Pomiary pętli zwarciowych

• Czym jest pętla zwarciowa i do czego służy jej pomiar?

  W razie zwarcia w instalacji elektrycznej trzeba sprawdzić, czy jej wyłącznik nadprądowy zadziała w wymaganym czasie zwłoki. W tym celu impedancja obwodu powinna być na tyle mała, aby płynął w nim prąd o wystarczająco dużym natężeniu. Prawidłowa wartość impedancji obwodu i czasu zadziałania wyłącznika (bezpiecznika) zależy od układu połączeń w instalacji (tj. TN lub TT) oraz rodzaju jej zabezpieczenia — może być nim miniaturowy wyłącznik automatyczny (MCB), wkładka topikowa zamknięta, lub bezpiecznik topikowy do przelutowania. Przyczyną prądu zwarciowego może być fazy do zera lub zwarcie doziemne fazy. Dlatego trzeba zmierzyć impedancję pętli obu obwodów zwarciowych.

• Istnieją różne rodzaje pomiarów pętli. Dlaczego?

  Dobór odpowiedniego rodzaju pomiaru pętli zależy od szeregu czynników, a przede wszystkim tego, który można wykonać posiadanym miernikiem. Instalacja zabezpieczona wyłącznikami różnicowo-prądowymi wymaga pomiaru bez ich wyzwalania, czyli pomiaru silnoprądowego. Pomiar silnoprądowy wykonuje się łatwiej i daje dokładniejsze wyniki w przypadku obwodów niezabezpieczonych wyłącznikami różnicowo-prądowymi.

• Na czym polega dwuprzewodowy pomiar silnoprądowy?

  Jest to tradycyjny pomiar impedancji pętli obwodu elektrycznego. Wymaga natężenia probierczego nie przekraczającego 20 A i prostego połączenia 2 przewodów probierczych. Jest najdokładniejszą i najszybszą metodą wykonywania prostych, rutynowych pomiarów impedancji pętli. Większość standardowych mierników impedancji pętli elektrycznej oferuje funkcję tego pomiaru. Ponieważ metoda ta polega na względnie wysokiej wartości natężenia prądu probierczego, jej wyniki są zasadniczo odporne na zakłócenia zewnętrzne, a zatem są powtarzalne i stabilne — w normalnych warunkach pomiaru.

• Czy istnieją jakieś ograniczenia wobec pomiaru silnoprądowego?

  W czasach, gdy opracowano metodę pomiaru silnoprądowego, nie było jeszcze wyłączników różnicowo-prądowych (RCD), tym bardziej z członem nadprądowym (RCBO) — oba ich typy służą do wykrywania prądów upływowych. O ile pomiar pętli uziemienia polega na zwarciu doziemnym fazy i trwa tylko 2 cykle (tj. 40 ms) przebiegu fali prądu zmiennego, powoduje zadziałanie wyłącznika różnicowo-prądowego (typu RCD lub RCBO). Jednocześnie niektóre z pierwszych mierników służących do prowadzenia przedmiotowych pomiarów odznaczały się dłuższym czasem pomiaru, co niekiedy powodowało zadziałanie miniaturowych wyłączników automatycznych (MCB) w odcinkach słaboprądowych instalacji. W przypadku instalacji zabezpieczonych przed prądami upływowymi trzeba było pominąć zabezpieczenie, aby móc wykonać omawiany pomiar. Czynność ta, nie dość że czasochłonna, jest dość niebezpieczna, ponieważ instalacja w trakcie pomiaru nie jest chroniona przed zwarciem doziemnym.

• Dlaczego trzeba podłączyć zero aby wykonać pomiar bez wyzwalania wyłączników różnicowo-prądowych?

  Metoda 3-przewodowych pomiarów pętli elektrycznej bez wyzwalania zabezpieczeń upowszechniła się już 20 lat temu. Nie wymaga ona obchodzenia nawet najnowszych, sterowanych elektronicznie zabezpieczeń nadprądowych, ponieważ polega na prądzie probierczym zwarcia doziemnego fazy zasilania o niskim natężeniu, gwarantując pewien stopień dokładności. Pomiar nie wymaga wiele czasu z braku konieczności pomijania wyłączników RCD i RCBO. Metoda ta wymaga podłączenia miernika do obwodu fazy, zera
  i uziemienia ochronnego, a zatem umożliwia sprawdzenie ich ciągłości oraz odwrócenia biegunowości w punkcie pomiaru. Z kolei natężenie prądu probierczego podczas tego pomiaru jest na tyle niskie, że nie wyzwala wyłączników typu MCB. Jednakże pomiar 3-przewodowy ma swoje ograniczenia. Metoda ta polega na dość niskim natężeniu prądu probierczego, a zatem odczyty pomiarowe są wrażliwsze na zakłócenia od czynników zewnętrznych, które w niektórych obwodach elektrycznych powodują wahania wyników, co zmniejsza ich powtarzalność. W niektórych przypadkach miernik wskazuje impedancję wewnętrzną wyłącznika różnicowo-prądowego. W innych znów — istniejące już w instalacji prądy upływowe nakładają się na sygnał probierczy, wyzwalając bezpieczniki.

• Do czego przydaje się pomiar 2-przewodowy?

  Łączniki oświetleniowe nie wymagają zwykle zera, dlatego łatwiej je mierzyć metodą 2-przewodową, gdy miernik nie ma 3 wyjść.

• Do czego służy pomiar 4-przewodowy?

  Jest to nowa metoda pomiarów elektrycznych, używana w bardzo konkretnych sytuacjach.
  W pomiarze tym używa się 4 przewodów probierczych z zaciskami krokodylkowymi. Jest na tyle dokładny, że znosi rezystancję wewnętrzną przewodów probierczych i styków elektrycznych. Pomiar tą metodą można wykonywać z natężeniem probierczym sięgającym 1000 amperów, a zatem daje dokładne wyniki nawet dla 10 miliomów. Jednocześnie uniemożliwia pomiar bez wyzwolenia bezpieczników (tj. słaboprądowy). Mierniki pracujące na zasadzie omawianego pomiaru służą do badania bardzo konkretnych aplikacji elektrotechnicznych, tj. obwodów podstacji zasilania i rozdzielni elektrycznych. Umożliwiają zdejmowanie bardzo dokładnych pomiarów nawet bezpośrednio przy transformatorach głównych zasilania, których obecność sprawiała od lat problemy z odbiorami wymagającymi odczytów z dokładnością przewidzianą przez konstruktora, a sięgającą nawet 0,001 oma!

• Od czego zależy dokładność pomiarów impedancji pętli?

  Pomiar impedancji pętli odznacza się szeregiem trudności związanych z poprawnością przesyłania i odczytu sygnału probierczego. Część z nich uzależniona jest od zjawisk fizycznych, zaś reszta — od człowieka. Znając ograniczenia różnych dostępnych ci metod pomiarowych możesz w pewnym stopniu uporać się z problemami z sygnałami probierczymi. Znając znaczenie poprawnej wartości mierzonej (którą zwykle określa się w przepisach
  i normach elektrotechnicznych) i zależności rzeczywistej wartości pomiaru, można opracować protokół pomiarowy z wiarygodnymi wartościami.

• Na czym polegają pomiary PFC i PSCC?

  Pomiar PFC (ang. prospective fault current — potencjalnego prądu zakłóceniowego) i PSCC (ang. prospective short circuit current — potencjalnego prądu zwarciowego) służą do obliczania natężenia prądu przepływającego przez obwód w razie jego zakłócenia (przebicia). Zbyt niskie natężenie prądu grozi zbyt wolnym wyzwoleniem bezpieczników (lub brakiem ich działania). Z kolei natężenie zbyt silne grozi uszkodzeniem aparatury elektrycznej, pożarem, lub uniemożliwi zadziałanie wyłącznika ochronnego.