2. Omów badanie wyłącznika różnicowoprądowego.

Badania skuteczności działania urządzeń różnicowoprądowych powinny wyka­zać, że:

— urządzenia te działają pod wpływem prądu różnicowego I_Δw nie więk­szego niż znamionowy prąd różnicowy wyzwalający I_ΔN,

— napięcia przewodów ochronnych PE względem ziemi w czasie przepływu prądu różnicowego I_ΔN są niższe niż wartości graniczne dopuszczalne U_L, co oznacza, że rezystancje uziemień ochronnych R_A są mniejsze niż wartości graniczne dopuszczalne R_Amax podane w tabl. 1.

Badania urządzeń różnicowoprądowych wykonuje się w układach przed­stawionych na rys. 1, za pomocą specjalnych mierników.

Prąd różnicowy wyzwalający urządzenia różnicowoprądowego wyznacza się przez zmianę rezystancji ograniczającej Rp od wartości bardzo dużej, przy której urządzenie nie działa, do takiej, przy której prąd różnicowy osiąga wartość prądu wyzwalającego I_ΔW.

Napięcia przewodów ochronnych względem ziemi mogą być wyznaczone dwoma sposobami:

l. Modeluje się uszkodzenie i mierzy się napięcie U_Δw podczas przepływu prądu różnicowego I_Δw powodującego działanie urządzeń różnicowoprądowych.

tablica 1. Największe dopuszczalne wartości rezystancji uziemień ochronnych R_Amax, w obwodach z urządzeniami (wyłącznikami) różnicowoprądowymi.

		Rezystancja RAmax(Ω)
Rodzaj urządzeń	Najwyższe dopuszczalne	dla prądu 1ΔN (mA)
(wyłączników)	napięcie dotykowe UL
różnicowoprądowych	V	10	30	100	300	500
	50	5000	1666	500	166	100
Zwykłe	25	2500	833	250	83	50
	50	-	-	250	83	50
Selektywne	25	-	-	125	41	25
IΔN — prąd znamionowy wyzwalający urządzeń różnicowoprądowych.
Uwaga: Wskazane, aby w każdych warunkach RA < 500 Ω.

Rys.1.Przedstawia poniżej sposób badania skuteczności działania urządzenia różnicowoprądowego;

l — miernik skuteczności działania urządzeń różnicowoprądowych.

2. Wymusza się przepływ prądu różnicowego o niewielkiej wartości, nie powodującego działania urządzeń różnicowoprądowych, np. I_Δp < 0,5 I_ΔN i mie­rzy się wartość napięcia U_Δp.

Spodziewaną wartość napięcia w czasie przepływu znamionowego prądu różnicowego I_ΔN oblicza się z zależności U_ΔN = U_ΔP ( I_ΔN / I_ΔP ).

Rys. 1.

Iloraz napięć wyznaczonych tymi metodami jest równy ilorazowi I_Δw /I_ΔN. Może się, zatem zdarzyć, że rzeczywiste wartości napięć w czasie działania urządzeń różnicowoprądowych U_ΔW = I_ΔW R_A są niższe niż wartości napięć dopuszczalnych U_L, a mimo to nie będzie spełniony formalny warunek U_L ≥ U_ΔN R_A.

Spodziewane wartości napięć względem ziemi przewodów ochronnych PE oraz obudów chronionych urządzeń w układach z urządzeniami różnicowo-prądowymi mogą być wyznaczone z zastosowaniem sondy pomocniczej R i bez sondy (rys. 1). Rezystancje wewnętrzne mierników napięcia na wykorzys­tywanym zakresie pomiarowym nie powinny być mniejsze niż 40 kΩ.

W układzie jak na rysunku 1a sonda pomiarowa R_zp powinna być umie­szczona w strefie o potencjale równym zeru, co najmniej w odległości 10—20 m od badanych urządzeń. Usytuowanie sondy w taki sposób pozwala na uzyskanie zadowalającej dokładności pomiarów. W warunkach przemysłowych i podob­nych mogą jednak występować trudności ze znalezieniem właściwego miejsca na umieszczenie sondy R_zp lub może to okazać się wręcz niemożliwe. Takich trudności nie stwarzają badania urządzeń w gospodarstwach rolnych, domkach jednorodzinnych itp.

Nie należy wykonywać pomiarów napięć przyłączając jeden punkt obwodu pomiarowego do przewodu neutralnego — zamiast do sondy R_zp — wyniki badań mogą, bowiem być obarczone nadmiernie dużymi błędami lub mogą być całkowicie nieprawdziwe. Przyczyny tego są następujące:

— potencjały przewodów neutralnych mogą być różne od zera,

— mogą występować połączenia przewodów neutralnych i ochronnych przed urządzeniami różnicowoprądowymi poprzez różnorodne konstrukcje, uziomy naturalne i połączenia wyrównawcze; mierniki w takim przypadku wykażą wartość równą zeru niezależnie od rzeczywistej wartości napięcia tych przewodów względem ziemi.

Jeżeli występują trudności z prowadzeniem badań przy użyciu sond pomiaro­wych R_zp, to pomiary napięć mogą być wykonane w układzie jak na rys. 1b. Wykonuje się kolejno pomiary:

— napięcia przewodu fazowego L względem przewodu ochronnego PE,

— spadku napięcia na rezystancji pomiarowej R_p (po naciśnięciu przy­cisku PP).

Szukana wartość napięcia przewodów ochronnych U_ΔP odpowiadająca prądowi pomiarowemu I_ΔP jest różnicą napięć obydwu zmierzonych wartości. Napięcie U_ΔN przy znamionowym prądzie różnicowym I_ΔN jest w przybliżeniu równe U_ΔP I_ΔN / I_ΔP.

W tej metodzie badań możliwe jest popełnienie znacznych błędów powodo­wanych:

— wahaniami napięcia przewodu fazowego U₀ w czasie pomiarów; w przecięt­nych warunkach wpływ ten jest do pominięcia ze względu na krótkie czasy między kolejnymi pomiarami i jest mało prawdopodobne, aby w tym czasie zaszły istotne zmiany wartości napięcia, a ponadto pomiary można kilkakrotnie powtórzyć;

• algebraicznym sumowaniem (odejmowaniem) napięć, które są wielkoś­ciami wektorowymi;

• istnieniem napięcia przewodów ochronnych względem ziemi w czasie badania wskutek prądów upływowych innych urządzeń (rys. 2 ) o wartościach nie wywołujących działań urządzeń różnicowoprądowych ani innych.

Rys.2. Przykład pomiaru napięć w układzie z urządzeniami (wyłącznikami) różnicowoprądowymi, obarczonego znacznymi błędami wskutek prądów upływowych IΔ innych urządzeń o wartościach nie powodujących działania urządzeń różnicowoprądowych: a) schemat połączeń; b) szkic przedstawiający zależności pomiędzy różnymi napięciami. UΔ_P,UΔ_RZ— zmierzona i rzeczywista wartość napięcia przewodu ochronnego PE podczas przepływu prądu różnicowego IΔ_P = IΔ_N w urządzeniu l;

U_PE — napięcie przewodu ochronnego przed pomiarami przy IΔ_P= O, wywołane przepływem prądu upływowego w odbiorniku 2.

W razie wystąpienia napięcia przewodu ochronnego względem ziemi, wywołanego przepływem prądów upływowych innych urządzeń, badania wyko­nane w układzie jak na rys. 2 wykazują jedynie wartość napięcia spowodowa­nego przepływem pomiarowego prądu różnicowego I_ΔP, podczas gdy rzeczywis­ta wartość napięcia tych przewodów względem ziemi jest sumą obydwu napięć. Może to być przyczyną błędnej oceny wyników badań, w szczególności w instalacjach o układzie TT.

Właściwie przeprowadzone badania wymagają, zatem wykonania pomiarów napięć przewodów fazowych i przewodu ochronnego względem pomocniczej sondy pomiarowej R_ZP (U₀ ,U_PE ), co jednak — jak podano wcześniej — nie zawsze jest możliwe do realizacji.

Skuteczne działania ochrony przed dotykiem pośrednim z urządzeniami różnicowoprądowymi zależą również od tego, czy wszystkie elementy metalowe urządzeń podlegające ochronie są skutecznie połączone z przewodem ochron­nym. Może to być sprawdzone przez:

— pomiary napięć występujących na obudowach urządzeń w czasie prze­pływu pomiarowego prądu różnicowego I_ΔP, na ogół mniejszego niż prąd wyzwalający I_ΔW,

— pomiary rezystancji połączeń pomiędzy urządzeniami i przewodem ochronnym za pomocą miernika rezystancji o bardzo małym zakresie pomiaro­wym.

Rezystancje uziemień urządzeń różnicowoprądowych selektywnych, ozna­czonych symbolem S, nie powinny być większe niż wartości podane w tabl. 1. Oznacza to, że jeżeli badanie skuteczności działania tych urządzeń jest wykony­wane m.in. przez pomiar napięcia U_Δ występującego przy przepływie prądu różnicowego I_Δ, to wyznaczone wartości napięć przy prądzie pomiarowym I_ΔP = I_ΔN powinny być wyższe niż połowa wartości napięć granicznych dopuszczalnych U_L w danych warunkach.

Badania skuteczności działania wyłączników różnicowoprądowych w sie­ciach typu TN są w zasadzie ograniczone do wyznaczenia wartości prądu różnicowego wyzwalającego I_ΔW i sprawdzenia, czy wartość ta nie jest mniejsza niż 0,5 I_ΔN i nie większa niż wartość znamionowa prądu różnicowego.

Napięcia przewodów ochronnych PE w sieciach TN przy przepływie prądu różnicowego I_ΔN ze względu na bardzo małe wartości impedancji pętli zwar­ciowych Z_PZ, są bardzo niskie i praktycznie nie do wyznaczenia, np., gdy impedancja pętli zwarciowej Z_PZ = l Ω, a znamionowy prąd wyzwalający urządzenia różnicowoprądowego I_ΔN = 100 mA, wówczas napięcie U_ΔN = I_ΔN Z_PZ = 0,1V.

Przepisy VDE nie wymagają wykonywania eksploatacyjnych pomiarów czasów działania urządzeń różnicowoprądowych przy prądach różnicowych większych niż prądy wyzwalające znamionowe.

Czasy działania wyłączników selektywnych nie powinny być dłuższe niż 0,2 s, niezależnie od wartości i kształtu prądów różnicowych. Jeżeli tylko są spełnione warunki wymuszające działanie tych urządzeń. Do badań urządzeń różnicowo­prądowych i instalacji z takimi urządzeniami są stosowane specjalne mierniki i testery.

Czas pomiaru

Czas pomiaru i szybkość narastania prądu upływowego powinien być wystarczający do dokonania prawidłowych odczytów.

Uwarunkowania.

Najeży przestrzegać ogólnych zasad wykonywania pomiarów. Cza­su zadziałania urządzeń różnicowoprądowych nie musimy sprawdzać, gdy; parametry urządzeń są gwarantowane certyfikatem wytwórcy. Trwałość urządzeń różnicowoprądowych należy szacować na 10 do 15 lat.

Protokół pomiaru.

Protokół pomiaru powinien zawierać:

1. Nagłówek identyfikujący obiekt badany oraz rodzaj wykonywanych pomiarów.

2. Rubryki:

- liczba porządkowa lp.,

- identyfikacja pomiaru,

- znamionowy prąd zadziałania urządzenia różnicowoprądowego.

- wymagane oporności (rezystancja uziemienia uziomu + rezystancji przewodów lub impedancje pętli zwarciowej), lub dopuszczalne napięcie dotyku,

- pomierzony prąd zadziałania,

- pomierzone i przeliczone wartości oporności (rezystancja uziemie­nia uziomu + rezystancja przewodu, lub impedancja pętli zwarcio­wej, lub rezystancja przewodów ochronnych) lub napięć dotyku.

- orzeczenie dodatnie lub ujemne wg zasad określonych w wymogach.

3. Zakończenie: użyte przyrządy, data, nazwisko i podpis wykonującego pomiary.

1

---