14
6. SKUTECZNOŚĆ SAMOCZYNNEGO WYLĄCZENIA NAPIĘCIA 6.1. Cel i zakres ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie podstawowych wiadomości z zakresu ochrony przeciwporażeniowej w instalacjach elektrycznych niskiego napięcia oraz metod kontroli skuteczności dzialania urządzeń ochrony przed dotykiem pośrednim przez zastosowanie samoczynnego wylączenia zasilania. Ćwiczenie polega na sprawdzeniu wybranymi przyrządami i dokonaniu oceny skuteczności ochrony realizowanej w badanej instalacji na podstawie normy PN-IEC 60364-4-41. 6.2. Wiadomości podstawowe 6.2.1. Ochrona przed dotykiem pośrednim. Ochrona przed dotykiem pośrednim przez zastosowanie samoczynnego wylączenia zasilania to najbardziej rozpowszechniony sposób ochrony. Ochrona ta polega na spowodowaniu w określonym czasie samoczynnego wylączenia chronionego obwodu lub urządzenia w przypadku uszkodzeń – zwarć między częścią czynną i częścią przewodzącą dostępną lub przewodem ochronnym tego obwodu albo urządzenia – wywolujących napięcie dotykowe na częściach przewodzących dostępnych o wartościach niebezpiecznych dla zdrowia i życia. Graniczne dopuszczalne dlugotrwale napięcia dotykowe są równe 50 V dla prądu przemiennego i 120 V dla prądu stalego nietętniącego, a w warunkach zwiększonego zagrożenia wynoszą one odpowiednio 25 oraz 60 V. Polska norma PN-IEC 60364-4-41 „Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przeciwpora- żeniowa” określa najdluższe dopuszczalne czasy wylączenia. Zależą one od napięcia znamionowego względem ziemi, typu ukladu sieci i granicznego dopuszczalnego dlugotrwale napięcia dotykowego. W pewnych okolicznościach np. w obwodach rozdzielczych, zależnie od ukladu sieci, dopuszcza się czas wylączania nie dluższy niż 5 s niezależnie od wartości napięcia dotykowego. W zależności od wymagań określonych dla każdego z ukladów sieci części przewodzące dostępne powinny być polączone z uziemionym przewodem ochronnym PE lub ochronno-neutralnym PEN. W celu zmniejszenia lub wyeliminowania możliwości wystąpienia napięć dotykowych między różnymi częściami przewodzącymi w każdym budynku powinny być wykonane polączenia wyrównawcze glówne lączące: glówny przewód ochronny,

6. SKUTECZNO ŚĆ SAMOCZYNNEGO WYŁ ĄCZENIA · 6.2.5. Charakterystyki urz ądze ń wył ączaj ących Warunkiem skuteczno ści ochrony przeciwpora żeniowej jest m.in. to, aby spodziewany

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 6. SKUTECZNO ŚĆ SAMOCZYNNEGO WYŁ ĄCZENIA · 6.2.5. Charakterystyki urz ądze ń wył ączaj ących Warunkiem skuteczno ści ochrony przeciwpora żeniowej jest m.in. to, aby spodziewany

6. SKUTECZNOŚĆ SAMOCZYNNEGO WYŁĄCZENIA

NAPIĘCIA

6.1. Cel i zakres ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie podstawowych wiadomości z zakresu ochrony

przeciwporażeniowej w instalacjach elektrycznych niskiego napięcia oraz metod

kontroli skuteczności działania urządzeń ochrony przed dotykiem pośrednim przez

zastosowanie samoczynnego wyłączenia zasilania. Ćwiczenie polega na sprawdzeniu

wybranymi przyrządami i dokonaniu oceny skuteczności ochrony realizowanej

w badanej instalacji na podstawie normy PN-IEC 60364-4-41.

6.2. Wiadomości podstawowe

6.2.1. Ochrona przed dotykiem pośrednim.

Ochrona przed dotykiem pośrednim przez zastosowanie samoczynnego wyłączenia

zasilania to najbardziej rozpowszechniony sposób ochrony. Ochrona ta polega na

spowodowaniu w określonym czasie samoczynnego wyłączenia chronionego obwodu

lub urządzenia w przypadku uszkodzeń – zwarć między częścią czynną i częścią przewodzącą dostępną lub przewodem ochronnym tego obwodu albo urządzenia –

wywołujących napięcie dotykowe na częściach przewodzących dostępnych

o wartościach niebezpiecznych dla zdrowia i życia.

Graniczne dopuszczalne długotrwale napięcia dotykowe są równe 50 V dla prądu

przemiennego i 120 V dla prądu stałego nietętniącego, a w warunkach zwiększonego

zagrożenia wynoszą one odpowiednio 25 oraz 60 V.

Polska norma PN-IEC 60364-4-41 „Instalacje elektryczne w obiektach

budowlanych. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przeciwpora-

żeniowa” określa najdłuższe dopuszczalne czasy wyłączenia. Zależą one od napięcia

znamionowego względem ziemi, typu układu sieci i granicznego dopuszczalnego

długotrwale napięcia dotykowego.

W pewnych okolicznościach np. w obwodach rozdzielczych, zależnie od układu

sieci, dopuszcza się czas wyłączania nie dłuższy niż 5 s niezależnie od wartości

napięcia dotykowego.

W zależności od wymagań określonych dla każdego z układów sieci części

przewodzące dostępne powinny być połączone z uziemionym przewodem ochronnym

PE lub ochronno-neutralnym PEN.

W celu zmniejszenia lub wyeliminowania możliwości wystąpienia napięć dotykowych

między różnymi częściami przewodzącymi w każdym budynku powinny być wykonane połączenia wyrównawcze główne łączące: główny przewód ochronny,

Page 2: 6. SKUTECZNO ŚĆ SAMOCZYNNEGO WYŁ ĄCZENIA · 6.2.5. Charakterystyki urz ądze ń wył ączaj ących Warunkiem skuteczno ści ochrony przeciwpora żeniowej jest m.in. to, aby spodziewany

główną szynę uziemiającą, metalowe elementy konstrukcyjne, urządzenia centralnego

ogrzewania i systemów klimatyzacyjnych.

Jeżeli warunki samoczynnego wyłączenia nie mogą być spełnione w danej instalacji

powinny być wykonane połączenia wyrównawcze dodatkowe ( miejscowe ).

6.2.2. Układy TN

Wszystkie części przewodzące dostępne instalacji powinny być przyłączone do

uziemionego punktu sieci zasilającej za pomocą przewodów ochronnych uziemionych

na każdym transformatorze.

W układzie TN mogą być stosowane następujące urządzenia ochronne:

- urządzenia ochronne przetężeniowe ( bezpiecznik, wyłącznik samoczynny ),

- urządzenia ochronne różnicowoprądowe.

Urządzeń różnicowoprądowych nie można stosować w układzie TN-C. W układach

TN-C-S przewód PEN nie może być używany po stronie odbioru. Połączenie

przewodu ochronnego PE z przewodem PEN powinno być wykonane po stronie

zasilania urządzenia ochronnego.

Skuteczność działania zabezpieczenia określa następujący warunek:

oas UIZ ≤× (6.1)

gdzie: Zs – impedancja pętli zwarciowej obejmującej źródło zasilania, przewód

czynny do punktu zwarcia i przewód ochronny między punktem zwarcia a źródłem,

Ia – prąd powodujący samoczynne zadziałanie urządzenia wyłączającego

w określonym czasie, wyznaczony na podstawie charakterystyki czasowo – prądowej

zabezpieczenia, Uo – skuteczna wartość napięcia znamionowego względem sieci.

W przypadku urządzeń ochronnych różnicowoprądowych za prąd Ia przyjmuje się wartość znamionowego prądu różnicowego zadziałania urządzenia ochronnego

w wykonaniu normalnym Ia = I∆N oraz podwojoną wartość tego prądu dla urządzeń selektywnych Ia = 2I∆N. Urządzenie zabezpieczające powinno spowodować samoczynne wyłączenie zasilania w czasie, którego wartości podano w tab. 2.1.

6.2.3. Układ TT

W układzie TT punkt neutralny sieci powinien być uziemiony w każdej stacji

transformatorowej. Niezależnie od uziemienia punktu neutralnego sieci wymaga się bezpośredniego połączenia z ziemią podlegających ochronie dostępnych części

Page 3: 6. SKUTECZNO ŚĆ SAMOCZYNNEGO WYŁ ĄCZENIA · 6.2.5. Charakterystyki urz ądze ń wył ączaj ących Warunkiem skuteczno ści ochrony przeciwpora żeniowej jest m.in. to, aby spodziewany

Tab. 6.1 Najdłuższe dopuszczalne czasy wyłączenia w sieciach i instalacjach typu TN

Najdłuższe dopuszczalne czasy wyłączenia

[s]

Napięcie znamionowe

względem ziemi Uo

[ V ] 50 V~, 120 V- 25 V~, 60 V-

120

230

277

400

480

580

0,8

0,4

0,4

0,2

0,1

0,1

0,35

0,20

0,20

0,05

0,05

0,02

Dotyczy urządzeń odbiorczych I klasy ochronności ręcznych lub przenośnych,

przeznaczonych do ręcznego przemieszczania w czasie użytkowania

przewodzących. Części przewodzące jednocześnie dostępne powinny być przyłączone

do tego samego uziemienia indywidualnie, grupowo lub zespołowo.

W układzie TT mogą być stosowane następujące urządzenia ochronne:

- urządzenia ochronne różnicowoprądowe,

- urządzenia ochronne przetężeniowe.

Działanie tych urządzeń uznaje się za skuteczne wówczas, gdy spełniony jest

następujący warunek:

VIR aA 50≤× (6.2)

gdzie: RA – suma rezystancji uziomu i przewodu ochronnego części przewodzących

dostępnych, Ia – prąd powodujący samoczynne zadziałanie urządzenia ochronnego.

Jeżeli urządzeniem ochronnym jest wyłącznik różnicowoprądowy Ia jest

znamionowych prądem różnicowym zadziałania I∆N.

Jeżeli natomiast urządzeniem ochronnym jest urządzenie o zależnej charakterystyce

czasowo - prądowej prąd Ia powinien być prądem zapewniającym samoczynne

zadziałanie w czasie nie dłuższym niż 5 s. Dla urządzenia z działaniem

natychmiastowym prąd Ia powinien być minimalnym prądem zapewniającym

natychmiastowe wyłączenie.

6.2.4. Układ IT

W sieci o układzie IT ochrona przed dotykiem pośrednim może być zrealizowana

przez zastosowanie:

- urządzenia do kontroli stanu izolacji,

- urządzenia różnicowoprądowego,

- urządzenia napięciowego.

Page 4: 6. SKUTECZNO ŚĆ SAMOCZYNNEGO WYŁ ĄCZENIA · 6.2.5. Charakterystyki urz ądze ń wył ączaj ących Warunkiem skuteczno ści ochrony przeciwpora żeniowej jest m.in. to, aby spodziewany

W układach typu IT wymaga się aby części czynne były odizolowane od ziemi lub

połączone z ziemią za pośrednictwem impedancji o odpowiednio dużej wartości.

Części przewodzące dostępne natomiast powinny być uziemione indywidualnie,

grupowo lub zbiorowo.

W układach tych powinien być spełniony następujący warunek:

VIR dA 50≤× (6.3)

gdzie: RA – rezystancja uziemienia części przewodzących dostępnych, Id – prąd

pierwszego doziemienia przy pomijalnej impedancji między przewodem fazowym

i częścią przewodzącą dostępną.

Sieci o układzie IT charakteryzują się prądami o nieznacznej wartości przy

doziemieniach.

Sieci te powinny być wyposażone w urządzenia do kontroli stanu izolacji, które

uruchamiają sygnał dźwiękowy lub/i optyczny. Zaleca się jednak, aby pierwsze

doziemienie było usuwane z możliwie najkrótszym opóźnieniem.

W przypadku wystąpienia drugiego zwarcia zmieniają się warunki bezpieczeństwa

porażeniowego. Urządzenie zabezpieczające powinno spowodować samoczynne

wyłączenie zasilania w czasie, którego wartości podano w tab. 2.2.

Tablica 6.2. Maksymalne czasy wyłączenia w układach IT przy podwójnym doziemieniu

Czas wyłączenia

[s]

Napięcie

znamionowe

instalacji Uo/U

[ V ] bez przewodu neutralnego z przewodem neutralnym

120-240

230/400

400/690

580/1000

0,8

0,4

0,2

0,1

5

0,8

0,4

0,2

W instalacjach o układzie IT powinny być spełnione następujące warunki:

- w sieciach bez przewodu neutralnego

a

Ns

I

UZ ≤ (6.4)

Page 5: 6. SKUTECZNO ŚĆ SAMOCZYNNEGO WYŁ ĄCZENIA · 6.2.5. Charakterystyki urz ądze ń wył ączaj ących Warunkiem skuteczno ści ochrony przeciwpora żeniowej jest m.in. to, aby spodziewany

- w sieciach z przewodem neutralnym

a

Ns

I

UZ

3

'≤ (6.5)

gdzie: Zs – impedancja pętli zwarciowej obejmująca dwa przewody fazowe i przewód

ochronny, Z’s – impedancja pętli zwarciowej obejmująca przewód fazowy, neutralny

i ochronny, Ia – prąd zapewniający zadziałanie urządzenia ochronnego w określonym

czasie.

Rys.6.1. Układy połączeń sieci i instalacji niskiego napięcia: a) sieć typu TN-C, b) sieć typu TN-S,

c) sieć typu TN-C-S, d) sieć typu TT, e),f) sieć typu IT; : UKSI – urządzenie do kontroli stanu izolacji,

1 - bezpiecznik iskiernikowy

Page 6: 6. SKUTECZNO ŚĆ SAMOCZYNNEGO WYŁ ĄCZENIA · 6.2.5. Charakterystyki urz ądze ń wył ączaj ących Warunkiem skuteczno ści ochrony przeciwpora żeniowej jest m.in. to, aby spodziewany

6.2.5. Charakterystyki urządzeń wyłączających

Warunkiem skuteczności ochrony przeciwporażeniowej jest m.in. to, aby

spodziewany prąd zwarcia jednofazowego Ik1 był co najmniej równy wartości prądu

działania zabezpieczeń zwarciowych Ia.

ak II ≥1 (6.6)

Wartości prądów wyłączających Ia przyjmuje się na podstawie charakterystyk

czasowo – prądowych urządzeń zabezpieczających. Wyznaczenie natomiast wartości

prądów zwarć jednofazowych odbywa się pośrednio, poprzez pomiary impedancji

obwodu zwarciowego każdego chronionego urządzenia lub pomiary rezystancji

uziemienia. Prąd Ik1 płynący przez zabezpieczenie w czasie zwarcia można wówczas

wyznaczyć z zależności:

s

ok

Z

UI =1 (6.7)

gdzie: Uo – napięcie fazowe sieci, Zs – impedancja obwodu zwarciowego.

Najbardziej rozpowszechnionymi urządzeniami zabezpieczającymi stosowanymi

w sieciach o układzie TN są bezpieczniki topikowe i wyłączniki instalacyjne.

Wymienione rodzaje urządzeń posiadają tzw. charakterystykę prądowo – czasową, na podstawie której można stwierdzić po jakim czasie zostanie wyłączony prąd

o określonej wartości.

Rys.6.2. Charakterystyka prądowo-czasowa bezpiecznika topikowego

I

t

Ik1 Ia

tmax

tmin

t=f(Ik1)

krzywa maksymalnego

czasu zadziałania

krzywa minimalnego

czasu zadziałania

Page 7: 6. SKUTECZNO ŚĆ SAMOCZYNNEGO WYŁ ĄCZENIA · 6.2.5. Charakterystyki urz ądze ń wył ączaj ących Warunkiem skuteczno ści ochrony przeciwpora żeniowej jest m.in. to, aby spodziewany

Z przedstawionego rysunku wynika, że zadziałanie wkładki topikowej przy prądzie

I = Ia nastąpi w czasie nie dłuższym niż tmax i nie krótszym niż tmin.

Chcąc zatem sprawdzić skuteczność ochrony przed dotykiem pośrednim należy:

- określić najdłuższy dopuszczalny czas wyłączenia tmax urządzenia

zabezpieczającego, w zależności od napięcia znamionowego względem ziemi,

typu układu sieci i granicznego dopuszczalnego długotrwale napięcia

dotykowego,

- na podstawie charakterystyki I-t wyznaczyć wartość prądu wyłączającego Ia,

- wyznaczyć spodziewaną wartość prądu zwarcia jednofazowego Ik1 i porównać z wartością prądu Ia.

6.2.6. Zakres i metody badania

Zasadniczym etapem kontroli poprawności działania ochrony przeciwporażeniowej

przez samoczynne wyłączenie zasilania jest pomiar impedancji pętli zwarciowej.

Wyróżnić można następujące metody pomiaru impedancji pętli zwarcia:

- metoda techniczna,

- metoda z zastosowaniem specjalistycznych mierników, np. typu MZC-2, MZC-300

Pomiaru impedancji pętli zwarcia w tych metodach dokonuje się przez wykonanie

celowego zwarcia pomiarowego podczas normalnej pracy badanego urządzenia.

W zależności od rodzaju prądu zwarcia pomiarowego I2 wyróżnia się metody

pomiarowe:

- przemiennoprądowe,

- stałoprądowe ( prąd pomiarowy wyprostowany jednopołówkowo ).

W zależności od wartości prądu pomiarowego rozróżnia się metody:

- małoprądowe, I2<1 A,

- średnioprądowe, 1A < I2 < 30 A,

- wielkoprądowe, I2 > 30 A.

Czym większa jest wartość prądu pomiarowego I2, tym większa jest dokładność wykonywanego pomiaru oporu pętli zwarciowej.

Metoda techniczna

Pomiar metodą techniczną wykonuje się za pomocą woltomierza i amperomierza

(Rys.6.3). Badanie polega na dwukrotnym pomiarze napięcia: U1– przed zwarciem,

U2– podczas sztucznego zwarcia ( spadek napięcia na rezystorze pomiarowym

R – pozycja przełącznika p1) oraz na pomiarze prądu zwarcia celowego I2. Różnica

wskazań woltomierza U1 – U2 to spadek napięcia na rezystancji pętli zwarcia

Page 8: 6. SKUTECZNO ŚĆ SAMOCZYNNEGO WYŁ ĄCZENIA · 6.2.5. Charakterystyki urz ądze ń wył ączaj ących Warunkiem skuteczno ści ochrony przeciwpora żeniowej jest m.in. to, aby spodziewany

wywołany przepływem prądu sztucznego zwarcia. Dzieląc spadek napięcia ∆U przez

prąd I2 otrzymuje się wartość rezystancji badanej pętli zwarcia

2I

URs

∆= (6.8)

gdzie: Rs – rezystancja pętli zwarcia, ∆U – różnica wskazań woltomierza ∆U=U1 - U2,

I2 – prąd sztucznego zwarcia.

Jeżeli rezystancja badanego obwodu jest duża w stosunku do reaktancji

( w obwodach odbiorczych gdzie w skład pętli zwarcia zalicza się przewody

i kable ), można uznać, że impedancja pętli zwarcia Zs równa jest wartości zmierzonej

rezystancji. Jeżeli natomiast nie można pominąć wpływu reaktancji Xs na wartość impedancji Zs (np. elementami pętli zwarcia są linie napowietrzne lub pomiar odbywa

się w pobliżu stacji o dużym udziale impedancji transformatora ) to wykonuje się dodatkowo celowe zwarcie za pomocą dławika lub kondensatora o impedancji X2

(pozycja przełącznika p2).

Wówczas:

22

21

x

x

x

xxs

I

U

I

UUX

∆=

−= (6.9)

Impedancję pętli zwarcia wyznacza się wówczas ze wzoru:

22sss XRZ += (6.10)

W praktyce, w instalacjach niskiego napięcia składową reaktancyjną impedancji

pętli zwarciowej można pominąć i bez obawy popełnienia znaczącego błędu stosuje

się metodę sztucznego zwarcia z wykorzystaniem elementu rezystancyjnego.

Spodziewaną wartość prądu zwarcia jednofazowego wyznacza się z zależności:

s

kZ

UI 1

1 = (6.11)

Następnie porównuje się otrzymaną wartość z prądem Ia powodującym działanie

urządzeń zabezpieczających w określonym czasie. Warunek samowyłączenia uważa

się za spełniony, jeżeli:

ak II ≥1 (6.12)

Page 9: 6. SKUTECZNO ŚĆ SAMOCZYNNEGO WYŁ ĄCZENIA · 6.2.5. Charakterystyki urz ądze ń wył ączaj ących Warunkiem skuteczno ści ochrony przeciwpora żeniowej jest m.in. to, aby spodziewany

Rys.6.3. Zasada pomiaru impedancji pętli zwarciowej metodą techniczną w sieci TN-C:

1- zabezpieczenie przetężeniowe, 1a – bezpiecznik, 1b – wyłącznik, 2 – odbiornik trójfazowy

Uwaga ! Ze względów bezpieczeństwa, przed wykonaniem właściwych pomiarów należy sprawdzić ciągłość pętli zwarcia.

Zasada kontroli polega na pomiarze napięcia na rezystorze kontrolnym o znacznej

rezystancji ( rzędu kilku kΩ ) podczas zwarcia kontrolnego. Jeżeli pętla zwarciowa

jest ciągła napięcie U2 przy zwarciu wstępnym praktycznie nie różni się od wartości

U1. W razie nieciągłości w przewodzie ochronnym lub znacznej wartości impedancji

pętli zwarciowej spadek napięcia na rezystorze kontrolnym może okazać się mniejszy

niż na impedancji pętli.

Pomiar miernikami rezystancji i impedancji pętli zwarciowej

Jednymi z popularniejszych w Polsce przyrządów do pomiaru parametrów pętli zwarciowej są mierniki typu MZC. Cyfrowe mierniki rezystancji MZC-2 oraz

impedancji MZC-300 pętli zwarciowej przeznaczone są do badań kontrolnych

ochrony przeciwporażeniowej i uziemienia w sieciach elektroenergetycznych prądu

przemiennego o znamionowych napięciach 220/380V, 230/400V i częstotliwości

45-65Hz.

L1

PEN

L3

L2

TN - C

1a 1

2

R X

p1 p2

A V

>I >I >I

1b

Page 10: 6. SKUTECZNO ŚĆ SAMOCZYNNEGO WYŁ ĄCZENIA · 6.2.5. Charakterystyki urz ądze ń wył ączaj ących Warunkiem skuteczno ści ochrony przeciwpora żeniowej jest m.in. to, aby spodziewany

Przyrząd MZC-2 umożliwia pomiar:

- napięć fazowych i międzyprzewodowych sieci,

- rezystancji pętli zwarciowej,

- rezystancji uziemienia.

Sposób połączenia przyrządu typu MZC-2 ( MZC-300 ) z siecią w układzie TN

i badanym urządzeniem przy pomiarach rezystancji ( impedancji ) pętli zwarcia

przedstawiono na rys.6.4.

Pomiary rezystancji pętli zwarcia miernikiem typu MZC-2 wykonuje się następująco:

1) Jeden przewód połączeniowy przyrządu połączyć z zaciskiem ochronnym PE

urządzenia podlegającego ochronie, drugi przewód połączyć z przewodem dowolnej

fazy obwodu zasilającego.

2) Włączyć zasilanie bateryjne przyrządu (ON). Na wyświetlaczu przyrządu powinna

ukazać się wartość napięcia zasilania U1.

3) Wykonać sztuczne zwarcie przyciskając klawisz pomiarowy wybranego zakresu

i odczytać zmierzoną wartość rezystancji pętli zwarcia Rs.

Przyrząd MZC-2 służy do pomiaru jedynie rezystancji. Pomiar impedancji,

spodziewanej wartości prądu zwarcia jednofazowego oraz odczyt składowych

impedancji: rezystancji, reaktancji i kąta fazowego pętli zwarciowej umożliwia

przyrząd typu MZC –300.

Do najistotniejszych cech przyrządu typu MZC-300 zalicza się: - pomiar impedancji i kąta fazowego pętli zwarciowej,

- pomiar napięć przemiennych,

- automatyczne obliczenia prądu zwarciowego oraz rezystancji i reaktancji pętli zwarciowej,

- możliwość pomiaru w instalacjach z wyłącznikami różnicowoprądowymi bez ich

wyzwalania ( funkcja RCD ),

- sprawdzenie ciągłości przewodu ochronnego PE/PEN przed pomiarem,

- duże możliwości zapamiętywania wyników pomiarów.

Pomiary impedancji pętli zwarcia przyrządem typu MZC-300 wykonuje się następująco:

1) Jeden przewód połączeniowy przyrządu połączyć z zaciskiem ochronnym PE

urządzenia podlegającego ochronie, drugi przewód połączyć z przewodem dowolnej

fazy obwodu zasilającego.

2) Włączyć zasilanie bateryjne przyrządu. Na wyświetlaczu przyrządu powinna

ukazać się wartość napięcia zasilania U1.

3) Wykonać sztuczne zwarcie przyciskając przycisk START i odczytać zmierzoną wartość impedancji pętli zwarcia Zs lub obliczoną wartość prądu zwarciowego Ik1

( przycisk Z/I ).

4) Pozostałe składniki pomiaru: rezystancji, reaktancji i kąta fazowego pętli zwarciowej można wyświetlić naciskając klawisz SEL.

Page 11: 6. SKUTECZNO ŚĆ SAMOCZYNNEGO WYŁ ĄCZENIA · 6.2.5. Charakterystyki urz ądze ń wył ączaj ących Warunkiem skuteczno ści ochrony przeciwpora żeniowej jest m.in. to, aby spodziewany

Rys.6.4. Sposób podłączenia miernika typu MZC-2 (MZC-300) podczas sprawdzenia skuteczności

ochrony przeciwporażeniowej przez pętli zwarciowej : a) dla samoczynnego wyłączenia zasilania, b) dla

uziemienia ochronnego [6.3].

6.3. Niezbędne przygotowanie studenta

Studentów przystępujących do ćwiczenia obowiązuje znajomość podstawowych

definicji z zakresu ochrony przeciwporażeniowej, skutków działania prądu na

organizm ludzki oraz kryteriów oceny skuteczności działania ochrony przez

zastosowanie samoczynnego wyłączenia zasilania.

6.4. Opis stanowiska laboratoryjnego

Schemat układu elektrycznego stanowiska laboratoryjnego przedstawiono na

rysunku 6.5. Na płycie czołowej stanowiska umieszczono następujące

zabezpieczenia:

- bezpieczniki topikowe,

- wyłącznik silnikowy typu M250,

- wyłącznik instalacyjny typu S301 w obwodzie gniazda wtykowego.

a)

b)

Page 12: 6. SKUTECZNO ŚĆ SAMOCZYNNEGO WYŁ ĄCZENIA · 6.2.5. Charakterystyki urz ądze ń wył ączaj ących Warunkiem skuteczno ści ochrony przeciwpora żeniowej jest m.in. to, aby spodziewany

Rys.6.5. Schemat układu do badania skuteczności samoczynnego wyłączenia zasilania.

Na rysunku 6.6 przedstawiono charakterystyki czasowo-prądowe (I-t) wyłącznika

silnikowego typu M250 oraz wyłączników instalacyjnych typu B.

Na stanowisku istnieje możliwość modelowania uziemień dodatkowych przewodu

ochronnego PE oraz nieciągłości przewodu ochronnego PE.

6.5. Program ćwiczenia

Podczas wykonywania ćwiczenia należy:

1) Przed wykonaniem właściwych pomiarów dokonać oględzin urządzenia

objętego ochroną przed dotykiem pośrednim.

2) Określić rodzaj i typ zabezpieczenia.

3) Określić dopuszczalny czas wyłączenia ( na podstawie normy ).

4) Wyznaczyć wartość prądu wyłączającego Ia ( na podstawie charakterystyki I-t

zabezpieczenia ).

5) Zapoznać się ze sposobem pomiaru impedancji pętli zwarciowej metodą techniczną oraz miernikami specjalistycznymi typu MZC-2, MZC-301.

6) Wykonać pomiary w zakresie możliwym do zrealizowania przy zastosowaniu

wybranych przyrządów.

7) Wyznaczyć wartość prądu zwarciowego Ik1 ( obliczenia ).

8) Sprawdzić warunek prawidłowego działania zabezpieczenia.

L1

N

L3

L2

PE

>I

L1 L2 L3 PE

>I >I >I

L1 L2 L3 PE

M250 S301

Page 13: 6. SKUTECZNO ŚĆ SAMOCZYNNEGO WYŁ ĄCZENIA · 6.2.5. Charakterystyki urz ądze ń wył ączaj ących Warunkiem skuteczno ści ochrony przeciwpora żeniowej jest m.in. to, aby spodziewany

a) b)

Rys.6.5. Charakterystyki czasowo-prądowe [6.5]:

a) wyłączników instalacyjnych serii S300 B 6...63, b) wyłącznika silnikowego typu M250.

6.6. Sposób opracowania wyników badań

Otrzymane wyniki pomiarów i obliczeń należy zapisać w tabelach oraz wypełnić protokół z badań skuteczności ochrony przeciwporażeniowej (zał. 6.1). Na podstawie

otrzymanych wyników ocenić skuteczność działania urządzeń ochrony

przeciwporażeniowej w badanych instalacjach.

6.7. Literatura

[6.1] Gryżewski Z. Prace pomiarowo-kontrolne przy urządzeniach

elektroenergetycznych o napięciu znamionowym do 1 kV, Centralny ośrodek

szkolenia i wydawnictw SEP Warszawa 1997 r.

[6.2] Markiewicz H. Instalacje elektryczne, WNT Warszawa 2002 r.

[6.3] Instrukcja obsługi, Miernik impedancji pętli zwarciowej. Typ: MZC-300, MZC-

301, MZC-302, MZC-303,

[6.4] Instrukcja obsługi, Miernik do kontroli zerowania i uziemienia. Typ MZC-2,

[6.5] Katalog 2003 firmy LEGRAND, Instalacyjna aparatura elektryczna.

Page 14: 6. SKUTECZNO ŚĆ SAMOCZYNNEGO WYŁ ĄCZENIA · 6.2.5. Charakterystyki urz ądze ń wył ączaj ących Warunkiem skuteczno ści ochrony przeciwpora żeniowej jest m.in. to, aby spodziewany

Zał.6.1.

Protokół Nr ..... Badania ochrony przeciwporażeniowej urządzeń i instalacji

elektrycznych niskiego napięcia

1. Badania wykonano w obiekcie (adres).........................................................................

2. Układ sieciowy instalacji: TN–C / TN–S / TN–C–S / TT / IT

3. Rodzaj środka ochrony przed dotykiem pośrednim: ...................................................

4. Przyrząd pomiarowy ( firma, nazwa, typ, nr fabr. ): ...................................................

5. Data badania: ...............................................................................................................

6. Napięcie sieci zasilającej: Un = ................... V; napięcie zmierzone: Uo = ............. V

7. Wyniki pomiarów:

Lp. Rodzaj badanego urządzenia -

obwodu

( dane, nr fabr. )

In

[ A ]

Ia

[ A ]

Zs

[ Ω ]

Ik1

[ A ]

Ik1 > Ia

(tak–nie)

Uwagi

In – prąd znamionowy urządzenia zabezpieczającego ( wkładka topikowa, wyłącznik instalacyjny ),

Ia – prąd zadziałania zabezpieczenia przetężeniowego,

Zs – zmierzona wartość impedacji pętli zwarcia,

Ik1 – prąd zwarcia jednofazowego ( Ik1 = Uo/Zs ).

Wnioski i zalecenia:

..........................................................................................................................................

..........................................................................................................................................

..........................................................................................................................................

..........................................................................................................................................

Badania wykonali: ( imię i nazwisko, zaświadczenie kwalifikacyjne )

1) ........................................................................................................

2) ........................................................................................................

3) ........................................................................................................

4) ..........................................................................................................