Измерение цепи фаза нуль: Измерение цепи фаза-нуль в Политехэлектро

Что такое петля фаза-ноль и как её измерить

Оглавление

Эксплуатация электрической сети связана с повышенной опасностью. В неё включаются устройства, предназначенные для автоматического отключения питания, при возникновении тока короткого замыкания. Для проверки корректной работы сети, используется петля фаза-ноль – элемент цепи, предназначенный для прохождения тока по замкнутому контуру от источника питания.

Что такое петля фаза-ноль?

Каждый электрический прибор, работающий от напряжения до 1 кВ, должен быть заземлён через нейтраль. При соединении металлических деталей оборудования между собой, ток которого замыкания возникает на проводящих частях его корпуса. При возникновении КЗ на контуре формируется сопротивление, которое должно быть измерено для правильного подбора элементов цепи.

Если изоляция кабельной проводки нарушена, может произойти произвольное замыкание фазы с нулём, либо с металлической поверхностью электроприбора. При таком аварийном состоянии возникает петля фаза-ноль.

Показатель сопротивления контура позволяет подобрать нужный автомат для автоматического отключения сети.

Согласно нормам ПУЭ, петля фаза-ноль представляет собой замкнутый контур цепи, который образуется путём замыкания фазного и нулевого проводников. Сопротивление данного контура обратно пропорционально току короткого замыкания, определяется по формуле закона Ома, при известных параметрах напряжения и силы тока в цепи.

Для чего проверяют сопротивление петли фаза-ноль

Проверка сопротивления петли фаза-ноль – важный этап проверки работоспособности электрической сети. Данная операция выполняется для обеспечения ряда условий:

• Установка нужного защитного автомата (УЗО). Возможность точного расчёта тока КЗ, который обеспечит подбор автомата, срабатывающего без задержек.
• Подбор сечения кабеля глухозаземлённой нейтрали и фазной жилы.
• Определение необходимости установки стабилизирующего устройства при частых колебаниях переменного тока в сети.
• Проверка возможности обеспечения селективности при работе оборудования.
• Во многих случаях, при вводе кабельной линии в эксплуатацию, требуется согласование электроустановочных изделий с органами Ростехнадзора. Перед оформлением разрешительной документации, ответственные лица обязаны предоставить протоколы измерений сопротивления на петле фаза-ноль и других испытаний цепи.

С экономической точки зрения, проверка сопротивления фаза-ноль позволяет подобрать оптимальные электроустановочные изделия без переплат за лишние показатели или сечения.

Измерение петли фаза-ноль

Измерение петли фаза-ноль должно проводиться профессиональными электриками. Специалисты могут не только определить реальные цифры, но также дать своё заключение и рекомендации по оптимизации сети. Для проведения контрольного замера своими руками потребуется определённый набор инструментов, обширные теоретические знания и следование технологической карте.

Меры безопасности при измерении петли «Ф-Н»

При измерении петли фаза-ноль необходимо соблюдать методы предосторожности, пренебрежение которыми может вызвать серьёзные последствия как для работы оборудования, так и для здоровья человека. Это связано с тем, что алгоритм проведения замеров подразумевает принудительное создание тока КЗ, который при нормальном режиме работы является аварийным случаем. Чтобы избежать чрезвычайных ситуаций, требуется выполнить следующие условия:

• Перед началом испытания нужно убедиться, что относительная влажность воздуха в помещении не превышает 60% – 65%. При большем показателе водяные пары могут сработать как проводник.
• Контрольный замер сопротивления петли фаза-ноль может сопровождаться возникновением искры, из-за чего проведение подобной операции в помещениях с легковоспламеняющимися жидкостями или газами категорически запрещено.
• При вычислении сопротивления на контуре, необходимо использовать положенное по технике безопасности защитное обмундирование.
• Замеры петли фаза-ноль должна проводиться только при известном сопротивлении на контуре заземления. Это позволить выставить на измерительном приборе нужные параметры.

Для проведения замера, следует пройти аттестацию и иметь на руках допуск к манипуляциям с электроустановками не ниже, чем 3 группы. Проведение замеров – это ответственная работа, связанная с повышенной опасностью.

Приборы для замера петли фаза-ноль

Для проведения измерений петли фаза-ноль используются специализированные приборы. В торговых точках можно встретить 3 основных типа устройств, которые имеют немного разный принцип работы и конструктивные особенности:

• ИФН-200. Высокотехнологичный прибор, позволяющий произвести измерения как активного, так и реактивного сопротивления. Помимо определения характеристик петли фаза-ноль, устройство может работать в режиме омметра и вольтметра.

При использовании ИФН-200 не требуется проверка показателей заземляющего и фазного кабелей, так как прибор самостоятельно определяет требуемый диапазон измерений.

Микропроцессор, встроенный в устройство, позволяет добиться точности измерений до 3%, а также имеет функцию памяти на 35 предыдущих настроек.

Является одним из самых точных и надёжных приборов, представленных на рынке.

• MZC-300. Многофункциональный электронный инструмент от российской компании Sonel с 20-летней историей.

Прибор позволяет провести измерение в цепи с номинальным напряжением до 0,5 кВ. Определяет возможный ток КЗ, измеряет полное сопротивление на контактах всех видов заземляющих проводников СИП.

Интерфейс оборудования совместим с ПК через беспроводное соединение по Bluetooth. Позволяет составлять базы данных и проводить расчёты дополнительных параметров электросети.

• M-417. Прибор, выпускавшийся ещё в советские времена, позволяет измерить сопротивление на петле фаза-ноль с граничными параметрами от 0.1 до 2,0 Ом. Обработка результатов измерений проводится в соответствии с нормами ПУЭ, прибор обеспечивает проверку ожидаемого тока КЗ на кабельной линии с напряжением до 0,4 кВ.

Устройство оснащено базовыми средствами защиты от перегрева и автоматически отключается при образовании потенциала более 36В. Скорость реакции составляет менее 0,3 секунд с момента замыкания цепи.

Перед началом измерений, приборы должны быть настроены и пройти поверку, во избежание выдачи некорректных результатов.

Схема подключения прибора

После проведения настройки, перед началом измерений, прибор должен быть правильно подключён к сети. Способ и схема включения зависят от методики проведения испытаний:

• При замере ожидаемого тока короткого замыкания. Для достижения максимальной эффективности измерений, прибор должен быть включён в цепь как можно дальше от УЗО. В таком случае, при формировании КЗ и срабатывании автомата, достигается уверенность в правильности подбора защитного устройства. То есть, УЗО сработает в любой точке цепи.
• Проверка петли фаза-ноль методом снижения напряжения. Для осуществления измерений, напряжение в сети полностью отключается. После этого, в цепь включается устройство, дающее опорное сопротивление и проводится замер фаза-нуль. Данный метод не связан с возникновением переменного тока в сети, что исключает образование КЗ и искры. Испытание может проводиться при особо опасных условиях.
• Самая сложная, но рабочая схема включения прибора в сеть – метод амперметра-вольтметра. При проведении замеров требуется использование дополнительного устройства – понижающего трансформатора. Испытания проводятся посредством замыкания кабеля с пониженным напряжением и силой тока на проводниковой части корпуса оборудования. Показатели, полученные в ходе измерений, не являются конечными, и сопротивление петли должно быть рассчитано по формуле.

На практике, чаще всего используется первый способ измерения сопротивления петли фаза-нуль. Такая методика не требует дополнительного оборудования и даёт конечные показатели максимально быстро и точно. При проведении замеров, щупы прибора подключатся в цепь C–N (фаза-ноль), C–PE (фаза-дополнительный проводник на нейтрали) или ТТ (с использованием трансформатора).

Методика измерения

Для получения корректных результатов измерений, все работы должны проводиться в строгом соответствии с приведённым ниже алгоритмом:

1. На первом этапе определяется суммарное сопротивление цепи, а также граничные условия для срабатывания УЗО при фактическом токе КЗ:

• Суммарное сопротивление контура определяется при замыкании щупов прибора между фазным кабелем и проводником заземления в цепи.
• На современном электронном приборе имеется соответствующая функция, которая отображается на дисплее словом «loop», или «петля». Необходимо выбрать данный показатель, после чего задать другие граничные условия – тип, номинальный ток и период срабатывания УЗО.
• Прибор включается в цепь по схеме С-N. При корректной работе оборудования, на экране появятся 3 показателя – Z (искомая величина – суммарное сопротивление цепи), ISC (ожидаемый ток КЗ) и Lim (минимальный ток КЗ, для которого рассчитывается УЗО).
• Для отображения показателей на экране, прибор приводится в активное состояние после нажатия клавиши Test.
• Определение необходимого сопротивления петли фаза-нуль для срабатывания УЗО. Перед проведением испытания на дисплее выбирается соответствующая индикация Z_S, которая в международной системе означает УЗО.
• Считывание показаний производится после отображения трёх величин Z, ISC, Lim, описанных выше.

2. Суммарное сопротивление линии, ожидаемый ток КЗ:

• На дисплее прибора выбирается параметр «Линия».
• Испытание проводится посредством последовательного включения прибора по схемам фаза-фаза и фаза-нейтраль.
• После каждого подключения на устройстве нажимается клавиша Test, а показатели Z, ISC и Lim заносятся в протокол испытаний.

Важно! При выполнении измерений с помощью прибора, необходимо убедиться, что напряжение в сети постоянное, без перепадов. Если это условие не соблюдается, измерение должно проводиться несколько раз со сравнением полученных показателей. Лучшим решением для определения параметров работы нестабильной сети будет временное включение стабилизатора напряжения. Переменные показания прибора, выходящие за рамки допустимой погрешности, определяют необходимость использования стабилизирующего оборудования.

 

Таблица нормативных показателей полного сопротивления петли фаза-нуль

Сечение фазной жилы кабеля, мм2	Сечение нулевой жилы кабеля, мм2	Суммарное сопротивление цепи фаза-ноль на кабелях с ПВХ изоляцией, Ом/км, при температуре нагрева жилы до +65 оС
		Вид металла кабельной жилы
		Алюминий			Медь
		Сопротивл. фазы, rф	Сопротивл. нуля r0	Суммарное сопротивл. цепи, Z	Сопротивл. фазы, rф	Сопротивл. нуля r0	Суммарное сопротивл. цепи, Z
1,5	1,5	—	—	—	14,55	14,55	29,10
2,5	2,5	14,75	14,75	29,50	8.73	8.73	17.46
4,0	4,0	9,20	9,20	18.40	5.47	5.47	10.94
6,0	6,0	6,15	6,15	12.30	3.64	3.64	7. 28
10,0	10,0	3,68	3,68	7.36	2.17	2.17	4.34
16,0	16,0	2,30	2,30	4.60	1.37	1.37	2.74
25,0	25,0	1,47	1,47	2.94	0.873	0.873	1.746
35,0	35,0	1,05	1,05	2.10	0.625	0.625	1.25
50,0	25,0	0,74	1,47	2.21	0.436	0.873	1.309
50,0	50,0	0,74	0,74	1. 48	0.436	0.436	0.872
70,0	35,0	0,527	1,05	1.577	0,313	0.625	0.938
70,0	70,0	0,527	0,527	1.054	0,313	0.313	0.626
95,0	50,0	0,388	0,74	1.128	0,23	0.436	0.666
95,0	95,0	0,388	0,388	0.776	0,23	0.23	0.46
120,0	35,0	0,308	1,55	1.858	0,181	0. 625	0.806
120,0	70,0	0,308	0,527	0.835	0,181	0.313	0.494
120,0	120,0	0,308	0,308	0.616	0,181	0.181	0.362
150,0	50,0	0,246	0,74	0.986	0,146	0.436	0.582
150,0	150,0	0,246	0,246	0.492	0,146	0.146	0.292
185,0	50,0	0,20	0,74	0.94	0,122	0.436	0. 558
185,0	185,0	0,20	0,20	0.40	0,122	0.122	0.244
240,0	240,0	0,153	0,153	0.306	0,090	0.090	0.18

 

 

Таблица сопротивления трансформатора

Показатель мощности трансформатора, кВ А	25	40	63	100	160	250	400	630	1000
Значение сопротивления трансформатора, ZT / 3, Ом	0,30	0,18	0,12	0,067	0,055	0,028	0,018	0,014	0,0088

 

Таблица зависимости сопротивления УЗО от силы тока

Сила тока автоматического выключателя, Iавт, А	1	2	6	10	12	16	20	25	32–40	Свыше 50
Сопротивление автоматического выключателя, Rавт, Ом	1,44	0,46	0,061	0,024	0,013	0,01	0,007	0,0056	0,004	0,001

 

Таблица зависимости сопротивления дуги от сопротивления цепи

Сопротивление цепи, Rцепи, Ом	0,05	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8	1,0	1,5	Свыше 2
Сопротивление дуги, Rдуги, Ом	0,015	0,022	0,032	0,04	0,045	0,053	0,058	0,075	0,08	0,12	0,15

 

Формулы для расчёта

После проведения измерений и занесения результатов в протокол установленной формы, необходимо провести некоторые вычисления, которые позволят проверить работоспособность УЗО и кабельных линий. Вычисления сводятся к использованию стандартных электротехнических формул, в соответствии с ПУЭ:

• Формула сопротивления петли фаза-ноль:

Z = ZS + ZT / 3,

Z – искомая величина сопротивления петли фаза-нуль,

ZS – суммарное сопротивление всех жил кабелей, входящих в цепь,

ZТ – сопротивление трансформатора, подключенного к цепи.

• Ожидаемая сила тока наступления однофазного КЗ:

I_КЗ = U_Ф / Z,

I_КЗ – искомая величина,

U_Ф – номинальное напряжение на фазном кабеле,

Z – значение сопротивления петли фаза-ноль, определяемое по формуле, приведённой ниже.

• Время защитного автоматического отключения УЗО является табличной величиной, и не должно превышать следующих значений:

U_Ф = 127 В, TN_пред = 0,8 с,

U_Ф = 220 В, TN_пред = 0,4 с,

U_Ф = 380 В, TN_пред = 0,2 с,

U_Ф более 380 В, TN_пред = 0,1 с,

TN_пред – максимально допустимое время срабатывания защитного автоматического отключения УЗО.

• Полное предельное сопротивление проводника, обеспечивающего защитное отключение УЗО:

Z_П = 50 Z / U_Ф,

50 – константа, характеризующая снижение номинального напряжения в проводнике на участке цепи между заземляющим кабелем и щитком, где установлен УЗО.

• Сила тока короткого замыкания, при достижении которого происходит автоматическое аварийное отключение:

I_{КЗ факт} = U_Ф / Z_П.

Из приведённых формул видно, что зависимость расчёта каждого показателя выводится из стандартного закона Ома в каноническом виде. Численные значения характеристик принимаются по результатам проведённых измерений, либо определяются по таблицам, приведённым выше. Формула сопротивления петли фаза-нуль является основной расчётной величиной

Считывание полученной информации

Вне зависимости от типа, модели и модификации прибора, считывание показателей производится с интерактивного жидкокристаллического дисплея после нажатия на клавишу «Старт» или «Test».

Более дорогие версии оборудования снабжаются крупным многострочным дисплеем, на котором отображаются сразу все необходимые данные. Если прибор имеет маленький встроенный дисплей, информация на нём высвечивается не полностью. Для получения всех сведений требуется пролистывание экрана путём нажатия клавиш «Sel» или «Z/L».

Некоторые устройства из числа повышенной ценовой категории снабжены функцией памяти на несколько последних настроек, как правило, от 5 до 35 позиций. Это значительно упрощает работу специалистов на крупном объекте. Занесение каждого измерения в память прибора позволяет отложить составление протокола до начала камеральных обработок натурных испытаний электрической сети.

Анализ результатов измерения и оформление формы протокола замера

По результатам измерения, полученные сведения заносятся в протокол установленной формы. Данный документ заверяется экспертом, имеющим необходимую квалификацию и допуск, после чего он вступает в законную силу и прикладывается к общей папке для сдачи объекта. В протоколе указываются следующие сведения:

• Данные о компании, силами которой были проведены измерения.
• Порядковый номер, название и дата составления бумаги.
• Официальные сведения о заказчике испытаний.
• Данные, обосновывающие необходимость проведения замеров. В этой графе указывается информация, для какой цели проводилась работа – приёмка объекта в эксплуатацию, проведение периодической инспекции, либо испытания после проведения ремонта и замены электротехнических установок.
• Сведения о климатических параметрах в помещении, где производились измерения. Если проверка проводилась в отношении внешней кабельной линии, указываются параметры наружного воздуха в день испытаний.
• Таблица с результатами измерений, оформленная в соответствии с требованиями ПУЭ.
• Сведение о приборах, использовавшихся в ходе испытаний с указанием даты их поверки.
• Выводы экспертной комиссии.

Протокол испытаний подтверждает безопасность эксплуатации кабельной сети и электрооборудования. При выдаче положительного заключения ответственное лицо ставит личную подпись, а представителем компании заверяют бумагу синей печатью, что говорит об ответственности, возложенной на предприятие.

Пример протокола испытаний

 

Протокол № ___

Проверки согласования параметров цепи фаза-ноль с характеристиками автоматов защиты и целостности защитных проводников

Климатические параметры, по состоянию на дату проведения испытаний

Температура воздуха ___ ^оС, Относительная влажность воздуха __%, Атмосферное давление ___ мм рт. ст.

Цель проведения измерений:

 

Нормативная техническая документация, на соответствие которой были проведены испытания:

 

1. Результаты замеров

№ Поз.	Проверяемый участок цепи, место установки автомата защиты	Аппарат защиты от сверхтока				Измеренное значение сопротивления цепи фаза-ноль, Ом			Измеренное (расчётное) значение тока однофазного замыкания, А			Время срабатывания автомата защиты, сек.
		Типовое обознач.	Тип расцеп.	Номин. ток	Диапаз. тока срабат. расцеп. коротк. замык.	А	В	С	А	В	С	Максим. допуст.	По время-токовой хар-ке
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
	Щит силовой, №1
1	Группа № 1	ВА6730	С	10	50 – 100	0,6			366			0,4	0,01
2	Группа № 2	ВА6730	С	10	50 – 100		0,5			440		0,4	0,01
3	Группа № 3	ВА6730	С	16	80 – 160			0,4			550	0,4	0,01
4	Группа № 4	ВА6730	С	25	125–250	0,5			440	440		0,4	0,01
5	Группа № 5	ВА6730	С	16	80 – 160		0,5					0,4	0,01

 

Заключение: Параметры цепи фаза-ноль соответствуют требованиям ПУЭ, п. № 3.1.8, п № 1.7.79

Измерения провели:

Ведущий инженер ЭИЛ: Авилов / Авилов А. Ю.

Инженер ЭИЛ: Иванов / Иванов С. О.

Протокол проверил и утвердил:

Начальник ЭИЛ: Кочетков / Кочетков М. А.

Дата __. __.____

Периодичность проведения испытаний

Согласно требованиям норм ПУЭ, натурные испытания со снятием показаний сопротивления петли фаза-ноль и проверкой тока КЗ должны проводиться со следующей периодичностью:

• Перед введением нового объекта в эксплуатацию.
• После проведения ремонтных работ и замены отдельных устройств.
• В профилактических целях – не реже, чем 1 раз в 3 года.

При проведении повторных испытаний составляется новый протокол, при котором старый документ теряет актуальность.

Коротко о главном

Измерение сопротивления петли фаза-нуль с определением тока КЗ и проверкой времени срабатывания защитного автомата УЗО – обязательная и ответственная процедура. Данная работа регламентируется требованиями ПУЭ, результаты заносятся в протокол, подлежащий согласованию в Ростехнадзоре. Испытания проводятся специальным контрольно-измерительным оборудованием, которое должно пройти поверку. Замеры проводятся с использованием разных схем подключения к сети и последующим считыванием информации на дисплее приборов. После получения результатов измерения сопротивления, оставшиеся значения определяются по формулам, выведенными из закона Ома.

Измерение петли фаза-ноль | Электролаборатория БЭТЛ Ярославль

Краткое содержание.

1. Петля Ф-Н — это измерение в электроустановках до 1000 В. Представляет из себя контур, соединяющий фазу и ноль.
2. Необходимо для проверки качества монтажа и соответствия защитной автоматики сечению проводов.
3. Периодичность — не реже 1 раза в 3 года.
4. Обычно проводится без снятия напряжения.
5. При помощи прибора ИФН или аналогичного измеряется ток короткого замыкания (КЗ) в самой отдаленной точке от распределительного щита.
6. Ток КЗ должен быть больше номинала защитного устройства не менее чем в 3 раза.
7. Протокол содержит номинал автомата, соответствующие измеренные значения и другие данные установленной формы.

1. Что такое петля фаза-ноль

В электрических установках напряжением до 1000 вольт с глухозаземленной нейтралью обязательна металлическая связь частей, подлежащих заземлению, с заземленной нейтралью электроустановки. Для таких установок должно быть измерено сопротивление петли, образованной при коротком замыкании фазы на корпус аппарата. Это сопротивление равно сумме полных сопротивлений  фазового провода, фазы силового трансформатора и нулевого провода.

Цепь (петля) фаза-ноль в электроустановках с глухозаземленной нейтралью образуется при замыкании фазного провода с нулевым или корпусом электрооборудования. Обычно это происходит при повреждении изоляции электропроводки. В случае такой аварии устройства защиты (автоматические выключатели, предохранители) должны отключить электроустановку в кратчайшее время, обеспечивающее условия электробезопасности.

Петля фаза-ноль — это контур, состоящий из соединения фазного и нулевого проводника. Сопротивление петли фаза-ноль зависит от сечения жил кабеля, его протяженности, переходных сопротивлений в соединительных коробках данной линии. Измерения проводят на самом удаленном от аппарата защиты участке линии.

2. Зачем необходимо измерение

При повреждении электрооборудования или электропроводки от короткого замыкания, перегрузки, аппараты защиты должны мгновенно отключать поврежденный участок цепи.

Данное испытание необходимо для проверки соответствия уставки токовой отсечки автоматических выключателей, УЗО, дифавтоматов, реле и т.д. току короткого замыкания. То есть необходимо знать, отключит ли аппарат защиты поврежденную линию и за какое время. Это позволит проверить качество монтажа, подбор защитной автоматики и сечения проводов.

2.1. Периодичность проведения измерений

Замеры проводятся после выполнения монтажных и ремонтных работ. В дальнейшем профилактическая проверка производится не реже чем раз в 3 года.

По усмотрению ответственного за электрохозяйство испытания проводятся чаще.

3. Какие приборы используют?

• М-417 — выпускался до 1985 года. Аналоговый прибор, время измерения устанавливается вручную. Измеряет сопротивление петли, ток короткого замыкания необходимо рассчитывать.
• Щ 41160 – выпускался на замену М-417. Цифровой прибор, измеряет ток короткого замыкания. Время протекания измерительного тока не более 10 мс., перерыв до повторного включения не менее 15 минут.
• MZC-300 – измеряет полное сопротивление петли фаза-ноль, автоматически вычисляет ток короткого замыкания. Время протекания тока 30 мс. Достоверность показаний гарантируется только при применении фирменных соединительных проводов.
• ИФН-200 – имеет характеристики, аналогичные МZС-300. Дополнительно позволяет измерять переходное сопротивление контактных соединений. Можно применять провода произвольной длины. Встроенная память на 35 измерений.
• ИФН-300 – выпускается на замену ИФН-200. Дополнительно измеряет сопротивление петли фаза-фаза. Встроенная память на 10 000 измерений.

4. Порядок измерения петли фаза-ноль

Измерение сопротивления цепи фаза-ноль может проводиться со снятием и без снятия напряжения. В большинстве случаев выполняются без снятия напряжения.

Измерения без снятия напряжения могут выполняться:

• В режиме дополнительной нагрузки. Замыкание цепи фаза-ноль происходит через дополнительную нагрузку. При этом измеряются падение напряжение и ток, проходящий через нагрузку и вычисляется сопротивление петли.
• В режиме кратковременного замыкания цепи. Время замыкания составляет несколько миллисекунд. Этот способ реализован в большинстве современных приборов.

4.1. Методика измерения

Измерение характеристик петли зависит от выбранной методики и используемого прибора. Наиболее часто применяются приборы, измеряющие непосредственно сопротивление петли фаза-ноль с дальнейшим вычислением прогнозируемого тока короткого замыкания. Например, с помощью ИФН-200.

Прибор подключается к рабочей цепи в наиболее отдаленной точке от вводного щита. При отсутствии возможности определить самую дальнюю точку линии, измерения выполняются по всем или нескольким точкам данной линии. Далее по полученным значениям производится сравнение тока возможного короткого замыкания с характеристиками аппарата защиты.

4.2. Выводы о результатах

Результаты измерений сопротивления петли фаза-ноль заносятся в протокол. Это позволяет сохранить результаты и использовать их для сравнения в будущем.

Согласно п. 28.4. прил. 3.1 ПТЭЭП ток короткого замыкания должен превышать не менее чем:

• в 3 раза плавкую вставку ближайшего предохранителя;
• в 3 раза номинальный ток нерегулируемого расцепителя или уставку тока регулируемого расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратно зависимую характеристику.

4.3 Форма протокола

В отчете отражается:

1. Участок цепи (группа в распределительном щите).
2. Тип автомата защиты и номинальные токи ( в амперах) теплового и электромагнитного расцепителей.
3. Измеренное значение сопротивления петли (если прибор его измеряет) на линиях A (L1), B (L2), C (L3).
4. Измеренное значение тока короткого замыкания (если прибор его измеряет) на линиях A (L1), B (L2), C (L3).
5. Допустимые коэффициенты срабатывания защиты для теплового и электромагнитного расцепителя. Для автомата с характеристикой С это 3 и 10.
6. Фактический коэффициент срабатывания защиты. Отношение измеренного тока к номинальному току автомата.
7. Соответствие фактического коэффициента допустимым. Если рассчитанное в п. 6 значение больше 10 то автомат отключится меньше чем за 0,1 секунды. Если меньше 10 но больше 3, время отключения сложно определить. Оно будет в интервале 0,1 — 30 секунд.

Зная параметры автомата защиты конкретной линии, после проведения измерения, можно с уверенностью сказать, сможет ли автомат сработать при коротком замыкании или возможно возгорание проводов.

В конце составленной формы подводятся итоги испытания. При отсутствии замечаний в заключении указывается возможность дальнейшей эксплуатации сети без принятия дополнительных мер, а при наличии — список необходимых действий.

Своевременный поиск проблемных участков линий электропитания позволяет принимать профилактические меры. Это не только делает работу электроустановки более безопасной, но и увеличивает срок эксплуатации сети.

квантовое состояние — Можно ли определить фазу $\pi$ или 0 для схемы с одним кубитом X H P?

спросил 2 года 8 месяцев назад

Изменено 3 месяца назад

Просмотрено 155 раз

$\begingroup$

Я нашел ответ, который показывает, как определить фазу в таких случаях, как $0$, $\pi/8$, $\pi/2$, $\pi/4$ или $\pi$, чтобы схема подготовила состояние как H P, где P — фазовый вентиль типа $I$, $U1(\pi/8)$, $S$, $T$ или $Z$.

Но в моем случае схема для подготовки состояния это $X H P$, где $P$ это $X$ вентиль (условно фаза $\pi$) или $ID$ (условно фаза 0).

Эта схема в Qasm с условной фазой равной $\pi$:

 x q[0];
ч д[0];
х д[0];
 

с условной фазой равной $0$:

 x q[0];
ч д[0];
идентификатор д[0];
 

Добавление вентиля $H$ (как в приведенном выше ответе) не обнаруживает разницы для условной фазы $\pi$ и фазы $0$ (но обнаруживает для фаз $\pi/2$, $\pi/4$ , $\pi/8$, если $P$ равно $S$, $T$, $U1(\pi/8)$ соответственно).

Можно ли определить условно фазу $P$ $\pi$ или 0 для этой схемы в состояние подготовки?

• квантовое состояние
• программирование
• измерение
• оценка фазы

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Я думаю, что в отличие от относительной фазы в ответе, на который вы ссылаетесь, в вашем случае это глобальная фаза:

9{iδ}|ψ⟩$, см. также ответ.

$\endgroup$

3

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

Как измерить и сбросить кубит в середине выполнения схемы

11 февраля 2021 г. | Сценарий: Пол Нейшн и Блейк Джонсон

Категория: Квантовые вычисления

Поделиться этой публикацией:

IBM Quantum работает над тем, чтобы в течение следующих двух лет предоставить разработчикам всю мощь квантовых вычислений посредством внедрения динамических схем, как подчеркивается в нашей недавно выпущенной дорожной карте Quantum Developer Roadmap. Динамические схемы — это схемы, которые обеспечивают богатое взаимодействие между классическими и квантовыми вычислительными возможностями, все в пределах времени когерентности вычислений, и будут иметь решающее значение для развития исправления ошибок и, следовательно, отказоустойчивых квантовых вычислений. Тем не менее, есть много технических вех на пути, которые отслеживают прогресс, прежде чем мы достигнем этой конечной цели. Главным из них является возможность измерять и сбрасывать кубит в середине выполнения схемы, которую мы теперь включили во всем парке систем IBM Quantum, доступных через IBM Cloud.

Измерение лежит в основе квантовых вычислений. Хотя высокоточные измерения часто упускают из виду, они позволяют классическим системам (включая нас, людей) достоверно извлекать информацию из области, в которой работают квантовые компьютеры. Измерения обычно происходят в конце квантовой схемы, что позволяет при повторных выполнениях собирать информацию о конечном состоянии квантовой системы в виде дискретного распределения вероятностей в вычислительной базе. Тем не менее, возможность измерить кубит в середине вычислений имеет явные вычислительные преимущества.

Измерения в средней цепи играют две основные роли в вычислениях. Во-первых, их можно рассматривать как булевы тесты свойства квантового состояния перед окончательным измерением. Например, в середине схемы можно спросить, находится ли регистр кубитов в положительном или отрицательном собственном состоянии оператора, образованного тензорным произведением операторов Паули. Такие «стабилизирующие» измерения составляют основной компонент квантовой коррекции ошибок, сигнализируя о наличии ошибки, которую необходимо исправить. Точно так же измерения в середине схемы можно использовать для проверки состояния квантового компьютера в присутствии шума, что позволяет осуществлять пост-выбор окончательных результатов измерения на основе успеха одной или нескольких проверок работоспособности.

Измерения, выполняемые во время выполнения вычислений, могут иметь и другие удивительные функции — например, прямое влияние на динамику квантовой системы. Если система изначально подготовлена ​​в сильно запутанном состоянии, то разумный выбор локальных измерений может «направить» вычисления в нужном направлении. Например, мы можем создать состояние GHZ с тремя кубитами и преобразовать его в состояние Белла с помощью измерения по оси x на одном из трех кубитов; в противном случае это привело бы к смешанному состоянию, если бы оно измерялось в вычислительной базе. Более сложные примеры включают вычисление состояния кластера, где все вычисление запечатлевается в состоянии кубита посредством последовательности измерений.

Сброс кубита

Тесно связана с промежуточными измерениями возможность сброса кубита в исходное состояние в любой момент вычисления. Многие важные приложения, такие как решение линейных систем уравнений, используют вспомогательные кубиты в качестве рабочего пространства во время вычислений. Для вычислений требуется значительно меньше кубитов, если после их использования мы можем вернуть кубит в основное состояние с высокой точностью. При размерах систем в диапазоне 100 кубитов место в современных зарождающихся квантовых системах имеет большое значение, а сброс по требованию необходим для запуска сложных приложений на ближайшем оборудовании. На рисунке 1 ниже мы выделяем пример качества операций сброса на процессорах Falcon текущего поколения IBM Quantum в системе Montreal, рассматривая ошибку, связанную с одной или несколькими операциями сброса, примененными к случайному однокубитному начальное состояние.

Рисунок 1: мы выделяем пример качества операций сброса на текущем поколении процессоров IBM Quantum Falcon_r4, рассматривая ошибку, связанную с одной или несколькими операциями сброса, примененными к случайному начальному состоянию одного кубита.

 

Внутренне эти инструкции сброса состоят из измерения промежуточного контура, за которым следует x-гейт, обусловленный результатом измерения. Таким образом, эти операции условного сброса представляют собой один из первых шагов IBM Quantum в области динамических квантовых схем, наряду с нашими недавними результатами, демонстрирующими реализацию итеративного алгоритма оценки фазы. Тем не менее, хотя методы управления, необходимые для итеративной оценки фазы, все еще находятся в стадии разработки, сегодня вы можете использовать промежуточные измерения и условные сбросы.

Мы можем объединить обе представленные здесь концепции в простые примеры. Во-первых, на рис. 2 показана схема, использующая промежуточные измерения и инструкции условного сброса для поствыбора и повторного использования кубитов.

Рисунок 2: схема, использующая промежуточные измерения и инструкции условного сброса для последующего выбора и повторного использования кубитов.

 

Эта схема сначала переводит все кубиты в основное состояние, а затем переводит кубит 0 (q0) в неизвестное состояние с помощью случайного унитарного SU(2). Затем он проецирует q0 в x-базис с собственными значениями 0 или 1, запечатленными в q1, указывая, остался ли кубит в состояниях |+> (0) или |-> (1) x-базиса. Мы измеряем q1 и сохраняем результат для последующего использования в качестве флагового кубита для определения того, какие выходные состояния соответствуют каждому собственному значению. Шаг 3 схемы сбрасывает уже измеренный q1 в основное состояние, а затем генерирует запутанную пару Белла между двумя кубитами. Пара Белла — это либо |00>+|11>, либо |00>-|11>, в зависимости от того, находится ли q0 в состоянии |+> или |-> перед вентилем CNOT соответственно. Наконец, чтобы различать эти состояния, мы используем вентили Адамара для преобразования состояния |00>-|11> в |01>+|10> перед измерением.

На рис. 3 показан результат выполнения такой схемы в системе IBM Quantum Casablanca с семью кубитами, где мы видим, что измерение флагового значения кубита, измеренное до (выделено жирным шрифтом), правильно отслеживает ожидаемые состояния Белла, генерируемые на выходе. . Сбор маргинальных отсчетов по значению флагового кубита указывает долю начального случайного состояния q0, которое было в состоянии |+> или |-> после проекции. Для рассматриваемого здесь примера эти значения составляют ~16% и ~84% соответственно. Доминирующим источником ошибки в результате является расфазировка из-за относительно большой (~4мкм) продолжительности измерений в системах генерации тока. Будущие версии процессора обеспечат более быстрые измерения, уменьшая влияние этой ошибки.

Далее мы рассмотрим вычислительные преимущества использования сброса для уменьшения числа кубитов, необходимых в 12-кубитной задаче Бернштейна-Вазирани (рис. 3). Как написано, эта схема не может быть реализована непосредственно в системе IBM Quantum, а скорее требует введения шлюзов SWAP, чтобы удовлетворить ограниченные возможности подключения в таких системах, как наши процессоры Falcon и Hummingbird на основе тяжелых шестнадцатеричных кодов. Действительно, компиляция этой схемы с помощью Qiskit дает схему, для которой требуется 42 вентиля CNOT на массивной шестигранной решетке. Точность выполнения этой скомпилированной схемы в системе IBM Quantum Kolkata дает разочаровывающие 0,007; вывод — это по существу шум.

Однако, имея возможность измерять и сбрасывать кубиты во время полета, мы можем преобразовать любую схему Берштейна-Вазирани в схему всего с двумя кубитами, не требующую дополнительных вентилей SWAP. Для предыдущего примера соответствующая схема:

И выполнение на той же системе дает значительно улучшенную точность 0,31; улучшение в 400 раз по сравнению со стандартной реализацией. Это показывает, как с измерением и сбросом в середине схемы можно писать компактные алгоритмы с заметно более высокой точностью, чем это было бы возможно без этих динамических строительных блоков схемы.

Измерение в середине схемы и условный сброс представляют собой важный первый шаг к динамическим схемам, который вы можете начать внедрять в свои квантовые схемы, пока мы говорим. Мы рады видеть, что наши пользователи могут делать с этой новой функциональностью, в то время как мы продолжаем расширять разнообразие схем, которые могут работать наши устройства.