Измерение сопротивления петли фаза-ноль

За время постоянной эксплуатации электрооборудования, рано или поздно возникает необходимость в обследовании, которое проводится для своевременного выявления неисправностей. В первую очередь, проводятся различные замеры, в том числе измерение сопротивления петли фаза-ноль. Целью является выяснение соответствия номинальных токов защитной аппаратуры и сечения проводов в измеряемых цепях. Для измерения петли фаза-ноль используется самая удаленная точка в электрической линии.

Порядок проведения измерений

Перед началом необходимо провести внешний осмотр. При этом, должны тщательно осматриваться щиты и силовые сборки, а также вся принципиальная схема электроснабжения. Следует проверить номинальные токи в предохранителях и автоматических выключателях, сечения всех отходящих линий, защитную аппаратуру на механические повреждения. После проведенных проверок можно приступать к непосредственным измерениям.

Перед самым началом проверяется плотность соединения проводов с защитными аппаратами. Если отсутствуют протянутые провода, то все измерения теряют смысл, поскольку полученные данные будут неправильными и недостоверными.

Результаты измерений

Результатом проведенных измерений, в конечном итоге будет сумма сопротивлений всех проверяемых элементов электрической цепи. Если полученный результат немного меньше, чем допустимая величина, тот или иной элемент можно считать работоспособным и правильным, не требующим более точных измерений. Измерение сопротивления петли фаза-ноль производится в самой отдаленной точке кабельной линии. Если такой замер произвести невозможно, то производятся измерения во всех точках присоединения, по всей длине линии.

После того, как сопротивление измерено, полученные данные заносятся в журнал или фиксируются в самом электрическом приборе. Полученные данные при однофазном замыкании тока, сопоставляются с диапазоном, в котором происходит срабатывание расцепителей коротких замыканий. Полученные данные позволяют определить степень надежности срабатывания аппаратуры, защищающей от сверх тока во время замыкания фазы и открытых проводящих частей. Расчетная величина тока позволяет определить время срабатывания защитной аппаратуры.

Если данные показали, что установленный в силовом щите автомат не может обеспечить защиту кабельной линии, то в этом случае, в первую очередь, подтягиваются сжимы на всех точках, где электрооборудование присоединяется к кабельной линии. Также, можно поменять защитный аппарат на устройство с пониженным номиналом, который должен соответствовать данным измерений.

Таким образом, своевременные измерения позволят избежать аварийной ситуации и обеспечить необходимый уровень безопасности при работе с электрооборудованием.

Измерение петли фаза-ноль, замер полного сопротивления цепи фаза-нуль

Измерение цепи фаза-нуль

2.00 Br

Мы проводим измерение петли фаза-ноль, работаем с любыми объектами на всей территории Республики Беларусь. Оперативно и качественно выполняем проверку, быстро оформляем протоколы и гарантируем честные цены.

Стоимость можно рассчитать онлайн в нашем Калькуляторе. Не забудьте нажать на кнопку «Получить предложение», чтобы коммерческое предложение с уникальной скидкой пришло на вашу электронную почту.

Рассчитать цену онлайн

Заказать обратный звонок

Заказать обратный звонок

Описание

Есть такое явление как короткое замыкание.  Когда оно возникает на оборудовании, петля фаза-нуль  дает определенное сопротивление для срабатывания защиты оборудования. Измерения сопротивления петли фаза-нуль  проводятся для того, чтобы обеспечить безопасную работу оборудования и определить соответствие параметров щитка с автоматом и проводки.

Когда нужно делать измерение цепи фаза-нуль?

Замер полного сопротивления цепи фаза-нуль входит в обязательный список мероприятий ЭФИ. Периодичность установлена в ТКП 181-2009 – 1 раз в 6 лет. После процедур специалисты должны оформить и выдать протокол установленного образца.

Сделать замеры можно лишь с помощью профессионального оборудования.

Как проводят измерения петли фаза-нуль?

Измерения проводятся на самом отдаленном объекте. Прибором измеряется полное сопротивление цепи фаза-нуль, потом рассчитывается ток короткого замыкания, время срабатывания и другие параметры.

Бывают случаи, когда автоматы срабатывают только от короткого замыкания, но не срабатывают от теплового тока. Тогда специалисты проверяют полное сопротивление цепи фаза-нуль, чтобы автомат срабатывал в двух случаях.

Стоимость измерений сопротивления цепи фаза-нуль?

Цена рассчитывается индивидуально после получения информации о количестве точек на объекте. Обратитесь к нашему специалисту, даже если не знаете количество точек. Менеджер уточнит всю необходимую информацию и подготовит ценовое предложение.

Помните, проверка сопротивления  петли фаза-нуль позволяет определить корректность работы эксплуатируемых сетей и оценить надежность защитного оборудования. Позаботьтесь о своей безопасности, позвоните нам!

Мы выезжаем на объекты в Минске и за его пределами – работаем по всей территории Беларуси.

Проверка и измерение сопротивления петли «фаза-нуль» в СПб

Для того, чтобы проверить реакцию защитных устройств электрооборудования и электросети на сверхтоки по времени срабатывания, производится замер полного сопротивления петли фаза нуль. Работа УЗО зависит от полного сопротивления цепи: сопротивления обмотки силового трансформатора, контактов в цепи и сечения фазных и нулевых жил кабеля или воздушной линии. В соответствии с ГОСТ Р МЭК 61557-3-2006 максимальная погрешность измерительной аппаратуры применяемой для измерение сопротивления петли фаза нуль в пределах диапазона измерений не должна превышать требуемое значение, указанное в НД или паспорте на СИ.

Измерительная аппаратура

Измерительная аппаратура подбирается согласно ГОСТ Р МЭК 61557-1-2006: она должна быть безопасной точной и надежной. Такие же требования относятся и к измерительной аппаратуре с дополнительными функциями, не подпадающими под действие стандартов серии МЭК 61557. Измерительная аппаратура должна также соответствовать требованиям МЭК 61010-1. В этой аппаратуре должна быть предусмотрена – и выполнена – двойная или усиленная изоляция. Степень загрязнения, согласно МЭК 61010-1, не превышать 2. Категория перенапряжения, согласно тем же нормативам, приложение J – II (вторая). Если питание подается от распределительной сети, категория перенапряжения – III (третья) . Зажимы зонда измерительного устройства должны исключить его прикосновения к частям, находящимся под напряжением. При проверке и измерении сопротивления петли фаза нуль это требование должно выполняться неукоснительно.

ГОСТ Р МЭК 51557-3-2006 предъявляет также дополнительные требования для измерительных устройств проверки сопротивления петли фаза нуль:

1. Если при подключении нагрузочного устройства возникают переходные процессы в распределительной сети, погрешность в рабочих условиях применения не должна превышать установленных пределов в результате воздействия переходных процессов.
2. Если при калибровке для обеспечения нулевого смещения используют внешние сопротивления, то это должно быть указано в нормативных документах на измерительную аппаратуру.
3. Нулевое смещение должно поддерживаться в течение времени, указанного в нормативных документах на измерительную аппаратуру, независимо от любых изменений в ее диапазоне измерений или функционировании.
4. Напряжение в точках измерения сопротивления петли фаза нуль испытуемой цепи не должно превышать аварийного значения 50 В. Это может достигаться автоматическим отключением при возникновении аварийного напряжения, превышающего 50 В, в соответствии с МЭК 61010-1.
5. Измерительная аппаратура должна выдерживать без повреждений, создающих опасность для пользователя, подключение к распределительной сети напряжением, равным 120% номинального напряжения распределительной сети, на которое была рассчитана данная измерительная аппаратура. Защитные устройства при этом не должны срабатывать.
6. Измерительная аппаратура должна выдерживать без повреждений, создающих опасность для пользователя, случайное подключение к распределительной сети напряжением, равным 173 % номинального напряжения, в течение 1 мин. Защитные устройства при этом могут срабатывать.

Для измерения сопротивления петли фаза нуль можно использовать любые аппаратные методы: годятся приборы советского производства и современные, так, можно применять и М-147, и ЕР-180, и MPI-551, и MZC-300, и MRP200. При измерении петли «фаза-нуль» электроизмерительная лаборатория должна по требованию предоставить копии заводских паспортов приборов, а также правила эксплуатации приборов, если заказчик измерений желает с ними ознакомиться. Указанные правила прилагаются к заводским паспортам. Приборы д для измерения должны быть сертифицированы, в сертификатах должны быть указаны метрологические характеристики соответствия, и копии этих сертификатов также должны быть предоставлены клиенту по требованию.

Методы измерения и проверки сопротивления

Измерить сопротивление петли фаза нуль можно несколькими способами. Как правило, используют один из следующих:

1. Расчетно-формульный способ.
2. Измерение полного сопротивления цепи фазы и нулевого защитного проводника для последующего расчета тока однофазного замыкания.
3. Непосредственный замер тока однофазного замыкания путем замыкания на корпус или нуль.

Последние два способа не требуют расчетов, первый же использует формулу

Zпет = Zп + Zт/3

Zп – полное сопротивление проводов петли фаза – нуль,

Zт – полное сопротивление питающего трансформатора

Исходя из полученного значения, можно определить ток однофазного замыкания на землю

Iк = Uф/ Zпет

Если по расчетам оказывается, что ток однофазного замыкания на землю (ТОЗ) превышает допустимый ток на 30%, то требуется полный замер сопротивления петли фаза нуль Под допустимым током понимается ток, при котором в определенный временной промежуток происходит срабатывание аппарата.

В сети существует несколько видов защиты от однофазных замыканий. Плавкий предохранитель должен выдерживать трехкратный однофазный ток при коротком замыкании в невзывоопасном помещении и четырехкратный – во взрывоопасном. Для автоматического выключателя с обратнозависимой от тока характеристикой эти показатели составляют соответственно три и шесть. Автоматический выключатель с электромагнитным расцепителем при определенном заранее коэффициентом разброса уставок Кр по данным завода изготовителя имеет показатели 1,1 Кр для любых видов помещений. При отсутствии заводских данных, коэффициент в обоих случаях повышается до 1,4 для уставки до 100А, и до 1,25 для уставок более 100А. Под уставкой понимается значение некоей величины, в данном случае – сила тока, по достижении которого происходит изменение состояния системы. При проверке петли фаза нуль учитывается полное (комплексное) сопротивление всей цепи.

Требования безопасности

Проведение измерения сопротивления петли фаза-нуль требует предварительного проведения специалистами электроизмерительной лаборатории ряда организационно-технических мероприятий. Для начала определяется график работ по измерению, поскольку для каждого вида измерительного средства требуется согласовать требования руководства фирмы-клиента. Затем проверяется допуск лиц, которые должны будут осуществить измерение сопротивления. Они должны пройти соответствующий инструктаж и иметь группу по электробезопасности не ниже третьей. Работники должны иметь возраст не менее 18 лет, пройти медицинское освидетельствование, инструктаж, иметь соответствующее образование и навыки, которые определены в МПБЭЭ (Межотраслевых правилах по охране труда и эксплуатации электроустановок).

Ограничения при работе с приборами

В соответствии с теми же МПБЭЭ, запрещается производить ряд манипуляций с измерительными приборами, а именно:

1. Работа с прибором М417 при измерении сопротивления петли фаза нуль исключает наличие заземления;
2. Прибор должен находиться под одновременным контролем двух человек и более;
3. Включение прибора должно быть произведено при отключенном питающем напряжении.
4. У прибора ЕР180 существует ограничение напряжения в 250В;
5. Нельзя нажимать кнопку запуска прибора до того, как прибор включен в сеть;
6. Строго запрещена замена предохранителей в работающем приборе.

Помимо прочего, при измерении сопротивления петли фаза нуль требуется соблюдать ряд условий окружающей среды. Так, температура окружающего воздуха должна быть положительна, погода – сухая, без бурь, штормов и гроз. Необходимо фиксировать атмосферное давление и заносить его в протокол, но на сегодняшний день его влияние на качество измерений сопротивления не отмечено. Зато имеет значение температура проводников – степень их нагрева также фиксируется, и зависит от температуры окружающего воздуха. Если измерение проводится при малых токах и комнатной температуре, ток замыкания может вызвать повышение температуры проводника и, как следствие, повышение его сопротивления. Чтобы избежать ошибок при замерах, используется следующая методика:

1. Проводится измерение сопротивления петли фаза нуль на вводе электроустановки.
2. Затем замеряют сопротивление фазного и защитного проводников сети от ввода до распределительного пункта или щита управления.
3. Следующий этап – замер сопротивления от распределительного пункта или щита управления до электроприемника.
4. Полученные величины увеличивают для учета влияния температуры.
5. Увеличенные значения сопротивления добавляют в величине сопротивления петли фаза-нуль

Дальнейшая подготовка проводится согласно ПУЭ: «В электроустановках до 1000В с глухозаземлённой нейтралью с целью обеспечения автоматического отключения аварийного участка проводимость фазных и нулевых рабочих и нулевых защитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании на корпус или на нулевой проводник возникал ток короткого замыкания, который обеспечивает время автоматического отключения питания не превышающего нормативных значений». Нормативные значения указаны в таблице 5 Правил эксплуатации электроустановок.

Оформление результатов измерений.

Результат измерения сопротивления петли фаза нуль заносится в протокол, так же, как и данные по автоматическим выключателям, по результатам исследования специалистом-экспертов выносится вердикт о возможности, либо невозможности использования установки, а также о причинах возможных неисправностей.

Нормативные документы, на соответствие требованиям которых проводятся измерения:

1. ПУЭ (Правила устройства электроустановок) 7-е издание раздел 1, гл. 1.8, п. 1.8.39, пп. 4, гл.1.7., п. 1.7.79;
2. РД 34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытаний электрооборудования»;
3. Проектная документация;
4. ПТЭЭП (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей), Приложение 3, п. 28, пп. 28.4.

Измерение петли фаза ноль в Москве и Московской области.

Для бесперебойной работы электрических сетей и оборудования периодически необходимо выполнять тестирования. В первую очередь, измерения и исследования позволяют заблаговременно выявлять слабые места, предупреждать аварийные ситуации. Еще благодаря им можно устранять неисправности. Среди прочих мероприятий, требуется периодическое измерение петли фаза ноль. Наша компания предоставляет такую услугу, используя в работе проверенное и сертифицированное оборудование.

Это испытание необходимо, чтобы проверить, насколько чувствительны защиты к однофазным замыканиям на землю. Сопротивление петли фаза ноль проверяется в установках с электрическим потенциалом до 1000 В. Такая работа требует высокой степени ответственности и профессионализма. Ее выполняют с точным соблюдением методических рекомендаций, государственных стандартов и норм.

Прежде всего, к ней допускают специалистов с соответствующей квалификацией. Именно такие сотрудники представлены в нашей электролаборатории. Мы готовы отвечать за грамотность, безопасность и точность результатов испытаний. По итогам мероприятия будет готов протокол проверки фаза ноль. Потому что документальное подтверждение своевременно выполненного тестирования может понадобиться при проверке контролирующими и надзорными органами.

Измерение петли фаза ноль.

В первую очередь, стоит понимать, что собой представляет петля фаза ноль. По сути, речь идет о контуре, который образовывается при соединении фазного проводника с нулевым рабочим либо защитным. У него есть свое сопротивление, которое и необходимо периодически проверять. Конечно, теоретически измерение петли фаза ноль может выполняться и путем расчетов. Однако на практике это сделать сложно и проблематично.

Так как на конечную цифру влияет множество факторов. Это сопротивления каждого из коммутационных аппаратов, которые есть в сети – автоматических выключателей и рубильников, контакторов и предохранителей. Плюс специалисты, осуществляя замер петли фаза ноль, знают, что нельзя игнорировать такой фактор, как путь тока в аварийном режиме. А в таком случае электричество движется через металлические конструкции и водопроводы и т.п.

Сегодня проверка петли фаза ноль выполняется с применением специального оборудования. Точный современный прибор учитывает все факторы. Он выдает достоверный результат, которому можно доверять. Причем есть разные типы оборудования, каждый из которых находит свое применение. Прежде всего, потребителя должно волновать, чтобы значения отвечали нормам, указанным в ПУЭ.

Поскольку их рассчитывали таким образом, чтобы аппараты защиты от короткого замыкания срабатывали быстро и эффективно. Это важно для предупреждения электро травм, выхода из строя чувствительных приборов и техники. В нашей электролаборатории специалисты имеют на вооружении оборудование, которое позволяет максимально точно выполнить замер петли фаза ноль.

Проверка петли фаза ноль.

Чтобы предупредить поражение человека электрическим током, электроустановки и сети снабжают аппаратами защиты. В первую очередь, в их работе важно, чтобы они отвечали нормам по времени отключения при коротком замыкании. Соответственно, проверка петли фазы ноль и представляет собой измерение временного параметра срабатывания такой аппаратуры. Сколько именно нужно времени, чтобы защита отключила электричество? Это зависит от величины тока.

Конкретные нормы прописаны в Правилах устройства электроустановок. Соответственно, именно на них опираются специалисты, осуществляя замеры и внося данные в протоколы фаза ноль. У нас трудятся компетентные профессионалы, которые имеют соответствующее образование, допуски и разрешения.

Измерение петли фаза ноль может понадобиться в разных ситуациях. Прежде всего, тестирования проводят сразу после монтажа электрических сетей и оборудования. Поскольку испытания помогут удостовериться, все ли работы были выполнены качественно. Конечно, процедуру повторяют после ремонта, реконструкции электроустановок. Сопротивление петли фаза ноль проверяют также по требованию служб Ростехнадзора, как и других контролирующих либо надзорных органов.

Также многие ответственные потребители электроэнергии проявляют собственную инициативу, заказывая услугу в лабораториях с хорошей репутацией. Ведь эти тестирования помогут предупредить трагедии и повреждения чувствительного оборудования, что влечет за собой износ линий электроснабжения.

Протокол петля фаза ноль.

Прежде всего, электричество можно считать одним из важнейших благ цивилизаций, без которого сложно представить современную жизнь. Но оно же требует осторожности и неукоснительного соблюдения правил и техники безопасности. В первую очередь, потому что любая ошибка чревата серьезными последствиями для здоровья человека, а то и фатальным исходом.

Поэтому необходимо своевременно измерять полное сопротивление петли фаза ноль, как и выполнять другие испытания сети и оборудования. Причем государством установлены четкие правила, по которым проводятся тестирования. Также указана периодичность выполнения такой процедуры, как и требования, в соответствии с которыми заполняется протокол петля фаза ноль.

Как часто необходимо это испытание? Сопротивление изоляции петли фаза ноль проверяют не реже, чем раз в шесть лет. Каким бы грамотным не был первоначальный монтаж электросети и оборудования, со временем и кабеля, и аппараты изнашиваются. Соответственно, требование повторять проверку является обоснованным. Однако, как часто должно проходить измерение сопротивления петли фаза ноль, вправе устанавливать специалисты системы планово-предупредительного ремонта организации.

Технические руководители при расчете график проверок учитывают особенности оборудования и нагрузки. Но если это взрывоопасная зона, там, конечно, испытания электросетей должны проходить чаще. В соответствии с государственными требованиями, на таких объектах протокол петля фаза ноль составляется не реже, чем один раз в два года. Если же на предприятии обнаружен отказ устройств защиты, тогда понадобится внеплановое тестирование.

Замер петли фаза ноль.

Любые испытания электросетей и оборудования – это ответственная работа, требующая неукоснительного соблюдения правил и техники безопасности. Не исключением является и замер петли фаза ноль. Как сказано в ПУЭ, это мероприятие можно осуществлять одним из двух способов. В первую очередь, специалисты измеряют, каков ток при однофазном замыкании на корпус либо на нейтральный проводник.

Для этого применяют специальное оборудование. Но можно пойти по второму пути и узнать полное сопротивление петли фаза ноль. Соответственно, на основе полученных значений путем вычислений устанавливают и ток однофазного замыкания. Далее остается проверить значения: отвечают ли они нормам, закрепленным в ПУЭ, или нет.

Важно знать, что в продаже можно найти любительские измерители сопротивления петли фаза ноль. Однако им вряд ли стоит доверять в полной степени. Прежде всего, поскольку проверка петли фаза ноль должна быть максимально точной. А любительские измерительные приборы имеют большую погрешность. Это исключено, если приглашать квалифицированных специалистов из электролабораторий. В первую очередь, они берут на себя весь груз ответственности.

А потому проверяют сопротивление изоляции петли фаза ноль при помощи высокоточных измерителей. Не стоит забывать и о том, что такое оборудование требует умелого обращения. Кроме того, ему необходима периодическая поверка. В нашей компании используется современное оснащение, которое находится в опытных и умелых руках. Так что нашим клиентам не приходится сомневаться, что каждое измерение сопротивления петли фаза ноль выполняется по правилам и дает 100-но точный результат.

Проверка сопротивления петли фаза нуль.

Если к работе приступают компетентные специалисты, они выполняют тестирование электросетей, соблюдая определенный алгоритм действий. В первую очередь, проверка сопротивления петли фаза нуль начинается с изучения проектной документации. Естественно, подразумевается, что профессионалы хорошо знакомы со всеми нормами и стандартами, заложенными в ПУЭ, ПТЭЭП, других нормативных документах.

Если это не первое тестирование объекта после монтажа сетей и оборудования, в обязательном порядке изучаются также предыдущие протоколы фаза ноль. В работе специалистам могут понадобиться результаты ранее проводимых испытаний и измерений.

Следующий этап – это подготовка приборов. С современной аппаратурой проверка петли фаза ноль упрощена по максимуму, причем она дает высокоточный результат. Но, конечно, это при условии, что оборудование используется грамотно. Далее следует этап организационно-технический. Поскольку это ответственная работа, ее поручают профессионалов, которые имеют соответствующие допуски и разрешения. У нас трудятся именно такие сотрудники.

Измерение сопротивления петли фаза ноль выполняется только компетентными специалистами. После выполнения мероприятий они оценивают и обрабатывают полученные результаты. И только после этого составляется протокол петля фаза ноль. На основе измерений можно вносить корректировки в схемы, делать выводы о том, пригодно или непригодно электрооборудование и сети к эксплуатации.

Измерение сопротивления петли фаза ноль.

Для обеспечения электробезопасности на любом объекте тестирования сетей и оборудования являются обязательными. Не только перед запуском системы, но и в ходе ее эксплуатации. Поскольку электроцепь, рано или поздно, но изнашивается. А это чревато и травмами, и поломками оборудования. Своевременная проверка сопротивления петли фаза нуль поможет упредить аварийные ситуации.

И хотя по правилам можно повторять испытание раз в шесть лет, ответственные технические руководители на предприятиях осуществляют процедуру чаще. Чем раньше измерение сопротивления петли фаза ноль поможет выявить неполадки, тем меньше риски плачевных последствий. Опытные специалисты считают, что полный комплекс мероприятий по проверке электросетей и оборудования лучше выполнять не реже, чем раз в год.

Наша компания готова осуществить все тестирования, которые необходимы для спокойствия потребителя. В том числе, и проверка сопротивления петли фаза нуль входит в комплекс предоставляемых услуг. Мы готовы гарантировать точность всех результатов. По итогам измерения составляется не только протокол проверки фаза ноль. Также профессионалы готовы предоставить дефектный акт, заполнить технический отчет и подготовить карту нагрузок.

Наши клиенты не переживают насчет проверок надзорных и контролирующих органов, поскольку уверены, что их электросети и оборудование находятся в исправном состоянии. Но, в первую очередь, не приходится бояться аварийных ситуаций, как и опасаться электро травм на объекте.

Зачем измеряют сопротивление петли фаза-ноль

Изме­ре­ние сопро­тив­ле­ния пет­ли фаза-ноль выпол­ня­ет­ся элек­тро­ла­бо­ра­то­ри­ей в Москве и Мос­ков­ской обла­сти на осно­ве ПТЭ­ЭП и ПУЭ. Это необ­хо­ди­мо для кон­тро­ля чув­стви­тель­но­сти защи­ты к ожи­да­е­мым одно­фаз­ным корот­ким замыканиям.

Наша элек­тро­ла­бо­ра­то­рия исполь­зу­ет про­фес­си­о­наль­ное пове­рен­ное обо­ру­до­ва­ние для таких целей, изме­ре­ний. Основ­ны­ми инстру­мен­та­ми для заме­ра сопро­тив­ле­ния пет­ли фаза-ноль явля­ет­ся MIE-500 и Metrel, кото­рый спо­со­бен рас­счи­тать зна­че­ние ожи­да­е­мо­го тока корот­ко­го замы­ка­ния во вре­мя тех­ни­че­ских изме­ре­ний. Для самих же изме­ре­ний может исполь­зо­вать­ся ампер­метр в паре с вольтметром.

Тре­бо­ва­ния к заме­ру пет­ли фаза-ноль

Так как пет­ля фаза-ноль явля­ет­ся защит­ным эле­мен­том, пред­став­ля­ю­щим собой соеди­не­ние фаз­но­го и нуле­во­го про­вод­ни­ка. То и тре­бо­ва­ния к нему доста­точ­но высо­ки, так как пет­ля при­зва­на пони­жать напря­же­ние, кото­рое может воз­ник­нуть при корот­ком замы­ка­нии. То и при изме­ре­нии сопро­тив­ле­ния про­ве­ря­ет­ся имен­но для опре­де­ле­ния целост­но­сти изо­ля­ции, кото­рая долж­на посто­ян­но оста­вать­ся в отлич­ном состо­я­нии, дабы при замы­ка­нии пет­ля смог­ла цели­ком и пол­но­стью выпол­нить функ­ции, ради кото­рых она и была создана.

Про­вер­ка вре­ме­ни сра­ба­ты­ва­ния устройств раз­мы­ка­ния цепи

Так же поми­мо изме­ре­ния сопро­тив­ле­ния изо­ля­ции и пет­ли фаза-ноль, элек­тро­ла­бо­ра­то­рия про­во­дит изме­ре­ние и про­вер­ку вре­ме­ни сра­ба­ты­ва­ния авто­ма­ти­че­ских устройств раз­мы­ка­ния цепи, кото­рые так же долж­ны соот­вет­ство­вать пет­ле. Для 220 вольт номи­наль­ная ско­рость — 0,4 секун­ды, для 380 — 5 секунд, если изме­ре­ния пока­зы­ва­ют под­хо­дя­щие зна­че­ния, то защи­ту мож­но счи­тать рабо­чей, в ином слу­чае от самой пет­ли и защит­ных систем нет ника­ко­го тол­ку, ибо корот­кое замы­ка­ние смо­жет нане­сти серьёз­ный ущерб, преж­де чем сра­бо­та­ет защита.

Спе­ци­а­ли­сты элек­тро­ла­бо­ра­то­рии в Москве зано­сят все полу­чен­ные дан­ные в тех­ни­че­ский отчёт элек­тро­ла­бо­ра­то­рии, кото­рый помо­жет вам выявить все воз­мож­ные мел­кие неис­прав­но­сти и откло­не­ния от нор­мы, кото­рые впо­след­ствии могут стать серьёз­ной проблемой.

Измерение сопротивления петли фаза-нуль • Energy-Systems

Что представляет собой петля фаза-нуль

Любая электрическая система должна работать исправно для обеспечения всех нужд человека. При возникновении любых неполадок, обязательно должны срабатывать устройства защиты, предотвращающие возможные опасные для человека ситуации. Большинство из возможных неисправностей можно предотвратить, если своевременно провести различные электроизмерительные работы, в частности, измерение сопротивления петли фаза-нуль.

Потребители энергии часто забывают о важности подобных проверок и обращаются за помощью к электрикам только после возникновения серьезных неполадок.

Каждому пользователю должно быть известно, что для обеспечения безопасной работы электрических установок, такие системы обязательно подвергают заземлению. В соответствии с нормами устройства электроустановок, они должны быть глухозаземленными. Петлей фаза нуль называют соединение фазного проводника с нулевым рабочим или защитным проводником, которое образует своеобразный контур. Естественно, что подобное соединение должно обладать собственным сопротивлением.

Многие пользователи считают, что провести необходимые расчеты для определения сопротивления петли можно и самостоятельно, без привлечения профессиональных электриков. Они забывают о том, что данный процесс сопряжен с множеством сложностей, способных привести к получению неточных результатов. Сотрудники электроизмерительных лабораторий должны знать следующие нюансы процесса измерения сопротивления петли:

• при проведении необходимых расчетов для определения величины сопротивления, следует учитывать уровень переходных сопротивлений различных коммутационных устройств, к примеру, предохранителей, выключателей, контакторов и т.д.;
• для снятия замеров нужно также учитывать точный маршрут прохождения электрического тока в процессе аварийной работы электроустановки, учитывать сопротивление трубопроводов, металлических конструкций.

Профессиональные электрики при проведении замеров пользуются надежным и современным измерительным оборудованием, способным учитывать описанные выше характеристики и автоматически корректировать выдаваемые показатели.

Зачем следует проводить измерение сопротивления петли

Своевременное измерение сопротивления петли фаза ноль требуется при введении новой электрической установки в эксплуатацию, при необходимости подключить электричество на даче или другом объекте, по требованию действующих контролирующих организаций, в соответствии с установленным графиком проверок, а также по собственному желанию собственника объекта.

При снятии замеров, электрики получают несколько важных параметров электрической системы, среди них наибольшее значение для владельца электроустановки представляют: уровень сопротивления петли и характеристики тока короткого замыкания.

Параметры сопротивления петли включают в себя такие характеристики электрической сети, как: уровень сопротивления на обмотках трансформатора, сопротивление на соединении фазы и нуля, переходное сопротивление на силовых контактах коммутационных устройств.

Размер электрического тока короткого замыкания может быть определена измерительным прибором, используемым для определения сопротивления петли, либо высчитан по специальной формуле:

Iк.з = Uном / Zп

В которой,

Zп – уровень сопротивления петли,

Uном – номинальное напряжение в электрической системе.

Полученные в ходе расчетов или измерений параметры тока замыкания необходимо сравнить с характеристиками установленного в системе автоматического выключателя.

Внешний осмотр электрической системы

На первом этапе проводимых исследований для определения состояния проводки и получения параметров сопротивления петли, проводят тщательный визуальный осмотр электрической установки. В ходе такой проверке особое внимание уделяю состоянию электрических щитов и силовых сборок, проверяют принципиальную схему электроснабжения, входящую в любой электропроект частного дома или другого сооружения.

После этого, специалисты получают информацию по номинальным токам включенным в систему предохранителей, автоматов и других коммутационных устройств. Затем проверяют сечение всех отходящих от электрической установки линий, а также общее состояние устройств защиты и других подобных приборов, на которых не должно быть никаких механических повреждений для обеспечения безопасной работы сети.

Непосредственно перед снятием замеров, специалисты должны проверить плотность соединения кабелей с защитными устройствами. Если в ходе этой проверки будут обнаружены какие-либо дефекты и неисправности, то без их устранения проверка сопротивления петли не может быть проведена, так как она не даст достаточно точных результатов.

Пример технического отчета

Назад

1из27

Вперед

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости услуг электролаборатории.

Онлайн расчет стоимости проектирования

Измерение сопротивления петли фаза нуль — советы электрика

Измерение петли фаза-ноль: самая полная методика

Надежность работы электрических сетей TN с классом напряжения до 1 кВ во многом зависит от параметров срабатывания защитного оборудования, отключающего аварийный участок при образовании сверхтоков.

Существует несколько методик, позволяющих проверить надежность срабатывания автоматов защиты, сегодня мы подробно рассмотрим одну из них – измерение сопротивления петли «фаза-ноль».

Для лучшего понимания процесса начнем с краткого описания терминологии, после чего перейдем к методике электрических испытаний при помощи специального устройства MZC-300.

Что подразумевается под цепью «фаза-ноль»?

В системах с глухозаземленной нейтралью (подробно о них можно прочитать в статье https://www.asutpp.ru/programmy-dlja-cherchenija-jelektricheskih-shem.html) при контакте одной из фаз с рабочим нулем или защитным проводником РЕ, образуется петля фаза-ноль, характерная для однофазного КЗ.

Как и любая электроцепь, она имеет внутреннее сопротивление, расчет которого позволяет определить остальные значащие параметры, в частности, ток КЗ. К сожалению, самостоятельный расчет сопротивления такой цепи связан с определенными трудностями, вызванными необходимостью учета многих составляющих, например:

• Суммарная величина всех переходных сопротивлений петли, возникающих в АВ, предохранителях, коммутационном оборудовании и т.д.
• Движение электротока при нештатном режиме. Петля может образоваться как с рабочим нулем, так и заземленными конструкциями здания.

Учесть в расчетах все перечисленные составляющие на практике не реально, именно поэтому возникает необходимость в электрических измерениях. Спецоборудование позволяет получить необходимые параметры автоматически.

Необходимость в измерениях

Замер сопротивления петли проводится в следующих случаях:

• При вводе в эксплуатацию, после ремонта, модернизации или переоборудовании установок.
• Требование со стороны служб различных служб контроля, например Облэнерго, Ростехнадзор и т.д.
• По заявлению потребителя.

В ходе электрических замеров устанавливаются определенные параметры петли Ф-Н, а именно:

• Общее сопротивление цепи, которое включает в себя:

электросопротивление трансформатора на подстанции;

аналогичный параметр линейного проводника и рабочего нуля;

образующиеся в коммутационном оборудовании многочисленные переходные сопротивления, например в защитных устройствах (АВ, УЗО, диффавтоматах), пускателях, ручных коммутаторах и т.д. Также влияние оказывает сечение проводников, изоляция кабелей, заземление нейтрали трансформатора, параметры УЗО или другой защиты электроустановок.

• Ток КЗ (IКЗ). В принципе, его можно рассчитать, используя формулу: IКЗ = UН /ZП  , где UН – номинальный уровень напряжения в электросети, а ZП – общее сопротивление петли. Учитывая, что защитные устройства при КЗ должны автоматически отключать питание согласно установленным временным нормам, то необходимо выполнение следующего условия: ZП*IAB 

Источник: https://www.asutpp.ru/kak-izmerit-soprotivlenie-petli-faza-nol.html

Измерение сопротивления петли фаза – ноль

Передача электроэнергии по электросети всегда связана с потерями в ней. Каждый из элементов вносит свою лепту в этот процесс. Для того чтобы разобраться с его деталями, используется метод, называемый «петля фаза – ноль». Далее расскажем более подробно о том, как это делается.

Общие сведения

Такая цепь может быть создана шунтом или эталонным резистором в любом месте электрической сети. В результате этого можно выполнить контроль наиболее важных параметров на участках фаза – шунт – ноль, таких как:

• состояние изоляции;
• импеданс и его составляющие;
• текущее состояние заземления;
• текущие параметры контактов коммутационного оборудования;
• соответствие отключаемых токов заданным значениям.

Полученные результаты измерений берутся за основу расчетов оптимальных нагрузок обследованного участка электрической сети. Если бы эти данные отсутствовали, электрическая нагрузка на проводники могла оказаться слишком большой.

В результате – запредельный нагрев жил, порча изоляции и сокращение срока службы значительной по протяженности линии. Это в лучшем случае. Поскольку замыкание и пожар нередки в таких ситуациях.

Обратите внимание

При одном и том же шунте точки фазы и нуля могут быть выбраны (удалены от него) в зависимости от количества элементов электросети.

И наоборот, если абстрагироваться от фазы и нуля применительно к шунту. Помимо проводников так можно охватить проверяемые коммутаторы и заземления. Хотя всегда можно расчетным путем определить искомые параметры они не смогут учесть старение изоляции, а также воздействие окружающей среды. Поэтому измерения дают наиболее полное отображение текущего состояния электросети.

• При формировании петли необходимо либо исключать, либо отключать устройства защитного отключения. Если токи утечки, которые могут вызвать измерения, приведут к срабатыванию УЗО, результаты получатся некорректными.

Измерения в петлях фаза – ноль обычно делаются:

• перед использованием вновь построенной электросети;
• перед использованием электросети, прошедшей капитальный или иной вид ремонта;
• после замены оборудования;
• в соответствии с имеющимся планом испытаний;
• в общем не реже 1 раза в шесть лет в обычных электросетях и не реже одного раза в два года в электросетях взрывоопасных объектов.

Как делаются измерения в петле

Наиболее распространенными являются три способа выполнения измерений:

• получают данные для расчетов по падению напряжения. Вместо нагрузки, которую отключают, присоединяется специальное (эталонное) сопротивление с известными характеристиками.
• Используются данные измерения силы тока с использованием шунта. Он устанавливается в определенном месте электросети соответственно заданным параметрам.
• Вместо существующего напряжения, которое отключается, подается пониженное напряжение от трансформатора. Провод фазы замыкается на корпусе того элемента электросети, который выбран для создания петли. Используются данные амперметра и вольтметра, которыми выполняются измерения, которые затем обрабатываются.  

Из трех перечисленных способов расчеты на основе падения напряжения наиболее распространены по причине того, что этот способ самый простой.

Если при этом замере контрольное сопротивление присоединить максимально удаленно от точек фазы и нуля можно охватить наибольшее количество элементов электросети и получить их необходимые характеристики. Сначала делаются замеры напряжения с ненагруженной сетью.

Затем сеть нагружают с присоединенным амперметром. Показания приборов используются в расчетах сопротивления петли, поскольку оно составляет доли Ома. Полученные результаты заносятся в протокол.

В настоящее время для обработки данных, содержащих результаты измерений петли фаза – ноль, можно использовать специализированные компьютерные программы. Например, СОНЭЛ, которая работает в среде Windows 2000 Service Pack 4 и выше. Программа также формирует протокол стандартной формы. Пример подобного протокола показан ниже.

Пример протокола, составленного на основании расчетов, выполненных по результатам измерений петли фаза – ноль

Специальные измерительные приборы

Учитывая важность результатов измерений в петле и востребованность таковых, на рынке измерительных приборов представлены специальные модели. Чаще других применяются:

• М-417. Это стрелочный прибор, основанный на мостовой измерительной схеме, которая постоянно калибруется. Этим прибор в основном и неудобен. Зато надежен и долговечен. Работает без снятия напряжения величиной до 380 В.

М-417

• MZC-300 (производство фирмы Sonel). Современный прибор с цифровой обработкой измеряемых параметров и отображением их на дисплее. Для измерений в диапазоне напряжения до 250 В применяется контрольное сопротивление 10 Ом.

MZC-300

• ИФН-200. Работает под напряжением до 250 В, может использоваться как тестер. Но при замерах петли фаза – ноль диапазон измеряемых прибором значений сопротивления лежит ниже 1000 Ом.

ИФН-200

• ТС-20 (производство фирмы Sonel). Прибор с большим функционалом как измерений в однофазных и трехфазных электросетях, так и обработки их результатов.

ТС-20

Измерения параметров петли фаза – ноль современными цифровыми приборами очень проста.

Щупы присоединяются к местам-контактам, которые необходимо предварительно зачистить наждаком или напильником для минимизации контактного сопротивления.

После этого нажимается та или иная кнопка на панели прибора, соответственно поставленной задаче. На табло получается результат. Как правило, результаты можно запомнить и обработать.

Современные приборы и программное обеспечение существенно упрощают и ускоряют измерения в петле фаза – ноль. К тому же результаты получаются более точными.

Источник: https://domelectrik.ru/elektrosnabzhenie/seti/petlya-faza-nol

Измерение сопротивления петли фаза-ноль

Источник: https://electric-220.ru/news/izmerenie_soprotivlenija_petli_faza_nol/2013-11-16-456

Для чего проверяют сопротивление петли фаза-ноль

Электричество в настоящее время – это не только удобство и качество проживания, но это и большая опасность для человека. И хорошо, если проводку в доме делают профессионалы.

Ведь свою работу они обязательно проверяют на степень безопасности. Каким образом? Для этого используется метод, основанный на создании высокой нагрузки в электрической разводке.

Этот метод электрики называют измерением сопротивления петли фаза ноль.

Что это такое, и как формируется проверочная схема

Начать надо с пути, который проходит электрический ток от подстанции до розетки в доме. Обращаем ваше внимание, что в старых домах в электрике чаще всего присутствует сеть без заземляющего контура (земля), то есть, к розетке подходит фазный провод и нулевой (фаза и ноль).

Итак,  от подстанции до дома сеть может быть длиною в несколько сот метров, к тому же она разделена на несколько участков, где используются разного сечения кабели и несколько распределительных щитов. То есть, это достаточно сложная коммуникация.

Но самое главное, весь участок имеет определенное сопротивление, которое приводит к потерям мощности и напряжения. И это независимо от того, качественно ли проведена сборка и монтаж или не очень.

Этот факт известен специалистам, поэтому проект сети делается с учетом данных потерь.

Конечно, грамотно проведенный монтаж – это гарантия корректной работы сетевого участка. Если в процессе сборки и разводки были сделаны отклонения от норм и требований или просто сделаны ошибки, то это гарантия увеличения потерь, сбоя работы сети, аварий. Вот почему специалисты проводят измерения показателей сети и анализируют их.

Необходимо отметить, что вся электрическая цепочка – это зацикленный контур, образованный фазным контуром и нулевым. По сути, это своеобразная петля. Поэтому ее так и называют петля фаза ноль.

Как измеряется сеть

Чтобы это понять, необходимо рассмотреть схему, в которой присутствует потребитель, подключенный через обычную розетку. Так вот к розетке, как уже было сказано выше, подводятся фаза и ноль. При этом до розетки происходит потеря напряжения за счет сопротивления магистральных кабелей и проводов. Это известно давно, описан данный процесс формулой Ома:

R=U/I.

Правда, эта формула описывает соотношение величин постоянного электрического тока. Чтобы перевести ее на ток переменный, придется учитывать некоторые показатели:

• Активная составляющая сопротивления сети.
• Реактивная, состоящая из емкостной и индуктивной части.

Что это значит? Необходимо понять, что электродвижущая сила, которая появляется в обмотках трансформатора, образует электрический ток. Он теряет свое напряжение при прохождении через потребителя и подводящие провода. При этом сам ток преодолевает несколько видов сопротивления:

• Активное – это потребитель и провода. Это самая большая часть сопротивления.
• Индуктивное – это сопротивление встроенных обмоток.
• Емкостное – это сопротивление отдельных элементов.

Чтобы подсчитать полное сопротивление сети (петля фазы и ноля), необходимо определить электродвижущую силу, которая создается на обмотках трансформатора.

Правда, на подстанцию без специального допуска не пустят, поэтому измерение петли фаза-ноль придется делать в самой розетке. При этом учитывайте, что розетка не должна быть нагружена. После чего необходимо замерить напряжение под нагрузкой.

Для этого включается в розетку любой прибор, это может быть даже обычная лампочка накаливания. Замеряется напряжение и сила тока.

Совет

Теперь по закону Ома можно определить полное сопротивление петли. При этом придется учитывать, что напряжение (замеряемое) в розетке может отклоняться от номинального при нагрузке и без таковой. Поэтому сначала надо высчитать сопротивление при разных величинах напряжения. Понятно, что при нагрузке напряжение будет больше, поэтому полное сопротивление петли – это разница двух сопротивлений:

Rп=R2-R1, где R2 – это сопротивление петли при нагрузке, R1 – без таковой.

Что касается точно проведенных замеров. Самодельными приборами это можно сделать, никаких проблем здесь нет, но вот только точность замеров в данном случае будет очень низкой.

Поэтому для этого процесса рекомендуется использовать вольтметры и амперметры с высокой точностью (класс 0,2). Правда, такие измерительные приборы сегодня используются в основном в измерительных лабораториях. Обращаться с ними надо уметь.

К тому же такие приборы требуют частого проведения тестирования.

Хотя надо отдать должное рынку, сегодня можно такие приборы приобрести в свободном доступе. Стоят они недешево, но для профессионала это необходимая вещь.

Где провести замер

Измерение петли фаза-ноль – розетки. Но опытные электрики знают, что это место не единственное. К примеру, дополнительное место – это клеммы в распределительном щите. Если в дом заводится трехфазная электрическая сеть, то проверять сопротивление петли фаза ноль надо на трех фазных клеммах. Ведь всегда есть вероятность, что контур одной из фаз был собран неправильно.

Цель проводимых замеров

Итак, цели две – определение качества эксплуатируемых сетей и оценка надежности защитных блоков и приборов.

Что касается первой позиции, то здесь придется сравнивать полученные замеры, а, точнее, сопротивление петли с проектной. В данном случае, если расчетный показатель оказался выше нормативного, то на поверку явно неправильно произведенный монтаж или другие дефекты магистрали.

К примеру, грязь или коррозия контактов, малое сечение кабелей и проводов, неграмотно проведенные скрутки, плохая изоляция и так далее. Если проект электрической сети по каким-то причинам отсутствует, то для сравнения расчетного сопротивления петли с номинальным необходимо будет обратиться в проектную организацию.

Чтобы разобраться в таблицах и расчетах самому, надо в первую очередь обладать инженерными знаниями по электрике.

Что касается второй позиции. В принципе, здесь также необходимо провести некоторые расчеты, основанные на законе и формуле Ома. Основная задача определить силу тока короткого замыкания, ведь чаще всего от него и надо будет защищать электрическую сеть. Поэтому в данном случае используется формула:

Iкз=Uном/Rп.

Если считать, что сопротивление петли фаза к нулю равно, например, 1,47 Ом, то сила тока короткого замыкания будет равна 150 ампер. Под эту величину и придется подбирать прибор защиты, то есть, автомат. Правда, в правилах ПУЭ есть определенные нормы, которые создают некий запас прочности. Поэтому Iном увеличивают на коэффициент 1,1.

Обратите внимание

Подобрать автомат под все вышеуказанные величины можно, если сравнить их в таблицах ПУЭ. В нашем случае потребуется автомат класса «С» с Iном=16 А и кратностью 10. В итоге получаем:

I=16х10х1,1=176 А. Расчетная сила тока короткого замыкания у нас составила – 150 А. о чем это говорит.

• Во-первых, автомат был неправильно выбран и установлен. Его надо обязательно заменить.
• Во-вторых, ток КЗ в сети меньше, чем автомата. Значит, он не отключится. А это может привести к пожару.

Источник: http://OnlineElektrik.ru/esnabzhenie/dlya-chego-proveryayut-soprotivlenie-petli-faza-nol.html

Измерение петли фаза-ноль

Если в вашем доме или квартире регулярно срабатывают автоматические выключатели на вводах (перед электросчетчиком), и даже увеличение их номинала не дает результата – невозможно, например, одновременно включить стиральную машину и электрический чайник, то вам стоит провести замер полного сопротивления цепи. На языке профессионалов эта процедура называется «измерение сопротивления петли фаза-ноль».

Что такое петля фаза-ноль?

В силовых подстанциях напряжением до 1 тыс. вольт, с которых подается электроэнергия бытовым потребителям, выходные обмотки трехфазного трансформатора соединены звездой – c так называемой глухозаземленной технической нейтралью. По ней, вследствие естественного перекоса фаз, не выходящего за пределы норм эксплуатации электроустановок, может течь ток.

Теперь условно представьте, что вы единственный потребитель на линии и у вас есть только один электроприбор – электрическая лампочка. Один конец подающейся вам фазы подключен к технической нейтрали трансформатора, другой – к центральной клемме (надеемся, что это именно так) электропатрона. Через нить лампы она соединяется с нейтральным проводом.

Так образуется непрерывное кольцо, по которому циркулирует электрический ток. Вот оно и называется петлей фаза-ноль, которая обладает сопротивлением, складывающимся из удельного сопротивления проводников и нити лампы накаливания.

На практике количество элементов, составляющих полное сопротивление цепи, может быть значительно большим. Часть из них является естественным условием нормальной эксплуатации электроустановки. Другие возникают в результате нарушений, которые до поры до времени не приводят к катастрофическим последствиям.

Например, дома у вас могут быть ослаблены скрутки в клеммных коробках.

Они способны добавить в общую копилку до сотен Ом! А на уличном столбе треснувший изолятор отдает часть фазы земле или заброшенный мальчишками на провода воздушный змей частично закорачивает электролинию и вызывает едва заметное – на пару вольт, падение напряжения. Вот именно эти нарушения и выявляются измерением петли фаза-ноль.

Почему срабатывают автоматы на вводах

Причины частого и необъяснимого срабатывания автоматов на вводах бывают двух типов:

1. Внешние, обусловленные нарушениями в работе электролинии.
2. Внутренние, из-за неисправности электропроводки в доме.

Внешние характеризуются стойким несоответствием норме номинала напряжения. Например, оно у вас постоянно не 220, а 200 вольт. Это сопровождается увеличением силы тока, протекающего по вашей домашней электропроводке.

Увеличение номинала автоматического выключателя на входе, например, с 25 до 40 А в этом случае вам ничего не даст, кроме того, что сам автомат будет нагреваться, а при дальнейшем вашем упорствовании может даже эффектно взорваться.

Внутренних причин несколько. Самые распространенные из них:

• Неплотный контакт в клеммных коробках.
• Не соответствующее номиналу тока сечение проводов.
• Уменьшение сопротивления изоляции проводов в результате естественного старения.

Внешне они проявляются нагревом проводников и скруток. Поэтому установка более мощных автоматических выключателей приведет к пожару. Конечно, можно потратить день на то, чтобы руками перещупать все розетки, провода и скрутки в доме. Но, во-первых, это чревато электротравмой. И, во-вторых, слишком субъективно. Измерение даст лучший результат.

Как и чем измерять

Сразу скажем, что замерить сопротивление петли фаза-ноль на внешнем контуре (от силовой подстанции до вводов в дом) могут только лица из оперативно-технического персонала местного РЭС. Вам этого делать категорически нельзя.

Во-вторых, это сделать не удастся из-за отсутствия нужных приборов, а если и получится, то вы не сможете воспользоваться полученным значением.

Ведь вам не с чем его сравнивать – у вас нет доступа к протоколам испытаний электрической сети.

Дома вы можете сделать это двумя способами:

1. Использовать сетевое напряжение и прибор с эталонным сопротивлением.
2. Протестировать схему с помощью внешнего источника напряжения.

Перед началом измерений вам надо определить общую длину электрических проводников и вычислить их удельное сопротивление.

При этом вы должны считать, что их сечение соответствует нормам электробезопасности при пропускании через них тока, сила которого равна номиналу автоматических выключателей на вводе.

После этого рассчитываете сопротивление всех энергопотребителей, для чего делите квадрат напряжения на величину их паспортной мощности. Полученное значение суммируете с удельным сопротивлением проводников.

Измерение прибором с эталонным сопротивлением

В этом случае вы оставляете домашнюю электропроводку подключенной к электрической сети. Находите самую дальнюю от вводных автоматов розетку. Если контуров несколько, то измерение проводятся отдельно для каждого. Ваша цель – установить величину падения напряжения при включении эталонного сопротивления в цепь измерителя.

Если у вас нет специальных приборов для таких измерений, то используйте мультиметр и сопротивление 100 Ом, рассчитанное на работу с напряжением 230 вольт. Установив количество вольт в розетке без нагрузки, подключаете эталонное сопротивление к нейтральной линии и повторяете опыт.

Важно

После этого вам надо сравнить расчетное падение напряжения с фактическим, эти значения не должны отличаться более чем на 5–6 вольт. Проведя подобные опыты с каждой розеткой, и сдвигаясь при этом в сторону вводных автоматов, вы найдете проблемную клеммную коробку или участок проводки.

От необходимости проводить вычисления после опытов вас избавят приборы MZC-300 или ИФН-200, они выводят на дисплей значение сопротивления тестируемого участка цепи.

Измерение с внешним источником напряжения

Внешним источником напряжения может стать гальванический мегомметр. Однако при его использовании надо принять меры предосторожности и подготовить электропроводку.

• Отключить внешнюю сеть.
• Закоротить выходные клеммы автоматического выключателя на вводах или в ближайшей клеммной коробке.
• Отключить всех потребителей от розеток, вместо них установить эталонные сопротивления по 100 Ом каждое.
• Вместо светодиодных и люминесцентных ламп (экономок) установить лампы накаливания.
• Если есть дифавтоматы (АВДТ) или УЗО, установить между входными и выходными клеммами с маркировкой N перемычки из проводников того же сечения, что и в фазной линии.

Предел измерений мегомметра устанавливается по шкале кОм. Произведите опыт на самой дальней розетке и сравните полученное значение с вычисленной суммой удельного сопротивления проводников, всех эталонных сопротивлений в розетках и ламп в светильниках.

Измерение полного сопротивления цепи фаза-ноль является частью регламента по обслуживанию электрических сетей и электроустановок. Оно дает наиболее точную картину их состояния.

Поэтому результаты протоколируются и являются основанием для проведения ремонта или нахождения виновных в случае чрезвычайных ситуаций. В бытовых условиях оно применяется редко. Однако вы можете провести его и самостоятельно. При этом надо строго соблюдать все меры электробезопасности.

Источник: https://electriktop.ru/provodka/izmerenie-petli-faza-nol.html

Замер полного сопротивления цепи фаза-нуль: существующие методики расчёта, используемые приборы контроля цепи

Представить себе жизнь современного человека без электричества и разнообразных электроприборов попросту невозможно. Сборку различных агрегатов и электрических схем можно выполнить самостоятельно.

Необходимо лишь в точности следовать имеющейся документации, а также проводить замер полного сопротивления цепи фаза-ноль, что позволит обеспечить беспроблемность эксплуатации электрооборудования и его полную безопасность.

Электрический ток имеет разрушительную силу, поэтому опасен для оборудования, материальных ценностей и живых организмов. Для защиты от поражения высоким напряжением в прошлом использовались различные изоляции из диэлектриков и проводились замеры параметров работы электролиний.

Сегодня при эксплуатации разнообразных электроустройств используются всевозможные устройства защитного отключения и автоматические выключатели, которые обеспечивают полную безопасность эксплуатации оборудования. Также применяются защитные меры, в том числе разделение рабочего нуля и заземление электротехники.

Потребуется на регулярной основе выполнять проверку соответствия текущих характеристик требуемым нормативам по безопасности электрических сетей. Только так можно будет обеспечить полную беспроблемность эксплуатации техники, исключив одновременно поражение электротоком.

Выполняются следующие замеры и контроль:

• Проверка ДИФ-автоматов и УЗО.
• Испытание током нагрузки автоматических выключателей.
• Замер сопротивления цепи.
• Измерение цепи фазы.
• Замер сопротивления изоляции.
• Испытание другого защитного технологического оборудования.

Подобные работы не представляют особой сложности, поэтому, имея начальные навыки в электротехнике и используя соответствующее оборудование, можно все замеры выполнить самостоятельно, что обеспечивает правильность работы техники и экономит расходы домовладельца на обращение к профессиональным специалистам.

Для чего осуществляют измерение

Основной задачей выполнения измерения петли фазы-ноль является защита кабелей и электрооборудования от перегрузок, которые могут возникать в процессе эксплуатации техники.

Высокое сопротивление электрокабелей приводит к перегреву линии, что, в конечном счёте, может спровоцировать короткое замыкание и пожар.

На показатели фазы влияют различные параметры, в том числе окружающая среда, характеристики воздушной линии, качество кабеля.

При выполнении замеров в обязательном порядке включают контакты имеющейся автоматической защиты, контакторы, рубильники, проводники напряжения к электроустановкам. В качестве таких проводников используются силовые кабели, которые подают в фазу-ноль к запитываемой технике.

Полное сопротивление фазы-ноль рассчитывается с помощью специальных формул, которые учитывают материал и сечение проводников, протяжённость линии и ряд других параметров. Получить максимально точные результаты измерений можно лишь обследовав физическую цепь, к которой подключены различные электроустройства.

Существующие методики расчетов

Измерение фазы-ноль может выполняться с помощью различных методик. В промышленности и с электрооборудованием, где требуется максимально возможная точность расчетов, используются специальные приборы, которые имеют минимальную погрешность.

Также в таком случае используются соответствующие формулы, которые учитывают различные факторы, влияющие на качество полученных данных.

В бытовых условиях будет достаточно использование простейших измерителей, что поможет получить необходимую информацию.

Наибольшее распространение получили следующие методики измерения петли фаза-ноль:

• Метод падения напряжения.
• Метод короткого замыкания в цепи.
• Использование амперметра-вольтметра.

При использовании метода снижения напряжения все замеры проводят при отключении нагрузки, после чего в цепь включают нагрузочное сопротивление с заранее рассчитанной величиной.

С помощью специального устройства измеряется величина нагрузки в цепи, после чего полученные результаты сверяются с эталоном, проводятся соответствующие расчеты, которые сравниваются с нормативными данными.

Метод коротких замыканий в цепи подразумевает подключение к сети специального прибора, создающего искусственные короткие замыкания в необходимой потребителю точке.

С использованием специальных устройств определяют величину тока короткого замыкания, а также время срабатывания защиты.

Полученные данные сверяются с нормативными показателями, после чего рассчитывается соответствие электроцепи действующим нормативам и требованиям.

При использовании метода амперметра-вольтметра снимают с цепи питающее напряжение, после чего подключают к сети понижающий трансформатор, замыкают фазный провод действующей электроустановки. Полученные данные обрабатывают, и, используя специальные формулы, определяют необходимые параметры.

Наибольшее распространение на сегодняшний день получила методика измерения петли фаза-нуль методом подключения нагрузочного сопротивления.

Совет

Такой способ сочетает простоту использования, максимальную точность, поэтому он применяется как в быту, так и при необходимости получения сверхточных данных. При необходимости контроля показателя фазы в одном здании сопротивление нагрузки подключают в самом дальнем доступном участке цепи.

Подключение приборов осуществляется к предварительно защищенным контактам, что позволит избежать падения напряжения и ослабления силы тока.

Первоначальные измерения выполняют без подключения нагрузки, после чего с помощью амперметра производится контроль с точной нагрузкой. По результатам полученных данных рассчитывают сопротивление петли фаза-ноль.

При измерении этого показателя рассчитанных данных хватает для определения качества электросети в быту. В промышленности при выполнении соответствующего контроля составляется протокол, куда заносят все полученные величины. В таком протоколе выполняют соответствующие расчеты, после чего бумага подписывается инженерами и прикладывается к общей нормативно-технической документации.

Используемые высокоточные приборы

Для измерений и расчетов фазы могут применяться как стандартные амперметры и вольтметры, использование которых не представляет сложности, так и узкоспециализированные приборы. Последние обеспечивают максимально возможную точность полученных данных по параметрам электросети. Наибольшее распространение получили следующие измерительные приборы.

M417 — это надежный проверенный годами прибор, разработанный специально для измерения показателя сопротивления в цепи фазы-ноль. Одной из особенностей этого прибора является возможность проведения всей работы без снятия питания, что существенно упрощает контроль за состоянием электросети.

Этот аппарат использует метод падения напряжения, обеспечивает максимальную возможную точность полученных расчетов. Допускается использование М417 в цепи с глухозаземленной нейтралью и напряжением в 380 Вольт.

Единственный недостаток использования этого приспособления — это необходимость калибровки устройства перед началом работы.

MZC-300 — измерительное устройство нового поколения, которое построено на базе мощного микропроцессора. Приборы используют метод падения напряжения с подключением сопротивления в 10 Ом.

MZC-300 обеспечивает время замера на уровне 0,03 секунды и может использоваться в сетях с напряжением 180−250 Вольт. Прибор для обеспечения точности данных подключают в дальней точке сети, после чего нажимают кнопку Старт, а полученный результат выводится на небольшой цифровой дисплей.

Все расчёты выполняет микропроцессор, что существенно упрощает контроль фазы.

ИФН-200 — многофункциональный прибор, позволяющий выполнять измерения фазы. Работает устройство с напряжением 180−250 Вольт.

Имеются соответствующие разъемы для упрощения подключения к сети, а использование этого приспособления не представляет какой-либо сложности.

Ограничение на измерении в цепи составляет 1 кОм, при превышении которого срабатывает защита и отключается устройство, предотвращая его перегрузку. Выполнен прибор на базе мощного микропроцессора и имеет встроенную память на 35 последних вычислений.

Источник: https://220v.guru/elementy-elektriki/provodka/metodiki-zamera-polnogo-soprotivleniya-cepi-faza-nol.html

Сопротивление цепи фаза – ноль

Таблица 1

Как правило, все хотят видеть свое электрооборудование в рабочем и безопасном состоянии. Однако, за время его постоянной эксплуатации, рано или поздно возникает необходимость в обследовании, которое проводится для своевременного выявления неисправностей. В первую очередь, проводятся различные замеры, в том числе измерение сопротивления петли фаза-ноль. Целью является выяснение соответствия номинальных токов защитной аппаратуры и сечения проводов в измеряемых цепях. Для измерения петли фаза-ноль используется самая удаленная точка в электрической линии. Порядок проведения измерений Перед началом необходимо провести внешний осмотр. При этом, должны тщательно осматриваться щиты и силовые сборки, а также вся принципиальная однолинейнаясхема электроснабжения. Следует проверить номинальные токи в предохранителях и автоматических выключателях, сечения всех отходящих линий, защитную аппаратуру на механические повреждения. После проведенных проверок можно приступать к непосредственным измерениям. Перед самым началом проверяется плотность соединения проводов с защитными аппаратами. Если отсутствуют протянутые провода, то все измерения теряют смысл, поскольку полученные данные будут неправильными и недостоверными. Результаты измерений Результатом проведенных измерений, в конечном итоге будет сумма сопротивлений всех проверяемых элементов электрической цепи. Если полученный результат немного меньше, чем допустимая величина, тот или иной элемент можно считать работоспособным и правильным, не требующим более точных измерений. Измерение сопротивления петли фаза-ноль производится в самой отдаленной точке кабельной линии. Если такой замер произвести невозможно, то производятся измерения во всех точках присоединения, по всей длине линии. После того, как сопротивление измерено, полученные данные заносятся в журнал или фиксируются в самом электрическом приборе. Важно Полученные данные при однофазном замыкании тока, сопоставляются с диапазоном, в котором происходит срабатывание расцепителей коротких замыканий. Полученные данные позволяют определить степень надежности срабатывания аппаратуры, защищающей от сверх тока во время замыкания фазы и открытых проводящих частей. Расчетная величина тока позволяет определить время срабатывания защитной аппаратуры. Если данные показали, что установленный в силовом щите автомат не может обеспечить защиту кабельной линии, то в этом случае, в первую очередь, подтягиваются сжимы на всех точках, где электрооборудование присоединяется к кабельной линии. Также, можно поменять защитный аппарат на устройство с пониженным номиналом, который должен соответствовать данным измерений. Таким образом, своевременные измерения позволят избежать аварийной ситуации и обеспечить необходимый уровень безопасности при работе с электрооборудованием.

Сечение фазных жил   мм2	Сечение нулевой жилы мм2	Полное сопротивление цепи фаза – ноль, Ом/км при температуре жил кабеля +65 градусов
Материал жилы:
Алюминий	Медь
R фазы	R нуля	Z цепи (кабеля)	R фазы	R нуля	Z цепи (кабеля)
1,5	1,5	–	–	–	14,55	14,55	29,1
2,5	2,5	14,75	14,75	29,5	8,73	8,73	17,46
4	4	9,2	9,2	18,4	5,47	5,47	10,94
6	6	6,15	6,15	12,3	3,64	3,64	7,28
10	10	3,68	3,68	7,36	2,17	2,17	4,34
16	16	2,3	2,3	4,6	1,37	1,37	2,74
25	25	1,47	1,47	2,94	0,873	0,873	1,746
35	35	1,05	1,05	2,1	0,625	0,625	1,25
50	25	0,74	1,47	2,21	0,436	0,873	1,309
50	50	0,74	0,74	1,48	0,436	0,436	0,872
70	35	0,527	1,05	1,577	0,313	0,625	0,938
70	70	0,527	0,527	1,054	0,313	0,313	0,626
95	50	0,388	0,74	1,128	0,23	0,436	0,666
95	95	0,388	0,388	0,776	0,23	0,23	0,46
120	35	0,308	1,05	1,358	0,181	0,625	0,806
120	70	0,308	0,527	0,527	0,181	0,313	0,494
120	120	0,308	0,308	0,616	0,181	0,181	0,362
150	50	0,246	0,74	0,986	0,146	0,436	0,582
150	150	0,246	0,246	0,492	0,146	0,146	0,292
185	50	0,20	0,74	0,94	0,122	0,436	0,558
185	185	0.20	0,20	0,40	0,122	0,122	0,244
240	240	0,153	0,153	0,306	0,090	0,090	0,18

                                                                                                                     Таблица 2

Мощность трансформатора, кВ∙А	25	40	69	100	160	250	400	630	1000
Сопротивление трансформатора, Zт/3, Ом  (Δ/Υ)	0,30	0,19	0,12	0,075	0,047	0,03	0,019	0,014	0,009

                                                                                                                   Таблица 3

I ном. авт. выкл, А	1	2	6	10	13	16	20	25	32-40	50 и более
R авт., Ом	1,44	0,46	0,061	0,014	0,013	0,01	0,007	0,0056	0,004	0,001

                                                                                                                         Таблица 4

R цепи, Ом	0,05	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8	1,0	1,5	2 и более
Rдуги, Ом	0,015	0,022	0,032	0,04	0,045	0,053	0,058	0,075	0,09	0,12	0,15

    При проектировании групповой сети, если питающая и распределительная сеть уже проложены, целесообразно выполнить измерение сопротивления цепи фаза – ноль от трансформатора до шин группового щита. Это может значительно уменьшить вероятность  ошибок при расчетах групповой сети. В этом случае сопротивление рассчитываем по формуле:

                          RL-N= Rрасп + Rпер.гр + Rавт.гр+  Rnгр∙Lnгр +Rдуги                      (2)

где, Rрасп – измеренное сопротивление цепи фаза – ноль линии, подключаемой к вводному автоматическому выключателю группового щитка, Ом; Rпер.гр – сопротивление переходных контактов в групповой линии, Ом; Rавт.

Обратите внимание

гр – суммарное сопротивление автоматических выключателей – вводного группового щита и отходящей групповой линии, Ом; Rnгр – удельное сопротивление кабеля n-й групповой линии (по таблице 1), Ом/км; Lnгр – длина n-й групповой линии, км.

    Рассмотрим процесс вычисления сопротивления цепи фаза – ноль схемы, показанной на Рис.1 при однофазном коротком замыкании фазы на ноль в конце групповой линии.

Исходные данные:

– трансформатор мощностью 630 кВ∙А подключен по схеме «треугольник – звезда» – по таблице 2 находим  Zт/3=0,014 Ом;

– питающая сеть – кабель с алюминиевыми жилами длиной 80 метров имеет фазный проводник 150 мм2  и нулевой – 50 мм2. По таблице 1 находим удельное сопротивление кабеля 0,986 Ом/км. Вычисляем его сопротивление (длины кабелей выражаем в километрах): 0,986 Ом/км∙0,08 км=0,079 Ом;

– распределительная сеть – кабель с медными жилами  длиной 50 метров и сечением жил 35 мм2. По таблице 1 находим удельное сопротивление кабеля 1,25 Ом/км. Вычисляем его сопротивление:

              1,25 Ом/км∙0,05 км=0,0625 Ом;

– групповая сеть – кабель с медными жилами длиной 35 метров и сечением жил 2,5 мм2. По таблице 1 находим удельное сопротивление кабеля 17,46 Ом/км. Вычисляем его сопротивление:

              17,46 Ом/км∙0,035 км=0,61 Ом;

– автоматический выключатель отходящий линии – 16 Ампер (с характеристикой срабатывания «С»), вводной автоматический выключатель группового щитка 32 Ампера, остальные автоматические выключатели в линии имеют номинальный ток более 50 Ампер. Вычисляем их сопротивление (по таблице 3) 0,01 Ом+0,004 Ом+3∙0,001 Ом=0,017 Ом;

– переходные сопротивления контактов учтем только в групповой линии (точки подключения кабеля групповой линии к щитку и к нагрузке). Получаем 2∙0,01 Ом=0,02 Ом.

    Суммируем все полученные значения и получаем сопротивление цепи фаза – ноль без учета сопротивления дуги RL-N=0,014+0,079+0,0625+0,61+0,017+0,02=0,80 Ом.

Из таблицы 4 берем сопротивление дуги 0,075 Ом, и получаем окончательное значение искомой величины RL-N=0,80 Ом+0,075 Ом=0,875 Ом.

    В Правилах устройства электроустановок (ПУЭ) задано наибольшее время отключения цепей при коротком замыкании в сетях с глухозаземленной нейтралью 0,2 секунды при напряжении 380 В и 0,4 секунды при напряжении 220В.

    Для обеспечения заданного времени срабатывания защиты необходимо, что бы при коротком замыкании в защищаемой линии возникал ток, превышающий не менее чем в 3 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя (для взрывоопасных помещений не менее чем в 4 раза) и не менее чем в 3 раза ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратнозависимую от тока характеристику (для взрывоопасных помещений не менее чем в 6 раз). Для автоматических выключателей с комбинированным расцепителем (имеющим тепловой расцепитель для защиты  от перегрузок и электромагнитный расцепитель для защиты от токов коротких замыканий) ток короткого замыкания должен превысить ток срабатывания электромагнитного расцепителя не менее, чем в  1,2 – 1,25 раза.

    В настоящее время используются автоматические выключатели с различной кратностью токов срабатывания электромагнитного расцепителя к тепловому. Автоматические выключатели группы «В» имеют кратность в пределах от 3 до 5, группы «С» от 5 до 10, группы «D» от 10 до 20, группы «K» от 10 до 15 и группы «Z» от 2 до 3.

При расчетах всегда берется максимальное значение кратности токов срабатывания расцепителей. Например для автоматического выключателя С16, ток короткого замыкания должен быть не менее 16 А∙10∙1,2=192 А (для автоматического выключателя С10 не менее10А∙10∙1,2=120 А и для С25 не менее 25 А∙10∙1,2=300 А). В приведенном выше примере мы получили сопротивление цепи фаза – ноль 0,875 Ом.

При таком сопротивлении цепи ток короткого замыкания Iкз составит величину

Uф/ RL-N=220В/0,875 Ом=251 А. Следовательно групповая линия в приведенном примере защищена от токов коротких замыканий.

Важно

    Максимальное сопротивление цепи фаза – ноль для  автоматического выключателя С16 составит величину 220 В/192А=1,14 Ом. В приведенном примере сети (Рис.

1) сопротивление цепи от трансформатора до шин группового щита составит 0, 875 Ом – 0,61 Ом=0.265 Ом. Следовательно максимально возможное сопротивление кабеля групповой линии будет равно 1,14 Ом – 0, 265 Ом=0,875 Ом.

Его максимальную длину L при сечении жил кабелей 2,5 мм2 определим при помощи таблицы 1.

               L, км=0,875 Ом/(17,46 Ом/км)=0,050 км.

    Всегда, когда есть возможность, следует рассчитывать групповую сеть с максимальным запасом по сопротивлению цепи фаза – ноль, особенно розеточную сеть. Часто нагрузки (утюг, чайник и другие бытовые приборы), в которых часто происходят замыкания, подключают к розетке через удлинитель.

Начиная с определенной длины провода удлинителя, нарушается согласование параметров цепи с характеристиками аппаратов защиты, то есть ток короткого замыкания оказывается недостаточным для мгновенного отключения сети.

Отключение аварийного участка осуществится только тепловым расцепителем через сравнительно большой промежуток времени (несколько секунд), в результате чего кабели могут нагреться до недопустимо высоких температур вплоть до воспламенения изоляции.

    Проект электропроводки должен быть выполнен таким образом, что бы даже в случае воспламенения изоляции кабеля при коротком замыкании это не приводило к пожару.

Именно поэтому возникли требования к прокладке скрытой электропроводки в стальных трубах в зданиях со строительными конструкциями, выполненными из горючих материалов.

Совет

Во взрывоопасных зданиях целесообразно использовать более сложную защиту кабелей от воздействия токов короткого замыкания.                           

                                                                                                                                          9 марта 2013 г.

                                   К ОГЛАВЛЕНИЮ

Источник: https://electromontaj-proekt.ru/nashi-stati/proektirovanie/soprotivlenie-cepi-faza-nol/

Замер петли фаза-нуль

Петля фаза ноль это контур, состоящий из соединения фазного и нулевого проводника.Данное испытание необходимо для проверки соответствия уставки токовой отсечки аппарата защиты току  короткого замыкания, то есть нам необходимо знать, за какое время аппарат защиты отключит поврежденную линию и отключит ли вообще. Измерения проводят на самом удаленном участке линии.

Потому что чем больше протяженность, тем хуже будут показатели, ниже ток короткого замыкания. Сопротивление петли фаза ноль зависит от сечения жил кабеля, его протяженности, переходных сопротивлений в соединительных коробках данной линии.

Далее по полученным значениям производится расчет тока возможного короткого замыкания и производится сравнение со значением отсечки автоматического выключателя.

Со временем показатели могут увеличиваться из-за ухудшения переходных контактов в цепи фазного и нулевого проводника, поэтому данный параметр необходимо контролировать регулярно.

Так как при увеличении сопротивления петли фаза ноль, уменьшается возможный ток короткого замыкания, и как следствие аппарат защиты может не отключить поврежденную линию. Своевременное проведение проверки позволит предотвратить возникновение нештатных ситуаций и перегрев проводников.

Это испытание проводится при вводе электрооборудования в эксплуатацию, в обязательном порядке, при приёмо-сдаточных испытаниях в 100% объеме.

Это позволяет установить, насколько качественно выполнен монтаж, подобраны аппараты защиты. После этого проверка производится раз в три года, и  согласно ГОСТ Р 50571-16 2007 рекомендовано к включению в объем  эксплуатационных испытаний. По усмотрению ответственного за электрохозяйство испытания можно проводить чаще.

Кто проводит замер петли фаза ноль

Измерения проводят специальные электролаборатории, деятельность которых аккредитована федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору. Право на проведение этого вида работ указывается в свидетельстве о регистрации электролаборатории в перечне работ.

Какими приборами производятся измерения

Измерения производятся при помощи приборов, имеющихся у электролабораторий. Современные приборы создают искусственное короткое замыкание в месте измерения внутри прибора и сразу производят расчет  сопротивления петли фаза ноль,  и тока короткого замыкания.

В нашей компании есть все необходимое оборудование, которое позволяет быстро и качественно провести проверку.

Видео как проводится измерение сопротивления петли фаза-ноль

Источник: http://cenerg.ru/electrolaboratorya/zamer-petli-faza-nul/

Почему измерение сопротивления контура фаза-ноль проводят профессионалы, а не хакеры

Современный человек привык к тому, что электричество постоянно служит его потребностям и делает много полезной работы. Довольно часто монтаж электрических схем, подключение электроприборов, электромонтаж внутри частного дома выполняют не только обученные электрики, но и домашние мастера или наемные гастарбайтеры.

Однако всем известно, что электричество опасно, может травмировать, а потому требует качества всех технологических операций для надежного прохождения токов в рабочем контуре и обеспечения их высокой изоляции от окружающей среды.

Сразу возникает вопрос: как проверить эту надежность после того, как работа вроде бы сделана, а внутренний голос терзают сомнения в ее качестве?

Ответ на него может дать метод электрических измерений и анализа, основанный на создании повышенной нагрузки, который на языке электриков называется измерением сопротивления контура фаза-ноль.

Принцип соединения для проверки цепи

Вкратце представим себе путь, по которому электричество идет от источника — питающей трансформаторной подстанции до розетки в квартире типового многоэтажного дома.

Обращаем ваше внимание, что в старых зданиях, оборудованных программным обеспечением, переход на схему TN-C-S может еще не быть завершен. В этом случае расщепление PEN-проводника в электрощите дома производиться не будет.Поэтому розетки подключаются только с фазным проводом L и рабочим нулем N без защитного PE-провода.

Глядя на рисунок, можно понять, что длина кабельных линий от обмоток трансформаторной подстанции до конечной розетки состоит из нескольких участков и в среднем может составлять сотни метров. В показанном примере задействованы три кабеля, два распределительных щита с распределительным устройством и несколько точек подключения. Однако на практике разъемов значительно больше.

Такая секция имеет определенное электрическое сопротивление и вызывает потери и падения напряжения даже при правильном и надежном монтаже. Эта величина регламентируется техническими стандартами и определяется при составлении проекта производства работ.

Любые нарушения правил сборки электрических цепей приводят к ее увеличению и созданию неуравновешенного режима работы, а в некоторых ситуациях — аварии в системе. По этой причине участок от обмотки трансформаторной подстанции до розетки в квартире подвергается электрическим замерам и результаты анализируются для исправления технического состояния.

По всей длине смонтированная цепь от вывода до обмотки трансформатора напоминает обычную петлю, а поскольку она образована двумя проводящими линиями фазы и нуля, она называется петлей фазы и нуля.

Более наглядное представление о его образовании дает следующий упрощенный рисунок, на котором более подробно показан один из способов прокладки проводов внутри квартиры и прохождения по ней токов.

Здесь в качестве примера включен автоматический выключатель АВ, расположенный внутри электрического щита квартиры, контакты распределительной коробки, к которой подключены провода кабеля и нагрузка в виде лампы накаливания.Во время нормальной работы через все эти элементы протекает ток.

Принципы измерения сопротивления контура фаза-ноль

Как видите, напряжение в розетку подается по проводам от нижней обмотки трансформаторной подстанции, что создает ток через лампочку, подключенную к розетке. В этом случае некоторая часть напряжения теряется на сопротивлении проводов питающей сети.

Взаимосвязь между сопротивлением, током и падением напряжения на участке цепи описывается знаменитым законом Ома.

Сразу учтите, что у нас не постоянный ток, а переменный синусоидальный ток, который характеризуется векторными величинами и описывается сложными выражениями. На его полную величину влияет не одна активная составляющая сопротивления, но и реактивная, включая индуктивную и емкостную.

Эти модели описываются треугольником сопротивления.

Электродвижущая сила, генерируемая на обмотке трансформатора, создает ток, который вызывает падение напряжения на лампочке и проводах цепи.В этом случае преодолеваются следующие виды сопротивлений:

активны на нити накала, проводах, контактных соединениях;

индуктивный от встроенных обмоток;

емкостных отдельных элемента.

Активная часть — это основная часть общего сопротивления. Поэтому при монтаже схемы для примерной оценки допускается измерение от источников постоянного напряжения.

Суммарное сопротивление S участка контура фаза-ноль с учетом нагрузки определяется следующим образом.Сначала выясняют значение ЭДС, создаваемой на обмотке трансформатора. Его значение точно покажет вольтметр V1.

Однако доступ к этому месту обычно ограничен, и такое измерение невозможно. Поэтому делается упрощение — вольтметр вставляется в контакты гнезда розетки без нагрузки и записывается показание напряжения. Тогда:

показаний прибора записаны;

Выполняется расчет

.

При выборе нагрузки нужно обращать на нее внимание:

стабильность при измерениях;

возможность генерации тока в цепи порядка 10 ÷ 20 ампер, т.к. при меньших значениях дефекты монтажа могут не появиться.

Значение полного сопротивления контура с учетом подключенной нагрузки получается делением значения E, измеренного вольтметром V1, на ток I, определенный амперметром A.

Z1 = E / I = U1 / I

Общий импеданс нагрузки рассчитывается делением падения напряжения в ее секции U2 на силу тока I.

Теперь осталось исключить сопротивление нагрузки Z2 из расчетного значения Z1. Результат — полное сопротивление контура фаза-ноль Zp.Zp = Z2-Z1.

Технологические особенности измерения

С помощью любительских измерительных приборов практически невозможно точно определить значение сопротивления контура из-за их большой погрешности. Работы должны выполняться амперметрами и вольтметрами повышенного класса точности 0,2, и они, как правило, используются только в электротехнических лабораториях. Кроме того, они требуют умелого обращения и частой поверки в метрологической службе.

По этой причине измерения лучше доверить лабораторным специалистам. Однако они, скорее всего, будут использовать не одиночный амперметр и вольтметр, а специально разработанные высокоточные измерители сопротивления контура фаза-ноль.

Они уже продаются в широком ассортименте и стоят от 16 тысяч российских рублей по ценам декабря 2015 года.

Рассмотрим их устройство на примере устройства, называемого измерителем тока короткого замыкания типа 1824LP.Не будем судить, насколько верен этот термин. Скорее всего, его используют маркетологи для привлечения покупателей в рекламных целях. Ведь этот прибор не способен измерять токи короткого замыкания. Это помогает только рассчитать их после измерений при нормальной работе сети.

Измерительный прибор снабжен проводами и наконечниками, проложенными внутри корпуса. На его передней панели расположена одна кнопка управления и дисплей.

Внутри полностью реализована электрическая схема учета, что исключает ненужные манипуляции со стороны пользователя.Для этого он оснащен резистором нагрузки R и измерителями напряжения и тока, которые можно подключить нажатием кнопки.

Батарейки, внутренняя плата и розетки для подключения соединительных проводов показаны на фото.

Такие устройства подключаются проволочными щупами к розетке и работают в автоматическом режиме. Некоторые из них имеют оперативную память, в которую заносятся результаты измерений. Их можно просматривать последовательно с течением времени.

Техника измерения сопротивления автоматическими измерителями

На подготовленном к эксплуатации приборе соединительные концы устанавливаются в розетки и с обратной стороны подключаются к контактам розетки. Счетчик сразу автоматически определяет значение напряжения и отображает его на дисплее в цифровом виде. В показанном примере это 229,8 В. После этого нажмите кнопку переключения режимов.

Устройство замыкает внутренний контакт для подключения сопротивления нагрузки, которое генерирует в сети ток более 10 ампер.После этого измеряется и рассчитывается сила тока. Импеданс контура между фазой и нулем отображается на дисплее. На фотографии он равен 0,61 Ом.

Отдельные счетчики при работе используют алгоритм расчета тока короткого замыкания и дополнительно отображают его на дисплее.

Места измерения

Метод определения сопротивления, показанный на двух предыдущих фотографиях, полностью применим к монтажным схемам, собранным с использованием устаревшей системы TN-C.Когда в проводке присутствует PE-проводник, необходимо определить его качество. Это делается путем соединения проводов устройства между фазным контактом и защитным нулем. Других отличий в методе нет.

Электрики не только оценивают сопротивление контура фаза-нейтраль в конечной розетке, но часто эта процедура должна выполняться на промежуточном элементе, например, клеммной колодке распределительного шкафа.

Для трехфазных систем электроснабжения состояние цепи каждой фазы проверяется отдельно.В любом из них может когда-нибудь протечь ток короткого замыкания. А как они собраны покажут замеры.

Почему проводится измерение

Проверка сопротивления контура фаза-ноль выполняется для двух целей:

1. определение качества монтажа для выявления слабых мест и ошибок;

2. Оценка надежности выбранных защит.

Выявление качества монтажа

Метод позволяет сравнить измеренное реальное значение сопротивления с расчетным, допускаемым проектом при планировании работ.Если электромонтаж был проведен качественно, то измеренное значение будет соответствовать требованиям технических норм и обеспечит условия для безопасной эксплуатации.

Когда расчетное значение шлейфа неизвестно, но измерено реальное, то можно обратиться к специалистам проектной организации для проведения расчетов и последующего анализа состояния сети. Второй способ — попытаться самостоятельно составить расчетные таблицы, но для этого потребуются инженерные знания.

При завышенном сопротивлении шлейфа придется искать брак в работе. Их может быть:

грязь, следы коррозии на контактных соединениях;

заниженное сечение кабеля, например, 1,5 квадрата вместо 2,5;

некачественное выполнение скрутки уменьшенной длины без приварки концов;

использование материала для токоведущих проводов с повышенным сопротивлением;

другие причины.

Оценка надежности выбранных защит

Проблема решается следующим образом.

Мы знаем значение номинального напряжения сети и определили значение полного сопротивления контура. В случае короткого замыкания металлической фазы на ноль по этой цепи будет протекать однофазный ток короткого замыкания.

Его значение определяется по формуле Ikz = Unom / Zp.

Рассмотрите этот вопрос для значения импеданса, например, 1.47 Ом. Isc = 220 В / 1,47 Ом = 150 А

Мы определили это значение. Теперь осталось оценить качество выбора номиналов установленного в этой цепи автоматического выключателя для исключения аварий.

Предположим, что в электрическом щите установлен автоматический выключатель класса «С» с номинальным током 16 ампер и кратностью 10. 150 А.

Делаем 2 вывода:

1. Рабочий ток электромагнитного выключателя меньше допустимого в цепи.Следовательно, отключения от него автоматического выключателя не будет, а произойдет только срабатывание теплового расцепителя. Но его время превысит 0,4 секунды и не обеспечит безопасность — велика вероятность возгорания.

2. Автоматический выключатель установлен неправильно и подлежит замене.

Все вышеперечисленное позволяет понять, почему профессиональные электрики уделяют особое внимание надежной сборке электрических цепей и измеряют сопротивление контура фаза-ноль сразу после монтажа, периодически в процессе эксплуатации и в случае сомнений в правильности работы. автоматических выключателей.

(PDF) Определение запаса фазы в конфигурации с замкнутым контуром

-14-

2. Графическое представление (



GR, пик) –1 f (|



Z |) на основе по крайней мере на двух подходящих



Z значениях

(после (A11) и рис. 4) и идентификации перехода через нуль в |



Z | 



PM. Этот график

легко построить, используя возможности постпроцессора программы моделирования (Per-

formance Analysis, PA).Для этой цели в разделе 3.2 предоставляется подходящая целевая функция GF f (1/



GR, пиковая)

.

Примечание: До сих пор рассматривались только сети второго порядка. Однако в ответе

систем более высокого порядка — с дополнительными полюсами и / или нулями — в большинстве случаев также преобладает однополюсная пара

. Следовательно, приведенные выше соображения также применимы к большинству других активных схем

, представляющих практический интерес.Это верно, в частности, если введенные дополнительные значения фазы сдвигают доминирующую пару полюсов

довольно близко к мнимой оси s-плоскости. По этой причине может быть полезно, чтобы

проходил через более чем два значения Z



во время анализа переменного тока. В этом случае должен применяться второй подход

для оценки экстремумов групповой задержки (Анализ производительности, целевая функция GF).

Ссылки

1. Миддлбрук, Р.D .: Измерение коэффициента усиления контура в системах с обратной связью. Международный журнал

Электроника

, 38, 485-512 (1975)

2. Джейкокс, Дж. М .: Инструменты CAE разрушают барьеры измерения обратной связи. Electronic Design, 28 мая,

117-120 (1987)

3. Хагеман, С.К .: Используйте современные методы SPICE для анализа цепей обратной связи.

IEEE Circuits and Devices Magazine, 5 (4), 54-55 (1989)

4. Тиан, М., Висванатан, В., Хантган, Дж., Кундерт, К.: Стремление к стабильности слабых сигналов.IEEE

Circuits and Devices Magazine, 17, 31-41 (2001)

5. Джустолизи, Г., Палумбо, Г.: Подход к тестированию параметров разомкнутого контура усилителей обратной связи

. IEEE Transactions on Circuits and Systems — I: Fundamental Theory and

Applications, 49, 70-75 (2002)

Сопротивление контура

— испанский перевод — Linguee

Макс im u m импеданс контура : 5 0 georgfischer.se	M xi ma impedancia de lazo: 5 0 georgfischer.se
Электробезопасность в распределительных сетях низкого напряжения до 1 […] кВ переменного тока и 1,5 кВ постоянного тока — Оборудование для тестирования, измерения или мониторинга […] защитные меры — Пар. т 3 : Импеданс контура eur-lex.europa.eu	Seguridad elctrica en redes de distribucin de baja tensin de hasta 1 kV en c.a. […] y 1,5 кВ и c.c. — Equipos para ensayo, medida o vigilancia de las medidas de . […] protec ci n — Par te 3: Impedancia de bucle eur-lex.europa.eu
Максимум 4-2 0 м A Импеданс контура ( с ec .6) затронут […] по напряжению питания. georgfischer.nl	L a импеданс m xim a del circuito de 4 a 20 mA […] ( сек . 6) se ve afectada por el voltaje del suministro. georgfischer.nl
Желтые кабели с […] штекеры для измерения s o f импеданс контура b y m eans биполярного метода (2 шт.) en.sonel.pl	кабеля amarillos terminados con clavijas tipo pltano para […] las medi ci one de la impedancia de l loop p or me di o del mtodo d e dos p ol os (2p) особ.sonel.pl
Физический осмотр x x x — Визуальный […] check x x x x x x 7 F au l t импеданс контура (системы T N ) или заземление […] сопротивление (IT-системы) удовлетворительное x x x stahl.de	Inspeccin fsica x x x — Контрольный визуальный элемент […] x x x x x x 7 La impedancia del bucle de de fecto ( sistema […] TN) o la resistencia de puesta a tierra stahl.de
2.2.2 Основной результат короткого замыкания cu i t импеданс контура m e as urement en.sonel.pl	2.2.2 Результат […] основной pa ra la me di cin de la impedancia del bucle de cor toci rc uito esp.sonel.pl
M a x . сопротивление контура : 5 0 georgfischer.nl	M xim a impedancia d el circuito: 5 0 georgfischer.nl
Внешний вид экрана […] после переключения счетчика o n ( импеданс контура m e as urement — все результаты) ru.sonel.pl	Aspecto de la pantalla tras haber […] encendido e l medidor ( me di ci nd e la impedancia de l loop — tod os l os resultados) особенно sonel.pl
Розетка для подключения кабеля фазного тока двухполюсным способом […] короткого замыкания cu i t импеданс контура m e as urement с использованием тока […] не более 42А. en.sonel.pl	Enchufe para la conexin del cable fsico de la […] corriente en el mtodo de dos polos de […] la me di cin de la impedancia del loop d e co rtoc ir cuito […] con la corriente del valor mximo de 42A. особенно sonel.pl
Электробезопасность […] в распределительных сетях низкого напряжения до 1000 В переменного тока и 1500 В постоянного тока — Оборудование для тестирования, измерения или контроля защитных мер — Пар. т 3 : Полное сопротивление контура eur-lex.europa.eu	Электрическая безопасность и перераспределение нижних напряжений с напряжением 1000 В c.а. y 1500V c.c. Equipos para el control, medida o ensayo de las medidas de proteccin. eur-lex.europa.eu
Клемма (общая для обоих методов) для подключения нейтрального кабеля N, защитного кабеля PE / PEN (токовый кабель в четырехполюсном […] ) или другой фазовый кабель в […] случай короткого замыкания cu i t импеданс контура m e as urement в фазе-фазе […] Конфигурация . en.sonel.pl	Enchufe (comn para los dos mtodos) para la conexin del cable Neutro N, Cable de Proteccin PE / PEN (de la corriente en el mtodo de cuatro […] поло) u otro cable fsico en el caso […] de la me dici n d e l a impedancia d el loop de cor tocir cu ito en […] el sistema fase-fase. особенно sonel.pl
Gr или n d импеданс контура m u st соответствуют требованиям […] местных правил техники безопасности. moteursleroysomer.com	L a impedancia del circuito a tierra deb e cumplir […] los Requisitos de las normas de seguridad locales. moteursleroysomer.com
MEM — просмотр памяти Запуск […] измерение короткого замыкания cu i t импеданс контура o r s ток короткого замыкания. en.sonel.pl	Комиенцо […] de la m ed icin de la impedancia del loop d e c ortoc ir cuito […] o la corriente del cortocircuito. особенно sonel.pl
Схема экрана в коротком замыкании cu i t импеданс контура m e as режим уремента (основной […] только результат) en.sonel.pl	Organizacin de la pantalla en […] la medi cin de la impedancia del loop d e c ortoc ir cuito […] (список результатов) особенно sonel.pl
SHORT-CIR CU I T ИМПЕДАНС ПЕТЛИ M E TE R MZC-310S en.sonel.pl	M E DIDOR DE LA IMPEDANCIA DEL LOOP DE C ORTO CI RCUITO […] MZC-310S особенно sonel.pl
МЗЦ-310С рассчитан на […] Измерение короткого замыкания cu i t импеданс контура a n d переменного напряжения. en.sonel.pl	Цифровой medidor MZC-310S для штрафов […] las medi ci one de la impedancia de l loop de corto ci rcuito […] года: последние напряжения alternas. особенно sonel.pl
Спасибо […] для покупки нашего короткозамыкателя cu i t сопротивление контура m e te r. en.sonel.pl	Les damos las gracias por haber adquirido nuestro medidor para las […] medic io nes d e l a impedancia d e l loop d e co rtoc ir cuito. особенно sonel.pl
Функции измерения: напряжение, частота, ток / ток утечки, сопротивление изоляции, УЗО, заземление […] сопротивление — селективное заземление […] сопротивление, напряжение короткого замыкания ag e , импеданс контура , s ho rtcircuit current, […] сопротивление / обрыв, фаза […] Заказ , испытание защитных проводов, проверка соединений инструмента.es	Funciones de medida: Tensin, frecuencia, corriente / corriente de fuga, resistencia de aislamiento, disyuntor diferencial, resistencia de tierra — […] resistencia de tierra selectiva, […] teni n de de fec to, impedancia de bucle , c orr iente d e cortocircuito, […] Resistencia / Continidad, […] orden de fases, test del conexion de proteccin, control de las conexiones adinstruments.es
l i m Сопротивление контура l i mi t вкл / выкл X adinstruments.es	Контактный контактный датчик включения / выключения X adinstruments.es
Клемма для подключения напряжения […] фазный кабель в четырехполюсном […] метод короткого замыкания cu i t импеданс контура m e как уремент или кабель […] для измерения переменного напряжения. en.sonel.pl	Enchufe para la conexin del cable de la tensin fsico […] en el mtodo de cuatro polos de […] la me di cin de la impedancia del loop d e co rtoc ir cuito […] или кабель для альтернативной медицины. особенно sonel.pl
4 полюса (I макс. = 280 А) — […] измерение короткого замыкания cu i t импеданс контура b y t четырехполюсный метод […] с использованием силы тока не более 280А (резистор короткого замыкания R en.sonel.pl	) = 280A) — m ed icin de la impedancia del loop d e c ortoc ir cuito […] Por medio del mtodo de cuatro polos con la corriente del […] valor mximo de 280A (кортоциркулярный резистор R ) особенно sonel.pl
Выход 4-20 мА — […] внутреннее питание (без изоляции), макс. im u m импеданс контура 3 5 0 georgfischer.nl	La salida de 4 a 20 mA est alimentada […] internamente ( № aisl ada ), impedancia m xima del circuito de 3 5 0 georgfischer.nl
Петля / l дюйм e импеданс t e st ers и тестеры заземления. fluke.pt	Compr ob adore s d e impedancia de bucle o ln ea y c omprobadores […] de eficacia del Conductor de Proteccin. fluke.pt
Тестеры выполняют функции как сенсорные […] и заменяющие испытания на герметичность, УЗО […] проверка отключения io n , loop / l in e импеданс t e st s и высокое напряжение […] испытаний изоляции; ни один из которых […] поддерживаются в обычных калибраторах постоянного и низкочастотного переменного тока. fluke.pt	Los comprobadores desempean funciones como medida de corrientes de fuga, verificacin de corriente y […] Таймпо-де-Диспаро-де-лос […] diferenciales, p rueb as d e impedancia d e bucle / l ne a y prue ba s de […] resistencia de aislamiento; нингуна […] de stas calibraciones esposible con los calibradoresestivcionales de CC y CA de baja frecuencia. fluke.pt
T h e петли o f y наши Schmidt отправляют сигналы на более высоких уровнях a n d импедансы , w hi ch делает этот раздел […] проводки менее чувствительны. diezel.typo3.inpublica.de	L os lazos de ef ectos d e tu Schmidt envan seal es a ni vel es e impedancias m s alt os , l o que hace […] esta seccin del cableado menos sensible. diezel.typo3.inpublica.de
7.4 Выбор значения, которое будет отображаться в качестве основного результата в […] измерения t h e импеданс o f t короткое замыкание cu i t loop en.sonel. pl	7.4 Выбрать визуализацию с основным результатом на […] la med ic in d e l a impedancia d el bucle de co rto circuit it o. особенно sonel.pl
измерение […] напряжение a n d полное сопротивление o f t короткое замыкание cu i t петля i n a фаза-ноль […] или фаза-фаза en.sonel.pl	medicin d e la t ensi n e impedancia de l bucle de cor tocir cu ito en […] схема fase-нейтро o fase-fase особенно sonel.pl
измерение […] напряжение a n d импеданс o f t короткое замыкание cu i t петля i n a Схема защиты фаз en.sonel.pl	medicin d e ten si n e impedancia del bucle d e c ortoc ir cuito en […] схема faseproteccin особенно sonel.pl
5.6.7 Измерение t h e импеданс o f t короткое замыкание cu i t петля i n t he circuit […] L-PE защищен автоматическим выключателем УЗО en.sonel.pl	5.6.7 Med ic in de l a impedancia d e l bucle d e c ortoc ir cuito en el […] circuito L-PE assegurado mediante un прерыватель RCD особенно sonel.pl
Полнополосный розовый шум применяется к […] громкоговоритель и усилен до уровня на клеммах громкоговорителя, соответствующего 1 Вт, […] согласно номеру в a l импеданс . pro.bose.com	Эль-руидо-роза-де-анчо-де-банда Complete se aplica al […] altavoz y se ampifica un nivel en las tomas del altavoz correiente a 1 vatio […] segn lo в dicad o e n l импеданс n oomi nal . pro.bose.com

Модуль 7.2: Диаграмма Боде

Модуль 7.2: Диаграмма Боде

Введение

Диаграмма Боде может предоставить полезную информацию об обоих:

• Как будет вести себя данный процесс при наличии контроллера,
• Как будет вести себя конкретная комбинация процесс + контроллер.

Диаграмма Боде предоставляет информацию о взаимосвязи между вход и выход любой системы, входом которой можно управлять и чей выход можно измерить.

Это явно относится к процессу где ввод — это корректировка, например регулирующий клапан, а выход это измерение, которое можно использовать для контроля. Однако мы также можем получить данные диаграммы Боде для контроллера , вход которого точка, обычно связанная с измерением процесса, и выходной сигнал которого является сигналом для регулирующего клапана.

---

Система открытого цикла

Подумайте, что происходит, когда мы подключаем измерение процесса к контроллеру, но не подключайте выход контроллера к регулирующему клапану. Эта ситуация, проиллюстрированная ниже, рассматривается как имеющая элемент управления. цикл (процесс + контроллер) в состоянии разомкнутого цикла .

У нас может быть диаграмма Боде , которая дает отношения между регулировка входа u и измерение выхода y процесса.

Мы также можем рассмотреть диаграмму Боде разомкнутого контура системы , которая связывает неподключенный сигнал клапана v , который выход системы, к фактическому клапану позиция u , которая является входом.

Предположим, что график зависимости AR от частоты для процесса равен как показано ниже.

Рассмотрим ситуацию, если мы добавим только пропорциональный контроллер который имеет коэффициент усиления, равный единице, то есть 0 дБ. Для измерения y необходимо следующее: следующий:

• Вычитание из заданного значения для получения ошибки e
• Умножение на коэффициент усиления контроллера для получения сигнала клапана v

Вычитание измерения процесса из заданного значения не влияет на его амплитуду, на его знак, поэтому график AR / частота для система разомкнутого цикла будет выглядеть точно так же, как и сам процесс, так как ось AR будет умножена на 1 (или к ней будет добавлено 0 дБ).

Однако график фазового угла (PA) разомкнутой системы будет отличаться от только процесс, потому что изменение знака измерения превратить его в ошибку e соответствует изменению его фаза на 180 градусов, потому что:

грех (180 — х ) = — грех (х)

Предположим, что график PA только для процесса показан ниже.

Обратите внимание, что фазовый угол -180 градусов возникает на частоте приблизительно 1.4 радиана в минуту. Это означает, что применяется синусоидальная волна этой частоты. как u будет отображаться как y со сдвигом фазы на 180 градусов. Однако в системе с разомкнутым контуром вычитание составит еще 180 градусов. изменение фазы, поэтому сигнал клапана v будет сдвинут по фазе на 360 градусов, т.е. снова «в фазе» с самим собой.

Частота, при которой 180 градусов PA происходит для процесса (и поэтому 360 или 0 градусов для процесса разомкнутого цикла + контроллер) называется Критическая частота для процесса.

---

Почему эта частота называется критической частотой?

Обратите внимание на график AR, что против и против будут меньше амплитуда, чем входная, примерно на -8 дБ (коэффициент примерно 1 / 2,51). Если контроллер имеет единичное усиление, v также будет меньше во столько же раз. Однако предположим, что усиление контроллера составляет + 8 дБ или 2,51; это будет довести АР разомкнутой системы до единицы на критической частоте. В этом случае синусоида критической частоты возникнет из система разомкнутого контура с точно такой же амплитудой и фазой, как и вошел.

Подумайте, что бы произошло, если бы система находилась в этом состоянии и выход контроллера v были подключены к клапану как и , т.е. контур управления должен был быть закрыто . Синусоидальная волна продолжала бы проходить по петле, полностью без изменений, и поэтому система будет непрерывно колебаться на критическая частота.

На самом деле, для того, чтобы это произошло, необязательно намеренно вводить синусоида. в процессе всегда присутствует случайный шум, который, как показывает математический анализ, состоит по существу из бесконечного разброса синусоид. волновые составляющие.На практике подключение контроллера с его усилением значение 2,51 приведет к тому, что процесс будет после начального периода во время колебания которых устойчиво нарастали, достигая состояния непрерывного колебание на критической частоте. На самом деле это основа методы настройки разомкнутого контура, описанные ранее.

Критическая частота, w _c или f _c , или критический период P _c , таким образом, является полезным свойством процесс, который может быть определен из диаграммы Боде или экспериментально постепенно увеличивая коэффициент усиления пропорционального регулятора до тех пор, пока процесс постоянно колеблется.

Только АР процесса на критической частоте позволяет определить усиление, которое может быть применено к пропорциональному контроллеру, приведет к в устойчивом колебании. Это называется Gain Margin (GM). для процесса и легко рассчитывается как минус AR в дБ или величина, обратная AR в линейных единицах.

Это максимальное усиление, которое может быть применено к контроллеру для процесса. без того, чтобы система стала нестабильной . Любой больший прирост вызовет синусоидальная волна, которая позволяет системе быть больше, чем та, которая в нее вошла, и поэтому размер колебаний будет нарастать, вызывая теоретически неограниченный процесс достижения бесконечности или реальный процесс движения вперед и назад между его пределами.Иногда это называют предельным стабильным усилением. для процесса.

Если контроллер установлен на половину предельного стабильного усиления, можно визуализировать каждый последующий пик и впадину синусоидальной волны на критической частоте появляется наполовину его входная амплитуда. Это приводит к спаду амплитуды на четверть что некоторые считают идеальным поведением для контролируемого процесса, и именно поэтому настройка с обратной связью Zeigler Nichols рекомендует это значение.

---

График AR, показанный выше, имеет усиление больше единицы при нулевой частоте, и, следовательно, есть точка, иногда называемая кроссовером усиления, Частота кроссовера, при которой процесс имеет единичное усиление.Здесь единство усиление (0 дБ) происходит примерно со скоростью 0,5 радиан в минуту. На это Частота фазового угла процесса составляет около 70 градусов.

Рассмотрим гипотетический контроллер, у которого вообще было постоянное усиление единицы. частот, и ввел выбираемый постоянный фазовый сдвиг. (Такой контроллер фактически не возможен.) По аналогии с предыдущим аргумент, если бы это было установлено, чтобы ввести фазовый сдвиг (70-180) градусов или -110 градусов, это приведет к сдвигу фазы разомкнутого контура на частота кроссовера 360 градусов, что опять же приводит к синусоиде частоты кроссовера, выходящей из системы, точно так, как она вошел.Если бы такой контроллер был включен в «замкнутый контур», то система будет стабильно колебаться на частоте кроссовера.

Величина фазового сдвига, необходимая для возникновения этой ситуации, равна называется Phase Margin процесса. поскольку контроллеров с чистым фазовым сдвигом не существует, это не совсем так. полезное понятие как маржа прироста, но оно дает меру количества дополнительный фазовый сдвиг, который может выдержать процесс, прежде чем он станет нестабильный, а значит, косвенно, указание на величину интегральной действие (которое производит фазовый сдвиг), которое может быть применено к процессу.

Обратите внимание, что многие процессы имеют коэффициент усиления меньше единицы на нулевой частоте, и, следовательно, не имеют кроссовера или запаса по фазе. Концепция по-прежнему полезен, поскольку его можно применять к процессу и к контроллеру вместе.

---

Коэффициент усиления и запас по фазе процесса плюс Контроллер

Мы также можем рассчитать как усиление, так и запас по фазе для процесса с его контроллер при заданных настройках контроллера. Это дает меру насколько управляемый процесс далек от нестабильности.

Определение усиления системы и запаса по фазе — это просто вопрос комбинирования графиков AR и PA Боде для процесса и контроллера. Для пропорционально-интегральных и / или дифференциальных регуляторов частотная характеристика может могут быть вычислены и объединены либо с эмпирическими, либо с расчетными данными для процесс. Величина дополнительного усиления или требуется дополнительный фазовый сдвиг затем можно определить нулевые запасы по усилению и фазе.

Для рассмотренного выше процесса можно определить следующий:

• Запас технологического усиления составляет 8 дБ или 2.51
• Настройка Zeigler Nichols только для пропорционального регулятора около 1,26 или 4 дБ.
• С пропорциональным регулятором на Рекомендуемый компанией Zeigler Nichols запас усиления системы составляет 1,26 или 4 дБ.
• Частота кроссовера процесса 0,5 радиан / мин, а запас по фазе 110 градусов.
• С контроллером кроссовер будет происходить в процессе усиление -4 дБ, что означает, что кроссовер системы составляет около 1 радиан в минуту.
• На частоте кроссовера, процесс (и с пропорциональным контроллером, также и система) PA составляет около -140 градусов, и поэтому система запас по фазе около 40 градусов.

Некоторые процедуры настройки включают разработку контроллера для задайте для системы управления процессом и контроллера особые запасы по усилению и фазе. «Практическое правило» для настройки состоит в том, что характеристики разомкнутого контура системы должно быть:

• Запас по усилению от 6 до 8 дБ (от 2,0 до 2,5).
• Запас по фазе от 45 до 60 градусов.

По этим критериям этот примерный процесс нельзя было бы хорошо контролировать. с настройками Zeigler Nichols, и более низкое усиление должно использоваться.

---

Вернуться к началу Модуля 7: Частотная характеристика Методы

Организатор курса

---

FRA измеряет реакцию по замкнутому циклу | Силовая электроника

За последние 40 лет многие из моих разработок включали коррекцию коэффициента мощности (PFC) в диапазоне от 50 Вт до более 5,0 кВт и работающую от 30 кГц до 150 кГц с частотой переключения, используя режимы CCM, CrCM и DCM и от 50 Гц до Входная мощность 850 Гц.

Недавно я проектировал модуль PFC для работы на 800 Гц и столкнулся с трудностями при разработке входного фильтра, который устраняет электромагнитные помехи, но не искажает коэффициент мощности, вызванный большими токами в конденсаторах X . Моя проблема заключалась в том, что я не мог отвести ток переключения от входного фильтра и направить его в другой контур. Затем я вспомнил семинары Ллойда Диксона для Unitrode, которые касались связанных индукторов и «управления током». Это то, что мне было нужно, но в то время я не понимал теории. Итак, я вернулся и просмотрел множество статей по этой теме, найдя множество высших математических схем и схем замещения трансформаторов. Есть связанный индуктор, в котором одна обмотка имеет только переменный ток, а другая — постоянный ток.Почему все они использовали трансформаторные схемы для описания этой спаренной катушки индуктивности? В трансформаторах ток проходит через точку первичной обмотки и выходит из точки вторичной обмотки. В этой схеме ток разделяется (разделяется на переменный и постоянный) первичной и вторичной обмотками.

Итак, вернемся к стенду, заявив, что если две катушки индуктивности используют один и тот же сердечник, индуктивность либо взаимная, либо утечка. Я измерил общую индуктивность каждой катушки индуктивности и их взаимную индуктивность, и на Рисунке 5 (см. Все рисунки ниже):

Ldc = Lm + LdL (1)

Lac = Lm + LaL

Где:

Ldc = Полная индуктивность обмотки постоянного тока

Lm = Взаимная индуктивность между обмотками L _AC и L _DC

Lac = Полная индуктивность обмотки переменного тока

LdL = индуктивность утечки в обмотке L _DC

LaL = Индуктивность утечки в обмотке переменного тока

Используя моделирование SPICE, я понял простоту этой конфигурации индуктора.Если это правда, то почему они не используются повсеместно, почему я не могу купить эти индукторы с резонансной связью (RCI) с полки? Катушки индуктивности PFC, которые я могу купить, представляют собой одиночные обмотки с высокой рассеиваемой мощностью из-за высокого сопротивления на частоте переключения (потери Rac). Дизайнер плохо разбирался в скин-эффекте и потерях близости. Я считаю, что предыдущие статьи сделали эту конструкцию очень трудной для понимания и отпугнули инженеров и производителей магнитов. Речь идет не только о индукторах PFC, но и о входных и выходных фильтрах.В любом месте, где есть компоненты переменного и постоянного тока в обмотке индуктора, мы должны смотреть на эту топологию, чтобы уменьшить количество компонентов фильтра.

Чтобы решить эту конструктивную проблему, я придумал решение и запатентовал его. Патент RCI в настоящее время находится на рассмотрении (US 62/170 844), и результаты поиска очень многообещающие. Я бы хотел передать этот дизайн нужной компании. Почему я запатентовал эту конфигурацию, когда о ней написано столько статей? Да, существует много предшествующего уровня техники, но изложенная теория очень сбивает с толку.Может быть, я смогу обучить инженерное сообщество и получить небольшую пользу.

Эта конструкция была смоделирована в SPICE и испытана на стенде на T.I. Оценочная доска. Улучшение Eval было очевидным, и все показания и форма сигналов соответствовали моделированию SPICE. Никакой магии, только прочная инженерия.

Элементы патента:

1. RCI будет отклонять> 30 дБ коммутируемого тока от входного фильтра.
2. Полученный магнитный корпус имеет примерно такой же объем, как и стандартный индуктор PFC, но с более низким профилем, который способствует упаковке системы, тепловому потоку и экранированию шума.
3. Благодаря разделению переменного и постоянного тока блок с более высоким КПД может быть изготовлен в том же объеме.
4. Стоимость изготовления аналогична индуктору PFC.
5. Магниты сердечника с некоторой необходимой режущей способностью легко доступны.
6. Это устройство будет работать в режимах CCM, CrCM и DCM.
7. Может использоваться в любой топологии, на входе или выходе, отводя коммутируемый ток на землю.

Фиг.1 является прототипом только для справки. Рисунок 2 показывает схему коррекции коэффициента мощности с двумя и тремя обмотками, чтобы помочь объяснить работу RCI, но это может иметь множество последствий, как показано на рис. 3 .

В рис. 4 , L2 имеет три обмотки, а в рис. 5 , L2 — двухобмоточное устройство. Как двух-, так и трехобмоточные устройства работают так же, как описано ниже:

Ldc и Lac, которые при слабой связи (0,5

Ldc = Lm + LdL (2)

Где:

K = коэффициент магнитной связи

А:

Lac = Lm + LaL (3)

Где:

Следовательно:

Ldc> Lac для достижения наилучших результатов

Lm = K (Lac × Ldc) ^0.5

K = Lm / (Lac × Ldc) ^0,5

Cr ₌ Резонансный конденсатор

LdL препятствует прохождению переменного тока во внешнюю цепь, но имеет низкое сопротивление Idc, току в обмотке постоянного тока. LaL резонирует с резонансным конденсатором (Cr), образуя последовательный резонансный контур с низким импедансом на частоте переключения и шунтирует переменный ток на землю от выхода, а ток I _DC блокируется Cr. Обмотка переменного тока пропускает сильный переменный ток, поэтому ее сопротивление на частоте переключения (Rac) должно быть как можно более низким, поэтому иногда используется литц-провод.Для обмотки постоянного тока требуется только низкое сопротивление постоянному току, поэтому используется обычный провод. Размещение зазоров в сердечнике также важно для Rac.

Ldc> Lac улучшает коэффициент подавления переменного тока на рабочей частоте Iac (ток в обмотке переменного тока). По мере уменьшения K-фактора Lm становится меньше, а индуктивности рассеяния увеличиваются. При уменьшении Lm компонент I _AC увеличивается, влияя на внешнюю цепь. K = 0,6 — хороший компромисс.

Размер обмотки переменного тока подбирается в соответствии с потребностями преобразователя, который известен специалистам в данной области техники.Он имеет типичные значения 500 мкГн для контроля пульсаций тока в обмотке и коммутационном устройстве.

Низкий коэффициент связи (K) достигается за счет размещения двух обмоток на противоположных сторонах сердечника и зазора. Зазор должен быть расположен подальше от обмоток, иначе окаймляющий поток увеличит сопротивление обмотки. Связанные индукторы предшествующего уровня техники состояли из одной обмотки, содержащей как переменный, так и постоянный ток. Это привело к тому, что обмотка стала большой, и ее трудно было упаковать и сохранить в прохладном месте. Этот блок с двумя меньшими обмотками или тройными обмотками может быть упакован в корпус с более низким профилем, что обеспечивает лучший тепловой поток.Полные целые ряды намотки обеспечивают наилучшие результаты.

Расчет резонансных конденсаторов

Определите это значение конденсатора, чтобы оно резонировало с индуктивностью рассеяния Lac.

1. Используя измеритель LCR, измерьте L _AC , Ldc и Lm. Вы можете напрямую измерить Lm с помощью большинства измерителей LCR с четырьмя выводами. Присоедините провода привода к Ldc, сенсор проведет через Lac и прочитайте Lm напрямую. Отображаемый знак — фаза.

2. LaL = Lac — Lm

Используйте LaL для расчета Cr на частоте переключения:

Cr = 1 / [(2pF) ² × LaL] (4)

Важно отметить, что нестандартное устройство не обязательно для получения хороших результатов.Вы можете получить связанный индуктор (K> 0,95), который имеет подходящие обмотки переменного и постоянного тока с индуктивностью для поддержания правильной работы PFC. Затем добавьте низкочастотный индуктор (порошковое железо для работы на частоте 120 Гц), чтобы подключить обмотку постоянного тока к мосту. Затем добавьте к обмотке переменного тока высокочастотный (ферритовый) сердечник и подключите к ней резонансный конденсатор. Эти три устройства будут имитировать RCI. Не очень красивый пакет, но хорошее начало для понимания этой топологии.

Слово PFC (коррекция коэффициента мощности) используется в этом документе для обозначения одной конфигурации, которая широко известна специалистам, но RCI может использоваться во многих различных конфигурациях, как показано на Рис.3 в двух- и трехобмоточном корпусах. Кроме того, для любого электронного устройства, потребляющего от сети более 25 Вт, необходимо скорректировать коэффициент мощности. RCI будет масштабироваться от 25 Вт до кВт и будет работать от 50 Гц до более 850 Гц, удовлетворяя потребности коммерческих и военных устройств.

Рисунки 6 и 7 представляют собой моделирование SPICE для RCI. Рисунки 8 с по 14 — это данные, взятые с демонстрационной платы TI UCC3817 (250 Вт) версии 5 с оригинальной индуктивностью TI (L1) и двухобмоточным RCI.

1. Уровень техники для фильтра электромагнитных помех. (Щелкните для увеличения). 2. Двухобмоточная входная цепь PFC. 2а. Трехобмоточная входная цепь PFC. (Щелкните для увеличения). 3. Цепи индуктивности с резонансной связью. (Щелкните для увеличения). 4. Трехобмоточный резонансный индуктор с тремя обмотками для Lac. (Щелкните для увеличения). 5. Двухобмоточный резонансный индуктор с двумя обмотками для Lac. (Щелкните для увеличения). 6. Моделирование SPICE, содержащее измеренные значения со значениями K и Cr, рассчитанными, как показано выше.(Щелкните для увеличения). 7. Моделирование SPICE с использованием рассчитанных значений индуктивности рассеяния, как показано выше, и коэффициента связи, установленного на 1. Обратите внимание, что оба моделирования SPICE содержат одни и те же результаты, подтверждающие теорию. (Щелкните для увеличения). 8. Отображение трех полных циклов сигналов переключения. Обратите внимание на крутизну переменного тока: если Ton × Ein / dI = Lm, то: 4 мкГн — 400 В / 4,8 А = 333 мкГн (то же значение показано в 7). (Щелкните для увеличения). 9. Вверху — ток в обмотке LDC около 2,2 Adc с низкой пульсацией переключения.(Щелкните для увеличения). 10. Входной ток блока RCI. (Щелкните для увеличения). 11. Входной ток оригинального устройства. (Щелкните для увеличения). 12. Данные взяты из верхней части индуктора RCI и оригинального индуктора снизу. 13. Прототип RCI. Учебное пособие по

Advanced Op Amp

Учебное пособие для продвинутых операционных усилителей

Эта статья будет объяснить расширенное поведение операционного усилителя, включая открытый усиление контура, усиление замкнутого контура, усиление контура, запас по фазе и прирост маржи.Он расширяет (часто неверный) предположения об операционных усилителях, которые точный на постоянном токе. Текст включает моделирование в LTspice ^® . Если вы новичок в LTspice, уроки могут быть найдено на этом сайте.

Операционные усилители (ОУ) — краеугольный камень аналоговой электроники. На низких частотах концепции того, как работает операционный усилитель, очень просты и их схемы легко анализировать.Однако основы, которые преподаются только в большинстве средних школ распространяются на производительность операционного усилителя при постоянном токе. На более высоком частоты основы часто не применимы и пытаясь проанализировать цепь переменного тока с правилами проектирования постоянного тока часто приводит к путанице.

Эта статья займет самое короткое время. глядя на характеристики постоянного тока операционных усилителей, чтобы объяснить, как эти характеристики меняются с возрастающая частота.

Идеальный операционный усилитель

Учебники учат, что идеальный операционный усилитель имеет следующие характеристики:

Бесконечное входное сопротивление

Нулевое выходное сопротивление

Входное напряжение смещения нулевого постоянного тока

Бесконечное усиление

Бесконечная пропускная способность

Хотя не каждый операционный усилитель имеет высокую пропускную способность, бесконечное входной импеданс, нулевой выходной импеданс и нулевой постоянный ток входное напряжение смещения, довольно легко найти операционный усилитель, который приблизится к этим потребностям в конкретное приложение схемы.Однако нет операционных усилителей. иметь бесконечное усиление или полосу пропускания и фактически усиление спад на очень низких частотах, и это имеет влияние на предположения, сделанные об идеальной операции amp

Операционный усилитель на DC

Простая схема операционного усилителя показана на фиг.1. неинвертирующее усиление 10.

РИС.1

Версию этой схемы для LTspice можно скачать здесь: Не Инвертирующий операционный усилитель.

Коэффициент усиления неинвертирующего операционного усилителя равен

.

На фиг.1 RF составляет 9 кОм, а RI — 1 кОм, поэтому, применяя 10 мВ пиковое входное напряжение на неинвертирующей клемме На фиг.1 показано 10-кратное напряжение, которое появляется на выход, т.е. 100 мВ

В качестве альтернативы, если 2 входных терминала регулируются на такое же напряжение, это создает ток 10uA через R2.Этот ток может исходить только от выход (поскольку входные клеммы не ток), что означает, что R1 должен развивать напряжение 90 мВ, что означает, что выходное напряжение будет на уровне 90 мВ. + 10 мВ = 100 мВ.

Если взглянуть на эту схему с другой стороны, можно увидеть потенциальный делитель от выхода обратно к инвертирующий вход. Если схема регулирует, чтобы сохранить 2 входа одинаковы, тогда

так

Итак, есть несколько способов определить усиление операционного усилителя.

Теперь всегда предполагается, что два входа клеммы находятся под одинаковым напряжением (без учета постоянного напряжение смещения). Фактически напряжение на входные клеммы состоят из двух компонентов: постоянного тока напряжение смещения и гораздо меньший компонент, который зависит от коэффициента усиления разомкнутого контура усилителя и это второй компонент, который большинство людей игнорирует что приводит к путанице при анализе ОУ на ac.

Операционный усилитель на частотах переменного тока

РИС.2

В следующих абзацы, для ясности предположим, что что входное напряжение смещения усилителя равно нуль. Коэффициент усиления разомкнутого контура усилитель равен выходному напряжению, деленному на дифференциальное напряжение на двух входах (на фиг. 2 это напряжение на узле OUT, деленное на напряжение Vdiff).Коэффициент усиления замкнутого контура равен к напряжению на узле OUT, деленному на напряжение на узле IN, как описано выше. Независимо от конфигурации схемы, операционный усилитель всегда работает в разомкнутой цепи усиления . Как схема дизайнеров, мы предпочитаем размещать компоненты вокруг усилитель, чтобы дать нам определенный коэффициент усиления замкнутого контура , но усилитель всегда пытается усилить напряжение Vdiff за счет его коэффициента усиления разомкнутого контура , чтобы получить напряжение на узле OUT.

Другой способ взглянуть на это заключается в том, что для любого данного напряжение на узле OUT будет очень маленькое напряжение Vdiff на входных узлах, величина равна V (OUT), деленному на открытую петлевое усиление. В теории операционных усилителей, преподаваемой в школе, предполагается, что усиление разомкнутого контура бесконечно, поэтому дифференциальное напряжение, тогда Vdiff бесконечно мало (нуль). Пока коэффициент усиления разомкнутого контура усилитель остается высоким, это напряжение намного меньше чем входное напряжение, и его можно игнорировать.Тем не мение, если коэффициент усиления разомкнутого контура усилителя падает, это напряжение начинает расти, и это обсуждается ниже.

Предполагается, что коэффициент усиления разомкнутого контура бесконечен и хотя на постоянном токе он очень высок, но скоро спадет после постоянного тока, и это влияет на характеристики переменного тока операционный усилитель Характеристика разомкнутого контура LT1012 показан на фиг. 3a

.

РИС. 3a

График этого показателя LTspice показан на фиг. 3b с обозначением сплошная зеленая линия, показывающая усиление, и пунктирная зеленая линия, показывающая фазу.Схема LTspice можно скачать здесь: Операционный усилитель с открытым контуром Характеристики

РИС. 3b

На частотах ниже примерно 0,3 Гц коэффициент усиления разомкнутого контура высокий около 126 дБ (около 2 миллионов). Вне 0,3 Гц, усиление разомкнутого контура начинает катиться с 20 дБ за десятилетие увеличения частоты, что означает, что коэффициент усиления разомкнутого контура уменьшается в 10 раз на каждые десятикратное увеличение частоты.Этот откат точно так же, как и простой RC-фильтр с отсечкой частота выключения при 0,3 Гц, где отклик затухает при 20 дБ на декаду выше частоты среза.

Если

затем для поддержания определенного выходного напряжения на уровне V (OUT), если усиление разомкнутого контура начинает уменьшаться, вход напряжение Vdiff должно увеличиться.

На низких частотах напряжение Vdiff на фиг. быть маленьким из-за высокого коэффициента усиления разомкнутого контура операционного усилитель Однако на более высоких частотах (выше 0,3 Гц) напряжение Vdiff становится все больше и больше по мере открытия петлевое усиление становится все меньше и меньше.

На фиг.4а сигнал 10 мВ подается на схему в РИС.2 и на выходе появляется сигнал 100 мВ, поэтому у нас есть выигрыш в 10, как и ожидалось.Со входом частота 0,01 Гц дифференциальное напряжение, Vdiff, измеренное на входе — 52 нВ. Мы можем видеть из На рис. 3а показано, что коэффициент усиления усилителя в разомкнутом контуре при 0,01 Гц составляет примерно 126 дБ (2 миллиона), поэтому Vdiff должно быть 100 мВ, разделенное на 2 миллиона (50 нВ), что является.

РИС. 4a

На фиг. 4b частота увеличена до 1 Гц и все остальные параметры схемы остаются без изменений.Из фиг 3а видно, что коэффициент усиления ОУ без обратной связи составляет около 115 дБ (около 550 000). Это немного легче увидеть на фиг. 3b. Дифференциальное напряжение, Vdiff, измеренный на входе, теперь составляет 182 нВ. Этот соответствует выходному напряжению (100 мВ), деленному на усиление разомкнутого контура на 1 Гц (550 000). Обратите внимание также что на фиг. 4а обе формы волны совпадают по фазе, тогда как на фиг. 4b имеется фазовый сдвиг между входными и выход.

РИС. 4b

На фиг. 4c частота увеличена до 100 Гц. В усиление разомкнутого контура операционного усилителя на 100 Гц составляет 75 дБ (5700). Дифференциальное напряжение, измеренное на вход 17,5 мкВ, что соответствует выходу напряжение (100 мВ), деленное на коэффициент усиления разомкнутого контура при 100 Гц (5700).Выходное напряжение тоже фазное. смещен относительно входа.

РИС. 4c

Так же в завершение меняю резистор обратной связи на фиг.2 от 9k до 99k дает усилителю коэффициент усиления из 100. На фиг. 4d показано влияние на вывод и дифференциальное напряжение.

РИС. 4d

Выпуск увеличился в 10 раз (т.к. ожидается), но также и дифференциальное напряжение.Этот следует ожидать, поскольку коэффициент усиления разомкнутого контура операционного усилителя остается неизменным на заданной частоте. Если выходное напряжение увеличивается в 10 раз, учитывая усиление разомкнутого контура, это означает, что дифференциал входное напряжение также должно увеличиться в 10. Это будет иметь важные последствия, и эти будет объяснено позже.

Интересно отметить, что хотя LT1012 имеет очень низкое напряжение смещения, имитационная модель имеет практически нулевое входное смещение постоянного тока напряжение, которое значительно упрощает наш анализ.

Таким образом, видно, что дифференциальный вход напряжение увеличивается с уменьшением коэффициента усиления разомкнутого контура и выход претерпевает фазовый сдвиг выше 0,3 Гц, что частота, с которой начинается усиление разомкнутого контура спадать (частота обрыва).

Также следует отметить, что, как и простой RC фильтра, фазовый сдвиг происходит на частотах около частота прерывания.Для RC-фильтра единичного порядка (тот, где коэффициент усиления падает до 20 дБ за десятилетие) фазовый сдвиг может достигать только 90 градусов. Рис. 4c показывает фазовый сдвиг на 90 градусов, и если бы мы увеличить частоту выше 100 Гц, показанных на фиг. 4c, фазовый сдвиг останется на 90 градусов.

Из рис. 3 видно, что наклон открытого усиление контура изменяется выше 1 МГц и начинает уменьшаться при более 20 дБ за десятилетие.Этот эффект похож на второй RC-фильтр с частотой прерывания 1 МГц. Этот второй RC-фильтр вводит еще 90 сдвиг фазы на 180 градусов сдвиг на частотах, значительно превышающих 1 МГц.

Важно помнить, что хотя Vdiff фаза смещена относительно выхода, его амплитуда очень мала по сравнению с входным напряжение 10мВ.Напряжение на обеих входных клеммах все еще составляет примерно 10 мВ, и пока Vdiff составляет мало по сравнению с входным напряжением, нам не нужно слишком беспокоиться о фазовом сдвиге.

Фазовый сдвиг

Коэффициент усиления без обратной связи LT1012 имеет частоту отклик фильтра нижних частот одинарного порядка. А аналогичный фильтр нижних частот (на этот раз с перерывом частота 1 кГц) показана на фиг.5.

РИС. 5a

Моделирование этой схемы LTspice может быть скачано здесь: Первый Орден Фильтр низких частот.

Частотную характеристику этого фильтра можно увидеть на фиг. 5б. Частота прерывания возникает, когда выход На 3 дБ ниже, чем на входе, как показано сплошным зеленая линия ниже и отсчитайте от левой оси.

РИС. 5b

Для фильтра нижних частот одинарного порядка фазовый сдвиг при частоте разрыва 45 градусов, как представлено по пунктирной зеленой линии выше и прочтите правая ось. В качестве приближения для первого фильтр нижних частот порядка, фазовый сдвиг в 10 раз меньше чем частота разрывов около 0 градусов и при В 10 раз больше, чем частота обрыва, фаза сдвиг составляет 90 градусов, что видно на фиг. 5b.

Математический вывод амплитуды и фазы shift можно увидеть здесь: Амплитуда и фазовый сдвиг фильтра нижних частот

Фильтр нижних частот имеет отклик по фазе , отставание . Это означает, что выходное напряжение достигает пика после входное напряжение, и это можно увидеть на фиг. 4c. выше, хотя это не сразу очевидно.В напряжение на неинвертирующем входе является форсирующим функция так находится в нулевой фазе. Сигнал проходит через операционный усилитель и испытывает фазовую задержку и это появляется на инвертирующем входе. Синий форма волны на фиг. 4c измерена от не инвертирующий терминал к инвертирующему терминалу и чётко опережает зелёный сигнал. Следовательно, если синяя форма волны была измерена от инвертирующего терминал к неинвертирующему терминалу будет отстает от зеленого сигнала.

На рис. 6 показан аналогичный двухполюсный фильтр с одним полюсом на 1 кГц и один на 100 кГц. Как видно из фиг.7. что первый полюс вводит крен на 20 дБ на декаду и в худшем случае фазовый сдвиг на 90 градусов как ожидается, а второй полюс вводит еще 20 дБ за декаду спада и еще одну фазу 90 градусов сдвиг.

На первой частоте обрыва фазовый сдвиг будет 45 градусов, а во втором будет 135 градусов. (90 градусов + 45 градусов).

РИС.6

РИС.7

Некоторые усилители, в том числе LT1012, демонстрируют характеристика разомкнутого контура с двумя частотами прерывания (аналогично изображенному на фиг. 7).С LT1012 частота первого перерыва составляет 0,3 Гц, поэтому вводится 45 фазовый сдвиг на 0,3 Гц (и фаза на 90 градусов сдвиг на частотах выше 3 Гц) и второй перерыв частота составляет 1 МГц, при этом разомкнутый контур характеристика будет иметь фазовый сдвиг 135 градусов. Фазовый сдвиг разомкнутого контура будет стремиться к 180 градусов, когда частота приближается к 10 МГц.

Контурное усиление

Общая система обратной связи, как и у большинства операционных усилителей. схем, представленных на фиг.8.

РИС. 8

Входы «+» и «-» представляют собой неинвертирующие и инвертирование входов в операционный усилитель. Блок усиления A ₀ представляет коэффициент усиления без обратной связи усилителя и β — часть продукции, возвращаемой обратно (через резисторы обратной связи и входные).Видно, что

так

так

так

Если A ₀ большой, то общий закрытый петлевое усиление приближается к

поскольку βA ₀ большой по сравнению с «1» и A ₀ на числитель и знаменатель отменяют.Следовательно коэффициент усиления системы приблизительно равен обратной величине доля обратной связи (β).

Это можно увидеть на фиг.1. Доля обратной связи равна простой резистивный делитель, представленный

Таким образом, общий выигрыш составляет 10.

Теперь мы собираемся представить концепцию Loop. Выручка г.Следует отметить, что усиление контура , усиление разомкнутого контура и усиление замкнутого контура являются 3 разными параметрами и не должны быть смущенный. Петлевое усиление — это не то, измеряется в бытовой электронике, но полезно в объяснении того, как операционные усилители могут начать плохо себя вести в высокие частоты.

Обращаясь к фиг.2, мы знаем, что коэффициент усиления разомкнутого контура определяется как:

А коэффициент усиления замкнутого контура определяется как

Теперь мы собираемся определить усиление контура как коэффициент усиления разомкнутого контура, A ₀ , умноженный на доля обратной связи β i.е. прирост идет вокруг петля. Это легко изобразить на фиг.8.

Если коэффициент усиления контура равен βA ₀ и мы знать, что коэффициент усиления замкнутого контура приближается к 1 / β, можно сказать, что петлевое усиление приближается к Коэффициент усиления разомкнутого контура, деленный на усиление замкнутого контура (т. Е. βA ₀ равно A ₀ , деленному на 1 / β), что равно

Другими словами, усиление контура является мерой того, насколько большое входное напряжение V (IN) сравнивается с дифференциальное напряжение, Vдифф.Однако это только приближение.

Чтобы найти точное значение усиления контура, нам нужно рассмотрите фиг. 8. Если посмотреть на фиг. 8, Vin — βVout равен фактически то же самое, что и Vdiff на рис. дифференциальное напряжение на 2 входах операционного усилителя). Поскольку усиление контура — это доля обратной связи (β) умноженное на коэффициент усиления разомкнутого контура (A ₀ ), мы Из Фиг.8 и Фиг.2 видно, что точный значение коэффициента усиления контура — это напряжение на инвертирующем клемма, , а не В (IN), деленная на дифференциальное напряжение, Vдифф.

Мы видели из графиков на фиг.4, что разница напряжений между инвертирующим терминалом и неинвертирующий терминал становится больше, чем частота увеличивается, подразумевая, что наше приближение коэффициента усиления контура, равного V (IN) / Vdiff, составляет только точен, когда Vdiff маленький.

Обычно мы не измеряем величину входное напряжение и сравните его с дифференциальным напряжение, так зачем это вообще нужно?

Что ж, мы можем видеть на фиг. 4a-d, что если напряжение Vdiff мало по сравнению с V (IN), тогда он представляет нет проблем, и на это можно не обращать внимания.Из уравнения выше это представляет высокое усиление контура . Однако если Vdiff начинает становиться сопоставимым с V (IN) (при уменьшении коэффициента усиления контура) он начнет мешает входному сигналу и больше не может быть игнорируется.

Мы уже видели на фиг. 3 и 5b, что если операционный усилитель имеет отклик первого порядка (т. е. открытый петлевое усиление падает на 20 дБ за декаду, а фаза сдвиг не выше 90 градусов), что это не проблема.Однако, если операционный усилитель имеет второй порядок ответ, как показано на фиг. 7, тогда возможно, что фаза Vdiff может быть близка к 180 градусам не в фазе с входом на высоких частотах. Опять же это обычно не проблема, если Vdiff по сравнению с малым с V (IN), но если Vdiff сравнимо по величине с V (IN), то мы приближаемся к точке потенциального колебание.

Другими словами, при нормальных обстоятельствах обратное напряжение подается на инвертирующий вход так противостоит входному сигналу.Однако если это напряжение инвертируется через усилитель (на фиг.8 это блок A ₀ ), обратная связь сигнал появляется в фазе с входным сигналом и есть потенциал для колебаний.

Нанесение коэффициента усиления замкнутого контура на график, показанный на На фиг.3 мы получаем график фиг.9 с закрытым усиление контура показано красным.

РИС. 9a

Мы также можем видеть это на графике LTspice на фиг. 9b

.

РИС. 9b

Коэффициент усиления разомкнутого контура составляет примерно 125 дБ и составляет представлен A ₀ и замкнутым циклом Коэффициент усиления составляет 20 дБ и представлен как 1 / β. как видно по красной линии на логарифмических графиках в РИС. 9а и РИС. 9b.

Теперь разница между двумя числами на логарифмический график равен соотношению два числа на линейном участке.

Мы уже установили, что коэффициент усиления контура приближается к коэффициенту усиления разомкнутого контура, деленному на Коэффициент усиления замкнутого контура, поэтому в логарифмической шкале это представлен разницей между График усиления разомкнутого контура и график усиления замкнутого контура (я.е. разрыв между кривой разомкнутого контура и кривая замкнутого контура под ней), как показано на фиг.9а.

Таким образом, отношение усиления разомкнутого контура к усилению замкнутого контура это

Таким образом, разрыв между кривой разомкнутого контура и кривая замкнутого контура βA ₀ что представляет собой усиление контура.βA ₀ — это контурное усиление системы.

Разъяснение маржи фазы и прибыли

На фиг.10 рассмотрим сигнал Va, приложенный к вход усилителя, А ₀ . Проходит через усилитель, затем через обратную связь сеть, β и возвращается на ступень дифференциального входа (Vb).В этот момент он инвертируется дифференциалом сцена. Если Va подвергается фазе 180 градусов сдвиг при прохождении каскада усиления А ₀ а затем инвертируется дифференциальным каскадом, он будет теперь вернитесь в фазу с исходным сигналом.

РИС 10

Если на данной частоте амплитуда Vb равна больше или равно амплитуде Va, то есть вероятность, что система колебаться.В этих условиях системе необходимо нет внешнего напряжения на Vin, чтобы обеспечить устойчивое напряжение при Va и Vb. Глядя на фиг.10, мы можем видеть что Vb равно Va x βA ₀ , где βA ₀ это коэффициент усиления контура системы, так что теперь мы можем понять, почему петлевое усиление важно при определении устойчивость системы обратной связи. Если βA ₀ имеет фазовый сдвиг 180 градусов и величину больше 1 цепь будет колебаться.

Это может быть обратно к уравнению

Если петлевое усиление, βA ₀ имеет фазовый сдвиг 180 градусов (т.е. отрицательный) и уменьшился до единицы на определенной частоте, знаменатель приведенного выше уравнения сводится к нулю и схема будет колебаться на этой частоте.

Для усиление контура равное единице, усиление замкнутого контура равно усилению разомкнутого контура, так как усиление контура равно определяется усилением разомкнутого контура, деленным на замкнутый контур Прирост. Видно, что устойчивость системы таким образом, можно определить, посмотрев на точку, где коэффициенты усиления по разомкнутому контуру и коэффициент усиления по замкнутому циклу встречаются. Этот где усиление контура равно единице.

На фиг.11а показан отклик разомкнутого контура пыльника. amp, LT1226.Видно, что при разомкнутом контуре усиление 20дБ имеем сдвиг фазы 180 градусов (где пунктирная белая линия пересекает пунктирную зеленая линия и отсчет от правой оси). Это происходит на частоте 65 МГц. Так что потенциально может быть проблема при использовании LT1226 с коэффициентом усиления менее 20 дБ. На рис. 11b показана схема — неинвертирующий усиление 100 при входном напряжении 10 мВ. Это открытый Схему проверки контура можно скачать здесь: LT1226 Открытый цикл Схема

РИС. 11a

РИС. 11b

Коэффициент усиления разомкнутого контура LT1226 имеет свой первый прорыв укажите на 6.5 кГц (где спад составляет 20 дБ на декаду), а второй — около 30 МГц, где наклон изменяется от 20 дБ за декаду до 40 дБ за десятилетие. На частотах в 10 раз меньше 6,5 кГц фазовый сдвиг приближается к нулю и на частотах В 10 раз выше, чем 6,5 кГц, фазовый сдвиг приближается до 90 градусов. На 6,5 МГц фазовый сдвиг 45 градусов.

На рис. 12 показан входной сигнал частотой 65 кГц (в 10 раз выше чем частота отключения разомкнутого контура).Здесь мы можем увидеть что дифференциальное напряжение между операционным усилителем входы сдвинуты по фазе на 90 градусов относительно выходному напряжению. Помните, что открыт коэффициент усиления контура равен V (OUT) / Vdiff, поэтому сравнение мы на фиг.12 должны соответствовать фазе сдвиг усиления разомкнутого контура. Действительно, на ФИГ. 11а показано коэффициент усиления разомкнутого контура LT1226, и мы можем видеть, что на 65 кГц фазовый сдвиг действительно составляет 90 градусов.

Эту схему можно скачать здесь: Не инвертирующий LT1226 Схема

РИС. 12

Мы видим, что напряжение Vdiff (65 мкВ) равно мала по сравнению с входным сигналом 10 мВ, поэтому выходной сигнал соответствует ожидаемой амплитуде (1 В), для схемы с коэффициентом усиления 100.

Увеличение частоты в 1000 раз до 65 МГц, коэффициент усиления без обратной связи составляет 21 дБ (около 11) а фазовый сдвиг составляет 180 градусов, как показано на фиг. 11а. Ввод сигнала 65 МГц дает результаты, показанные на фиг. 13

РИС 13

Теперь у нас есть фазовый сдвиг на 180 градусов Vdiff. по отношению к выходу.Так почему схема не колеблется? Чтобы цепь колебалась, нам нужно фазовый сдвиг на 180 градусов вокруг контура, а также как усиление. У нас есть фазовый сдвиг, но есть ли достаточно усиления? Теперь нам нужно посмотреть на сигнал на каждый из входных терминалов, чтобы увидеть, есть ли достаточно усиления в петле. Пока мы рассмотрели напряжение на 2 входах операционного усилителя (Vdiff), потому что легче измерить Vdiff, скажем, 100 нВ вместо измерения входного напряжения 10 мВ и напряжение на инвертирующем выводе, которое (10 мВ — 100 нВ).Чтобы получить истинное представление о нестабильности, мы Придется замерить напряжение на каждом входе.

РИС. 14

На фиг.14 показано напряжение на инвертирующем выводе. (V (n001)), вход и выход. Вход находится на 10 мВ, но выходное напряжение пострадало из-за плохое усиление разомкнутого контура усилителя.Действительно измерение напряжения на выходном контакте и деление это дифференциальным напряжением на входах, мы должен по-прежнему прийти к коэффициенту усиления разомкнутого контура примерно 21 дБ. Следует отметить, что есть выходное напряжение смещения 40 мВ , которое должно быть удалено из показаний выходного напряжения перед расчет выигрыша.

Глядя на напряжение на инвертирующем выводе, мы видно, что это одна сотая напряжения на выход, и он находится в фазе с выходом Напряжение.Этого следовало ожидать, поскольку есть резистивный делитель (который дает нулевой сдвиг фазы) от выход обратно на инвертирующий терминал, состоящий из резисторы R2 и R3 и дающие затухание 100 как показано на фиг. 11b.

Мы также можем видеть, что напряжение на инвертирующем клемма (V (n001)) существенно ниже, чем входное напряжение, поэтому, хотя оно не в фазе с вход на 180 градусов, не больше V (IN) поэтому система не может колебаться.

Теперь мы можем уменьшить коэффициент усиления усилителя на уменьшая, например, резистор обратной связи R2 в РИС. 11b. При этом эффект ослабления резисторов R2 и R3 становится меньше, поэтому напряжение больше появляется на инвертирующем входе. Таким образом, теперь это может быть видно, что на данной частоте, где напряжение на инвертирующий терминал инвертирован относительно напряжение на неинвертирующем выводе, уменьшение усиления — не лучшая идея, так как это приведет к увеличьте напряжение на инвертирующем выводе.В конечном итоге мы достигнем точки, когда напряжение на инвертирующем терминале — 180 градусов вне фазы и больше по амплитуде, чем напряжение при неинвертирующий терминал. Теперь у нас есть условие для колебания. Вот почему многие операционные усилители имеют минимальная стабильность усиления. Если прирост уменьшается ниже в этот момент операционный усилитель начнет колебаться. Этот можно увидеть на РИС. 15.

РИС. 15

Здесь R2 был уменьшен до 1k, а R3 оставлен на уровне 100. Ом и это вызвало повышение напряжения на инвертирующем входе.Это напряжение выше в амплитуды входного сигнала 10 мВ, поэтому мы можем удалите входной сигнал 10 мВ, и схема отключится. продолжают колебаться. Это можно увидеть на фиг.15. (Входная частота фактически уменьшена до 1 Гц).

Выходное напряжение имеет размах амплитуды 1,049 В, а инвертирующий вход имеет амплитуду 94,67 мВ. Доля обратной связи составляет 100 / (100 + 1000) = 0.091. Если на неинвертирующей клемме 0 В, то дифференциальное напряжение составляет 94,67 мВ. Мы можем работать коэффициент усиления разомкнутого контура должен составлять 1,049 В / 94,67 мВ = 11,08. Таким образом, доля обратной связи, умноженная на открытую петлевое усиление составляет 0,091 x 11,29 = 1,01. Таким образом, мы имеем 180 фазовый сдвиг с коэффициентом усиления петли> 1, и эти условия для возможных колебаний.

Коэффициент усиления и запас по фазе являются мерой того, насколько близко к точка колебания цепи.В других слова, как близко к сдвигу фазы 180 градусов или единице усиление петлевое усиление. Это мера петли коэффициент усиления схемы, не коэффициент усиления замкнутого контура или усиление разомкнутого контура.

Запас по фазе является мерой того, насколько близко коэффициент усиления контура к имеющий 180 градусов фазового сдвига, когда усиление контура это единство. Если βA ₀ имеет сдвиг фазы на 180 градусов, когда он величина единицы, схема имеет нулевые степени запас по фазе и будет колебаться.Если усиление контура имеет фазовый сдвиг 160 градусов, схема имеет запас по фазе 20 градусов.

Маржа прироста является мерой того, насколько ниже единицы коэффициент усиления контура усиления контура — это когда контур прирост, βA ₀ , имеет фазовый сдвиг 180 градусов. Если коэффициент усиления контура имеет фазовый сдвиг 180 градусов и петлевое усиление 0.6 схема имеет маржа прироста 0,4. Схема с петлевым усилением 0,8 имеет запас усиления 0,2 и, следовательно, ближе к точка колебания.

LTspice — это зарегистрированная торговая марка Linear Technology Корпорация

LAB WM750A — Полоса пропускания контура ФАПЧ

Распространение джиттера в системах синхронизации на основе контура фазовой автоподстройки частоты может быть определено путем измерения передаточной функции джиттера компонентов системы.Этот тест характеризует амплитуду джиттера тестируемого устройства в зависимости от частоты джиттера. На рис. 1 показан результат типичного теста функции передачи джиттера, выполненного с использованием генератора сигналов произвольной формы LeCroy LW420 и цифрового осциллографа LeCroy WaveMaster ™ с расширенной математической опцией XMAP. XMAP включает параметры измерения джиттера и синхронизации (JTA), используемые в этом примере.

Испытание может быть выполнено с использованием источника сигнала, способного генерировать сигнал с фазовой модуляцией с контролируемым отклонением фазы и достаточной шириной полосы модуляции для покрытия желаемого диапазона частот.LeCroy LW420 позволяет генерировать сигналы с фазовой модуляцией с полосой частот модуляции, достаточной для тестирования до 10 МГц. Испытания проводились с использованием ступенчатой ​​частотной синусоидальной модуляции, а также с функцией широкополосной ступенчатой ​​модуляции. В обоих случаях ширина полосы модуляции не превышала 10 МГц.

Для модуляции фазы несущей 66,67 МГц входного сигнала использовалась ступенчатая функция. На рисунке 3 была обнаружена ступенчатая характеристика как для входа, так и для выхода тестируемого устройства (трасса F2 и F5) с использованием отслеживания параметра ошибки временного интервала (TIE).Параметр TIE измеряет разницу во времени между фронтом сигнала и идеальной опорной частотой. На практике TIE измеряет мгновенную фазу сигнала. Функция отслеживания строит график параметра TIE на циклической основе в зависимости от времени и демодулирует фазомодулированный сигнал. Демодулированная ступенчатая функция дифференцируется для получения импульсной характеристики (кривые F3 и F6). Усредненное быстрое преобразование Фурье (БПФ) преобразует функции импульсной характеристики в частотную характеристику входа и выхода системы ФАПЧ (кривые F4 и F7 соответственно).Последний шаг — нормализовать выходной спектр отклика к входному спектру отклика. На рисунке 4 показана нормализованная частотная характеристика, отображаемая в формате Log-Lin. Для преобразования в обычный формат журнала-журнала данные передаются в Excel в формате электронной таблицы ASCII. Этот результат был показан ранее на рисунке 1.

Использование 8 математических трассировок, доступных с опцией WaveMaster XMAP, облегчает одновременное вычисление всех компонентов измерения. Это дополнительно расширяется за счет прямой связи со сторонними приложениями Windows, такими как Excel, которые предоставляют собственные функции расширенного анализа и построения графиков.Результатом стал измерительный прибор с превосходной производительностью и простотой использования.

.

No related posts.