Pomiary ochronne w instalacjach przemysłowych 6 kV

Pomiary ochronne w instalacjach przemysłowych 6 kV

Pomiary ochronne w instalacjach przemysłowych 6 kV

Kontrole odbiorcze i eksploatacyjne instalacji powyżej 1 kV obejmują oględziny elementów badanej instalacji oraz próby, pomiary i sprawdzenia działania oraz parametrów technicznych instalacji, linii i urządzeń.

Badanie instalacji elektrycznych dzieli się na:

  • badania odbiorcze,

  • badania eksploatacyjne (okresowe).

Badania odbiorcze powinny dać odpowiedź na pytanie, czy instalacja lub linia oddawana do eksploatacji zostały wykonane zgodnie z dokumentacją projektową oraz odpowiednimi zasadami i czy spełniają stawiane im zadania.

Badania eksploatacyjne powinny dać odpowiedź, czy wymagania stawiane instalacji lub linii są zachowane w czasie jej użytkowania. Zakres badań eksploatacyjnych jest zwykle mniej szczegółowy niż zakres badań odbiorczych.

Badania odbiorcze i eksploatacyjne wykonuje się na drodze:

  • oględzin elementów badanej instalacji oraz

  • prób, pomiarów i sprawdzania działania oraz parametrów technicznych instalacji, linii i urządzeń.

Badania okresowe instalacji i linii elektroenergetycznych niskiego i wysokiego napięcia, zgodnie z wymaganiem Prawa budowlanego, powinny być wykonywane nie rzadziej niż co 5 lat lub każdego roku przy szkodliwym wpływie czynników zewnętrznych.

Postanowienia dotyczące badań odbiorczych instalacji elektroenergetycznych zawarte są w normie PN-E 05115 Instalacje elektroenergetyczne prądu przemiennego o napięciu wyższym od 1 kV – wersja polska. Nowsze zapisy podają normy: PN-EN 61936-1:2011 – Instalacje elektroenergetyczne prądu przemiennego o napięciu wyższym od 1 kV Część 1: Postanowienia ogólne – wersja polska, PN-EN 50522:2011 – Uziemienie instalacji elektroenergetycznych prądu przemiennego o napięciu wyższym od 1 kV –wersja polska.

Skuteczność ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach wysokiego napięcia

Skuteczność ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach wysokiego napięcia stwierdza się za pomocą pomiarów i obliczeń.

Pomiary skuteczności środków ochrony przed dotykiem bezpośrednim w instalacjach wysokiego napięcia powinny polegać na sprawdzeniu odległości lub wysokości gołych części czynnych od przegród, przeszkód, ziemi i uziemionych konstrukcji.

Pomiary należy wykonywać tylko po wyłączeniu napięcia, chyba że zastosowane zostaną specjalne metody pomiarów na odległość.

Pomiary odbiorcze i okresowe skuteczności środków ochrony podstawowej, w zależności od funkcji spełnianych przez uziemienie i zakresu zastosowania środków uzupełniających mogą obejmować:

  • pomiar rezystancji uziemienia RE,

  • pomiar napięcia uziomowego UE,

  • pomiar napięć dotykowych spodziewanych UST,

  • pomiary napięć dotykowych rażeniowych UT.

Ochronę przeciwporażeniową dodatkową uznaje się za skuteczną, jeżeli spełniony jest jeden z następujących warunków:

  1. przewidywane wartości napięć rażeniowych dotykowych w każdym miejscu objętym ochroną dodatkową nie przekraczają najwyższych dopuszczalnych wartości,

  2. przewidywane wartości napięć dotykowych pomiędzy metalowymi przedmiotami a powierzchnią gruntu w każdym miejscu objętym ochroną dodatkową nie przekraczają wartości najwyższych dopuszczalnych napięć dotykowych, a napięcia dotykowe pomiędzy dwoma dostępnymi metalowymi przedmiotami, niepokrytymi warstwami izolacyjnymi, nie przekraczają wartości najwyższych dopuszczalnych napięć rażeniowych dotykowych,

  3. przewidywana wartość napięcia uziomowego nie przekroczy:

a) trzykrotnej wartości dopuszczalnego napięcia rażeniowego dotykowego, ustalonego dla najostrzejszego stopnia ochrony przeciwporażeniowej na danym terenie, jeżeli do uziomu są przyłączone urządzenia wchodzące w skład sieci elektroenergetycznej z bezpośrednio uziemionym punktem neutralnym,

b) półtorakrotnej wartości dopuszczalnego napięcia rażeniowego dotykowego, ustalonego dla najostrzejszego stopnia ochrony przeciwporażeniowej na danym terenie, jeżeli do uziomu przyłączone są tylko urządzenia wchodzące w skład sieci elektroenergetycznej z kompensacją prądu zwarcia doziemnego oraz z punktem neutralnym izolowanym lub uziemionym przez rezystor.

Pomiary rezystancji uziemień, napięć dotykowych rażeniowych i napięć dotykowych powinny być wykonywane przy takiej konfiguracji układu uziomowego, jaka występuje podczas normalnej pracy, tzn. bez odłączania uziomów zewnętrznych.

Do wykonania pomiarów napięć dotykowych rażeniowych i napięć dotykowych niezbędne jest wykonanie dwóch obwodów:

  • obwodu wymuszania prądu pomiarowego IP, którego częścią lub całością jest pomiarowy prąd uziomowy,

  • obwodu pomiaru napięcia uziomowego lub napięcia dotykowego (krokowego) i dotykowego rażeniowego (krokowego rażeniowego).

Pomiary skuteczności ochrony przeciwporażeniowej dodatkowej należy wykonywać przy wymuszeniu przepływu prądu uziomowego o wartości nie mniejszej niż 20% największej wartości spodziewanego prądu jednofazowego zwarcia doziemnego i nie mniej niż 30 A – praktycznie ok. 100 A.

Przy pomiarach na stanowiskach słupów elektroenergetycznych linii napowietrznych dopuszcza się w wypadkach technicznie uzasadnionych wykonywanie pomiarów skuteczności ochrony przeciwporażeniowej dodatkowej z wymuszeniem prądu uziomowego o wartości co najmniej 1 A.

Pomocniczy uziom prądowy zastosowany w obwodzie wymuszonego przepływu prądu powinien znajdować się w takiej odległości od badanego uziomu, aby nie występował wzajemny wpływ obydwu uziomów.

Pomocniczy uziom napięciowy stosowany przy pomiarze napięcia uziomowego powinien być tak usytuowany, aby na wartość mierzonego napięcia nie miały wpływu:

  1. zmiany odległości tego uziomu od uziomu badanego oraz

  2. wzajemne oddziaływanie przewodów obwodu wymuszania przepływu prądu przez badany uziom i przewodów obwodu pomiaru napięcia uziomowego.

Przed rozpoczęciem prac wykonywania połączeń układu pomiarowego zaleca się ustawienie przyrządów w miejscach, w których mają znajdować się w czasie wykonywania pomiarów. Rozstawienie przyrządów pomiarowych powinno być takie, aby podziałki przyrządów, które mają być obserwowane jednocześnie, były dobrze widoczne z jednego miejsca.

Po zakończeniu montowania układu pomiarowego należy bezwarunkowo sprawdzić poprawność połączeń. Należy przestrzegać zasady, że cały układ połączeń sprawdza jedna osoba, która jest ostatecznie odpowiedzialna za jego poprawność.

Często wyniki uzyskane przy wykonywaniu pomiarów stanowią tylko dane wyjściowe do dalszych obliczeń.

W takich przypadkach celowe jest wykonanie kilku kontrolnych obliczeń przed rozmontowaniem układu pomiarowego, w celu sprawdzenia, czy dane uzyskane na podstawie pomiarów są poprawne.

Ostatecznym rezultatem prac pomiarowo-kontrolnych jest protokół z wykonanych pomiarów.

Pomiary uziomowych napięć dotykowych i uziomowych napięć dotykowych rażeniowych

W celupomiaru dowolnego z wymienionych napięć niezbędne jest wykonanie dwóch obwodów:

  • obwodu wymuszania prądu pomiarowego IM, którego częścią lub całością jest pomiarowy prąd uziomowy IE M,

  • obwodu pomiaru napięcia uziomowego lub napięcia dotykowego (rażeniowego krokowego).

Obwód wymuszania prądu pomiarowego IM powinny tworzyć: ziemia, przewody łączące, badany uziom (E), źródło prądu (G), amperomierz (A) oraz elektroda prądowa SP – rys. 1.

Elementom obwodu prądowego stawia się następujące wymagania:

  1. źródło prądu powinno wymuszać prąd o wartości lub przebiegu pozwalającym wyeliminować istotne wpływy prądów zakłócających na wyniki pomiarów,

  2. amperomierz powinien umożliwiać pomiar prądu o wartości i kształcie wymuszonym przez źródło prądu przemiennego,

  3. elektroda pomiarowa powinna być oddalona od badanego uziomu tak, aby między tą elektrodą a badanym uziomem występowała tzw. strefa potencjału zerowego (aby ziemia odniesienia występowała na pewnym obszarze, a nie w jednym punkcie),

  4. przewody łączące elementy obwodów pomiarowych powinny być izolowane od ziemi,

  5. przewody i elektroda prądowa powinny mieć ograniczoną rezystancję tak, aby zastosowane źródło prądu wymuszało prąd o wartości pozwalającej zmierzyć napięcie UE M,

  6. przewody obwodu prądowego powinny być usytuowane względem przewodów obwodu napięciowego tak, aby prąd IE M nie indukował w obwodzie napięciowym napięcia zakłócającego pomiar wartości UE M.

Zwykle do wymuszania prądu uziomowego I stosuje się źródła prądu przemiennego 50 Hz, pozwalające wymuszać prąd wielokrotnie większy od prądów zakłóceniowych tej samej częstotliwości. Można przyjąć, że poprawne wyniki pomiarów rezystancji statycznej uzyskuje się przy wymuszeniu prądu pomiarowego 50 Hz i amplitudzie około 20-krotnie większej od amplitudy prądu zakłóceniowego o tej samej częstotliwości.

Odległość elektrody prądowej od badanego uziomu ma istotny wpływ na szerokość strefy potencjału zerowego i możliwość jej wykrycia. Im ta strefa jest szersza, tym łatwiej ją wykryć, co jest konieczne do poprawnego pomiaru napięcia UE M.

Elementom obwodu napięciowego stawia się następujące wymagania:

    1. elektroda napięciowa powinna być pogrążona w grunt w miejscu, w którym potencjał ma wartość zero,

    2. stosunek rezystancji wewnętrznej woltomierza RV do rezystancji uziemienia elektrody napięciowej RSn powinien być na tyle duży, aby błąd pomiaru UE M był niewielki (dopuszczalny),

    3. woltomierz powinien mieć zakres pomiarowy pozwalający mierzyć występujące w czasie pomiarów napięcia UE M,

    4. przewody obwodu napięciowego powinny być izolowane.

.

Rys. 1. Obwód wymuszania prądu pomiarowego przy pomiarach napięć uziomowych, dotykowych i dotykowych rażeniowych: E – uziom ochronny, S – łącznik, G – agregat prądotwórczy, R – rezystor ograniczający prąd pomiarowy, A – amperomierz, SP – elektroda prądowa

Przy pomiarze rezystancji uziemienia uziomów kratowych strefa potencjału zerowego może być oddalona od uziomu nawet o kilkaset metrów.

Istotny wpływ na wynik pomiaru napięcia uziomowego może mieć stosunek rezystancji wewnętrznej woltomierza i elektrody napięciowej. Im większa będzie wartość R w stosunku do wartości RSn, tym błąd pomiaru będzie mniejszy. Błąd pomiaru wynikający z pominięcia spadku napięcia na RSn jest pomijalny, gdy R jest większy od 100 kΩ.

Obwody do pomiaru napięć dotykowych USTM ,(krokowych USSM) oraz napięć rażeniowych dotykowych UTM (rażeniowych krokowych USM) przedstawiono na rys. 2.

Rys. 2. Obwody pomiaru napięć: a), b) dotykowych i rażeniowych dotykowych, c) krokowych i rażeniowych krokowych

Podstawowymi elementami tych obwodów są przyrządy do pomiaru napięcia (V), elektrody E1 i E2 (lub jedna E) odwzorowujące styczność stóp ludzkich ze stanowiskiem oraz w przypadku pomiaru napięć rażeniowych rezystory RB modelujące elektryczny opór ciała człowieka na drodze przepływu prądu rażeniowego IB. Szeregowo z rezystorami RB połączone są łączniki S tak, aby przy otwartym zestyku łącznika można było mierzyć napięcie dotykowe (krokowe), a przy zamkniętym zestyku łącznika – napięcie rażeniowe.

Napięcie dotykowe pomiędzy częściami przewodzącymi dostępnymi a elektrodą probierczą usytuowaną na stanowisku w odległości 1 m od części przewodzącej powinno być mierzone woltomierzem o rezystancji wewnętrznej nie mniejszej niż 100 kΩ przy zastosowaniu elektrod typu S (elektrody stosowane do pomiaru rezystancji ścian i podłóg lub elektrody ostrzowe) i E (metalowe płytki o powierzchni około 100 cm2 dociskane do przedmiotu siłą 50 N).

Przy zastosowaniu elektrod ostrzowych rezystancja wewnętrzna woltomierza powinna być nie mniejsza niż 1 MΩ.

Pomiary wykonujemy w takim układzie, jak na rysunku 2. Zmierzone napięcie powinno być przeliczone z uwzględnieniem wartości prądu pomiarowego Ip na wartość napięcia, jakie wystąpi przy przepływie prądu zwarciowego Izw wg wzoru:

UD = UP . (1)

gdzie:

UD – napięcie dotykowe przy spodziewanym prądzie zwarciowym Izw w [V],
Up – pomierzone napięcie dotykowe przy prądzie pomiarowym Ip w [V],
Izw – spodziewany prąd zwarciowy (prąd zadziałania urządzeń ochronnych) w [A],
IP – wymuszony prąd pomiarowy uziomowy (rys. 1.) w [A].

Napięcie dotykowe rażeniowe powinno być mierzone pomiędzy częściami przewodzącymi dostępnymi w układzie jak na rys. 2, woltomierzem o oporności wewnętrznej nie mniejszej niż 1 MΩ, zbocznikowanym przez rezystancję o oporności 1000 Ω.

Zmierzone napięcie rażeniowe powinno być przeliczone z uwzględnieniem wartości prądu pomiarowego Ip na wartość napięcia, jakie wystąpi przy przepływie prądu zwarciowego Izw
według wzoru: UR = UP . (2)
gdzie:

UR - napięcie rażenia w [V] przy spodziewanym prądzie zwarciowym Izw,
UP – pomierzone napięcie rażenia w [V] przy przepływie prądu pomiarowego IP,
Izw – spodziewany prąd zwarciowy w [A],
IP – wymuszony prąd pomiarowy uziomowy (rys.1.) w [A].

Rys. 3. Układ pomiarowy do wyznaczania napięcia uziomowego: 1 – uziom badany, 2 – uziemienie pomocnicze, 3 – sonda pomiarowa, 4 – transformator wymuszający prąd pomiarowy.

Jako elektrody pomiarowe S mogą być użyte elektrody stosowane do pomiaru rezystancji ścian i podłóg lub elektrody ostrzowe. Jako elektrody pomiarowe E należy użyć metalowych płytek o powierzchni około 100 cm2 dociskanych do przedmiotu siłą 50 N.

Prądy i elektrody pomiarowe

Do pomiarów rezystancji uziemienia i napięć uziomowych, dotykowych oraz rażeniowych wykorzystuje się obwód wymuszania prądu uziomowego.

Najczęściej wykorzystuje się metodę małoprądową (prądy pomiarowe od kilku do stukilkudziesięciu amperów). Wadą tej metody mogą okazać się błędy spowodowane niezbyt dużą różnicą wartości pomiarowego prądu uziomowego i ewentualnych prądów błądzących.

W pomiarach tych ważną rolę odgrywają elektrody odwzorowujące styczność stóp człowieka z powierzchnią stanowiska. Wymagania dla obwodów pomiaru napięć dotykowych i rażeniowych zestawiono w tabeli 1.

Tabela 1. Wymagania stawiane elementom obwodów pomiaru napięć USTM i UTM

Elementy obwodu

Wymagane wartości parametrów obwodu pomiarowego

Opór wewnętrzny woltomierza V (RV)

Duży, lecz nie mniejszy niż 10-krotna wartość rezystancji uziemienia elektrody E

Powierzchnia elektrody E1

400 cm2

Siła docisku elektrod

500 N

Rezystor RB

1000 Ω

Odległość elektrod od części stwarzającej zagrożenie przy rażeniu na drodze ręka – stopy

1 m

Elektroda stykająca się z częścią dotykaną ręką

Powinna umożliwiać pewne przebicie farby pokrywającej ww. część

Pod elektrodą pomiarową umieszczoną na betonie lub wyschniętym gruncie należy umieścić mokre sukno lub stanowisko pomiarowe należy zmoczyć wodą

Rys. 4. Elektroda pomiarowa obrazująca styczność stóp człowieka ze stanowiskiem; 1 – stanowisko, 2 – guma przewodząca, 3 – folia metalowa, 4 – zacisk elektrody, 5 –filc, 6 – płyta izolacyjna, 7 – obciążenie elektrody

Elektrody pomiarowe mogą mieć różne konstrukcje. Do najprostszych, uznawanych za konstrukcje optymalną należy elektroda przedstawiona na rysunku 4. Norma PN-E 05115 dopuszcza przy pomiarach UTM stosowanie elektrody pomiarowej w postaci pręta pogrążonego na głębokość co najmniej 20 cm, a dla szybkiej oceny USTM – pogrążonego na głębokość 10 cm.

Na stanowiskach, na których rośnie trawa lub są nierówne, należy usunąć trawę, a powierzchnię stanowiska wyrównać lub zastosować elektrodę prętową. Zastosowanie elektrody prętowej jest wygodne i przyspiesza pomiary, lecz wynik jest zwykle obarczony dużym błędem i należy traktować go jako orientacyjny.

Miejsca pomiaru napięć dotykowych i dotykowych rażeniowych

Napięcia dotykowe (krokowe) i rażeniowe dotykowe (rażeniowe krokowe) należy mierzyć w wielu miejscach na terenie, na którym uziom powinien skutecznie ograniczać tego rodzaju napięcia. Są to przede wszystkim stanowiska obsługi urządzeń elektrycznych lub miejsca, w których człowiek może znajdować się często w pobliżu części przewodzących dostępnych i obcych. W miejscach niewydzielonych dla celów elektroenergetycznych, np. przy przewodzących słupach linii napowietrznych, znajdujących się w pobliżu domów, ulic, dróg i placów sportowych pomiary należy wykonywać wokół słupa. Na terenach wydzielonych dla celów elektroenergetycznych pomiary należy wykonywać przede wszystkim na stanowiskach obsługi urządzeń, na drogach ruchu pieszego itp.

Obliczanie największych spodziewanych wartości napięć

Dla uzyskania największych spodziewanych wartości wyznaczonych napięć UE, UST, UT itd. należy zmierzone wartości napięć pomnożyć przez iloraz największego spodziewanego prądu uziomowego IE i pomiarowego prądu uziomowego IE M. Największe spodziewane napięcie rażeniowe dotykowe U oblicza się z zależności: UT = UTM x IE/IEM

Ponieważ wyznaczenie prądów uziomowych jest trudne, można założyć, że rozpływ prądu pomiarowego IP jest taki sam, jak największego spodziewanego prądu zwarciowego IZW. Wtedy największą spodziewaną wartość napięcia rażeniowego można obliczyć z zależności:

UT = UTM × IK1/IEM

Eliminacja zakłóceń przy pomiarach napięć

Najprostszym sposobem eliminacji zakłóceń przy pomiarach napięcia uziomowego dotykowego lub dotykowego rażeniowego jest wymuszanie prądu pomiarowego o dużej wartości, tak aby napięcia wywołane przez ten prąd były znacznie większe od napięć zakłóceniowych.

Nieprawidłowości przy pomiarach uziemień

Niewłaściwy dobór układu pomiarowego to:

  • zasilanie obwodu pomiarowego ze źródła o mocy nie wystarczającej do wymuszenia odpowiedniego prądu pomiarowego,

  • zastosowanie przyrządów pomiarowych o niewłaściwych zakresach pomiarowych,

  • zastosowanie woltomierza o zbyt małej rezystancji wewnętrznej,

  • zastosowanie elektrody prądowej o rezystancji uniemożliwiającej wymuszenie właściwego prądu pomiarowego.


Wykonywanie pomiarów eksploatacyjnych dla elektrycznych urządzeń napędowych

Wymagania w zakresie szczegółowych zasad eksploatacji elektrycznych urządzeń napędowych w jednostkach gospodarki uspołecznionej i nieuspołecznionej określa zarządzenie ministra gospodarki materiałowej i paliwowej z 28 lutego 1987 r. (Mon. Pol. z 1987 r. nr 8, poz. 69) .

Wprowadza ono podział urządzeń napędowych na grupy:

I grupa – urządzenia o mocy większej niż 250 kW oraz urządzenia o napięciu znamionowym powyżej 1 kV bez względu na wartość mocy,
II grupa – urządzenia o mocy od 50 do 250 kW o napięciu znamionowym do 1 kV,
III grupa – urządzenia o mocy poniżej 50 kW, ale nie mniejszej niż 5,5 kW,
IV grupa – urządzenia o mocy poniżej 5,5 kW.

Zarządzenie wymaga, aby przyjęcie do eksploatacji urządzeń napędowych nowych, przebudowanych lub po remoncie następowało po stwierdzeniu, że:
1) dobór napędu jest właściwy pod względem parametrów elektrycznych i mechanicznych w zależności od warunków sieci zasilającej i wymagań urządzenia napędzanego,
2) spełnione są wymagania prawidłowej pracy urządzenia i warunki racjonalnego zużycia energii elektrycznej,
3) uzyskano zadowalające wyniki badań technicznych w zakresie wymaganym przez zarządzenie,
4) stan połączeń w instalacji elektrycznej jest prawidłowy i zgodny z warunkami technicznymi określonymi w dokumentacji,
5) protokół odbioru technicznego urządzenia po remoncie potwierdza zgodność parametrów technicznych z tabliczką znamionową.

Przed każdym uruchomieniem urządzeń napędowych, dokonywanym przez obsługę, należy sprawdzić, czy ruch tych urządzeń nie stworzy zagrożenia bezpieczeństwa obsługi lub otoczenia albo nie spowoduje uszkodzenia urządzeń napędowych.

Przed uruchomieniem urządzeń napędowych I i II grupy po dłuższym postoju należy wykonać pomiary rezystancji uzwojeń maszyn elektrycznych. W instrukcji eksploatacji należy określić czas postoju, po którym wymagane jest wykonanie tych pomiarów.

Przed załączeniem pod napięcie przenośnych, przewoźnych lub przesuwnych urządzeń napędowych na nowym stanowisku należy sprawdzić:
1) prawidłowość podłączenia do sieci elektroenergetycznej i doboru zabezpieczeń,
2) spełnienie wymagań w zakresie ochrony przeciwporażeniowej i zabezpieczenia przeciwpożarowego.

Zakres badań technicznych dla elektrycznych urządzeń napędowych

Dla elektrycznych urządzeń napędowych przewiduje się wykonywanie następujących pomiarów:

1. Pomiar rezystancji uzwojeń silników oraz współpracujących z nimi maszyn elektrycznych – Wartości rezystancji uzwojeń powinny być zgodne z danymi wytwórcy w granicach dokładności pomiaru. Pomiar ten nie jest wymagany dla urządzeń napędowych II, III i IV grupy.

2. Pomiar rezystancji izolacji uzwojeń:
- rezystancja izolacji uzwojeń silników I grupy oraz współpracujących z nimi maszyn elektrycznych w temperaturze 75oC, zmierzona po 60 s od chwili rozpoczęcia pomiaru, powinna wynosić co najmniej 1 MΩ na 1 kV napięcia znamionowego uzwojenia,

- stosunek rezystancji izolacji uzwojeń silników o napięciu wyższym od 1 kV, zmierzonej po 60 s. od rozpoczęcia pomiaru, do rezystancji zmierzonej po 15 s nie powinien być mniejszy od 1,3 niezależnie od temperatury uzwojenia,

- rezystancja izolacji uzwojeń wirnika silnika synchronicznego w temperaturze 75oC powinna wynosić co najmniej 0,5 MΩ

- rezystancja izolacji uzwojeń stojana silników II, III i IV grupy oraz współpracujących z nimi maszyn elektrycznych w temperaturze 20oC i wyższej powinna wynosić co najmniej 5 MΩ.

Pomiar rezystancji izolacji należy przeprowadzać megaomomierzem o napięciu 500 V – w przypadku uzwojeń o napięciu 500 V i niższym, megaomomierzem o napięciu 1000 V – w przypadku uzwojeń o napięciu wyższym od 500 V, ale nie przekraczającym 1000 V, megaomomierzem o napięciu 2500 V – w przypadku uzwojeń o napięciu wyższym niż 1000 V.

W przypadku zbyt niskiej rezystancji wskutek zawilgocenia, silnik należy wysuszyć (na biegu jałowym, jeżeli rezystancja jest większa niż 1 MΩ), a następnie ponownie sprawdzić rezystancję izolacji.

3. Pomiar rezystancji izolacji innych elementów urządzeń:
Rezystancja izolacji powinna być zgodna z danymi wytwórcy, a w razie ich braku nie mniejsza niż 0,5 MΩ dla urządzeń o napięciu 500 V i niższym i nie mniejsza niż 1 MΩ dla urządzeń o napięciu powyżej 500 V.

4. Próba napięciowa uzwojeń: wynik 1-minutowej próby napięciowej uzwojeń silników I i II grupy oraz współpracujących z nimi maszyn elektrycznych, przeprowadzonej napięciem przemiennym o wartości równej 75% wartości napięcia podczas próby wykonanej w zakładzie wytwórczym lub remontowym, powinien być pozytywny.
Wartości rezystancji izolacji zmierzonej bezpośrednio po próbie powinny być nie mniejsze od 80% wartości otrzymanych przed próbą.

5. Pomiar rezystancji izolacji łożysk:
Rezystancja izolacji łożysk (dla silników z izolowanymi stojakami łożyskowymi) powinna być nie mniejsza niż 1 MΩ.

6. Sprawdzanie stanu ochrony przeciwporażeniowej:
Ochrona przeciwporażeniowa urządzeń o napięciu do 1 kV powinna spełniać wymagania podane w normie PN-HD-60364-4-41.

7. Rozruch i ruch próbny. Należy stwierdzić brak niewłaściwych objawów podczas:
1) rozruchu urządzenia,
2) ruchu nieobciążonego urządzenia w czasie nie krótszym niż 1 godzina,
3) ruchu urządzenia I i II grupy w czasie przewidywanym dla urządzenia technologicznego przy obciążeniu zbliżonym do znamionowego,
4) ruchu urządzenia III grupy w czasie nie krótszym niż 2 godziny przy obciążeniu większym niż 50% prądu znamionowego.

8) Sprawdzenie układów zabezpieczeń, sygnalizacji i pomiarów:
Dobór i nastawienie zabezpieczeń, działanie sygnalizacji i układów pomiarowych powinny być zgodne z dokumentacją techniczną i obowiązującymi przepisami.

9) Sprawdzenie układu regulacji energoelektronicznego zasilania urządzenia napędowego:
Sprawność działania powinna być zgodna z warunkami technicznymi lub wymaganiami uzgodnionymi między dostawcą a użytkownikiem.

Pomiar rezystancji uzwojeń silników oraz współpracujących z nimi maszyn elektrycznych o napięciu powyżej 1 kV

Pomiary wykonuje się podczas postoju maszyn po ostygnięciu uzwojeń i po odłączeniu od nich przewodów zasilających i urządzeń pomocniczych. Przyjmuje się, że stan zimny maszyny jest osiągnięty, gdy temperatura uzwojeń nie różni się od temperatury otoczenia więcej niż o 3oC. Temperaturę uzwojeń należy pomierzyć dwoma termometrami laboratoryjnymi.

Rezystancję uzwojeń należy mierzyć bezpośrednio na zaciskach lub pierścieniach ślizgowych, oddzielnie dla każdego uzwojenia (fazy). Pomiar wykonuje się metodą techniczną (przyrządami klasy co najmniej 0,5) lub laboratoryjnym mostkiem Thomsona.

Przewody doprowadzające prąd do pierścieni ślizgowych powinny być połączone za pomocą specjalnych obręczy nakładanych na pierścienie.

Należy pamiętać, że wartość prądu w badanym uzwojeniu ustala się dopiero po upływie pewnego czasu od chwili włączenia napięcia, ponieważ badane uzwojenie posiada pewną indukcyjność. Przed wyłączeniem prądu w badanym uzwojeniu należy odłączyć woltomierz (w mostku zewrzeć galwanometr), aby nie zostały uszkodzone wskutek przepięcia.

Zmierzone wartości rezystancji uzwojeń silnika powinny być zgodne z danymi wytwórcy, w granicach dokładności pomiaru. Negatywny wynik pomiaru może świadczyć o zwarciach między zwojowych lub złym stanie złącz w badanym uzwojeniu.

Pomiar rezystancji izolacji uzwojeń silników i przetwornic oraz współpracujących z nimi maszyn elektrycznych i innych elementów urządzeń napędowych o napięciu znamionowym wyższym od 1 kV

Pomiary wykonuje się podczas postoju maszyn w temperaturze wyższej od 10oC.

Pomiary izolacji wykonuje się po odłączeniu od nich przewodów zasilających i urządzeń pomocniczych, oddzielnie dla każdego uzwojenia (a dla uzwojeń wielofazowych – dla każdej fazy) przy pozostałych połączonych z korpusem i uziemionych.

Pomiary izolacji urządzeń pomocniczych i przewodów zasilających wykonuje się po ich wyłączeniu spod napięcia, odłączeniu od maszyn, z którymi współpracują, i skutecznym zabezpieczeniu od przypadkowego włączenia napięcia. Dla urządzeń pomocniczych i przewodów zasilających mierzy się wartości rezystancji w układach:
1) między poszczególnymi biegunami (fazami) oraz
2) w stosunku do ziemi dla wszystkich biegunów (faz) połączonych razem.

Wraz z wynikiem pomiaru badanych maszyn należy zanotować temperaturę, w jakiej pomiar wykonano, zmierzoną kontrolnymi termometrami elektrycznymi zabudowanymi w uzwojeniu, a w przypadku braku takich termometrów – specjalnie umieszczonymi na czas pomiaru w bezpośrednim sąsiedztwie badanych uzwojeń. Dla pomiarów wykonywanych przed rozruchem maszyn zainstalowanych w pomieszczeniach, po ich postoju dłuższym niż 7 dni, można przyjąć, że temperatura uzwojeń równa jest temperaturze w pomieszczeniu.

Pomiary rezystancji izolacji maszyn i urządzeń pomocniczych o napięciu znamionowym wyższym od 1 kV wykonuje się megaomomierzem 2,5 kV. Przed przystąpieniem do pomiaru należy uziemić badane uzwojenie na co najmniej 5 minut.

Odczytów pomiarów uzwojeń maszyn oraz wzbudnic dla silników synchronicznych dokonuje się po 15, 30, 45 i 60 s, licząc od chwili przyłożenia napięcia do uzwojenia, oznaczając odczytane wartości w megaomach odpowiednio przez R15, R30, R45 i R60.

Po wykonanym pomiarze badane uzwojenie należy rozładować.

Zmierzone wartości rezystancji izolacji uzwojeń silników (wzbudnic) należy przeliczyć do temperatury 20oC, jeżeli pomiar był wykonywany przy innej temperaturze uzwojeń. Przeliczenia takiego nie wymagają zmierzone wartości rezystancji urządzeń pomocniczych. Przeliczeń wartości rezystancji izolacji należy dokonać, mnożąc wartości zmierzone przez współczynnik K20 podany w tabeli 2.

Tabela 2. Współczynnik przeliczeniowy K20 dla uzwojeń silników

Temperatura w oC

8

11

14

17

20

23

26

29

32

35

44

52

62

68

75

82

Współczynnik przeliczeniowy K20

0,67

0,73

0,81

0,90

1,0

1,10

1,21

1,34

1,48

1,64

2,50

3,33

5,00

6,2

7,5

8,8


Dla urządzeń napędowych III grupy o wydłużonym czasie rozruchu, uruchamianych przez bezpośrednie łączenie z siecią, należy przestrzegać określonej przez wytwórcę dopuszczalnej liczby rozruchów urządzenia następujących po sobie ze stanu zimnego i nagrzanego.

Na urządzeniach napędowych powinny być umieszczone i utrzymane w stanie czytelnym następujące napisy i oznaczenia:

  1. na wszystkich elementach wchodzących w skład urządzenia napędowego – symbole zgodne z dokumentacją techniczno-ruchową,

  2. symbole zacisków ochronnych i wyprowadzeń końców uzwojeń oraz dane na tabliczkach znamionowych,

  3. napisy na podstawach gniazd bezpiecznikowych określające wymagane prądy wkładek,

  4. napisy określające funkcje przycisków sterowniczych, przełączników i innych elementów sterowania oraz lampek sygnalizacyjnych,

  5. na obudowach maszyn elektrycznych pracujących w jednym kierunku strzałki wskazujące wymagane kierunki wirowania.

Odchylenia napięcia zasilania urządzeń napędowych nie mogą:

  1. przekraczać wartości ustalonych w dokumentacji fabrycznej dla urządzeń I grupy,

  2. być większe niż ±5% napięcia znamionowego sieci zasilającej dla urządzeń II, III i IV grupy,
    Dopuszcza się ruch urządzeń II, III i IV grupy przy odchyleniach napięcia zasilania większych niż 5%, jeżeli urządzenia te są dostosowane do takich odchyleń napięcia lub są eksploatowane w warunkach niepowodujących przekroczenia prądów znamionowych oraz zapewniających prawidłowy rozruch.

Urządzenia napędowe wyłączone samoczynnie przez zabezpieczenie można uruchomić po stwierdzeniu, że nie występują objawy świadczące o uszkodzeniach.
Urządzenie napędowe wyłączone powtórnie przez zabezpieczenie można uruchomić po usunięciu przyczyn wyłączenia.

Urządzenia napędowe należy wyłączyć spod napięcia w razie ich biegu jałowego. W instrukcji eksploatacji mogą być określone przypadki, kiedy ze względów technologicznych lub wymogów ruchowych nie stosuje się tego wymagania. Dla urządzeń I, II i III grupy zaleca się stosowanie ograniczników biegu jałowego.

Ruch urządzeń napędowych należy wstrzymać w razie zagrożenia bezpieczeństwa obsługi lub otoczenia oraz w razie stwierdzenia uszkodzeń lub zakłóceń uniemożliwiających normalną eksploatację, a w szczególności w razie:

    1. trwałego przeciążenia urządzeń lub nadmiernego nagrzewania się elementów urządzenia,

    2. pojawienia się dymu, ognia lub zapachu spalonej izolacji,

    3. nadmiernych drgań,

    4. uszkodzenia urządzenia napędowego,

    5. zewnętrznych uszkodzeń mechanicznych lub objawów świadczących o wewnętrznych uszkodzeniach,

    6. nadmiernego poziomu hałasu.

Dla urządzeń napędowych I i II grupy należy opracować programy pracy, w których należy uwzględnić racjonalne użytkowanie energii elektrycznej.

 

Autor: mgr inż. Fryderyk Łasak Zakład Badań Elektrycznych „El-Fred”, specjalista do spraw pomiarów
Słowa kluczowe:
pomiary w instalacjach