Калькулятор R1 R2
Обчисліть R1 + R2 (опір фазного провідника та провідника захисного заземлення) на основі повного опору петлі короткого замикання на землю та опору джерела живлення. Введіть обидва значення в омах, щоб перевірити нерозривність кола заземлення.
Калькулятор розділення опору за Ze та Zs
Формула R1 + R2
Де:
- \(R_1\) — опір лінійного (фазного) провідника кола (Ω)
- \(R_2\) — опір провідника захисного заземлення кола, CPC (Ω)
- \(Z_e\) — повний опір петлі короткого замикання на землю, виміряний у найвіддалішій точці кола (Ω)
- \(Z_s\) — опір джерела живлення, тобто частина петлі, яку створюють живильний трансформатор і ввідні кабелі (Ω)
Формула є перетвореним співвідношенням петлі замикання на землю \(Z_e = Z_s + (R_1 + R_2)\): опір, виміряний у кінці кола, мінус опір, що вноситься джерелом живлення, дає сумарний опір власне лінійного та захисного провідників самого кола.
R1 + R2 — приклад розрахунку
Приклад: кінцеве коло перевіряється у точці, найвіддалішій від розподільного щита. Виміряний повний опір петлі замикання на землю становить 0,76 Ω, а опір боку джерела живлення установки — 0,28 Ω.
\[ R_1 + R_2 = 0.76 - 0.28 = 0.48~\Omega \]
Результат: \(R_1 + R_2 = 0.48~\Omega\). Це стандартні значення калькулятора, тож ви можете відтворити результат безпосередньо.
Як користуватися калькулятором
- Введіть Повний опір кола \(Z_e\) — опір петлі замикання на землю, виміряний у найвіддалішій точці кола, в омах.
- Введіть Опір джерела \(Z_s\) — опір живильного трансформатора та ввідної лінії, в омах. Типові заявлені значення: 0,35 Ω для систем TN-C-S та 0,8 Ω для TN-S у Великій Британії.
- Калькулятор повертає R1 + R2 — сумарний опір лінійного та захисного провідників. Опір джерела не повинен перевищувати повний опір, інакше калькулятор покаже помилку.
Що таке R1 і R2?
\(R_1\) — це опір лінійного (фазного) провідника кола, виміряний від розподільного щита до найвіддалішої розетки або електроустановочного виробу. \(R_2\) — опір провідника захисного заземлення кола (CPC, «заземлювальний» провідник) на тій самій ділянці. Разом вони утворюють ту частину петлі замикання на землю, яка лежить усередині самої установки, і їх сума є однією з ключових величин, які фіксують під час випробування нового кола або сертифікації електроустановки за стандартом BS 7671 (Британські правила улаштування електроустановок).
Коли відбувається замикання фази на землю, струм замикання проходить через лінійний провідник, повертається через CPC і замикається через джерело живлення. Повний опір цього шляху — опір петлі замикання на землю — визначає, наскільки великим буде струм замикання, а отже, і як швидко спрацює захисний апарат (запобіжник, автоматичний вимикач MCB або RCBO). Якщо опір петлі завеликий, струм замикання буде замалим, щоб вимкнути автомат за необхідний час, і відкриті металеві частини залишаться під небезпечною напругою.
Поділ виміряного опору петлі на частину джерела та частину установки дає змогу перевірити саму проводку. Значення \(R_1 + R_2\), яке значно перевищує очікуване для даного перерізу та довжини кабелю, вказує на ослаблені контакти, пошкоджені провідники, кабель недостатнього перерізу або з'єднання з високим опором — проблеми, які одне лише вимірювання всієї петлі може не виявити. Результат також використовується для перевірки перерізу провідників за адіабатичним рівнянням і для підтвердження, що розрахований на етапі проєктування \(Z_s\) залишить захисний апарат у межах максимально допустимого опору.
Припущення, обмеження та практичні поради
- Застереження щодо позначень: умовності різняться. У BS 7671 повний виміряний опір петлі зазвичай позначають \(Z_s\), а зовнішню (живильну) частину — \(Z_e\). У цьому калькуляторі «Повний опір кола» — це повне виміряне значення в кінці кола, а «Опір джерела» — частина з боку живлення; завжди перевіряйте, яку систему позначень використовує ваш вимірювальний прилад або бланк, перед введенням значень.
- Температура: табличні значення опорів провідників застосовні за 20 °C, але під час замикання провідники нагріваються і їхній опір зростає. Розрахункові та перевірочні таблиці в BS 7671 враховують це поправочними коефіцієнтами; виміряне значення \(R_1 + R_2\), яке в холодному стані виглядає прийнятним «на межі», за умов замикання може ним не бути.
- Результат є сумою: цей калькулятор дає \(R_1 + R_2\), а не окремі значення. Якщо вам потрібні \(R_1\) і \(R_2\) окремо, виміряйте їх окремо омометром низького опору (стандартний метод випробування \(R_1 + R_2\)) або розділіть суму у виміряній пропорції.
- Тип системи: поняття петлі замикання на землю застосовне до систем TN (TN-S, TN-C-S). У системі TT більша частина опору петлі припадає на заземлювач і заземлювальний контур джерела живлення, тому \(R_1 + R_2\) є малою частиною значно більшої петлі, яка зазвичай потребує ПЗВ (RCD) для захисту від замикань.
- Переріз кабелю: щоб оцінити, чи розумний результат, порівняйте його з опором на метр встановленого кабелю — наш калькулятор перерізу дроту допоможе з перерізами провідників, а калькулятор паралельного з'єднання резисторів стане в пригоді, коли провідники прокладено паралельно.
- Опір джерела: якщо у вас немає виміряного значення, використовуйте заявлену цифру оператора мережі живлення; для приватного трансформатора його можна оцінити за паспортними даними за допомогою калькулятора однофазного трансформатора.
Часті запитання
Як виміряти R1 + R2 безпосередньо, а не обчислювати?
Стандартним методом є випробування R1 + R2: знеструмте коло, з'єднайте лінійний провідник із CPC у розподільному щиті, а потім виміряйте опір між фазою та землею у найвіддалішій точці омометром низького опору. Прилад одразу показує суму опорів обох провідників. Спочатку обнуліть опір вимірювальних провідників та фіксуйте значення за 20 °C або застосуйте відповідний поправочний коефіцієнт перед порівнянням із розрахунковими даними.
Яке значення R1 + R2 вважається нормальним?
Єдиного фіксованого обмеження немає — прийнятне значення залежить від перерізу кабелю, довжини та максимально допустимого опору петлі замикання на землю для даного захисного апарата. Орієнтовно типове кінцеве коло з кабелем 2,5 мм² / 1,5 мм² (twin-and-earth) має близько 0,02 Ω на метр, тобто ділянка 20 м дає приблизно 0,4 Ω. Якщо виміряне значення значно перевищує цифру, розраховану за довжиною кабелю та опором на метр, підозрюйте ослаблений або кородований контакт.
Чи можна передбачити R1 + R2 за довжиною та перерізом кабелю?
Так. Помножте довжину траси на сумарний опір на метр лінійного та захисного провідників. Для міді використовуйте приблизно 0,0074 Ω/мм² на метр на кожен провідник:
\[ R_1 + R_2 \approx \frac{0.0074 \times L \times (1/A_1 + 1/A_2)}{1} \]
де \(L\) — довжина в метрах, а \(A_1\), \(A_2\) — перерізи провідників у мм². Порівняйте це розрахункове значення з результатом вимірювання — велика різниця свідчить про несправність проводки.
Чому калькулятор показує помилку, коли я вводжу свої значення?
Повний виміряний опір петлі завжди має бути більшим за опір джерела або рівним йому, адже власні провідники установки додають опір поверх живильної частини. Якщо ви отримали помилку або від'ємний результат, ви майже напевно переплутали два вхідні значення або змішуєте системи позначень (деякі прилади позначають повний опір як \(Z_s\), а зовнішню частину як \(Z_e\) — на відміну від цього калькулятора). Перевірте позначення на вашому приладі та введіть дані ще раз.
Як перевести результати вимірювань між омами та міліомами?
Покази вимірювальних приладів і таблиці опорів кабелів часто наведено в міліомах (mΩ). Переведіть, поділивши на 1000: 480 mΩ дорівнює 0,48 Ω. Калькулятор працює в омах, тому опір петлі, показаний як 760 mΩ, слід вводити як 0,76 Ω. Послідовна робота в омах запобігає помилкам із множником 1000 — одних із найпоширеніших під час фіксації результатів вимірювань петлі замикання на землю.
Чи впливає температура на виміряне значення R1 + R2?
Так. Опір мідного провідника зростає приблизно на 0,4 % на °C. Випробування зазвичай проводять за температури близько 20 °C — тієї, для якої застосовні табличні значення, тож «холодне» вимірювання можна порівнювати безпосередньо. Однак під час реального замикання провідники значно нагріваються, і це враховують перевірочні таблиці BS 7671. Значення, яке з невеликим запасом проходить за кімнатної температури, за умов замикання може виявитися недостатнім, тож ставтеся до граничних результатів з обережністю.
Як за R1 + R2 перевірити, що захисний апарат вимкне коло?
Додайте опір джерела до вашого \(R_1 + R_2\), щоб отримати повний опір петлі, а потім порівняйте його з максимальним Zs, допустимим для запобіжника, автомата MCB або RCBO. Якщо сума перевищує межу апарата, струм замикання буде замалим, щоб гарантувати відключення за необхідний час (0,4 с або 5 с залежно від кола). Сертифікувати це можуть лише кваліфіковані особи — для перевірки потрібні правильні таблиці та випробувальне обладнання.