein Kurzschlussstrom durch einen von ihnen fließen. Und wie sie zusammengebaut sind, zeigt die Maße.

Warum messen?

Die Überprüfung des Widerstands der Phase-Null-Schleife wird zu zwei Zwecken durchgeführt:

1. Ermittlung der Installationsqualität zur Ermittlung von Schwachstellen und Fehlern;

2. Bewertung der Zuverlässigkeit des ausgewählten Schutzes.

Identifizierung der Installationsqualität

Mit dieser Methode können Sie den gemessenen realen Widerstandswert mit dem vom Projekt bei der Planung der Arbeiten berechneten Wert vergleichen. Wenn die Verkabelung qualitativ durchgeführt wurde, entspricht der gemessene Wert den Anforderungen der technischen Standards und gewährleistet einen sicheren Betrieb.

Wenn der berechnete Wert der Schleife unbekannt ist und der Realwert gemessen wird, können Sie sich an die Spezialisten der Entwurfsorganisation wenden, um Berechnungen durchzuführen und anschließend den Netzwerkstatus zu analysieren. Die zweite Möglichkeit besteht darin, die Tabellen der Designer selbst herauszufinden. Dies erfordert jedoch technische Kenntnisse.

Wenn der Schleifenwiderstand zu hoch ist, müssen Sie in der Arbeit nach einer Ehe suchen. Es kann sein:

• Schmutz, Korrosion an Kontaktfugen;

• unterschätzter Kabelquerschnitt, zum Beispiel die Verwendung von 1,5 Quadraten anstelle von 2,5;

• minderwertige Ausführung von Drehungen mit reduzierter Länge ohne Schweißenden;

• die Verwendung von Material für stromführende Leiter mit hohem spezifischen Widerstand;

• andere Gründe.

Bewertung der Zuverlässigkeit ausgewählter Schutzmaßnahmen

Das Problem wird wie folgt gelöst.

Wir kennen den Wert der Nennspannung des Netzwerks und haben den Wert der Schleifenimpedanz bestimmt. Wenn ein Metallphasenkurzschluss gegen Null auftritt, fließt ein einphasiger Kurzschlussstrom durch diesen Stromkreis.

Sein Wert wird durch die Formel Ikz = Unom / Zp bestimmt.

Betrachten Sie dieses Problem für den Impedanzwert, beispielsweise bei 1,47 Ohm. Ikz = 220 V / 1,47 Ohm = 150 A.

Wir haben diesen Wert ermittelt. Jetzt muss noch die Qualität der Auswahl der Nennwerte des in dieser Kette installierten Schutzschalters bewertet werden, um Unfälle zu vermeiden.

Denken Sie daran, dass für PUEs eine automatische Maschine ausgewählt werden muss, die einen Wert von 1,1 des Nennstroms (Inom N) für AB mit sofortiger Freigabe liefert.In diesem Absatz werden unter N = 5, 10, 20 die Eigenschaften der Freisetzungen der Typen "B", "C", "D" verwendet. Weitere Informationen zu den Funktionen zur Verwendung der aktuellen Zeitmerkmale finden Sie hier: Eigenschaften von Leistungsschaltern

Angenommen, ein Leistungsschalter der Klasse „C“ mit einem Nennstrom von 16 Ampere und einer Vielzahl von 10 Ampere ist in der Schalttafel installiert. Dafür muss der Kurzschlussunterbrechungsstrom durch eine elektromagnetische Freigabe nicht geringer sein als der nach der Formel berechnete: I = 1,1 x 16 x 10 = 176 A. Und wir haben berechnet 150 A.

Wir machen 2 Schlussfolgerungen:

1. Die derzeitige elektromagnetische Betriebsunterbrechung ist geringer als die, die im Stromkreis auftreten kann. Daher wird der Leistungsschalter nicht von ihm getrennt, und es erfolgt nur der Betrieb der thermischen Freigabe. Die Zeitdauer beträgt jedoch mehr als 0,4 Sekunden und gewährleistet keine Sicherheit - eine hohe Wahrscheinlichkeit eines Brandes.

2. Der Leistungsschalter ist nicht richtig installiert und muss ersetzt werden.

All diese Tatsachen ermöglichen es zu verstehen, warum professionelle Elektriker der zuverlässigen Montage elektrischer Schaltkreise besondere Aufmerksamkeit schenken und den Widerstand der Phase-Null-Schleife unmittelbar nach der Installation, regelmäßig während des Betriebs und bei Zweifeln an der ordnungsgemäßen Funktion der Leistungsschalter messen.