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Perché le misurazioni della resistenza del circuito fase zero sono eseguite da professionisti e non da hacker
L'uomo moderno è abituato al fatto che l'elettricità serve costantemente a soddisfare i suoi bisogni e fa un ottimo lavoro utile. Molto spesso, l'assemblaggio di circuiti elettrici, il collegamento di apparecchi elettrici, l'installazione elettrica all'interno di una casa privata viene eseguita non solo da elettricisti qualificati, ma anche da artigiani domestici o lavoratori migranti assunti.
Tuttavia, tutti sanno che l'elettricità è pericolosa, può ferire e quindi richiede la qualità di tutte le operazioni tecnologiche per garantire un passaggio affidabile delle correnti nel circuito di lavoro e garantire il loro elevato isolamento dall'ambiente.
Sorge immediatamente la domanda: come verificare questa affidabilità dopo che il lavoro sembra essere finito e la voce interiore è tormentata da dubbi sulla sua qualità?
La risposta ad esso ci consente di fornire un metodo di misurazione e analisi elettriche, basato sulla creazione di un carico maggiore, che nel linguaggio degli elettricisti è chiamato misurazione della resistenza di un circuito fase zero.
Il principio del concatenamento per verificare il circuito
Immaginiamo brevemente il percorso che l'elettricità percorre da una fonte: una sottostazione del trasformatore di potenza a una presa in un appartamento di un tipico grattacielo.
Si noti che negli edifici più vecchi dotati di sistema di messa a terra TN-C, la transizione al circuito TN-C-S potrebbe non essere ancora completata. In questo caso, la divisione del conduttore PEN nel quadro elettrico di distribuzione della casa non verrà eseguita. Pertanto, le prese sono collegate solo da un conduttore di fase L e uno zero di lavoro N senza un conduttore PE di protezione.
Guardando l'immagine, puoi capire che la lunghezza delle linee dei cavi dagli avvolgimenti della sottostazione del trasformatore all'uscita finale è composta da diverse sezioni e può mediamente avere una lunghezza di centinaia di metri. Nell'esempio dato sono coinvolti tre cavi, due quadri con dispositivi di commutazione e diversi punti di connessione. In pratica, esiste un numero molto maggiore di elementi di collegamento.
Tale sezione ha una certa resistenza elettrica e provoca perdite e cadute di tensione anche con un'installazione corretta e affidabile. Questo valore è regolato da standard tecnici ed è determinato durante la preparazione del lavoro del progetto.
Eventuali violazioni delle regole di assemblaggio dei circuiti elettrici causano il suo aumento e creano una modalità di funzionamento sbilanciata e, in alcune situazioni, un incidente nel sistema. Per questo motivo, l'area dall'avvolgimento della sottostazione del trasformatore fino all'uscita dell'appartamento è soggetta a misurazioni elettriche e i risultati vengono analizzati per adeguare le condizioni tecniche.
L'intera lunghezza della catena montata dall'uscita all'avvolgimento del trasformatore assomiglia a un normale anello e, poiché è formata da due linee conduttive di fase e zero, è chiamata ciclo di fase e zero.
Una rappresentazione più visiva della sua formazione è data dalla seguente immagine semplificata, che mostra più in dettaglio uno dei metodi di posa dei fili all'interno dell'appartamento e il passaggio delle correnti attraverso di esso.
Qui, ad esempio, viene mostrato un interruttore automatico AB in linea situato all'interno di un pannello elettrico dell'appartamento, i contatti della scatola di giunzione a cui sono collegati i cavi del cavo e il carico sotto forma di una lampada a incandescenza. Attraverso tutti questi elementi, la corrente scorre durante il normale funzionamento.
Principi di misurazione della resistenza del circuito fase zero
Come puoi vedere, la tensione viene fornita alla presa attraverso i fili dall'avvolgimento di abbassamento della sottostazione del trasformatore, che crea il flusso di corrente attraverso la lampadina collegata alla presa.In questo caso, parte della tensione viene persa sulla resistenza dei fili della linea di alimentazione.
La relazione tra resistenza, caduta di corrente e tensione in una sezione del circuito è descritta dalla famosa legge di Ohm.
R = U / I.
Ricorda solo che non abbiamo una corrente costante, ma una alternata sinusoidale, che è caratterizzata da quantità vettoriali ed è descritta da espressioni complesse. Il suo valore completo non è influenzato da un componente attivo della resistenza, ma dal componente reattivo, comprese le parti induttive e capacitive.
Questi schemi sono descritti dal triangolo delle resistenze.
La forza elettromotrice generata sull'avvolgimento del trasformatore crea una corrente che genera una caduta di tensione sul bulbo e sui fili del circuito. Vengono superati i seguenti tipi di resistenza:
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attivo su filamento, fili, giunti di contatto;
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induttivo dagli avvolgimenti incorporati;
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capacitivo di singoli elementi.
La parte principale dell'impedenza è la parte attiva. Pertanto, durante l'installazione del circuito per una valutazione approssimativa, è possibile misurarlo da fonti di tensione diretta.
La resistenza totale S della sezione del circuito fase zero, tenendo conto del carico, è determinata come segue. Innanzitutto, viene riconosciuto il valore dell'EMF creato sull'avvolgimento del trasformatore. Il suo valore mostrerà accuratamente il voltmetro V1.
Tuttavia, l'accesso a questo luogo è generalmente limitato ed è impossibile eseguire tale misurazione. Pertanto, viene effettuata una semplificazione: il voltmetro viene inserito nei contatti della presa della presa senza carico e la lettura della tensione viene registrata. allora:
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un amperometro, un carico e un voltmetro sono collegati ad esso;
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le letture dello strumento sono registrate;
-
il calcolo è in corso.
Quando si sceglie un carico, è necessario prestare attenzione ad esso:
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stabilità durante le misurazioni;
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la possibilità di generare corrente in un circuito dell'ordine di 10 ÷ 20 ampere, perché a valori inferiori potrebbero non apparire difetti di installazione.
L'entità dell'impedenza del circuito, tenendo conto del carico collegato, si ottiene dividendo il valore E misurato dal voltmetro V1 per la corrente I determinata dall'amperometro A.
Z1 = E /I = U1 / I
L'impedenza di carico viene calcolata dividendo la caduta di tensione della sua sezione U2 per la corrente I.
Z2 = U2 / I.
Ora non resta che escludere la resistenza di carico Z2 dal valore calcolato Z1. Ottieni l'impedenza del loop di fase zero Zp. Zp = Z2-Z1.
Caratteristiche tecnologiche della misurazione
Con strumenti di misura amatoriali è praticamente impossibile determinare con precisione il valore della resistenza del circuito a causa dei grandi valori del loro errore. Il lavoro deve essere eseguito con amperometri e voltmetri della classe di precisione aumentata 0,2 e, di norma, vengono utilizzati solo nei laboratori elettrici. Inoltre, richiedono una gestione abile e frequenti tempi di verifica nel servizio metrologico.
Per questo motivo, è meglio affidare la misurazione a specialisti di laboratorio. Tuttavia, è probabile che non utilizzino un singolo amperometro e voltmetro, ma appositamente progettati per questi misuratori di resistenza ad anello di fase zero ad alta precisione.
Considerare il loro dispositivo sull'esempio di un dispositivo chiamato misuratore di corrente di corto circuito di tipo 1824LP. Non sarà giudicato corretto questo termine. Molto probabilmente, è stato utilizzato dai professionisti del marketing per attirare acquirenti a fini pubblicitari. Dopotutto, questo dispositivo non è in grado di misurare le correnti di corto circuito. Aiuta solo a calcolarli dopo le misurazioni durante il normale funzionamento della rete.
Il dispositivo di misurazione è fornito con fili e alette posti all'interno del coperchio. Sul suo pannello frontale c'è un pulsante di controllo e un display.
All'interno, il circuito di misurazione elettrico è completamente implementato, eliminando inutili manipolazioni dell'utente. Per fare ciò, è dotato di una resistenza di carico R e di misuratori di tensione e corrente collegati premendo un pulsante.
Le batterie, la scheda del circuito interno e le prese per il collegamento dei cavi di collegamento sono mostrate nella fotografia.
Tali dispositivi sono collegati tramite sonde a una presa di corrente e funzionano in modalità automatica. Alcuni di essi hanno una memoria ad accesso casuale in cui vengono inserite le misurazioni. Possono essere visualizzati in sequenza dopo qualche tempo.
Tecnologia per misurare la resistenza con contatori automatici
Sul dispositivo predisposto per il funzionamento, le estremità di collegamento sono installate nelle prese e sul retro sono collegate ai contatti delle prese. Lo strumento determina immediatamente automaticamente il valore della tensione e lo visualizza in forma digitale. Nell'esempio sopra, è di 229,8 volt. Successivamente, fai clic sul pulsante di cambio modalità.
Il dispositivo chiude il contatto interno per collegare la resistenza di carico, creando una corrente di oltre 10 ampere nella rete. Successivamente, si effettuano misurazioni e calcoli attuali. Viene visualizzata l'entità dell'impedenza del loop fase zero. Nella foto, è 0,61 Ohm.
Separare i misuratori durante il funzionamento utilizzano l'algoritmo per il calcolo della corrente di corto circuito e visualizzarlo ulteriormente sul display.
Posizioni di misurazione
Il metodo per determinare la resistenza mostrato dalle due precedenti fotografie è pienamente applicabile agli schemi elettrici assemblati usando il sistema TN-C obsoleto. Quando è presente un conduttore PE nel cablaggio, è necessario determinarne la qualità. Questo viene fatto collegando i fili del dispositivo tra il contatto di fase e lo zero protettivo. Non ci sono altre differenze tra il metodo.
Gli elettricisti non solo valutano la resistenza del circuito fase zero all'uscita finale, ma spesso questa procedura deve essere eseguita su un elemento intermedio, ad esempio una morsettiera di un armadio di distribuzione.
I sistemi di alimentazione trifase verificano separatamente le condizioni del circuito di ciascuna fase. Un giorno la corrente di corto circuito potrebbe fluire attraverso uno di essi. E come sono assemblati mostrerà le misure.
Perché misurare
Il controllo della resistenza del circuito fase zero viene effettuato per due scopi:
1. determinare la qualità dell'installazione per identificare punti deboli ed errori;
2. valutazione dell'affidabilità della protezione selezionata.
Identificazione della qualità dell'installazione
Il metodo consente di confrontare il valore reale misurato della resistenza con il calcolato consentito dal progetto durante la pianificazione del lavoro. Se il cablaggio è stato eseguito in modo efficiente, il valore misurato soddisferà i requisiti degli standard tecnici e garantirà un funzionamento sicuro.
Quando il valore calcolato del loop è sconosciuto e viene misurato il reale, è possibile contattare gli specialisti dell'organizzazione di progettazione per eseguire calcoli e successive analisi dello stato della rete. Il secondo modo è cercare di capire tu stesso le tabelle dei designer, ma ciò richiederà conoscenze ingegneristiche.
Se la resistenza del circuito è troppo alta, dovrai cercare il matrimonio nel lavoro. Potrebbe essere:
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sporco, corrosione sui giunti di contatto;
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sezione del cavo sottovalutata, ad esempio l'uso di 1,5 quadrati anziché 2,5;
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esecuzione di torsioni di bassa qualità realizzate con lunghezza ridotta senza estremità di saldatura;
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l'uso di materiale per conduttori sotto tensione ad alta resistività;
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altri motivi.
Valutazione dell'affidabilità di protezioni selezionate
Il problema è risolto come segue.
Conosciamo il valore della tensione nominale della rete e abbiamo determinato il valore dell'impedenza del circuito. Quando un cortocircuito in fase metallica si verifica a zero, una corrente di cortocircuito monofase scorrerà attraverso questo circuito.
Il suo valore è determinato dalla formula Ikz = Unom / Zp.
Considerare questo problema per il valore di impedenza, ad esempio, a 1,47 ohm. Ikz = 220 V / 1,47 Ohm = 150A
Abbiamo determinato questo valore. Ora resta da valutare la qualità della scelta dei valori nominali dell'interruttore di protezione installato in questa catena per eliminare gli incidenti.
Ricordiamo che i PUE richiedono la scelta di una macchina automatica che fornisca un valore di 1,1 della corrente nominale (Inom N) per AB con rilasci istantanei.In questo paragrafo, sotto N = 5, 10, 20, vengono utilizzate le caratteristiche dei rilasci dei tipi "B", "C", "D". Puoi leggere di più sulle caratteristiche dell'utilizzo delle caratteristiche del tempo corrente qui: Caratteristiche degli interruttori automatici
Supponiamo che un interruttore di classe "C" con una corrente nominale di 16 ampere e una molteplicità di 10 sia installato nel quadro di comando, per cui la corrente di interruzione di cortocircuito da un rilascio elettromagnetico non deve essere inferiore a quella calcolata dalla formula: I = 1,1x16x10 = 176 A. E abbiamo calcolato 150 A.
Facciamo 2 conclusioni:
1. L'attuale interruzione elettromagnetica di funzionamento è inferiore a quella che può verificarsi nel circuito. Pertanto, l'interruttore non verrà disconnesso da esso e si verificherà solo il funzionamento del rilascio termico. Ma il suo tempo supererà 0,4 secondi e non garantirà la sicurezza - un'alta probabilità di un incendio.
2. L'interruttore automatico non è installato correttamente e deve essere sostituito.
Tutti questi fatti consentono di capire perché gli elettricisti professionisti prestano particolare attenzione all'assemblaggio affidabile di circuiti elettrici e misurano la resistenza del circuito fase zero immediatamente dopo l'installazione, periodicamente durante il funzionamento e se vi sono dubbi sul corretto funzionamento degli interruttori.
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