22 831 25 21 merserwis@merserwis.pl

Jak zmierzyć pętlę zwarcia? [Aktualizacja 2022]

Najczęstszą i zarazem najskuteczniejszą metodą ochrony przeciwporażeniowej jest ochrona przed dotykiem pośrednim w obwodach wyposażonych w zabezpieczenia nadmiarowoprądowe lub różnicowoprądowe (RCD). Metoda ta polega na automatycznym wyłączeniu zasilania w przypadku możliwości pojawienia się niebezpiecznego napięcia dotykowego na dostępnych elementach przewodzących urządzeń elektrycznych.

Dostępne elementy przewodzące urządzenia połączone są z przewodem ochronnym sieci. W momencie pojawienia się na nich niebezpiecznego napięcia dotykowego, spowodowanego metalicznym zwarciem z przewodem fazowym sieci, nastąpi przepływ prądu w obwodzie przewód fazowy - przewód ochronny, który nazywany jest prądem zwarciowym. Przepływ tego prądu spowoduje zadziałanie wyłącznika nadmiarowoprądowego i/lub RCD, a w konsekwencji wyłączenie zasilania.

Aby uznać stopień ochrony określonego urządzenia za wystarczający, elementy dostępne nie mogą pozostawać zbyt długo pod wpływem niebezpiecznego napięcia dotykowego. Zabezpieczenie musi zadziałać w czasie dostatecznie krótkim, którego wartość określają normy (zwykle PN-HD 60364-4-41).

Warunek spełnienia warunku wystarczającego do samoczynnego wyłączenia zasilania (SWZ) można opisać wzorem:



gdzie:

ZS - impedancja pętli zwarcia
IA - prąd powodujący zadziałanie zabezpieczenia nadmiarowoprądowego lub różnicowoprądowego RCD w wymaganym czasie
UO - napięcie znamionowe sieci względem ziemi.

Pętla zwarcia w zależności od układu sieci - składa się z różnych elementów:

W układzie TN (TN-C, TN-C-S, TN-S) zamyka się ona w 100% galwanicznie poprzez przewody i źródło zasilania:

układ TN-S

W układzie TT zamyka się poprzez uziemienie lokalne instalacji oraz uziemienie stacji transformatorowej:

układ TT

Wartość prądu IA jest zależna od charakterystyki czasowo - prądowej zastosowanego zabezpieczenia i wymaganego czasu wyłączenia.

Podczas pomiaru pętli zwarciowej metodą techniczną wykonywane jest „sztuczne zwarcie” – przyrząd dokonuje pomiaru napięcia bez obciążenia oraz podczas krótkotrwałego obciążeniem rezystorem zwarciowym. Impedancja pętli zwarciowej jest wyliczona na podstawie różnicy spadków napięć.

pętla zwarciowapętla zwarciowa
Formuła obliczania impedancji pętli zwarcia:


formuła obliczania impedancji pętli zwarciagdzie:
wzór obliczania impedancji pętli zwarcia

Wartość impedancji Zs potrzebną do określenia, czy zabezpieczenie jest poprawne, należy zmierzyć.

Pomiary impedancji pętli zwarcia możemy podzielić na kilka rodzajów - w zależności od ich specyfiki.


Standardowy pomiar impedancji pętli zwarcia w obwodach bez zabezpieczenia RCD - metodą 2-biegunową




pomiar impedancji pętli zwarcia bez RCD

Są to zazwyczaj pomiary w obwodach rozdzielczych małej mocy, które nie wymagają bardzo dużej dokładności oraz pomiary instalacji starych lub w których z innych względów nie zastosowano zabezpieczeń różnicowoprądowych.

Pomiar ten umożliwiają mierniki impedancji pętli zwarciowej z oferty firmy Merserwis, do których należą produkowane przez:

Pomiar impedancji pętli zwarcia w obwodach z zabezpieczeniem RCD - metodą 3-biegunową



Większość punktów pomiarowych nowych instalacji odbiorczych jest zabezpieczona wyłącznikami różnicowoprądowymi RCD. W takiej sytuacji należy użyć przyrządu pomiarowego wykorzystującego prąd pomiarowy obniżony do wartości, która nie powoduje zadziałania wyłącznika RCD. Takie rozwiązanie jest szybkie i wygodne ale niestety często wydłuża pomiar oraz obniża jego dokładność.

Pomiar ten umożliwiają mierniki impedancji pętli zwarciowej z oferty firmy Merserwis, do których należą produkowane przez:

Pomiar impedancji pętli zwarcia w obwodach bez zabezpieczenia RCD - metodą 4-biegunową (w tym również silnoprądową)



Zastosowanie metody 4-przewodowej powoduje eliminację wpływu rezystancji stosowanych przewodów pomiarowych na wynik pomiaru (co ma miejsce w metodach opisanych powyżej).

pomiar impedancji pętli zwarcia z RCD
Pomiary tego typu stosuje się głównie w obwodach rozdzielczych dużej mocy - o różnych napięciach zasilających. Metoda silnoprądowa pozwala precyzyjnie zmierzyć impedancję pętli zwarcia z rozdzielczością rzędu 0,1 mΩ.

pomiar pętli zwarcia metodą silnoprądową

Pomiar ten umożliwiają mierniki impedancji pętli zwarciowej z oferty firmy Merserwis, do których należą produkowane przez:
  • Metrel d.d. mierniki: MI 3155 (standardowy - U max. = 485V), MI 3143 (standardowy lub silnoprądowy - U max.= 440V), MI 3144 (standardowy lub silnoprądowy - U max. = 880V)
  • Sonel S.A. mierniki: MZC-310S (silnoprądowy - U max. = 440V), MZC-320S (silnoprądowy - U max. = 550V), MZC-330S (silnoprądowy U max. = 750V)

Dobór przyrządu pomiarowego do pomiaru impedancji pętli zwarcia



Aby prawidłowo dobrać przyrząd pomiarowy do pomiarów impedancji pętli zwarcia należy sobie odpowiedzieć na kilka przykładowych pytań:
  • W jakiej instalacji będziemy wykonywać pomiary (układ sieci, napięcie, częstotliwość)?
  • Jakich wartości się spodziewamy jeśli chodzi o uzyskiwane wyniki?
  • Jaki jest zakres pomiarowy miernika, którego zamierzamy użyć i czy zgodny z oczekiwanym?
  • W jaki sposób zabezpieczone będą badane obwody (np. obecność RCD lub zabezpieczeń nadprądowych, które zadziałają w przypadku przepływu prądu pomiarowego)?
  • Czy obiekt wymaga specjalnego podejścia do pomiarów?
W oparciu o odpowiedzi na powyższe pytania należy dobrać sprzęt pomiarowy adekwatny do specyfiki wykonywania badań. Innego sprzętu będziemy potrzebować do pomiarów pętli zwarcia w gniazdkach domku jednorodzinnego (i tu właściwie możemy dowolnie dobierać mierniki bo te wymagania spełni co najmniej kilkanaście modeli) - a innego w przypadku wykonywania pomiarów IPZ w układzie zasilania farmy fotowoltaicznej pracującej w układzie IT z napięciem znamionowym 800V (gdzie wymagania są specyficzne i właściwie spełnia je jedynie najbardziej zaawansowany Metrel MI 3144).

Dobierając sprzęt należy zwrócić uwagę na wiele aspektów, które przełożą się na możliwość wykorzystania go w różnych warunkach napięciowych, częstotliwościowych czy w obwodach o różnych specyficznych zabezpieczeniach (jak, np. RDC-DD stosowane do zabezpieczenia obwodów stacji ładowania pojazdów elektrycznych, w których zwykły pomiar bez wyzwolenia RCD może w dalszym ciągu powodować wyłączenie stacji przed wyświetleniem wyniku i uniemożliwić ocenę skuteczności ochrony przeciwporażeniowej).

Urządzenia z wyższej półki, takie jak: MI 3152, MI 3152H, MI 3155, są wyposażone w trzy rezystory wzorcowe umożliwiające wykonanie pomiarów również w specyficznych obwodach pomiarowych - a wraz z przyrządem MI 3144 (z sześcio-stopniową regulacją prądu pomiarowego i funkcją uśredniania wyników), którym mogą bezpośrednio sterować zdalnie (wykorzystując technologię Bluetooth i jednocześnie zwiększając bezpieczeństwo operatora, który może odsunąć się na bezpieczną odległość zachowując najwyższy poziom BHP) tworzą kompletne rozwiązanie pomiarowe umożliwiające pomiary pętli zwarcia niemal w każdym obwodzie niezależnie od stopnia skomplikowania.

W razie problemów i wszelkich wątpliwości związanych z doborem sprzętu pomiarowego - prosimy o kontakt z Działem Handlowym firmy Merserwis: 22 831 25 21 / Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.


Slide background


Artykuł został opracowany na podstawie materiałów Sonel S.A. oraz własnych - Merserwis Sp. z o.o. Sp. k.


Ostatnio zmienianywtorek, 12 lipiec 2022 14:00
dotpay merserwis

Szczególnie polecamy

Z naszej oferty szczególnie polecamy aparaturę do pomiaru jakości energii elektrycznej: analizatory jakości energii i zasilania oraz analizatory parametrów sieci

Przyrządy wykorzystywane w laboratoriach i warsztatach: autotransformatory jednofazowe i trójfazowe, rezystory i oporniki suwakowe, oscyloskopy, zasilacze


Aparaturę dla branży energetycznej: przekładniki prądowe, kondensatory, systemy oceny efektywności energetycznej

Aparaturę do automatyki i kontroli: regulatory temperatury, wskaźniki tablicowe, rejestratory temperatury, termometry ostrzowe i inne...

Dystrybucja

Firma Merserwis jest bezpośrednim dystrybutorem w Polsce firm: Metrel, Sauermann-Kimo, Presys, Audio Precision, GW Instek, Graphtec, Hanyoung, Lascar Electronics, Meatest, DeltaOhm.

Jesteśmy również krajowym dystrybutorem firm: Sonel, Lumel, Czaki Thermoproduct, RelPol, Tanel, Budenberg i wielu innych...

Zapewniamy doradztwo, szkolenia, prezentacje oraz wzorcowanie mierników i serwis gwarancyjny oraz pogwarancyjny.

Dane kontaktowe

Merserwis Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Sp. k.
ul. Gen. Wł. Andersa 10
00-201 Warszawa, Polska
NIP: 5260058571

Kontakt
Tel: 22 831 25 21, 22 831 42 56
Fax: 22 887 08 52
E-Mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

Godziny pracy
Dział Handlowy: Pon.-Pt. 8:00-16:00
Serwis Aparatury: Pon.-Pt. 8:00-16:00
Laboratorium Badawczo-Wzorcujące: Pon.-Pt. 8:00-16:00