Diagnostyka instalacji elektrycznych

Introl_m

Zdjęcie: Introl

Diagnostyka instalacji elektrycznych ma na celu ocenę jej stanu technicznego pod względem bezpieczeństwa użytkowników oraz zagrożeń pożarowych wynikających z występowania nieprawidłowości. Właściwie przeprowadzona diagnostyka to nieodzowna czynność zapewniająca jej bezpieczną eksploatację.

 

Podejmując temat diagnostyki instalacji elektrycznych warto na początek pokrótce przypomnieć, czym jest instalacja elektryczna i jakie elementy się na nią składają.

Otóż instalacją elektryczną nazywamy zespół połączonych ze sobą i zharmonizowanych w działaniu elementów, umożliwiających funkcjonowanie maszyn, urządzeń, systemów i układów zasilanych elektrycznie. W skład takiej instalacji wchodzą: kable i przewody elektroenergetyczne, urządzenia z osprzętem instalacyjnym, przyrządy zabezpieczające, ochronne, urządzenia automatyki i sterowania, osprzęt pomiarowy oraz obudowy z konstrukcjami wsporczymi wraz z rezerwowymi źródłami zasilania. W ogólnym pojęciu termin instalacja elektroenergetyczna obejmuje współpracujące ze sobą urządzenia związane z wytwarzaniem, przesyłem i rozdziałem oraz użytkowaniem energii elektrycznej.

W zależności od rodzaju podłączonych odbiorników instalacje elektryczne dzieli się na: oświetleniowe (służące do zasilania źródeł światła i gniazd wtyczkowych dla przyłączania odbiorników ruchomych niewielkiej mocy) oraz siłowe (zasilające urządzenia o dużym poborze mocy (trójfazowe silniki, urządzenia elektrycznego ogrzewania pomieszczeń itd.).

Podstawowym zadaniem instalacji elektrycznej w zakładzie przemysłowym jest dostawa energii elektrycznej do odbiorników w sposób zapewniający niezawodność zasilania, jakość energii, i spełnienie wymagań bezpieczeństwa. Różnorodność stosowanych rozwiązań przemysłowych instalacji elektroenergetycznych wysokiego, średniego i niskiego napięcia w zakładach przemysłowych zależy od: wielkości zakładu, rodzaju produkcji i stosowanych technologii, rodzaju zastosowanych urządzeń elektrycznych, rodzaju wytwarzanych wyrobów i wynikających stąd technologii, wymogów dotyczących pewności zasilania oraz jakości dostarczanej energii elektrycznej.

Instalacje elektryczne w zależności od rodzaju obiektu przemysłowego i charakteru procesu technologicznego mogą pracować w różnych warunkach środowiskowych . Do głównych narażeń środowiskowych należą: wilgoć, temperatura, zapylenie, udary i wibracje mechaniczne oraz obecność substancji żrących, łatwopalnych lub wybuchowych. Oprócz wpływów środowiskowych istnieją jeszcze inne czynniki i narażenia mogące wpływać na stan i pracę instalacji oraz na poziom bezpieczeństwa pracy, np. cechy konstrukcyjne obiektu budowlanego, gdzie ma pracować instalacja lub dostęp osób postronnych i kwalifikacje obsługi.

 

Badania odbiorcze i eksploatacyjne

Ocena stanu technicznego instalacji elektrycznej możliwa jest dzięki przeprowadzeniu odpowiedniego badania. W wypadku tego rodzaju instalacji wyróżnia się badania odbiorcze i eksploatacyjne (okresowe).

Badania odbiorcze powinno mieć miejsce tuż po wykonaniu instalacji elektrycznej, jeszcze przed oddaniem jej do eksploatacji. Badanie to ma na celu sprawdzenie, czy instalacja została wykonana zgodnie z wymaganiami odpowiednich norm i przepisów. W zakres badań odbiorczych wchodzą oględziny, pomiary parametrów technicznych oraz próby, zgodnie z wymaganiami przedstawionymi w normie PN-HD 60364-6:2008.

Z kolei badania eksploatacyjne, zgodnie z Ustawą „Prawo budowlane”, powinny być przeprowadzane nie rzadziej niż co 5 lat. Na badanie okresowe składają się oględziny oraz pomiary parametrów technicznych – m.in. rezystancji izolacji i skuteczności samoczynnego wyłączenia zasilania (oraz inne wyszczególnione w dalszej części tekstu). Dzięki tego rodzaju pomiarom można dowiedzieć się, jaki jest aktualny stan techniczny instalacji pod względem niezawodności i bezpieczeństwa pracy, czy nie uległ on pogorszeniu i nie stwarza zagrożenia porażeniowego lub pożarowego. Wyniki tych pomiarów mają być podstawą do podjęcia decyzji o dalszej eksploatacji lub dokonaniu odpowiednich czynności naprawczych.

Jednak należy mieć na uwadze, że częstość okresowego sprawdzania instalacji powinna być ustalana z uwzględnieniem rodzaju instalacji i wyposażenia, jej zastosowania i działania, częstości i jakości konserwacji oraz wpływów zewnętrznych, na które jest narażona. Zalecana częstotliwość wykonywania okresowych badań sprawności technicznej urządzeń oraz instalacji elektrycznych w zależności od warunków środowiskowych przedstawiona została w tabeli 1.

 

Tabela 1. Czasookresy badań eksploatacyjnych urządzeń i instalacji elektrycznych

Rodzaj pomieszczeniaOkres pomiędzy kolejnymi pomiarami
Pomiar rezystancja izolacjiPomiar skuteczności ochrony przeciwpożarowej
O wyziewach żrącychNie rzadziej niż co 1 rokNie rzadziej niż co 1 rok
Zagrożone wybuchemNie rzadziej niż co 1 rokNie rzadziej niż co 1 rok
Otwarta przestrzeńNie rzadziej niż co 5 latNie rzadziej niż co 1 rok
Bardzo wilgotne (ok. 100%) oraz przejściowo wilgotne (75–100%)Nie rzadziej niż co 5 latNie rzadziej niż co 1 rok
Gorące (temperatura powietrza >35°C)Nie rzadziej niż co 5 latNie rzadziej niż co 1 rok
Zagrożone pożaremNie rzadziej niż co 1 rokNie rzadziej niż co 5 lat
Stwarzające zagrożenie dla ludzi ZL I, ZL II, ZL IIINie rzadziej niż co 1 rokNie rzadziej niż co 5 lat
ZapyloneNie rzadziej niż co 5 latNie rzadziej niż co 5 lat
Pozostałe niewymienione powyżejNie rzadziej niż co 5 latNie rzadziej niż co 5 lat

 

Oględziny i pomiary parametrów technicznych to niezwykle ważne czynności i żadna z nich nie może być pominięta w diagnostyce instalacji. O ile przy oględzinach nie używa się do kontroli instalacji żadnych próbników i mierników, a jedynie wykorzystuje się zmysły (wzrok, słuch, powonienie, dotyk), to w wypadku pomiarów korzysta się z różnego rodzaju mierników i próbników, za pomocą których można zweryfikować stan instalacji w celu określenia stanów i wartości niewykrywalnych za pomocą oględzin.

Jak podkreśla Tomasz Lipiński, inżynier sprzedaży z firmy Merserwis, badanie bezpieczeństwa instalacji elektrycznej powinno odbywać się dwuetapowo. – Pierwszy etap powinien obejmować oględziny mające na celu zapoznanie się z ogólnym stanem badanej instalacji oraz z jej aktualnym wyposażeniem. Może okazać się, że w czasie oględzin odkryte zostaną nieprawidłowości, które należy wyeliminować przed przystąpieniem do drugiego etapu, czyli pomiarów bezpieczeństwa instalacji elektrycznej. Jeżeli jednak oględziny zakończone zostaną wynikiem pozytywnym, można przejść do wykonania pomiarów instalacji elektrycznej. Po wykonaniu pomiarów należy jeszcze odpowiednio zinterpretować wyniki i sporządzić protokół z wykonanych badań, zawierający orzeczenie określające jednoznacznie, czy instalacja nadaje się do dalszej eksploatacji – wyjaśnia ekspert.

Oględziny to pierwszy etap pomiarów, który należy wykonać przed przystąpieniem do prób przy odłączonym zasilaniu, z zachowaniem ostrożności celem zapewnienia bezpieczeństwa ludziom i uniknięcia uszkodzeń obiektu lub zainstalowanego wyposażenia. Z kolei próby i pomiary mają dać odpowiedź, czy zachowane są wymagane parametry techniczne i spełnione są wymagania dotyczące aparatów pomiarowych i sprawdzających podanych w normach.

Dopuszczalne wartości graniczne wyników poszczególnych pomiarów, m.in. pomiaru rezystancji izolacji czy impedancji pętli zwarcia, zależą od bardzo wielu czynników. Charakterystyka badanej instalacji, dane znamionowe elementów w niej zastosowanych czy choćby warunki, w jakich one pracują, mają kluczowy wpływ na dobór wartości granicznych odpowiednich dla danej instalacji. Dokładne wymagania stawiane instalacji, jak i sposoby przeprowadzania poszczególnych badań, można znaleźć w odpowiednich rozdziałach normy PN-HD 60364 – mówi Tomasz Lipiński.

 

Na co należy zwrócić szczególną uwagę

Prawidłowo przeprowadzone oględziny oraz pomiary techniczne składają się z szeregu czynności, mających wpływ na całościową ocenę stanu instalacji elektrycznej.

Oględziny instalacji powinny obejmować m.in.:

– sprawdzenie sposobu ochrony przed porażeniem,

– sprawdzenie doboru urządzeń i ochrony przeciwporażeniowej w zależności od wpływu zewnętrznych warunków środowiskowych,

– sprawdzenie poprawności oznaczenia przewodów neutralnych i ochronnych,

– sprawdzenie, czy schematy, tablice ostrzegawcze i inne podobne informacje są odpowiednio umieszczone,

– sprawdzenie oznaczenia obwodów, zabezpieczeń, łączników itp.,

– sprawdzenie poprawności połączeń obwodów,

– ocenę dostępu do urządzeń umożliwiającego ich wygodną obsługę i eksploatację,

– ocenę stanu technicznego urządzeń (brak widocznych uszkodzeń mogących wpływać na pogorszenie bezpieczeństwa).

Po przeprowadzeniu oględzin, można przejść do wykonywania pomiarów technicznych oraz prób, w skład których wchodzą następujące czynności:

– sprawdzenie ciągłości przewodów ochronnych, w tym przewodów połączeń wyrównawczych głównych i dodatkowych,

– pomiary rezystancji izolacji przewodów instalacji,

– badanie oddzielenia od siebie obwodów (przy stosowaniu jako ochrony przeciwporażeniowej separacji elektrycznej),

– pomiary rezystancji izolacji podłóg i ścian (przy stosowaniu jako ochrony przeciwporażeniowej uzupełniającej izolowania stanowiska),

– pomiar impedancji pętli zwarciowej i ocena skuteczności samoczynnego wyłączenia zasilania,

– próba biegunowości,

– próba wytrzymałości elektrycznej,

– próba działania elementów instalacji,

– sprawdzenie ochrony przed skutkami cieplnymi,

– pomiar spadku napięcia.

Powyższe czynności zaleca się wykonać w podanej kolejności, a jeżeli wynik którejkolwiek próby jest niezadowalający, to próbę tę i próbę poprzedzającą (jeżeli wykryte uszkodzenie może mieć wpływ na jej wynik) należy powtórzyć po usunięciu uszkodzenia. Każdy pomiar i każda próba powinny zostać przeprowadzone trzykrotnie, a wynik powinien być uśredniony.

W opinii Tomasza Lipińskiego badanie bezpieczeństwa instalacji elektrycznej jest procesem skomplikowanym, wymagającym dużej wiedzy technicznej oraz doświadczenia. Dlatego też należy pamiętać, że badanie to może być przeprowadzone wyłącznie przez osoby posiadające odpowiednie świadectwa kwalifikacji. Osoba, która zdała egzamin i posiada wymagane uprawnienia, powinna być zaznajomiona ze wszystkimi niezbędnymi informacjami dotyczącymi aktualnie obowiązujących norm i przepisów, zgodnie z którymi przeprowadzać należy badania.

Należy nadmienić, że każde badanie instalacji elektrycznych – zarówno z bezpiecznikami, z wyłącznikami nadmiarowo-prądowymi, jak i z wyłącznikami różnicowoprądowymi – powinno być udokumentowane protokołem z tych badań, który powinien zawierać informacje o wynikach oględzin i badań oraz informacje dotyczące zmian w stosunku do dokumentacji i odchyleń od norm i przepisów, z podaniem części instalacji, których to dotyczy.

 

Próba ciągłości elektrycznej

Próba ciągłości przewodów to niewątpliwie istotna czynność diagnostyczna, która powinna być wykonana w odniesieniu zarówno do przewodów czynnych (w przypadku pierścieniowych obwodów odbiorczych), jak i ochronnych. Próbę ciągłości przewodów ochronnych należy przeprowadzać za pomocą miernika rezystancji. Zaleca się wykonywanie próby przy użyciu źródła prądu stałego lub przemiennego o napięciu od 4 V do 24 V w stanie bezobciążeniowym, przy czym prąd pomiarowy nie powinien być mniejszy niż 0,2 A.

 

Tomasz Lipiński, inżynier sprzedaży, Merserwis

Jak uniknąć błędów przy pomiarach instalacji

Pomiar instalacji elektrycznej może być obarczony błędami wynikającymi z bardzo wielu czynników. Jednym z nich jest oczywiście czynnik ludzki. Należy pamiętać, aby wykonywać pomiary w sposób zgodny z metodami opisanymi w normie odnoszącej się do danego typu pomiaru, wybrać odpowiednią metodę pomiarową oraz przeprowadzać pomiar zgodnie z instrukcją obsługi miernika. Jeśli tego nie zrobimy, generowany błąd może w znaczący sposób wpływać na wynik pomiaru, a jeśli wartość błędu przekroczy wartość graniczną dla danego typu pomiaru – wynik pomiaru będzie nieważny. Dodatkowo używając starych mierników analogowych, należy również pamiętać o dobraniu odpowiedniego zakresu pomiarowego – zdecydowana większość nowych mierników cyfrowych automatycznie dobiera zakres.

Innym czynnikiem mogącym generować błędy jest sam przyrząd pomiarowy. Miernik instalacji elektrycznej powinien m.in. spełniać wymagania normy PN-EN 61557 oraz być poddawany okresowej kontroli metrologicznej (posiadać ważne świadectwo wzorcowania).

Jeśli chodzi o bezpieczeństwo personelu wykonującego pomiary, pracując przy instalacjach/urządzeniach elektrycznych będących pod napięciem, należy zdawać sobie sprawę z zagrożeń, które mogą wystąpić. Jest to m.in. ryzyko porażenia prądem elektrycznym. Nowoczesne mierniki posiadają zabezpieczenia chroniące operatora, miernik oraz badaną instalację przed niektórymi skutkami błędów popełnianych przy pomiarach. Chodzi tu m. in. o uniemożliwienie rozpoczęcia pomiaru w sytuacji, gdy warunki na złączach miernika nie są odpowiednie dla wykonania danego typu pomiaru, automatycznie rozładowanie obiektów, które mogą akumulować ładunki elektryczne czy sygnalizację niebezpiecznego napięcia występującego na przewodzie PE. Dzięki zastosowaniu tych rozwiązań niebezpieczeństwo porażenia użytkownika podczas pomiarów zostało zredukowane do minimum. Niemniej jednak przeprowadzanie pomiarów instalacji elektrycznych, nawet przy użyciu najnowocześniejszego miernika, w dalszym ciągu może generować szereg innych zagrożeń i powinno być wykonywane przez wykwalifikowane i doświadczone osoby.

 

Pomiar rezystancji izolacji

W ramach diagnostyki należy bezwzględnie przeprowadzić pomiar rezystancji izolacji. Wykonywanie tego pomiaru jest szczególnie istotne i uzasadnione, zważywszy na systematyczny spadek rezystancji będący konsekwencją eksploatacji przewodów, a także wpływu takich czynników, jak np. temperatura powietrza, zanieczyszczenie środowiska czy wilgoć.

 

AD-2025 Żródło Adex Urządzenia Pomiarowe_m

AD-2025. Źródło: Adex Urządzenia Pomiarowe

 

Należy pamiętać o tym, żeby pomiar rezystancji izolacji przeprowadzać po wyłączeniu zasilania i odłączeniu odbiorników – miernikiem na prąd stały. Pomiar rezystancji izolacji w instalacjach niskiego napięcia wykonuje się napięciem probierczym stałym do 1000V. Wartość rezystancji izolacji określana jest poprzez pomiar wartości prądu płynącego poprzez izolację pomiędzy badanymi elementami.

Pomiary rezystancji izolacji przeprowadza się, stosując mierniki izolacji, tzw. megaomomierze lub induktory o napięciu 250, 500, 1000, 2500 i 5000 V. Podstawowymi ich rodzajami są mierniki induktorowe i elektroniczne mierniki izolacji.

Wśród mierników induktorowych znajdują się np. mierniki typu IMI-11, IMI-21, IMI-31 o napięciu pomiarowym wynoszącym odpowiednio 500, 250 i 1000 V oraz miernik typu IMI-33, umożliwiający wybór napięcia spośród wartości: 250, 500 i 1000 V. Minusem tych mierników jest mały zakres pomiarowy (do 10, 20, 50 lub 100 MΩ). Najbardziej popularnymi miernikami izolacji o układzie szeregowym są dwuzakresowe mierniki typu IMI-41, ze szczególnym wskazaniem na miernik IMI-413 o napięciu pomiarowym 2500 V. Zaletą mierników induktorowych jest niewątpliwie niezawodność i możliwość pracy bez źródła zasilania, natomiast wadą – konieczność kręcenia korbką w trakcie wykonywania pomiarów.

Łatwiejsze w obsłudze są z pewnością elektroniczne mierniki izolacji, których źródłem napięcia stałego jest bateria lub akumulator. Przykładem tego typu przyrządów są cyfrowe mierniki MIC-2, MIC-10, MIC-30, MIC-1000, MIC-2500, MIC-2505, MIC-2510 i MIC 5000, MIC-5005, MIC-5010, MIC-5050 oraz MIC-10k1 firmy SONEL. Ostatni z wymienionych modeli wyróżnia się największym zakresem pomiarowym, dochodzącym do 40 TΩ przy maksymalnym napięciu pomiarowym 10 000 V, a także możliwością wyboru jednej spośród trzech wartości maksymalnego prądu przetwornicy, który popłynie przy zerowej rezystancji: 1,2 mA, 3 mA i 5 mA. Przy użyciu tego miernika można wykonywać pomiary w ekstremalnie trudnych warunkach, w obecności dużych pól elektromagnetycznych, gdzie występują duże zakłócenia wynikające z indukowanych napięć. MIC-10k1 pozwala na pomiar rezystancji izolacji nawet przy obecności napięć indukowanych o wartości do 500 V. Zaletą tego urządzenia jest także czytelny, podświetlany wyświetlacz graficzny LCD 5,6″, na którym prezentowanie są wyniki pomiaru, jak również możliwy jest podgląd wykresów kreślonych w czasie.

 

MIC-2510 Zdjecie Sonel_m

MIC-2510. Zdjęcie: Sonel

 

Nowoczesnymi przyrządami są również testery rezystancji izolacji 1555 oraz 1550C firmy Fluke, które wykonują cyfrowe pomiary rezystancji izolacji napięciem do 10 kV. Doskonale nadają się do badania wielu urządzeń, m.in.: aparatury rozdzielczej, silników, generatorów i okablowania). Dzięki funkcji zapisu pomiarów i interfejsowi do komputera testery te to elementy niezbędne do przeprowadzania prewencyjnej i planowej konserwacji.

 

Fluke-1555_m

Fluke-1555. Zdjęcie: Fluke

 

Ciekawym rozwiązaniem są także multimetry z funkcją testowania izolacji Fluke 1587 i 1577, które łączą funkcje cyfrowych testerów izolacji z dysponującymi pełnią możliwości multimetrami prawdziwej wartości skutecznej. Takie rozwiązanie zapewnia maksimum uniwersalności zarówno w razie konieczności rozwiązania pojawiających się problemów, jak i podczas wykonywania czynności konserwacyjnych.

Brymen BM878 Zdjecie Biall_m

Brymen BM878. Zdjęcie: Biall

W funkcję pomiaru rezystancji izolacji wyposażony jest również uniwersalny miernik BM 878 firmy Brymen, umożliwiający wybór napięć testu: 50 V, 100 V, 250 V, 500 V lub 1000 V z maksymalną wartością mierzonej rezystancji izolacji wynoszącą aż 25 GΩ (na zakresie 1 kV). Innowacyjnym rozwiązaniem zastosowanym w tym mierniku jest funkcja wygładzania wskazań ze specjalnym algorytmem (Smooth mode), pozwalająca uzyskać stabilny wynik pomiaru rezystancji izolacji. Natomiast sonda pomiarowa z przyciskiem umożliwia zdalne prowadzenie testu, bez konieczności odrywania rąk od przewodów pomiarowych. Przyrząd ten wyposażony jest także w funkcję pomiaru ciągłości obwodu prądem >200 mA, dzięki czemu BM 878 idealnie nadaje się do pomiaru połączeń ochronnych i wyrównawczych. Warto dodać, że wyłącznym importerem produktów marki Brymen na rynek polski jest firma BIALL.

 

 

 

Sprawdzanie ochrony uzupełniającej

Ochrona przeciwporażeniowa uzupełniająca jest realizowana poprzez zastosowanie wyłączników różnicowoprądowych (RCD). Takie rozwiązanie zapewnia obecnie najskuteczniejszą ochronę przed porażeniem, zapobiegając powstawaniu niebezpiecznych napięć dotykowych na obudowach narzędzi i maszyn elektrycznych. Wyłączniki te stanowią jednocześnie drugi stopień ochrony przeciwporażeniowej. Pierwszy stopień ochrony stanowi bowiem izolacja na kablach i przewodach.

Zadaniem wyłączników różnicowoprądowych jest natychmiastowe odłączenie zasilania w całej chronionej instalacji lub w jej fragmencie. Zabezpieczenie to ma zadziałać zawsze wtedy, gdy w instalacji chronionej popłynie określony prąd upływowy (np. o wartości 50%–100% Idn dla RCD typu AC). Wyłączniki podłączane są do instalacji w taki sposób, by przechodziły przez nie przewody fazowe oraz przewód neutralny. W przypadku prawidłowego działania instalacji prąd płynący w przewodach fazowych ma taką samą wartość jak w przewodzie neutralnym. Natomiast jeśli dojdzie do awarii (m.in. przebicia izolacji), prąd zaczyna płynąć np. po obudowie urządzenia, czyli „ucieka” z instalacji, co powoduje powstanie różnicy fazowej i odcięcie instalacji przez wyłącznik różnicowoprądowy.

 

Wylacznik roznicowopradowy typu U firmy EATON_m

Wyłącznik różnicowoprądowy typu U firmy EATON. Zdjęcie: EATON

 

Na rynku istnieje wiele mierników i testerów zabezpieczeń różnicowoprądowych wykonujących pomiar w sposób automatyczny, wyświetlając wartość prądu, przy której zadziałał wyłącznik różnicowoprądowy.

Specjalistycznym przyrządem do pomiarów wszystkich rodzajów wyłączników różnicowoprądowych jest np. miernik zabezpieczeń różnicowoprądowych MRP-201 firmy Sonel. Pozwala on na pomiar prądu zadziałania, czasu zadziałania w zależności od natężenia prądu różnicowego, rezystancji przewodu ochronnego oraz napięcia dotykowego. Pomiary mogą być wykonywane pojedynczo lub seriami w trybach automatycznych. Przyrząd ten umożliwia także jednoczesny pomiar prądu i czasu zadziałania.

DT-9054 Zdjecie Limatherm Sensor_m

DT-9054. Zdjęcie: Limatherm Sensor

Z kolei DT-9054 Limatherm Sensor to profesjonalny tester wyłączników różnicowoprądowych, który mierzy czas i prąd wyłączenia wyłączników różnicowoprądowych normalnych i selektywnych. Jest przystosowany do pracy w układach TT i TN o napięciu znamionowym 230 V. Tester ten cechuje się bardzo wytrzymałą gumową obudową, odporną na uszkodzenia mechaniczne.

Warto dodać, że pomiary rzeczywistego prądu różnicowego zadziałania wyłączników różnicowoprądowych mogą być obarczone znacznym błędem, w przypadku gdy w instalacji występują niepomijalne ustalone prądy upływowe. W obwodzie jednofazowym wynik pomiaru jest zaniżony, a z kolei w obwodzie trójfazowym prąd upływowy może oddziaływać w obydwu kierunkach – zaniżać lub zawyżać wynik pomiaru rzeczywistego prądu zadziałania.

W związku z powyższym nie powinno się pochopnie oceniać stanu wyłącznika różnicowoprądowego, ponieważ w rzeczywistości może być on sprawny, a przyczyna negatywnego wyniku pomiaru leży po stronie instalacji. Oczywiście może dojść do sytuacji odwrotnej, a mianowicie, bazując na wynikach pomiaru, niesprawny wyłącznik może zostać oceniony jako działający poprawnie. Żeby nie dopuścić do takiej sytuacji, należy w trakcie pomiarów rzeczywistego prądu różnicowego zadziałania wyłączników różnicowoprądowych odłączyć od nich instalację odbiorczą.

 

stanisz_stanislaw, Introl_mStanisław Stanisz, menedżer produktu, Introl

Sprawdzona metoda wykrywania wyładowań niezupełnych w sieciach elektroenergetycznych

Wyładowania niezupełne powstają pod wpływem wysokiego napięcia, wskutek przebicia elektrycznego części izolacji. Dotyczą one sieci elektroenergetycznych średnich i wysokich napięć. Wyładowania niezupełne dzielimy na rodzaje: koronowe, powierzchniowe – drzewienie, wyładowania iskrowe (pojemnościowe). Skutkami wyładowań niezupełnych są straty mocy czynnej, uszkodzenia izolatorów i przewodów oraz zakłócenia w pracy urządzeń telekomunikacyjnych. Wczesne wykrycie wyładowań niezupełnych ogranicza wystąpienie awarii i zmniejsza koszty napraw.

Wyładowania koronowe występują na izolatorach i są pozornie niegroźne, gdy ich natężenie jest niewielkie. Gdy natężenie wyładowań rośnie, w wyniku powstawania podczas wyładowań ozonu i tlenków azotu, dochodzi nierzadko do uszkodzenia izolatora i konieczności jego wymiany. Wyładowania koronowe możemy wykryć za pomocą miernika ultradźwięków. Stosując ultradźwiękową sondę paraboliczną połączoną z miernikiem ultradźwięków, w prosty sposób przeprowadzimy przegląd instalacji z bezpiecznej odległości. Przetworzony sygnał ultradźwiękowy jest słyszalny jako charakterystyczny przydźwięk sieci 50 Hz, czasami z trzaskami w tle. Im bardziej uszkodzony izolator, tym bardziej dźwięk ten staje się basowy. Oczywiście ultradźwięki, prócz tego, ze są możliwe do usłyszenia, są także rejestrowane i wizualizowane na ekranie miernika.

Wyładowania powierzchniowe (drzewienie) objawiają się charakterystycznymi, przerywanymi trzaskami o zmiennym natężeniu. Wyładowania tego typu powstają, kiedy na powierzchni izolatora tworzy się przewodząca warstwa pochodząca od zanieczyszczeń i/lub wilgoci. Wyładowania te doprowadzają do powstania charakterystycznych ścieżek na powierzchni izolatora, powodując jego uszkodzenie.

O wiele bardziej niebezpiecznymi wyładowaniami są wyładowania iskrowe powstające pomiędzy dwoma przewodnikami. Tego typu defekty generują znaczny wzrost temperatury, doprowadzając do uszkodzenia przewodów i izolacji. W skrajnych przypadkach wyładowania iskrowe mogą doprowadzić do pożaru. Sygnał ultradźwiękowy takiego wyładowania po przetworzeniu przez miernik ultradźwiękowy słyszalny jest jako nagłe głośne trzaski.

 

Multimetry i multitestery

Multimetry i multitestery to niezbędne przyrządy służące do diagnostyki instalacji elektrycznych.

Jeśli chodzi o multimetry, to w wersji podstawowej zastępują one kilka urządzeń, m.in.: amperomierz, omomierz czy woltomierz. Multimetry mogą mierzyć wielkości fizyczne w szerokich zakresach pomiarowych, np. napięcie stałe od 200 mV do 1000 V, a rezystancję od 200 Ω do 200 MΩ. Co ważne, używając nowoczesnych urządzeń mających zakres automatyczny (Auto Range), nie jest konieczna znajomość zakresu, w jakim będą mierzone odkreślone wartości. Bez wątpienia ma to swoje plusy i minusy, co tłumaczy obecność na rynku urządzeń wysokiej klasy wyposażonych w klasyczne pokrętło wybierania zakresu pomiarowego.

Wiele modeli mierników uniwersalnych znajduje się w ofercie firmy UNI-T– zarówno tych podstawowych, wyposażonych w akustyczny tester ciągłości obwodu, jak też rozbudowanych, które dodatkowo mierzą: pojemność kondensatorów, częstotliwość prądu, temperaturę, indukcyjność, stany logiczne, współczynnik hFE tranzystorów, testowanie diod. Mierniki specjalizowane dodatkowo umożliwiają pomiar mocy, współczynnika wypełniania impulsów i współczynnika mocy. Zaletą wybranych modeli mierników uniwersalnych jest mikroprocesor pozwalający na połączenie urządzenia z komputerem przez port USB lub RS 232C.

Ciekawym rozwiązaniem jest także cyfrowy multimetr Fluke 233, umożliwiający wykonanie pomiarów w trudnodostępnych miejscach, w których maszyny lub panele są fizycznie oddzielone od wyłącznika krańcowego lub izolującego, a także używanie miernika w strefach ograniczonego dostępu, jak np. w pomieszczeniach sterylnych lub niebezpiecznych.

Na rynku istnieje wiele urządzeń, które pozwalają na zautomatyzowane badanie bezpieczeństwa instalacji elektrycznej. Dostępne są mierniki mogące wykonywać jedynie pomiary jednego typu lub łączące w sobie możliwość wykonywania kilku typów pomiarów. Bardzo praktyczne są mierniki wielofunkcyjne pozwalające na wykonanie wszystkich wymaganych typów pomiarów – twierdzi Tomasz Lipiński.

Jak wyjaśnia ekspert z firmy Merserwis, nowoczesne multitestery bezpieczeństwa instalacji elektrycznych wyposażone są w: funkcję automatycznej oceny wyniku pomiaru (użytkownik wprowadza parametry badanego elementu, a urządzenie na tej podstawie interpretuje wynik pomiaru), funkcję umożliwiającą wykonanie pomiarów w automatycznej sekwencji (zaoszczędza to czas potrzebny na ciągłe przełączanie się między funkcjami pomiarowymi), pamięć pozwalającą na zapisywanie wyników, oprogramowanie do tworzenia protokołów pomiarowych, oraz wiele innych funkcji usprawniających proces wykonywania pomiarów i interpretacji ich wyników. Będąc zaopatrzonym w taki miernik, można szybko i profesjonalnie wykonać wszystkie niezbędne pomiary instalacji elektrycznej.

Przykładem miernika wielofunkcyjnego najnowszej generacji jest MPI-530-IT firmy Sonel, pozwalający na wykonanie takich pomiarów w instalacji elektrycznej, jak: impedancja pętli zwarcia z rozdzielczością nawet do 0,001 Ω, parametry wyłączników RCD, również w sieciach izolowanych IT, rezystancja izolacji i uziemienia, a także ciągłość połączeń ochronnych i wyrównawczych.

 

MPI-530 Zdjecie Sonel_m

MPI-530. Zdjęcie: Sonel

 

Cechami tego miernika są: rozbudowane funkcje pomiaru uziemień, automatyczne pomiary rezystancji izolacji w gniazdach oraz dla przewodów 3-, 4- i 5-żyłowych, możliwość pomiaru natężenia oświetlenia, rejestracja i analiza parametrów sieci. Ponadto przyrząd charakteryzuje się innowacyjną pamięcią, umożliwiającą zapis kilkudziesięciu tysięcy wyników w strukturze gotowego protokołu.

Wykonanie wszystkich pomiarów instalacji elektrycznej umożliwia także MI 3105 EurotestXA – najbardziej rozbudowany miernik instalacji elektrycznych w ofercie firmy Metrel. Niewątpliwymi zaletami tego multimetru są m.in.: pomiar z zastosowaniem AUTO SEKWENCJI, wbudowana tablica charakterystyk bezpieczników i wyłączników RCD, ocena wyniku „DOBRY”/„ZŁY”, 10-poziomowa pamięć oraz wbudowana ładowarka. Miernik może współpracować ze smartfonami i tabletami z systemem Android za pomocą Bluetooth.

 

Kamery termowizyjne – szybkie i skuteczne narzędzia diagnostyczne

Pomiary termowizyjne przemysłowych instalacji elektrycznych pozwalają ocenić stan obciążenia przewodów i symetryczność obciążenia w układach wielofazowych. Nieprawidłowy wzrost temperatury jest także objawem źle działających styków połączeń elektrycznych i urządzeń oraz aparatów rozdzielczych. Konsekwencją wykrycie takich miejsc podczas okresowych kontroli jest niedopuszczenie do powstania awarii oraz ewentualnego pożaru.

Do diagnostyki instalacji elektrycznych doskonale nadaje się np. kamera termowizyjna Testo 882, którą cechuje: wysoka czułość termiczna (<50 mK), szerokokątny obiektyw (32°x23°) i zakres pomiarowy temperatury do 550°C.

Warto również wspomnieć o nowym modelu kamery termowizyjnej FLIR , którym jest T660. Dzięki technologii MeterLink kamera ta automatycznie otrzymuje dane z miernika cęgowego lub z wilgotnościomierza i wyświetla je na termogramie. Zaletą kamery jest wysoka czułość detektora dochodząca do 20mK (0,02°C). Innowacyjnym rozwiązaniem zastosowanym w tym przyrządzie jest niewątpliwie termowizyjna rozdzielczość rozszerzona – UltraMAX (składanie z 16 obrazów obrazu o większej rozdzielczości). Nowy obraz może być zwykłym termogramem lub MSX, a poza tym – co ciekawe – możliwe jest łączenie nowych większych obrazów w panoramę.

 

Flir T660 Zdjecie Flir_m

Flir T660. Zdjęcie Flir

 

 

Autor: Marta Gajewska

 

Artykuł pochodzi z czasopisma Główny Mechanik 3/2015

 

GM3 okladka do maila

Authors

Related posts

Góra
English