Как замерить заземление: Страница не найдена — Я

Выберите Afterpay в качестве способа оплаты

Используйте существующую дебетовую или кредитную карту

Завершите оформление заказа за секунды

Никаких длинных форм, мгновенное утверждение онлайн

Оплатите 4 равными платежами

Платите раз в две недели, наслаждайтесь покупкой прямо сейчас!

Все, что вам нужно:

1) австралийская дебетовая / кредитная карта Visa или Mastercard; 2) быть старше 18 лет; 3) Жить в Австралии

Чтобы ознакомиться с полными условиями Afterpay, посетите https: // www. afterpay.com.au/terms

© 2017 Afterpay

Руководство по измерению удельного сопротивления земли, импеданса заземления и потенциала земной поверхности системы заземления

Испытания на удельное сопротивление грунта

Показания на небольшой глубине в 6 дюймов, 1 фут, 1,5 фута, 2 фута и 2,5 фута важны для проектирования заземления, поскольку заземляющие проводники обычно проложены на глубине 1,5–2,5 фута ниже поверхности земли. Чтобы точно рассчитать, как эти проводники будут работать на этих глубинах, необходимо снять показания неглубокого грунта. Эти неглубокие показания становятся еще более важными, когда инженеры рассчитывают повышение потенциала земли, напряжения прикосновения и ступенчатые напряжения.

Очень важно, чтобы измерительные датчики и датчики тока были вставлены в землю на надлежащую глубину для измерения удельного сопротивления почвы на мелководье. Если зонды введены слишком глубоко, может быть трудно определить удельное сопротивление неглубокой почвы. Практическое правило состоит в том, что глубина проникновения потенциальных щупов не должна превышать 10% расстояния между выводами, в то время как датчики тока не должны перемещаться более чем на 30% от расстояния между выводами.

Часто тип используемого измерителя определяет максимальную читаемую глубину или интервал.Общее правило заключается в том, что высокочастотные измерители удельного сопротивления почвы подходят для расстояний между штырями не более 100 футов, особенно в почвах с низким удельным сопротивлением. Для большего расстояния между выводами требуются низкочастотные измерители удельного сопротивления почвы. Они могут генерировать необходимое напряжение, необходимое для проталкивания сигнала через почву на большие расстояния и обнаружения слабого сигнала без наведенного напряжения от выводов ввода тока.

Испытания удельного сопротивления грунта следует проводить как можно ближе к предлагаемой системе заземления, принимая во внимание физические элементы, которые могут вызвать ошибочные показания.Есть две (2) проблемы, которые могут вызвать низкое качество показаний:

1. Электрические помехи, вызывающие попадание нежелательного сигнального шума в счетчик.
2. Металлические предметы «сокращают» электрический путь от датчика к датчику. Практическое правило здесь заключается в том, что между измерительной траверсой и любыми параллельными заглубленными металлическими конструкциями должен соблюдаться зазор, равный расстоянию между штифтами.

Очевидно, что тестирование вблизи рассматриваемого объекта имеет важное значение; однако это не всегда практично.У многих электроэнергетических компаний есть правила относительно того, насколько точным должен быть тест на удельное сопротивление почвы, чтобы он был действительным. Геология местности также играет важную роль в уравнении, поскольку совершенно разные почвенные условия могут существовать только на небольшом расстоянии.

Если остается мало места или плохие условия для проведения надлежащего испытания на удельное сопротивление почвы, следует использовать ближайшее доступное открытое поле с как можно более похожими геологическими условиями почвы.

Тесты на целостность, поляризацию и заземление

Проверка целостности заземления

Целью проверки целостности заземления является проверка того, что все токопроводящие части продукта, которые подвергаются контакту с пользователем, подключены к заземлению линии питания («зеленый» провод). Теория состоит в том, что если происходит нарушение изоляции, которое подключает напряжение линии электропередачи к обнаженной части, и пользователь затем вступает в контакт с этой частью, ток будет течь через цепь заземления с низким сопротивлением к зеленому проводу, отключая автоматический выключатель или взрывая цепь. предохранитель, а не протекает через более высокое сопротивление тела пользователя. Надежное соединение всех открытых проводящих частей с землей отводит ток от человека.

Поскольку многие старые дома могут быть подключены к двухпроводным системам без надежных заземляющих соединений, регулирующие органы требуют, чтобы все изделия, изготовленные с использованием трехпроводных шнуров, прошли те же испытания, что и незаземленные.В таких случаях пользователь защищен электрической изоляцией, а не защитным заземлением.

Проверка целостности заземления обычно выполняется с помощью слаботочного сигнала постоянного тока, который проверяет, чтобы сопротивление заземляющего соединения было меньше 1 Ом. Тестирование целостности заземления полезно не только для определения того, насколько хорошо продукт будет работать во время лабораторных исследований, но также полезно в среде производственной линии для обеспечения качества и безопасности пользователя.

Тест поляризации

Испытание поляризации обычно выполняется как часть одного из других испытаний, такого как испытание на утечку напряжения в сети или испытание на скачок напряжения.Это простой тест, который проверяет, что изделие, поставляемое с поляризованным шнуром питания (трехконтактная или двухконтактная вилка с нейтральным контактом больше другого), правильно подключено.

Проверка может быть просто визуальной проверкой или проверкой целостности проводки. Основная цель такого испытания — убедиться, что линейный и нейтральный проводники не поменяны местами.

Тест заземления

Тестирование заземления требует приложения источника сильного тока к проводящей поверхности продукта и измерения падения напряжения на заземлении. Это необходимо для определения того, что соединение является адекватным и что цепь может безопасно пропускать указанный ток. Один из распространенных методов тестирования заземления, показанный на рисунке 14, предусматривает использование источника 25 А между клеммой защитного заземления устройства и всеми проводящими частями, доступными пользователю. Используемый для этого тестер подает необходимый ток и отображает сопротивление цепи заземления в омах или миллиомах.

Поскольку сопротивление заземления обычно очень низкое, сопротивление соединительных проводов от самого тестера может вызвать ошибки в измерениях.Такие ошибки можно исправить либо путем измерения сопротивления проводов перед тестом и последующего вычитания этого значения из значения теста, либо с помощью испытательной установки «Кельвина». Соединение по шкале Кельвина автоматически компенсирует сопротивление проводов, подводя дополнительный провод к точке измерения. Дополнительный провод подключается таким образом, чтобы уравновесить сопротивление измерительного провода. Типичная испытательная установка с подключением по Кельвину показана на рисунке 14. Большинство стандартов рекомендуют сопротивление заземления <100 миллиом, за исключением кабеля питания.

Электрическое испытательное оборудование | Электростанция с розеткой

Мы вернулись. Если вы пропустили блог на прошлой неделе или вам нужно что-то напомнить, вы можете найти его здесь. На этой неделе мы рассмотрим большие электродные системы — гиганты наземных испытаний. Для больших парней мы можем использовать действительно очень длинные лиды или найти новый подход к ситуации. Que, наклон, пересекающиеся кривые и четырехпотенциальные методы наземных испытаний.

Давайте начнем с метода наклона.

Метод уклона

Если вы работаете с большой системой заземления, речь идет о тысячах футов, использование метода падения потенциала часто невозможно или почти невозможно. При использовании метода наклона вам не нужно находить «плоскую» часть кривой, что является синонимом метода падения потенциала, показанного ниже.

Рисунок 1. График падения потенциала Метод наземных испытаний.

Для реализации метода наклона показания измеряются на 20%, 40% и 60% текущего расстояния между датчиком.Даже если вы работаете на неоднородной почве, метод уклона дает точные и удовлетворительные результаты с относительно простой техникой.

Давайте пройдемся по шагам. Во-первых, вам, очевидно, необходимо подключить тестер заземления, который вы используете, к проверяемому стержню заземляющего электрода (E). В большой системе заземляющих электродов может быть много параллельных стержней, образующих комплекс, поэтому выберите наиболее удобный — возможно, на краю или в углу системы заземления. Затем датчик тока следует вставить на расстоянии D _c от E.Посмотрите на изображение ниже (Рисунок 2). Обычно это расстояние примерно в 2–3 раза превышает максимальный размер системы заземления.

Рис. 2. Схема метода уклона.

После того, как это будет установлено, потенциальные щупы вставляются в землю на расстоянии 20%, 40% и 60% от D _c . Затем вы просто измеряете сопротивление заземления на каждом из этих датчиков потенциала (шаг 1 ниже) и записываете сопротивление (R ₁ , R ₂ и R ₃ ).После того, как вы сделаете эти измерения, вы готовы заняться математикой. На шаге 2 вы увидите формулу для вычисления µ. Это значение представляет собой изменение наклона кривой сопротивления / расстояния.

Когда у вас есть это значение, перейдите к Таблице 1, показанной ниже. Эту таблицу (и полный набор инструкций) также можно найти в нашем удобном Руководстве по тестированию Земли (Спуск на Землю). Найдите значение D _P / D _C , которое соответствует µ, вычисленному на шаге 2. Кстати, D _P обозначает расстояние до потенциального зонда . Поскольку мы уже знаем D _C (расстояние до датчика тока), мы можем легко рассчитать новый D _P (расстояние до потенциального датчика), используя соотношение, которое мы нашли из таблицы на этапе 2. См. Этап 3 для этой формулы.

Таблица 1. Значения D _P / D _C для различных значений µ.

Теперь снова измерьте сопротивление земли на этом новом расстоянии от потенциального щупа.Это измерение будет называться «истинным» сопротивлением. Все еще следуете? Мы почти закончили. На этом этапе вы должны сделать все сначала, , извините. Но это легко, просто отодвиньте токовый щуп подальше, чтобы значение D _C было больше. После записи сопротивления заземления пора провести некоторые сравнения.

Если «истинное» сопротивление заметно снижается при увеличении D _C , расстояние датчика тока необходимо увеличить еще на . Если вы продолжите повторять этот процесс и строите график «истинного» сопротивления для каждого теста, ваша кривая начнет уменьшаться меньше, что указывает на более стабильные показания. Как только кривая станет стабильной, вы определите сопротивление вашей системы заземления.

Есть также некоторые заявления об отказе от ответственности, которые прилагаются к этому методу. Во-первых, и это скорее общее примечание, если вычисление µ больше значений, перечисленных в таблице, вам необходимо переместить текущий датчик подальше. Затем рекомендуется повторить этот тест в нескольких направлениях с различным расположением интервалов.В идеале результаты должны совпадать с разумной степенью согласия, чтобы вы могли быть уверены в их точности. Наконец, шум может быстро стать проблемой в больших системах тестирования. Вы должны использовать инструмент с расширенными техническими возможностями, который может легко преодолеть эффекты значительного шума.

Пересекающиеся кривые

Когда вы работаете с системой заземляющих электродов, которая состоит из множества стержней, соединенных в параллельную сеть, расположенных на большой площади, вы начнете сталкиваться с проблемами, когда дело доходит до испытания заземления.Некоторые методы могут потребовать от вас провести провод на расстоянии до 3000 футов от проверяемого электрода. Насколько это удобно? На помощь приходит метод пересекающихся кривых!

Чтобы помочь вам в этом путешествии, пожалуйста, обратитесь к рисунку ниже (Рисунок 3). Сейчас все станет немного сложнее. Во-первых, давайте познакомимся с игроками. У вас есть произвольная начальная точка (O), из которой производятся все измерения. Расстояние от O до потенциального электрода или токового электрода будет обозначаться как P и C соответственно.Затем можно построить кривую (например, abc ниже) сопротивления по отношению к потенциалу. Тогда, просто для удовольствия, предположим, что истинный электрический центр системы заземляющих электродов на самом деле находится в точке D, которая находится на расстоянии X от O. Вы еще не потерялись?

Теперь, когда у нас есть все переменные, мы знаем, что расстояние от истинного центра до текущего датчика равно C + X, верно? Верный. И истинное сопротивление возникает, когда потенциальный зонд находится на расстоянии 0,618 (C + X) от D.Итак, значение P должно быть равно 0,618 (C + X) — X. Если вы знаете значения X, вы можете вычислить значения P, а затем определить сопротивление прямо с кривой.

Почти готово. Пора построить новую кривую. На этот раз эти сопротивления (сверху) можно сопоставить со значениями X. Когда у вас есть новая кривая, пора повторить все заново с новым значением C. Ой.

На этом этапе у вас будут две кривые сопротивления относительно X. Когда вы накладываете эти кривые, точка пересечения — это сопротивление вашей системы заземляющих электродов.Если вы не уверены в достоверности своих результатов, вы можете повторить процесс в третий раз. Проще простого!

Рис. 3. Схема метода пересекающихся кривых

Четырехпотенциальный метод

Если вы все еще с нами, пора поговорить о нашем последнем методе — четырехпотенциальном методе. Он основан на методе падения потенциала, поэтому, если вы читали наш последний блог, то у вас должно быть преимущество.

Для начала вам необходимо настроить тестовые датчики, как показано на рисунке ниже (Рисунок 4).Вы будете проводить измерения от края электрической системы и устанавливать токовый пробник на подходящем расстоянии от системы заземления. Это расстояние может составлять до 2000 футов для больших систем заземления или областей с очень низким сопротивлением, что является серьезным недостатком этого метода. Но если вы сможете обойти эту маленькую деталь, вы будете золотыми!

Затем потенциальный зонд помещают на расстоянии, равном 20% от C (токовый зонд), и измеряют сопротивление. Этот тест повторяется для расстояний, равных 40%, 50%, 60%, 70% и 80% расстояния до датчика тока.Не нужно идти сегодня вечером в спортзал, вы получите много упражнений, перемещая потенциальный зонд вперед и назад! Полученные значения сопротивления затем подставляются в следующие четыре формулы… (Примечание: R ₁ = 20%, R ₂ = 40%, R ₃ = 50%, R ₄ = 60%, R ₅ = 70%, R ₆ = 80%).

После того, как вы закончите математику, каждое из значений R _∞ должно практически совпадать, и можно будет вычислить среднее значение для четырех результатов.Из-за предположений, сделанных для этой теории, возможно, что результаты уравнения (1) не будут такими точными, как другие. Если это так и (1) в сравнении выглядит как выброс, его можно проигнорировать и рассчитать среднее значение по другим 3 результатам.

Рисунок 4. Схема четырехпотенциального метода

Вы сделали это. Мы рассмотрели основы, но выбор остается за вами. Когда вы работаете с большой системой заземляющих электродов, вы всегда можете положиться на четыре потенциальных метода, метод пересечения кривых или метод наклона при наземных испытаниях.Для этого может потребоваться калькулятор или, возможно, энергетический напиток, но вы справитесь.

В следующий раз мы рассмотрим три последних метода наземных испытаний: «Мертвая земля» (две точки), «звезда-треугольник» и «Зажим».

Тесты заземления: правильный выбор

Что такое проверка системы заземления? На самом деле существует множество различных тестов, каждый из которых имеет разные цели и преимущества. Доктор Даррен Вудхаус, главный инженер Safearth, обрисовывает в общих чертах некоторые общие тесты.

Владельцы высоковольтных активов несут ответственность за их безопасную и эффективную работу с первого дня эксплуатации до конца срока службы. Хотя требования к испытаниям и техническому обслуживанию высоковольтного оборудования обычно хорошо известны, системы заземления часто остаются загадочной неизвестностью. Многие владельцы высоковольтных активов будут привлекать консультанта или техника для «проверки» их системы заземления — но как выглядит «испытание» заземления? На самом деле существует ряд исследований, которые можно провести, и в зависимости от цели конкретный тест может быть совершенно подходящим или, альтернативно, совершенно неинформативным или, возможно, даже вводящим в заблуждение.Следовательно, существует реальный риск того, что плохая тестовая информация может привести к неправильному принятию решений о соблюдении требований безопасности и заземлении работ по техническому обслуживанию.

В этой статье представлен обзор основных методов тестирования заземления, чтобы предоставить владельцам высоковольтных активов дополнительные рекомендации по определению и конкретизации своих требований, а также по оценке пригодности, надежности и ценности испытаний, проводимых их собственным персоналом и поставщиками услуг. Часть этой информации была подготовлена ​​Safearth для предстоящей версии IEEE80 и IEEE81.

Тестирование под давлением

— самый информативный способ проверки работоспособности и безопасности системы заземления. Он направлен на оценку фактических характеристик системы заземления путем воспроизведения реальной неисправности (в небольшом масштабе) и измерения последствий. Для этого устанавливается цепь между тестируемой системой заземления и удаленной точкой впрыска. В идеале эта схема должна отражать действительную неисправную цепь питания, которая часто требует отключения.Если это невозможно, необходимо провести анализ после тестирования, чтобы отразить фактический сценарий неисправности.

Эффект можно измерить даже в действующих системах, если вводить сигнал на частоте, отличной от частоты энергосистемы, и использовать приборы с возможностью настройки частоты. Этот тест называется тестом с подачей слабого тока при отключенной частоте питания.

Испытательный ток, обычно от 2 до 20 ампер, вызывает повышение потенциала земли (GPR) в тестируемой сети заземления, где напряжение почвы в сети заземления возрастает по сравнению с Окрестности.Этот GPR может быть определен методом падения потенциала (FoP), где разность потенциалов между наземной сеткой и почвой измеряется на увеличивающихся расстояниях от наземной сетки. Маршрут и расстояние следует выбирать так, чтобы ошибки измерения сводились к минимуму.

Пока в цепи неисправности течет испытательный ток, можно проводить измерения фактического напряжения прикосновения и шага. Кроме того, можно измерить опасности, создаваемые другой инфраструктурой, такой как телекоммуникационные сети или трубопроводы.Выбор мест измерения требует тщательного рассмотрения типичных сценариев контактов, механизмов передачи, а также емкостных и индуктивных эффектов, поскольку редко возможно и нецелесообразно измерить каждое место воздействия.

Кроме того, можно измерить величину тока короткого замыкания, протекающего в других заземляющих соединениях, включая экраны кабелей, заземляющие / экранированные провода, нейтрали низкого напряжения, трубопроводы и другую металлическую инфраструктуру. Это дает четкое представление обо всей системе заземления, а не только о сети заземления.

Измеренные токи, GPR и опасные напряжения могут быть масштабированы для отображения фактических напряжений, возникающих во время реальной неисправности энергосистемы. Также можно точно определить сопротивление заземляющей сети.

Текущее тестирование впрыска — единственный тест для измерения фактических характеристик, но он может быть сложным и относительно дорогим. Это рекомендуется при вводе в эксплуатацию и с интервалом от 10 до 15 лет, а также при значительных изменениях в системе питания или заземления или в близлежащей инфраструктуре.

Трехточечное испытание сопротивления

Этот тест обеспечивает измерение сопротивления простой заземляющей сети. Испытательный прибор подключается к тестируемой сети заземления и к удаленному временному электроду, а также ко второму промежуточному временному электроду. Измерительный прибор пропускает ток между сетью и удаленной точкой и измеряет результирующее напряжение между сетью и промежуточной точкой, а затем вычисляет предполагаемое сопротивление сети заземления.

Трехточечное тестирование выполняется быстро и легко и может служить хорошим индикатором любых изменений в сети подземного заземления, но результаты имеют ограниченное значение там, где есть вспомогательные соединения с сетью, такие как экраны кабелей и заземляющие / экранированные провода, а также испытание не дает никакой оценки опасностей для соблюдения техники безопасности. Взаимное сопротивление заземления (MER) и индуктивность также могут существенно повлиять на результаты, если их не учитывать эффективно.

По этим причинам трехточечное тестирование обычно рекомендуется только для очень простых изолированных сетей заземления.

Тестирование импеданса контура

В этом тесте используется современный «клещевой» измеритель для проверки полного сопротивления цепи через имеющиеся контуры заземления. Типичное применение — это когда электрод также подключается (через доступный кабель) к другому электроду или скрытому заземляющему элементу. Измеритель закреплен вокруг соединительного кабеля и подает на кабель ЭДС, одновременно измеряя наведенный ток в кабеле. Это обеспечивает измерение полного сопротивления цепи.

Хотя сначала это может показаться похожим на трехточечное тестирование, важно помнить, что этот тест измеряет сопротивление / импеданс всей цепи, а не только заземляющей сети или тестируемого электрода.

Несмотря на то, что этот тест относительно неточен, он очень быстрый и недорогой и может быть отличным индикатором проблем, изменений или повреждений, если результаты отслеживаются с течением времени.

Там, где это считается целесообразным, рекомендуется проводить тестирование импеданса контура с интервалом от 1 до 3 лет, когда тенденции часто более важны, чем индивидуальные измерения.

Испытания на удельное сопротивление грунта

Это испытание измеряет удельное сопротивление почвы, в которой заземляющая сетка находится (или должна быть) захоронена. Удельное сопротивление почвы, наряду с слоистостью почвы, имеет прямую зависимость от сопротивления заземляющей сети и поэтому очень важно на этапе проектирования.

Существует ряд методов испытаний, из которых наиболее практичным обычно является метод Веннера. В этом тесте четыре временных электрода размещаются в линию с равным интервалом.Специализированный испытательный прибор пропускает ток между внешними электродами и измеряет результирующее напряжение между внутренними электродами. Часто выполняется обратное измерение (ток между внутренними электродами, напряжение между внешними электродами), а затем расстояние между электродами увеличивается, и измерения повторяются. Последовательные измерения дают представление об удельном сопротивлении грунта на увеличивающейся глубине, что позволяет инженеру разработать модель грунта, которая может быть однородной, двух- или даже трехслойной.

Современное испытательное оборудование делает этот тест относительно простым, но на результаты могут существенно повлиять индукция, внешняя инфраструктура, глубина электрода и контактное сопротивление, а также плохие методы тестирования. Поэтому очень важно хорошо понимать и оценивать результаты во время теста.

Испытания на удельное сопротивление грунта следует проводить на стадии проектирования или в случае возникновения неопределенности в отношении существующих моделей грунта.

Тестирование непрерывности

Проверка целостности цепи или проверка целостности — один из лучших индикаторов физического состояния системы заземления.Он используется для измерения того, эффективно ли соединены элементы, которые должны быть подключены к системе заземления, и может быстро определить такие проблемы, как корродированные соединения, ослабленные болты, непреднамеренные соединения или разъединения.

Надлежащее соединение необходимо для обеспечения того, чтобы персонал работал только с оборудованием, которое эффективно подключено к системе заземления.

Тест измеряет малые сопротивления между элементами оборудования и основной сетью заземления. Этот тест особенно важен в больших системах заземления, где визуальный осмотр всех проводов и соединений затруднен.

Выбор подходящих испытательных инструментов и метода имеет решающее значение, поскольку испытательная среда подвержена значительным постоянным напряжениям переменного и постоянного тока в системе заземления, индуцированным напряжениям в измерительных выводах, относительно большим расстояниям между контрольными точками и поверхностям, которые могут вызвать повреждение тестовые провода и, следовательно, ошибочные результаты. Измерительный прибор, использующий четырехпроводной метод тестирования, является наиболее точным, но его следует проверять на достаточную устойчивость к помехам переменного и постоянного тока. «Измерители заземления», измерители контактного сопротивления, микроомметры и мультиметры имеют ограничения; Рекомендуется использовать измеритель непрерывности постоянного тока для конкретного приложения.

При наличии подходящего инструмента и знаний тестирование непрерывности относительно несложно и обычно рекомендуется с интервалом от 1 до 3 лет.

Визуальный осмотр

Эффективный визуальный осмотр также чрезвычайно полезен при оценке состояния и изменений в системе заземления. Обычно он включает проверки наличия, соответствующей избыточности, пригодности и видимого состояния заземляющих проводов, соединений, материалов поверхностного слоя и подключенного оборудования и обычно рекомендуется с интервалом от 1 до 3 лет.

Тест на сопротивление заземления при 25 А

Тесты на сопротивление заземления при сильноточных токах уже много лет регламентируются стандартами безопасности. Для этих тестов есть два независимых источника.

Одним из источников является стандарт CSA 0.4 «Соединение и заземление электрического оборудования», который определяет испытательный ток 30 ампер в течение 2 минут.

Другой источник, я полагаю, исходит из требований США к бытовой технике, такой как холодильники, и указывает испытательный ток 25 ампер в течение 1 минуты.

В обоих тестах измеряется полное сопротивление цепи заземления при 25 или 30 ампер. Тест на 25 ампер требует, чтобы полное сопротивление было менее 0,1 Ом в конце периода тестирования. Для испытания на 30 ампер требуется, чтобы падение напряжения на цепи заземления было менее 4 В в конце периода испытания (менее 0,13 Ом).

(Расчет предельного значения импеданса заземления, 0,1 Ом, представлен в Технически говоря, Информационный бюллетень по безопасности продукции, том 9, номер 1, январь-март, 1996.)

Испытания на полное сопротивление цепи заземления предполагают, что в изделии произойдет короткое замыкание между токоведущим (или линейным) проводником сети и заземленными частями. Эта неисправность подвергнет цепь заземления воздействию очень высокого тока до тех пор, пока соответствующее устройство максимального тока не сработает и не отключит сеть.

Устройства максимального тока (например, предохранители, автоматические выключатели) не работают на своих номинальных значениях. Например, автоматический выключатель на 15 ампер не работает при 15 амперах. Но он действительно работает при токах, превышающих номинальный.Время срабатывания любого устройства максимального тока представляет собой кривую, связывающую ток и время. Чем выше перегрузка по току, тем меньше время работы. Большинство устройств максимального тока калибруются на удвоенный номинальный ток. Максимальное время работы при удвоенном номинальном токе составляет 1 минуту, 2 минуты или 4 минуты, в зависимости от типа устройства: предохранитель, автоматический выключатель или автоматический выключатель.

В целях безопасности конструкция продукта должна обеспечивать срабатывание предохранителя или автоматического выключателя в случае короткого замыкания токоведущего (или линейного) проводника на заземленные части.Следовательно, конструкция должна выдерживать удвоенный номинальный ток устройства максимального тока в течение как минимум одной минуты.

Это требование означает, что конструкция цепи заземления продукта должна быть достаточно прочной. Он должен быть не менее надежным, чем электрические цепи.

Сопротивление большинства электрических проводников прямо пропорционально температуре проводника. То есть с повышением температуры сопротивление проводника увеличивается. В целях безопасности сопротивление цепи заземления не должно превышать указанного значения, обычно 0.1 Ом. Чтобы оставаться ниже этого значения, необходимо контролировать температуру проводника.

Сопротивление проводника обратно пропорционально площади поперечного сечения проводника. То есть по мере увеличения площади поперечного сечения сопротивление проводника уменьшается. Чтобы контролировать сопротивление, обязательно контролировать размер провода.

А, сопротивление проводника прямо пропорционально длине проводника. То есть с увеличением длины проводника сопротивление увеличивается.В большинстве конструкций изделия провода цепи заземления относительно короткие, поэтому длина обычно не оказывает существенного влияния на сопротивление.

Таким образом, нам необходимо учитывать три параметра: температуру, площадь поперечного сечения и длину, чтобы быть уверенным, что сопротивление цепи заземления не превышает указанного значения, 0,1 Ом.

Когда проводник подвергается действию тока, некоторая мощность рассеивается на сопротивлении проводника в соответствии с:

Мощность = I x I x R

Мощность — это мера электрической энергии, преобразованной в тепло в проводнике.Таким образом, действие проводящего тока вызывает нагрев провода. Этот нагрев, в свою очередь, вызывает увеличение сопротивления. Если значение R становится слишком высоким, система может перейти в режим положительной обратной связи, где R продолжает увеличиваться, пока проводник не расплавится и цепь не откроется. Если это произойдет с цепью заземления, изделие станет небезопасным, поскольку устройство максимального тока не будет работать.

Обычно сетевые шнуры и проводка имеют диаметр 18 AWG (приблизительно 0,75 квадратных миллиметра).При воздействии 25 или 30 ампер провод станет теплым, возможно, даже слишком горячим для прикосновения. Но оно не будет превышать предельное значение 0,1 Ом. И это не вызовет плавления изоляции.

С другой стороны, № 22 AWG при воздействии 25 ампер станет слишком горячим для прикосновения и вызовет плавление его изоляции. Это также приведет к расплавлению изоляции соседних проводов, что приведет к непредсказуемым последствиям коротких замыканий. Через 2 минуты при токе 30 ампер № 22 AWG может расплавиться.

Испытание сильноточной цепи заземления является хорошим тестом для подтверждения соответствия конструкции цепи заземления.Вопрос, который я хочу затронуть, заключается в том, полезен ли сильноточный тест в качестве теста на производственной линии.

Почти все центры сертификации безопасности требуют проверки цепи заземления на производственной линии. Большинство не указывает ток для теста производственной линии. Однако некоторые центры сертификации безопасности требуют, чтобы 25-амперный тест проводился на производственной линии.

Может ли тест на производственной линии 25 А выявить производственные дефекты, которые не могут быть обнаружены тестом на слабый ток?

Один производственный дефект — это повреждение при обрезке или обрыве отдельных жил заземляющего провода при обжатии или подключении к клемме.Мы смоделировали плохой обжим, разрезая отдельные жилы 36-жильного провода № 18 AWG. Мы сняли изоляцию примерно с 3 мм провода, разрезали одну жилу и отклеили два конца до краев изоляции. Затем мы измерили сопротивление с помощью обычного цифрового омметра, а импеданс — с помощью сильноточного миллиомметра (переменного тока). Мы приложили 25 ампер в течение двух минут, снимая показания миллометра каждые 10 секунд.

Мы повторили тест, отрезая по одной прядке за раз.

В течение двух минут сопротивление возрастет. Это ожидается, потому что проволока нагревается из-за рассеиваемой в ней мощности.

По мере того, как мы продолжали отрезать отдельные пряди, первоначальное сопротивление увеличивалось, но незначительно.

Сопротивление омметра показало 0,2 Ом для
при каждом испытании.

Миллиомметр с сильноточным источником показывал менее 0,1 Ом на протяжении каждого теста, пока мы не перерезали 31-ю жилу. Когда осталось четыре нити, нити расплавились примерно через 1 минуту.(Провод № 18 AWG состоит из 36 жил медного провода № 34 AWG.)

Для сравнения, № 30 AWG на открытом воздухе будет плавиться при
5 ампер.

Как 5 нитей могут выдерживать 25 ампер в течение
2 минуты без плавления?

Ответ состоит в том, что 5 нитей были всего 3 мм в длину. Они были хорошо погружены при нагревании оставшимися прядями, которые удерживались рядом с 5 прядями окружающей изоляцией. Медь — очень хороший проводник тепла. Теплоотвод не позволял прядям достигать температуры плавления.

Этот тест показывает, что тест на 25 ампер вряд ли обнаружит провод с обрезанными или оборванными жилами, что может произойти из-за неправильного обжима или из-за чрезмерного изгиба.

БЛАГОДАРНОСТИ

Спасибо Эрику Дэвису из подразделения Hewlett-Packard в Сан-Диего за тестирование провода.

Эта работа дублирует работу, выполненную Ванкуверским подразделением Hewlett-Packard в 1985 году под руководством Кена Кертиса.

Copyright 1997 Ричард Нут Первоначально опубликовано в Информационном бюллетене по безопасности продукции, Vol.10, No. 1, январь — март 1997 г.

Ричард Нут — консультант по безопасности продукции, занимающийся безопасным проектированием, безопасным производством, сертификацией безопасности, стандартами безопасности и судебно-медицинскими исследованиями.