Чередование фаз

Большинство трехфазных электродвигателей и другого оборудования учитывают чередование фаз. На практике несоблюдение этого параметра может привести к различным несчастным случаям, неисправности электрооборудования и травмам.

Содержание:

• Что такое вращение фаз
  • Прямая и обратная последовательность фаз
• Почему необходимо учитывать последовательность фаз
• Как выполнить контроль
  • Использование идентификатора фазы
  • Использование мегомметра
  • В зависимости от цвета изоляции кабеля
  • Использование мультиметра
• Защита от нарушения последовательности фаз

 

Что такое вращение фаз?

Чередование фаз — это порядок нарастания напряжения в каждой фазе. Во всех трехфазных цепях напряжение представляет собой синусоидальную кривую. В каждой линии напряжение отличается от других на 120º. Кривые напряжения во всех фазных проводах, сдвинутые на 120º.

Если предположить, что EA выходит из нулевой точки, то эта фаза является первой фазой, порядок нарастания напряжения идет от EA к EB и затем EC. Это означает, что фазы следуют друг за другом поочередно в порядке A, B, C.  Эта последовательность считается прямой последовательностью.

 

Прямая и обратная последовательность фаз

В трехфазной цепи порядок вращения фаз может отличаться из-за подключения к силовым трансформаторам на подстанциях, порядка намотки генератора, несовпадения концов кабеля или по другим причинам.

Обратите внимание, что цветовое кодирование идентифицирует последовательности в соответствии с их порядком в алфавите, по первым буквам цвета:

• Желтый — первый;
• Зеленый — второй;
• Красный — третий.

Классический вариант прямой последовательности A — B — C (где A — желтый и является первым, B — зеленый и является вторым, а C — красный и является третьим) и классической обратной последовательности C — B — A. Однако, помимо этих, на практике могут встречаться и другие варианты, прямые: B — C — A, C — A — B, и обратные последовательности: A — C — B, B — A — C. Соответственно, в каждом из этих примеров последовательность фаз будет начинаться с первой.

 

Почему необходимо учитывать последовательность фаз?

Последовательность фаз играет важную роль в этих ситуациях:

• Параллельная работа — ряд устройств (трансформаторы, генераторы и другие электрические машины) могут быть соединены в параллельную работу для повышения надежности системы или для обеспечения большего запаса мощности. Однако при неправильном подключении может возникнуть короткое замыкание из-за соединения разных фаз.
• При подключении трехфазного счетчика — поскольку его работа основана на соответствии фаз соответствующим клеммам прибора, при неправильном подключении может возникнуть неисправность, и счетчик может двигаться самостоятельно при отсутствии нагрузки. Подключение счетчика электроэнергии таким образом приведет к тому, что пользователю придется платить за непотребленные киловатты.
• При включении двигателя — последовательность фаз в сети определяет электрическую машину и направление вращения двигателя. Если последовательность фаз неправильная, направление движения компонентов, механически соединенных с ротором, также изменится. Это может нарушить технологический процесс или поставить под угрозу жизнь персонала.

Для предотвращения негативных последствий чередования фаз и других несоответствий на практике проводятся проверки чередования и обеспечивается защита.

 

Как выполнить контроль?

Контроль может осуществляться несколькими способами. Рекомендуется выбирать тот или иной вариант в зависимости от параметров электрической сети и выполняемых задач. Например, переменный ток можно определить с помощью фазометра, мегомметра, мультиметра или путем проверки цвета изоляции кабеля. Подробно изучите каждый вариант.

 

Использование идентификатора фазы

В принципе, фазовый локатор можно сравнить с обычным асинхронным двигателем. В качестве примера рассмотрим наиболее распространенную модель фазового идентификатора — FS-2. Индикатор чередования фаз имеет три обмотки, которые подключены к одинаковым фазам в сети или устройстве. Между обмотками находится вращающийся ротор, который приводит в движение диск индикатора фаз.

На практике, после подключения соответствующих проводов к клеммам индикатора фаз, рабочий нажимает кнопку, которая замыкает цепь обмотки. В зависимости от последовательности чередования фаз циферблат вращается по часовой стрелке или против часовой стрелки.

На самом устройстве имеется стрелка, показывающая последовательность операций. Если при нажатии кнопки диск вращается в том же направлении, что указано стрелкой, это означает, что трехфазная нагрузка вращается вперед. Если диск начинает вращаться в направлении, противоположном тому, на которое указывает стрелка, это означает, что порядок фаз изменился на противоположный.

Следует отметить, что этот прибор не может определить, какая фаза находится на каком проводе, он может только определить порядок их чередования.

 

Использование мегомметра

Одним из методов идентификации проводников является мегомметр, который является широко используемым прибором для измерения сопротивления.

Для выполнения этой процедуры необходимо отключить кабель от сети и от потребителя. На одном конце кабеля фазы поочередно подключаются к земле и к металлической оболочке бронированного кабеля. На другом конце подключается мегаомметр, одна клемма которого заземлена, а другая поочередно подключается к каждой фазе. Провод, на котором мегаомметр показывает нулевое сопротивление, является тем же самым проводом.

Концы одного и того же провода маркируются соответствующим образом. Недостатком этого метода зондирования является большой объем работы. После того как каждый проводник заземлен, поочередно проводится испытание. На обоих концах кабеля должен находиться ответственный персонал. Связь между ними должна быть обеспечена для координации действий и предотвращения попадания работников под напряжение.

 

В зависимости от цвета изоляции кабеля

Если оборудование оснащено жилами разного цвета, фазы можно разделить в соответствии с цветом жил. Чтобы определить, одинаковы ли напряжения на разных фазах, получите доступ к каждой жиле кабеля. Если на каждом проводе разные цвета изоляции, сравнив их с подключением к трансформатору или распределительному устройству, можно определить, где находится фаза.

Недостатком этого метода является неправильная цветовая маркировка, поскольку производитель кабеля не всегда обеспечивает одинаковый цвет для каждого проводника по всей длине кабеля. Поэтому по-прежнему рекомендуется предварительное подключение и маркировка.

 

Использование мультиметра

Для этого метода используется простой мультиметр. Это наиболее актуально в ситуациях, когда два соседних устройства должны быть подключены параллельно, а их шины расположены близко друг к другу.

Распределительное устройство должно быть отключено. Перед использованием мультиметра установите на мультиметре класс напряжения для измеряемой линии. Щупы подводятся к фазным клеммам, их изоляция должна обеспечивать защиту от напряжения, поэтому необходимо надевать диэлектрические перчатки.

Если после подключения щупов к клеммам стрелка равна нулю, это означает, что фазы одинаковы. Если стрелка отклоняется на величину сетевого напряжения, это означает, что измеряются противоположные фазы.

 

Защита от нарушения последовательности фаз

Для защиты электрооборудования от неправильного чередования фаз на практике используется реле контроля фаз. Это реле настроено на управление двигателем или другим устройством при его непосредственном подключении. Если последовательность прерывается из-за неисправности или неправильного подключения, трехфазное реле немедленно отключит электропитание прибора. Его работа основана на анализе трехфазных токов и напряжений и последующем контроле этих параметров.

Подключение может осуществляться через трансформаторы тока или напрямую, в зависимости от модели и класса напряжения сети. Этот тип защиты широко используется для подключения индукционных счетчиков, электрических машин и другого высокоточного оборудования.