1. Зачем измерять полное сопротивление петли короткого замыкания?
Повышенное сопротивление сети и работа на предельно допустимых токах существенно повышает износ установленного оборудования, при этом в несколько раз увеличивается вероятность его досрочного выхода из строя и возникновения аварийной ситуации.
Короткое замыкание в электрической цепи вследствие механического повреждения изоляции кабеля или в результате необратимых процессов при естественном старении материалов приводит к мгновенному повышению величины протекающего тока и быстрому нагреву проводников. При этом начинает плавиться и гореть изоляция.
Нескольких секунд, следующих с момента замыкания и до момента срабатывания защиты может вполне хватить для повреждения и возгорания кабеля, а затем и воспламенения соседних кабелей. Такая ситуация грозит пожаром даже при последующем полном обесточивании поврежденной цепи. Разумеется, чем быстрее сработает выключатель автоматической защиты, тем меньшие повреждения будут нанесены электрическому оборудованию и тем меньшему риску подвергнется жизнь и здоровье людей.
В электроустановках с заземленной нейтралью нулевой проводник соединен с нейтралью понижающего трансформатора, которая объединена с контуром заземления.
При аварийном замыкании фазы на фазу, фазы на корпус или фазы на нейтральный провод возникает новая электрическая цепь – так называемая "петля" короткого замыкания. Существует несколько методов измерения величины полного сопротивления этой цепи - "петли" короткого замыкания:
метод падения напряжения в отключенной цепи;
метод падения напряжения на нагрузочном сопротивлении;
метод короткого замыкания цепи.
Для измерения величины полного сопротивления (импеданса) петли короткого замыкания компания SONEL применяет технический метод создания т.н. «искусственного короткого замыкания». Прибор серии MZC измеряет напряжение сначала без нагрузки, а затем при кратковременной нагрузке резистором 10 Ом (номинал варьируется между моделями приборов серии ) в течение 30 мс.
Полное сопротивление петли короткого замыкания содержит активную и реактивную составляющие сопротивления и рассчитывается на основе разницы падений напряжения по формуле:
где:
ZS - полное сопротивление (импеданс),
R - активное сопротивление,
XL - индуктивная составляющая реактивного сопротивления X
XC - емкостная составляющая реактивного сопротивления X.
Полное сопротивление петли короткого замыкания должно быть как можно меньше, тогда ток короткого замыкания в цепи будет наибольшим и защита сработает быстрее.
При межфазном замыкании сила тока в контуре будет больше, чем при однофазном замыкании. По полученному значению импеданса рассчитывают значение тока короткого замыкания.
Условия исправной защиты описаны формулой:
где:
ZS - импеданс петли короткого замыкания,
IA - ток срабатывания защиты при токе перегрузки за определенное время (зависит от характеристики тока во времени, типа применяемой защиты и времени выключения),
UN - номинальное напряжение сети.
Из вышеприведенных формул и диаграммы становится понятно, почему необходимо измерять именно импеданс, т.е. ПОЛНОЕ сопротивление петли короткого замыкания.
Определение только резистивной составляющей, т.е. активного сопротивления цепи, занижает фактическое значение полного сопротивления, вследствие чего расчет силы тока срабатывания приведет к ошибочному результату и ложному выводу о соответствии параметров защиты требованиям безопасности!
В действительности, в случае значительного индуктивного сопротивления петли короткого замыкания (например, обмотка питающего трансформатора, длинная кабельная линия) ток срабатывания, рассчитанный на основании значения только активного сопротивления, может оказаться недостаточным для обеспечения требуемого времени срабатывания защиты, что неминуемо подвергнет риску жизнь людей в аварийной ситуации.
Проведение измерений сопротивления петли фаза-нуль в электроустановках с потребляемым напряжением до 1000 В регламентировано пунктом 28.4 таблицы 28 Правил технической эксплуатации электроустановок потребителя (ПТЭЭП) при проверке срабатывания защиты в сетях с заземленной нейтралью (TN-C, TN-C-S, TN-S) и проводится раз в два года (п. 2.7.16), а также после каждой перестановки и монтажа нового электрооборудования перед его включением (п. 2.7.17).
Проверка осуществляется путем непосредственного измерения тока однофазного короткого замыкания с помощью специальных приборов или измерением полного сопротивления петли фаза-нуль с последующим определением тока короткого замыкания.
Величина тока однофазного короткого замыкания при замыкании на корпус или нулевой рабочий проводник должна составлять не менее:
3-х кратного значения номинального тока плавкой вставки предохранителя,
3-х кратного значения номинального тока нерегулируемого расцепителя или
3-х кратной величине уставки тока срабатывания регулируемого расцепителя автоматического выключателя с обратнозависимой от тока характеристикой.
Другие параметры срабатывания защитного автоматического отключения должны соответствовать Правилам устройства электроустановок (ПУЭ изд.7) п. 7.3.139 и 1.7.79. 2.
где: 
где: