pomiary w instalacjach

Miernik

Jak uniknąć błędów przy pomiarze impedancji pętli zwarcia

Mierząc impedancję pętli zwarcia, można popełnić błędy dające w wyniku zawsze niższą wartość impedancji mierzonej pętli niż jej rzeczywista wartość.

Gdy popełnione błędy sumarycznie będą większe niż 30% wartości rzeczywistej, wyliczone wartości doprowadzą do wydania mylnego orzeczenia o skuteczności ochrony. W przypadkach, gdy błędy mogą przekroczyć dopuszczalne dla nich wartości, należy stosować współczynnik korekcyjny większy od jedności.

Błędy popełniane przy pomiarze impedancji pętli zwarcia mogą być powodowane:

    1. Niewłaściwym zakresem użytych przyrządów pomiarowych.

    2. Zbyt małą wartością prądu IR płynącego przez rezystancję R. Aby spadek napięcia U1 – U2 był rzędu 5% napięcia fazowego, prąd ten powinien być zbliżony do obliczeniowego prądu roboczego mierzonej pętli.

    3. Wahaniami napięcia. Błąd wynikający z wahań napięcia nie stanowi większego problemu, gdy korzystamy z miernika wykonującego pomiar w bardzo krótkim czasie 10 do 20 ms. W tym czasie wahania napięcia nie mają większego wpływu na wynik pomiaru.

    4. Charakterem pętli zwarciowej, zależnym od stosunku rezystancji R do reaktancji XL pętli zwarciowej.

    5. Wartością cosφprądu obciążenia płynącego przed pomiarem i w czasie pomiaru w mierzonej pętli zwarciowej.

    6. Tłumiącym wpływem stalowych obudów.

    7. Wadliwym określeniem faktycznie zastosowanego zabezpieczenia, które ma wyłączać zasilanie w określnym czasie wymaganym warunkami pracy instalacji.

    8. Wadliwym doborem przewodów pomiarowych.

    9. Nie prawidłowym pomiarem w innym obwodzie zwarciowym (np. zasilenie obwodu zwarciowego jest branie z jednego transformatora a mierzone urządzenia zasilone jest z innego transformatora).

    10. Niezasadnym wprowadzeniem współczynników korekcyjnych np. w oparciu o bezkrytyczną rekomendacje programu do protokółowania wyników pomiarów.

Charakter impedancji zwarciowej, czyli stosunek rezystancji R do reaktancji XL pętli zwarciowej, ma decydujący wpływ na mierzony spadek napięcia U 1 – U 2 .

Pomiar kabla

Jak wykonujemy pomiary rezystancji izolacji instalacji oraz wybranych urządzeń elektrycznych

Pomiary rezystancji pozwalają ocenić aktualny stan instalacji i podjąć decyzję o dopuszczeniu jej do użytkowania lub podjęciu napraw. W tekście przedstawiamy sposoby badań i wartości rezystancji, które są obecnie uznawane za dopuszczalne.

Podstawowym pomiarem, który powinien być wykonany podczas badań instalacji, jest pomiar rezystancji izolacji i ewentualnie wskaźników syntetycznych z nią związanych. W uzasadnionych przypadkach, gdy urządzeń nie można wyłączać spod napięcia na czas pomiarów lub izolacja urządzenia nie jest dostępna, ponieważ urządzenie zostało zabudowane lub pracuje pod wodą bądź pod ziemią, zamiast pomiaru rezystancji izolacji można wykonać pomiar prądu upływowego, który również wiele mówi o stanie izolacji urządzenia. W tabeli 1 przedstawiono metody oceny stanu izolacji.

Tabela 1 . Metody oceny stanu izolacji

Metoda

Możliwe do wykrycia

Miara oceny dla sprawdzającego

oględziny

uszkodzenia, błędy montażu

widoczne uchybienia

pomiar rezystancji izolacji

uszkodzenia, zawilgocenia, zanieczyszczenia

wartości graniczne rezystancji

pomiar prądu upływowego

zawilgocenia, zanieczyszczenia, pojemność

wartości graniczne prądu upływowego

Stan izolacji ma decydujący wpływ na bezpieczeństwo obsługi i prawidłowe funkcjonowanie wszelkiego rodzaju urządzeń elektrycznych. Dobry stan izolacji to, obok innych środków ochrony, również gwarancja ochrony podstawowej, czyli ochrony przed porażeniem prądem elektrycznym, którym grożą urządzenia elektryczne, oraz zabezpieczenie przed powstaniem pożaru.

pomiary rezystancji

Jak wykonujemy pomiary rezystancji izolacji urządzeń elektrycznych

Stan izolacji ma decydujący wpływ prawidłowe i bezpieczne funkcjonowanie urządzeń elektrycznych. Jest to więc podstawowy pomiar, który powinien być wykonany podczas ich sprawdzeń. W tekście przedstawiamy sposoby badań prądnicy zespołu prądotwórczego, spawarek, elektronarzędzi oraz podłogi stanowisk izolowanych.

Dobry stan izolacji to, obok innych środków, również gwarancja ochrony podstawowej, czyli przed porażeniem prądem elektrycznym oraz zabezpieczenie przed powstaniem pożaru. Dokonywany podczas kontroli pomiar rezystancji izolacji informuje nas o aktualnym stanie ochrony podstawowej oraz ostrzega przed ewentualnym niebezpieczeństwem. Ewidencja wyników pozwala w dłuższym horyzoncie czasowym określać trend zmian, którego analiza pozwoli przewidzieć potencjalne awarie.

 

Podstawowe zasady wykonywania sprawdzeń rezystancji izolacji, przyrządy używane do pomiarów oraz błędy, których należy się wystrzegać przedstawiliśmy w numerze drugim „Pomiarów elektrycznych w praktyce”. https://pomiarywelektryce.pl/

 

Badanie prądnicy

Pomiar rezystancji izolacji uzwojeń stojana prądnicy zespołu prądotwórczego

Pomiar rezystancji izolacji uzwojeń stojana prądnicy wykonuje się jako pełny lub skrócony. Pomiar pełny wykonuje się podczas postoju prądnicy do remontu, zatrzymanej na czas dłuższy niż 7 dni. Pomiaru nie wymaga się, jeżeli od ostatniego pomiaru pełnego upłynął czas krótszy niż 1 rok. Pomiar wykonuje się po odłączeniu z zacisków szyn lub kabli i po rozłączeniu uzwojeń, dla każdej fazy (lub gałęzi równoległej) uzwojenia oddzielnie, przy pozostałych połączonych z korpusem i uziemionych. Przed pomiarem należy otworzyć wyłącznik lub odłącznik w przewodzie zerowym stojana oraz wyjąć wkładki bezpiecznikowe w obwodzie przekładników napięciowych przyłączonych do mierzonego obwodu.

W prądnicach chłodzonych wodą należy odłączyć od kolektorów destylatu wszystkie zewnętrzne rurociągi. Gumowe rurociągi, łączące kolektory destylatu z uzwojeniami, powinny być wysuszone zgodnie z instrukcją fabryczną.

Równocześnie z pomiarem rezystancji należy zanotować temperaturę uzwojeń, w jakiej pomiar wykonano.

Pomiar skrócony polega na pomiarze rezystancji izolacji względem korpusu wszystkich faz uzwojeń połączonych razem. Przy pomiarze skróconym można przyjąć, że temperatura pomiaru równa jest temperaturze wskazanej przez termometry kontrolne umieszczone na wylocie czynnika chłodzącego.

Pomiar rezystancji izolacji głównej stojana prądnicy o napięciu znamionowym wyższym od 1 kV wykonuje się megaomomierzem 2,5 kV, przy czym zaleca się stosowanie megaomomierza z napędem silnikowym.

Przed przystąpieniem do pomiaru należy uziemić badane uzwojenie na co najmniej 5 minut. Odczytów dokonuje się po 15, 30, 45 i 60 s od chwili przyłożenia napięcia do uzwojenia, oznaczając odczytane wartości w megaomach odpowiednio przez R15, R30, R45 i R60.

Przy wykonywaniu pomiaru rezystancji izolacji głównej uzwojeń stojana dla prądnic z wodnym chłodzeniem uzwojeń należy kolektory destylatu połączyć z zaciskiem „ekran” omomierza.

Przy wykonywaniu pomiaru rezystancji izolacji kolektora (dopływowego lub odpływowego) łączy się kolektor z zaciskiem „linia”, korpus prądnicy z zaciskiem „ziemia”, wszystkie zaś uziemione fazy uzwojeń stojana − z zaciskiem „ekran”. Pomiar wykonuje się po odłączeniu od kolektorów wszystkich połączeń zewnętrznych.
Po wykonaniu pomiaru badane uzwojenia należy rozładować.

Wynik pomiaru jest pozytywny, jeżeli rezystancja izolacji głównej stojana prądnicy nie jest mniejsza od obliczonej według wzoru:

gdzie: R – rezystancja izolacji w MΩ,
k – współczynnik zależny od temperatury izolacji uzwojenia zgodnie z poniższą tabelą,
Un – znamionowe napięcie stojana w V,
S – moc znamionowa prądnicy w MVA.

Tabela 1. Współczynnik k wstawiany do wzoru

Temperatura w oC

15

25

30

35

45

55

60

65

75

85

95

105

115

Współczynnik k do wzoru

1,0

6,8

5,6

4,6

3,1

2

1,7

1,4

1

0,6

0,3

0,2

0,1

Negatywny wynik pomiaru może świadczyć o zawilgoceniu, zabrudzeniu lub uszkodzeniu izolacji uzwojeń stojana.

Pomiar rezystancji izolacji uzwojeń wzbudzenia prądnicy wzbudzonej

Pomiar rezystancji izolacji uzwojeń wzbudzenia prądnicy wzbudzonej wykonuje się przy obciążeniu wirnika prądem nie mniejszym niż 80% wartości znamionowej. Wraz z wynikiem pomiaru należy zanotować wartość prądu wzbudzenia i temperaturę czynnika chłodzącego na wlocie i wylocie.

Pomiar wykonuje się woltomierzem prądu stałego o rezystancji wewnętrznej Rw nie mniejszej niż 100 kΩ w ten sposób, że kolejno mierzy się następujące napięcia:
U1 – między jednym pierścieniem ślizgowym wirnika a wałem,
U2 – między drugim pierścieniem ślizgowym wirnika a wałem,
U – między dwoma pierścieniami ślizgowymi wirnika.
Wszystkie trzy napięcia powinny być zmierzone na tym samym zakresie pomiarowym woltomierza. Przewody do woltomierza powinny być zakończone szczotkami kontaktowymi. Izolacja tych przewodów powinna być nieuszkodzona, a uchwyty izolowane.

Rezystancję izolacji obwodu wzbudzenia oblicza się według wzoru:

gdzie: R − rezystancja izolacji w MΩ,
Rw – rezystancja wewnętrzna woltomierza w kΩ,
U1, U2, U – wartości pomierzonych napięć w V.

Pomiar rezystancji izolacji uzwojeń wzbudzenia prądnicy niewzbudzonej

Pomiar wykonuje się jako pełny lub skrócony. Pomiaru pełnego dokonuje się przy postoju prądnicy do remontu, zatrzymanej na czas dłuższy niż 7 dni.

Pomiar skrócony wykonuje się:
1. Bezpośrednio po zatrzymaniu (w stanie gorącym) prądnicy na przewidywany czas dłuższy niż 7 dni.
2. Bezpośrednio przed uruchomieniem prądnicy do pracy po przeglądzie lub remoncie.
3. Po uruchomieniu prądnicy po przeglądzie lub remoncie.
4. Przed uruchomieniem prądnicy, jeżeli znajdowała się w postoju dłużej niż 7 dni.

Pomiar rezystancji izolacji głównej obwodu wzbudzenia wykonuje się megaomomierzem o napięciu znamionowym 1 kV − dla uzwojeń o napięciu znamionowym 0,5 kV i wyższym i megaomomierzem o napięciu znamionowym 0,5 kV – dla uzwojeń pozostałych.

Odczytu dokonujemy po odczekaniu 1 minuty od przyłożenia napięcia. Po wykonaniu pomiaru badane uzwojenie należy rozładować.

e77bbbe3b6e9fc20bb0d7706aa4159beff5e0d7d-medium

Mierząc rezystancję izolacji, należy pamiętać nie tylko o właściwym napięciu pomiarowym

Przy wykonywaniu pomiarów rezystancji izolacji mogą być popełnione błędy, do których należą m.in.: użycie miernika o niewłaściwym napięciu probierczym, zbyt krótki czas pomiaru, nieprawidłowy odczyt zmierzonej wartości rezystancji, niewłaściwe przygotowanie badanej instalacji lub urządzenia do pomiaru, jak również zaniedbania związane z bezpieczeństwem wykonywania czynności pomiarowych.

Wykonanie pomiaru niewłaściwym napięciem dotyczy głównie wybrania zbyt niskiego napięcia. Tak wykonany pomiar może nie wykazać złego stanu izolacji badanego urządzenia, ponieważ pomiar wykonywany niskim napięciem probierczym będzie pokazywał niższe wartości rezystancji izolacji. Napięcie pomiarowe powinno być zgodne z wartością wymaganą przez normę PN-HD 60364:6, dla napięcia zasilającego, na jakie jest wykonane urządzenie.

Natomiast wykonanie pomiaru zbyt wysokim napięciem może prowadzić do uszkodzenia badanych urządzeń. Szczególnie dotyczy to urządzeń zawierających elementy elektroniczne, głównie kondensatory w stopniu wejściowym zasilaczy.

Zbyt krótki czas pomiaru może wykazać nieprawidłową wartość rezystancji izolacji, przede wszystkim przy pomiarach obwodów lub urządzeń o dużej pojemności. Odczyt powinien być dokonany po ustaleniu wartości mierzonej. Odczyt może być wykonany wcześniej w przypadku gdy wartość mierzona jest znacznie większa od wartości wymaganej dla danego urządzenia i wskazanie przyrządu już nieznacznie się zmienia.

Krótki czas pomiaru nie spowoduje również błędu w przypadku pomiaru uszkodzonego obiektu, kiedy wynik tego pomiaru będzie bliski zeru.

Pomiar

Nowe zapisy normy PN-HD 60364-6:2016-07

Pomiary elektryczne to wbrew pozorom niebezpieczna czynność, składająca się z kliku ważnych etapów oraz wymagająca przez to odpowiednich unormowań prawnych. Zarówno ze względu na bezpieczeństwo, jak i gwarancję rzetelności pomiarów, normy dotyczące czynności wykonywanych przy instalacjach elektrycznych, takie jak pomiary, nie są niezmienne. Wraz z rozwojem technologicznym podlegają zmianom, które jako pracujący w zawodzie fachowcy powinniśmy na bieżąco śledzić.

Wszelkie niezbędne informacje na temat sprawdzania instalacji elektrycznych niskiego napięcia możemy odnaleźć w normie PN-HD 60364-6. W dniu 15 lipca 2016 roku Polski Komitet Normalizacyjny wydał jej nową edycję PN-HD 60364-6:2016-07 – wersja angielska – Instalacje elektryczne niskiego napięcia Część 6: Sprawdzanie.

Dopóki PN-HD 60364-6:2016-07 – wersja angielska nie zostanie przetłumaczony na język polski, nie może być przywoływany w polskich przepisach (przyp. red).

Zmiany obejmują wymagania dotyczące sprawdzania odbiorczego oraz sprawdzania okresowego, a także ich protokołowania opisane w rozdziałach 6.4 i 6.5. Możemy także odnaleźć nowy załącznik, który może okazać się pomocny w niektórych sytuacjach.

Zmiany w sprawdzeniach odbiorczych

W dotychczasowej normie sprawdzanie odbiorcze, a dokładniej pierwszy ich etap, czyli oględziny obejmowały kontrolę następujących komponentów:

a)     sposób ochrony przed porażeniem prądem elektrycznym;

b)    występowanie przegród ogniowych i innych środków zapobiegających rozprzestrzenianiu się

  • ognia oraz ochrony przed skutkami działania ciepła;
  • ognia oraz ochrony przed skutkami działania ciepła;

c)     dobór przewodów z uwagi na obciążalność prądową i spadek napięcia;

d)    dobór i nastawienie urządzeń zabezpieczających i sygnalizacyjnych;

e)     występowanie i prawidłowe umieszczenie właściwych urządzeń do odłączania izolacyjnego i

łączenia;

f)      dobór urządzeń i środków ochrony, właściwych ze względu na wpływy zewnętrzne;

g)    prawidłowe oznaczenie przewodów neutralnych i ochronnych;

h)    przyłączenie łączników jednobiegunowych do przewodów fazowych;

i)       obecność schematów, napisów ostrzegawczych lub innych podobnych informacji;

j)       oznaczenie obwodów, urządzeń zabezpieczających przed prądem przetężeniowym,

łączników, zacisków itp.;

k)    poprawność połączeń przewodów;

l)       występowanie i ciągłość przewodów ochronnych, w tym przewodów ochronnych połączeń

wyrównawczych głównych i połączeń wyrównawczych dodatkowych;

m)  dostępność urządzeń, umożliwiająca wygodną obsługę, identyfikację i konserwację;

Teraz do przedstawionego wyżej zestawienia dołączono dwa podpunkty: wymóg sprawdzenia doboru, rozmieszczenia i instalacji środków ochrony przeciwprzepięciowej SPD. Ponadto zostanie dodany podpunkt n) mówiący o konieczności sprawdzenia zastosowanych środków ochrony przed zakłóceniami elektromagnetycznymi. Szczególnie kwestia zakłóceń elektromagnetycznych jest tutaj ważna – w dzisiejszych czasach zakłócenia te stanowią poważny problem i bardzo ważne jest zastosowanie odpowiednich zabezpieczeń. Kolejną rzeczą, jaka zmieni się w wymaganiach dotyczących sprawdzania odbiorczego, to konieczność sprawdzenia doboru i instalacji systemu uziemiającego oraz podłączenie do niego najbardziej narażonych części przewodzących. Znajdziemy także zapis o konieczności ogólnego sprawdzenia doboru i montażu instalacji elektrycznej. Dodatkowo sprawdzanie odbiorcze będzie miało miejsce po wykonaniu nowej instalacji albo po zakończeniu uzupełnień lub zmian instalacji istniejących.

Okładka AIN 13

Nr 13 Czerwiec 2017 r.

AIN_14_okladka

Nr 14 Lipiec 2017 r.

Okładka AIN 15

Nr 15 Sierpień 2017 r.

wiper-pixel