回路阻抗值可帮助判断预期的接地故障电流是否足够使保护装置及时切断电路。本文解释了Zs和Ze之间的差异,如何将该值与保护装置信息结合解读,以及在使用该结果评估电气系统时需要注意的限制。

什么是回路阻抗?

回路阻抗是指所考虑的电路路径的阻抗。对于接地故障,Zs值包括从电源通过相线到故障点的路径,以及通过保护系统返回电源的路径。单位为欧姆,是电阻和电抗的综合结果。

回路阻抗测量仪放在关闭的配电箱旁边

回路阻抗的工作原理

评估接地故障回路阻抗从确定故障电流返回的路径开始,然后将该结果与电压和保护装置的切断标准进行比较。

接地故障电流的路径

当相线接触连接到保护系统的金属部件时,故障电流将沿接地系统的路径返回电源。路径可能通过保护导体,或通过接地极和土壤,具体取决于系统类型。因此,Zs值取决于整个回路的路径。

测试电流的释放

某些回路阻抗测试仪(Loop Impedance Tester)使用测试电流时的电压变化来评估阻抗。在带电电路中直接测量应在必要时按照批准的测试计划和安全步骤由授权人员进行。

评估计算

预期的接地故障电流可通过将相线对地电压除以Zs来估算,根据所使用的评估条件,然后将其与在规定时间内使保护装置切断的电流进行比较。

回路阻抗测量仪和插接式设备

Zs 值、Ze 值和相与中性线之间的阻抗

符号取决于测量 Ze 和 Zs 的路径,这些值用于接地故障回路,而相-中性线阻抗用于相与中性线之间的短路路径

接地故障回路路径(L–PE)

在检测点之间相与保护导体之间的测量用于评估接地故障回路的阻抗,结果取决于接地系统类型和存在的并行路径

相-中性线回路阻抗(L-N)

L–N 阻抗考虑通过中性线的返回路径,因此用于评估相与中性线之间预期的短路电流,并与考虑接地故障的 Zs 值分开

外部接地故障回路阻抗(Ze)

Ze 是安装点以外的接地故障回路的阻抗,位于正在考虑的系统的源头。使用来自供电方的数据或适合系统和要求的测量方法

接地故障回路总阻抗(Zs)

Zs 是从电源到故障点并返回电源的总阻抗。对于满足条件的电路,可能估算 Zs ≈ Ze + (R1 + R2),其中 R1 是相导体的电阻,R2 是电路保护导体的电阻。在与实际测量值进行比较时,必须考虑温度和并行路径的影响

导致回路阻抗变化的因素

保持电气系统的电阻值始终较低非常重要,以确保在工厂发生紧急情况时,断电设备能够立即工作。

检查连接的紧固性

维护团队必须经常拧紧控制柜内电线和接地线连接处的螺栓。如果接触点松动,会导致阻抗值升高,从而产生累积热量。

清除锈蚀和腐蚀

工厂中的湿度容易导致锈蚀,技术人员必须定期清洁接地端子或接地桩。如果允许污垢残留,会阻碍漏电流的路径。

按照测试计划和系统要求进行检查

根据适用的规范、环境、系统变更和检查历史制定检查项目和周期。在可能的情况下,选择断开电源进行测试,并仅在必要时按照批准的方法在带电状态下进行测量。请查看SCMA的电气测量和分析仪器系列,用于系统检查。

记录结果以评估风险

每年记录测量值的历史有助于工厂经理了解系统的变动情况。如果发现电阻值异常升高,团队可以及时制定整改措施。

回路阻抗在工业中的应用

在制造业中,将回路电阻控制在标准范围内是工厂内电气安全管理最基本的重要基础。

确保最高安全性

回路测量结果有助于评估发生接地故障时的自动断路情况,应与连续性测试、接地测试和其他系统测试结果一起阅读。

防止电击和火灾

当发生接地故障时,适当的阻抗有助于使故障电流达到保护设备在规定时间内切断电路的水平,这种评估是减少故障影响的一部分。

在开始生产过程前测试系统

系统验收从断开电源时可进行的项目开始,由负责人员评估是否需要带电测量回路,或使用Ze数据和根据规定允许的方法进行导体测试的结果。

分析接地系统的完整性

如果Zs值高于预期,请从电路数据、布线和保护导体测试结果中查找原因。对于主要接地电阻或导体连续性,请使用特定测试项目。

与工业电气系统标准进行对比

将Zs值和规定的切断时间与适用于场所和系统类型的行业标准以及制造商的保护设备数据进行对比。

回路阻抗值能告诉我们什么?

了解和检查系统中的总电阻值对风险管理有巨大好处,长期来看,安全投资能带来可观的回报。

评估故障时的断路时间

当Zs足够低时,故障电流可能足够高,使保护设备在规定时间内断开,应将其与安装设备的断开特性及电路标准进行比较。

提高员工的安全性

将回路结果与其他检测结果结合,评估防触电措施,并在发现超出标准的值时制定整改措施。

评估故障电流的流动路径

测量结果有助于评估故障路径的总阻抗,确认保护导体的连续性需要单独的连续性测试,因为并行路径可能会影响所读取的Zs值。

发现隐藏的故障点

将结果与原始数据进行比较,有助于指出需要检查的区域,例如松动的连接点、腐蚀或应具有相似结果的电路之间的差异,需通过进一步检查找出原因。

确保符合国际标准的质量控制

记录测量结果、测量方法、位置、保护设备及现场条件,以便回溯检查时确认使用了哪些标准及哪些电路需要修正。

环路阻抗测试仪及管道电缆测试线组

如何将Zs值与断路标准进行比较

在判断结果之前,应明确电路和接地系统类型,以及用于该电路保护设备的规格和规定的断路时间。

  • 确认Zs值的来源,说明是直接测量还是根据Ze和导体测试结果按允许方法评估得出。

  • 使用适用于系统的标准和设备制造商的数据,考虑规格、断开曲线和评估所用的电压。

  • 在将测量值与预期值或限制值进行比较时,需考虑温度、连接点状况和并行路径的影响。

  • 在使用RCD电路的低电流模式时,应检查设备的限制和电路状况,因为某些RCD类型可能会影响读取值。

  • 将RCD的断路时间确认和保护导体的连续性分别作为单独的测试项目,并在值超出标准时记录结果和原因。

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总结

Zs 用于评估发生接地故障时的电路断开情况,而 Ze 是安装外部的阻抗。读取结果时需要知道测量路径、保护设备类型和断开时间标准,并考虑测量方法的限制

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如果需要选择环路阻抗测量仪,请向SCMA团队告知系统类型、电路规格和测试项目,以便选择适合工作的测量范围、测试模式和安全规格

常见问题

Zs 是什么?

Zs 是在考虑点的接地故障回路的总阻抗,与电压和保护装置的特性一起用于评估故障电流和断路时间。

No-Trip 模式用于什么?

此模式可减少在测量回路时 RCD 在设备允许条件下跳闸的可能性。原始泄漏电流和 RCD 的特性可能仍会影响跳闸和读数。请通过单独规定的方法测试 RCD 的跳闸时间。

PSC 计算是什么?

PSC 是在考虑的导体之间预期的短路电流,根据该路径的电压和阻抗进行评估,用于与设备的断流能力进行比较。预期的接地故障电流称为 PEFC。

应多久测试一次接地系统?

检测周期取决于适用的规定、建筑类型、使用条件、检测历史和系统变化。请由负责人员根据场所的检测计划进行安排。

SCMA 是否有售后服务?

我们提供完整的专业技术服务生态系统,涵盖维修保养、校准和由专业工程师提供的支持。

参考资料

Megger – 测量接地故障回路的阻抗

Megger – RCD 对低电流模式下测量值的影响

IET – 关于根据 BS 7671 进行检测和测试的问题

IET – 减少不必要的带电测试的指南