Laboratorium Sieci Elektroenergetyczne
Ćwiczenie: Pomiar impedancji pętli zwarciowej i ocena skuteczności zabezpieczeń przeciwporażeniowych
Cel ćwiczenia: Nabycie umiejętności wykonania pomiaru impedancji pętli zwarciowej w gniazdach wtykowych oraz na stanowiskach roboczych. Sporządzenie poprawnego protokółu pomiarów.
Wprowadzenie
W nowo budowanych instalacjach wymagane jest stosowanie jako środka ochrony dodatkowej wyłącznika przeciwporażeniowego różnicowego. Dawniej najczęściej stosowanym środkiem ochrony dodatkowej było zerowanie. Polegało ono na bezpośrednim połączeniu metalowych części, które normalnie nie znajdują się pod napięciem z przewodem zerowym. Przepływ prądu zwarciowego powinien spowodować natychmiastowe (w dopuszczalnie krótkim czasie) wyłączenie napięcia przez przepalenie wkładki topikowej lub zadziałanie wyłącznika samoczynnego. Aktualne przepisy nie wymagają wymiany istniejącej instalacji elektrycznej, wymagają jednak kontroli jej poprawnego działania. Stąd w zależności od miejsca zainstalowania i rodzaju urządzeń co dwa, pięć lub dziesięć lat należy przeprowadzić określone pomiary, a ich wyniki zawrzeć w protokóle.
Przebieg ćwiczenia
We wskazanych przez prowadzącego zajęcia punktach wykonać pomiary impedancji pętli zwarcia miernikiem MPZ1 zgodnie z załączoną do niego instrukcją.
Uzupełnić protokół z badania skuteczności zerowania (biorąc pod uwagę, że pewne dane są wymagane inne tylko zalecane przykładowe protokóły podano
w załączniku 1)
Wartości współczynnika K lub bezpośrednio prądu IA zapewniającego samoczynne zadziałanie urządzenia ochronnego (dla danego bezpiecznika, oraz dopuszczalnego czasu trwania napięcia rażenia) wybrać z katalogu wkładek topikowych podanym w załączniku 2 (zgodnym z IEC 269-1, EN 60269, PN-87/E-93100) .
Literatura
Dowolna książka „Pomiary elektryczne w zakładach przemysłowych” (najnowsze wydania dostępne w SEP ul. Wieniawskiego).
Ustawa „Prawo Budowlane” z dn. 07.07.94 (Dz.U. nr 89 poz. 414 z późn. zm.)
Ustawa „Prawo Energetyczne” z 1997 roku (Dz.U. nr 54 poz. 348 )
Rozporządzenie MGPiB z dn. 21.06.94 (Dz.U. nr 84 poz. 387 z późn. zm.)
Rozporządzenie MGPiB z dn. 14.12.94 (Dz.U. nr 10/55 poz. 46 z późn. zm.)
Załącznik 1
Wzory protokółów
Do badania skuteczności ochrony przeciwporażeniowej
Wzór 1 stosowany jest najczęściej. W związku z tym budzi najmniej wątpliwości w zakładach energetycznych.
Wzór 2 wynika ze zróżnicowania w nowej normie wartości K dla każdego bezpiecznika.
W efekcie podawane są tabelarycznie również prądy dopuszczalne. Wymaga zatem mniejszej ilości obliczeń i wpisów.
Wzór 3 pozwala odbiorcy protokółu na zmianę wkładki bezpiecznikowej do wartości określonej jako dopuszczalna. Pomiary nie muszą być powtórzone, co jest lepsze z punktu widzenia odbiorcy, a gorsze z punktu widzenia wykonawcy pomiarów. Ponadto wypełnienie tego protokółu w porównaniu do wzoru 2 wymaga dwukrotnie większej pracy przy przeszukiwaniu tabel wartości dopuszczalnych.
Protokół nr wzór1
Z badania skuteczności ochrony przeciwporażeniowej
Zleceniodawca
Nazwa ..........................................................................................................................
Adres ..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
Miejsce badań ....................................................................................................................
Układ sieci zasilającej ......................................................................................................
Przyrządy pomiarowe
Nazwa ..........................................................................................................................
Typ ..........................................................................................................................
Numer Fabryczny ........................................................................................................
Data wykonania pomiarów ................................................................................................
Przyjęty maksymalny czas wyłączenia ............................................................................
Wyniki pomiarów
Określenie identyfikacji urządzenia |
zab |
U |
Z |
K |
IZ |
IA |
Uwagi |
|
|
IN |
Typ |
|
|
|
|
|
|
-- |
[A] |
S/Z |
[V] |
[] |
-- |
[A] |
[A] |
-- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Oznaczenia w protokóle
zab - stosowane zabezpieczenie
IN - prąd znamionowy
Typ - typ zabezpieczenia (S - szybkie / Z - zwłoczne)
U - pomierzone napięcie
Z - pomierzona impedancja pętli zwarcia
K - krotność prądu gwarantująca wyłączenie z wymaganym czasem
IZ - prąd zwarcia metalicznego IZ = U/Z
IA - prąd zapewniający wymagane zadziałanie urządzenia ochronnego IA = K*IN
Wynik pozytywny gdy IZ > IA
Rodzaj badania ...................................................................................................................
Wynik oględzin instalacji i urządzeń ..............................................................................
Orzeczenie ..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
Termin następnego badania ............................................................................................
Pomiary wykonali (imię, nazwisko, podpis)
...............................................................................................................
Protokół otrzymują ............................................................................................................
Protokół nr wzór2
Z badania skuteczności ochrony przeciwporażeniowej
Zleceniodawca
Nazwa ..........................................................................................................................
Adres ..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
Miejsce badań ....................................................................................................................
Układ sieci zasilającej ......................................................................................................
Przyrządy pomiarowe
Nazwa ..........................................................................................................................
Typ ..........................................................................................................................
Numer Fabryczny ........................................................................................................
Data wykonania pomiarów ................................................................................................
Przyjęty maksymalny czas wyłączenia ............................................................................
Wyniki pomiarów
Określenie identyfikacji urządzenia |
zab |
U |
Z |
IZ |
IA |
Uwagi |
|
|
IN |
Typ |
|
|
|
|
|
-- |
[A] |
S/Z |
[V] |
[] |
[A] |
[A] |
-- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Oznaczenia w protokóle
zab - stosowane zabezpieczenie
IN - prąd znamionowy
Typ - typ zabezpieczenia (S - szybkie / Z - zwłoczne)
U - pomierzone napięcie
Z - pomierzona impedancja pętli zwarcia
IZ - prąd zwarcia metalicznego IZ = U/Z
IA - prąd zapewniający wymagane zadziałanie urządzenia ochronnego
Wynik pozytywny gdy IZ > IA
Rodzaj badania ...................................................................................................................
Wynik oględzin instalacji i urządzeń ..............................................................................
Orzeczenie ..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
Termin następnego badania ............................................................................................
Pomiary wykonali (imię, nazwisko, podpis)
...............................................................................................................
Protokół otrzymują ............................................................................................................
Protokół nr wzór 3
Z badania skuteczności ochrony przeciwporażeniowej
Zleceniodawca
Nazwa ..........................................................................................................................
Adres ..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
Miejsce badań ....................................................................................................................
Układ sieci zasilającej ......................................................................................................
Przyrządy pomiarowe
Nazwa ..........................................................................................................................
Typ ..........................................................................................................................
Numer Fabryczny ........................................................................................................
Data wykonania pomiarów ................................................................................................
Przyjęty maksymalny czas wyłączenia ............................................................................
Wyniki pomiarów
Określenie identyfikacji urządzenia |
zab |
U |
Z |
IZ |
IDopN |
Uwagi |
||
|
IN |
Typ |
|
|
|
S |
Z |
|
-- |
[A] |
S/Z |
[V] |
[] |
[A] |
[A] |
[A] |
-- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Oznaczenia w protokóle
zab - stosowane zabezpieczenie
IN - prąd znamionowy
Typ - typ zabezpieczenia (S - szybkie / Z - zwłoczne)
U - pomierzone napięcie
Z - pomierzona impedancja pętli zwarcia
IZ - prąd zwarcia metalicznego IZ = U/Z
IDopN - dopuszczalny prąd znamionowy wkładki bezpiecznikowej zapewniający wymagane zadziałanie
Wynik pozytywny gdy IN < IDopN
Rodzaj badania ...................................................................................................................
Wynik oględzin instalacji i urządzeń ..............................................................................
Orzeczenie ..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
Termin następnego badania ............................................................................................
Pomiary wykonali (imię, nazwisko, podpis)
...............................................................................................................
Protokół otrzymują ............................................................................................................
Załącznik 2
Katalog wkładek instalacyjnych
Wybrane dane
Katalog ten jest zgodny z normami
IEC 269-1
EN 60269
PN-87/E-93100
Służy do wyznaczania wartości K lub IA dla wkładek bezpiecznikowych
wymagana znajomość prądu znamionowego wkładki
typu wkładki (szybka/zwłoczna)
dopuszczalnego czasu trwania zwarcia
Może również służyć do wyznaczania wartości IDopN
(przyjmuje się wówczas wartość IA jako pierwszą z szeregu mniejszą od IZ)
Wkładki instalacyjne szybkie (Bi Wts DII-E27 ; DIII-E33
IN |
t = 0,2s |
t = 0,4s |
t = 5s |
t = 1 godz |
||||
|
Imax |
K |
Imax |
K |
Imax |
K |
Imax |
K |
A |
A |
- |
A |
- |
A |
- |
A |
- |
2 |
11,30 |
5,6 |
9,30 |
4,6 |
5,59 |
2,7 |
4,2 |
2,1 |
4 |
24,38 |
6,0 |
19,50 |
4,8 |
12,00 |
3,0 |
8,4 |
2,1 |
6 |
42,50 |
7,0 |
34,30 |
5,7 |
18,30 |
3,0 |
11,4 |
1,9 |
10 |
51,80 |
5,1 |
43,70 |
4,3 |
28,10 |
2,8 |
19,0 |
1,9 |
16 |
86,90 |
5,4 |
72,20 |
4,5 |
45,40 |
2,8 |
28,0 |
1,75 |
20 |
113,90 |
5,6 |
95,30 |
4,7 |
60,00 |
3,0 |
35,0 |
1,75 |
25 |
152,60 |
6,1 |
124,10 |
4,9 |
73,60 |
2,9 |
43,7 |
1,75 |
35 |
233,50 |
6,6 |
187,80 |
5,3 |
106,20 |
3,0 |
56,0 |
1,6 |
50 |
350,30 |
7,0 |
275,30 |
5,5 |
149,70 |
2,9 |
80,0 |
1,6 |
63 |
501,00 |
7,9 |
407,10 |
6,4 |
217,20 |
3,4 |
100,8 |
1,6 |
Wkładki instalacyjne zwłoczne (Bi Wtz DII-E27 ; DIII-E33
IN |
t = 0,2s |
t = 0,4s |
t = 5s |
t = 1 godz |
||||
|
Imax |
K |
Imax |
K |
Imax |
K |
Imax |
K |
A |
A |
- |
A |
- |
A |
- |
A |
- |
6 |
37,20 |
6,2 |
32,00 |
5,3 |
20,90 |
3,4 |
11,4 |
1,9 |
10 |
66,40 |
6,6 |
57,30 |
5,7 |
38,00 |
3,8 |
19,0 |
1,9 |
16 |
126,80 |
7,9 |
102,80 |
6,4 |
59,50 |
3,7 |
25,6 |
1,6 |
20 |
166,40 |
8,3 |
134,00 |
6,7 |
80,80 |
4,0 |
32,0 |
1,6 |
25 |
222,90 |
8,9 |
180,00 |
7,2 |
103,80 |
4,1 |
40,0 |
1,6 |
35 |
441,10 |
12,6 |
359,40 |
10,2 |
198,60 |
5,6 |
56,0 |
1,6 |
50 |
624,70 |
12,4 |
527,90 |
10,5 |
280,60 |
5,6 |
80,0 |
1,6 |
63 |
797,00 |
12,6 |
653,50 |
10,3 |
354,20 |
5,6 |
100,8 |
1,6 |