AKADEMIA KALISKA WYDZIAŁ POLITECHNICZNY Laboratorium Bezpiecznego użytkowania urządzeń elektrycznych Ćwiczenie nr 4 Temat: Pomiar ciągłości połączeń wyrównawczych Rok akademicki: 2020/2021 Studia niestacjonarne Nr grupy: 2 Ocena: Wykonał: Uwagi: 1. Cel: Celem ćwiczenia jest poznanie podstawowych metod pomiaru ciągłości połączeń wyrównawczych i ochronnych. W trakcie ćwiczenia wykonywane są pomiary rezystancji instalacji wyrównawczej w laboratorium bezpiecznego użytkowania urządzeń elektrycznych trzema różnymi metodami pomiarowymi. 2. Wykaz aparatury użytej w ćwiczeniu: Stanowisko pomiarowe Miernik parametrów instalacji MPI-520 3. Wiadomości teoretyczne Pomiary ciągłości połączeń ochronnych i wyrównawczych wykonywane są w ramach sprawdzania ochrony przeciwporażeniowej w instalacjach elektrycznych. Podstawowym zadaniem tych połączeń jest wyrównanie potencjałów łączących części przewodzące tak, aby między tymi częściami nie występowały napięcia stwarzające zagrożenie dla ludzi. Przewody ochronne i wyrównawcze nie stanowią elementu obwodów prądowych instalacji i urządzeń elektrycznych i w normalnych warunkach pracy nie są obciążone prądami roboczymi. Jednak w przypadku uszkodzenia izolacji podstawowej powodującej zwarcie doziemne, mogą w tych przewodach przepływać prądy o znacznych wartościach. Wymagania dotyczące przewodów połączeń ochronnych i wyrównawczych są określone w normie PN-HD 60364 - 5, która rozróżnia połączenia wyrównawcze główne, wykonane w najniższej kondygnacji budynku, oraz połączenia wyrównawcze miejscowe wykonywane w pomieszczeniach o zwiększonym zagrożeniu porażeniowym, np. w łazienkach, pralniach, hydroforniach, kotłowniach itp. Przewód wyrównawczy łączący dwie części przewodzące dostępne powinien mieć przewodność nie mniejszą niż przewód ochronny o mniejszym przekroju, przyłączony do części przewodzących dostępnych. Sprawdzenie ciągłości połączeń ochronnych i wyrównawczych wiąże się z dokonaniem oględzin połączeń wyrównawczych głównych i miejscowych. Oględziny takie powinny wykazać, iż wszystkie instalacje metalowe, urządzenia i konstrukcje, które może jednocześnie dotknąć człowiek, wykazują metaliczne połączenie między sobą. Wiele z połączeń wyrównawczych jest niewidocznych (umieszczone w tynku, pod osłonami, itp.), toteż konieczne jest dokonanie pomiarów sprawdzających. Powinny one wykazać spełnienie poniższej zależności: 𝑅𝑑𝑜𝑝 ≤ 𝑈𝐿 𝐼𝑎 gdzie: 𝑅𝑑𝑜𝑝 - rezystancja dopuszczalna przewodów wyrównawczych, UL - dopuszczalne najwyższe długotrwałe napięcie dotykowe, Ia - prąd powodujący samoczynne wyłączenie zasilania. Według normy PN-HD 60364-6 powinno się wykonać próbę ciągłości przewodów: ochronnych, w tym także przewodów ochronnych w wyrównawczych połączeniach głównych oraz miejscowych, czynnych, w przypadku obwodów odbiorczych pierścieniowych (obwód uformowany w postaci pierścienia połączonego z jednym punktem obwodu zasilania). Mierniki rezystancji przewodów ochronnych i wyrównawczych powinny spełniać wymagania normy PN-EN 61557-4:2007. Napięcie pomiarowe może być napięciem stałym (DC) lub przemiennym (AC) o wartości od 4 [V] do 24 [V] przy obwodzie otwartym (w stanie jałowym, bez obciążenia). Prąd pomiarowy na najniższym zakresie pomiarowym nie powinien być mniejszy niż 0,2 [A]. Zakres pomiarowy, w którym nie powinien być przekroczony największy dopuszczalny błąd roboczy (± 30%), powinien obejmować wartości od 0,2 [Ω] do 2 [Ω]. Wymuszony w badanym obwodzie przepływ prądu pomiarowego powinien trwać, co najmniej 10 [s], aby wyeliminować wpływ zjawisk 20 przejściowych na wynik pomiaru i wykryć wadliwe połączenia. Jeżeli przewodem wyrównawczym jest izolowany przewód giętki, to w celu ujawnienia ewentualnych miejsc złej styczności i naruszenia ciągłości, podczas pomiaru należy nim poruszać na całej długości. Miernik należy przyłączać w takich miejscach, aby pomiar obejmował wszystkie połączenia przewodów badanego połączenia wyrównawczego. Długość badanego odcinka przewodów wyrównawczych głównych lub miejscowych może być rozmaita, podobnie jak liczba połączeń na tym odcinku. Niezależnie od tego rezystancja pojedynczego połączenia wyrównawczego głównego lub miejscowego (przewodów i ich połączeń) nie powinna przekraczać wartości 1,0 [Ω] 4. Schemat układu pomiarowego CC PE PEN Rysunek 1. Układ do wstępnego sprawdzania ciągłości połączeń wyrównawczych latarką. A Rd V S PE GSW PEN L 230V N Rysunek 2. Układ do sprawdzania ciągłości połączeń wyrównawczych metodą techniczną. Miernik specjalistyczny CC PE PEN Rysunek 3. Układ do sprawdzania ciągłości połączeń wyrównawczych miernikiem specjalistycznym. 5. Wyniki pomiarów Tab. 1. Pomiar ciągłości połączeń wyrównawczych za pomocą latarki L.p. Punkty pomiarowe Stan Żarówki Ocena 1 RA - RB świeci DOBRZE 2 1A - 1B świeci DOBRZE 3 2A - 2B świeci DOBRZE 4 3A - 3B nie świeci ŹLE 5 4A - 4B świeci DOBRZE 6 5A - 5B świeci słabo ŹLE 7 6A - 6B świeci DOBRZE 8 R - 1A nie świeci ŹLE 9 R - 1B nie świeci ŹLE 10 R - 2A nie świeci ŹLE 11 R - 2B nie świeci ŹLE 12 R - 3A świeci DOBRZE 13 R - 3B nie świeci ŹLE 14 R - 4A nie świeci ŹLE 15 R - 4B nie świeci ŹLE 16 R - 5A nie świeci ŹLE 17 R - 5B nie świeci ŹLE 18 R - 6A nie świeci ŹLE 19 R - 6B nie świeci ŹLE 20 1A - 2A świeci DOBRZE 21 1A - 2B świeci DOBRZE 22 1B - 2A świeci DOBRZE 23 1B - 2B świeci DOBRZE 24 3A - 4A nie świeci ŹLE 25 3A - 4B nie świeci ŹLE 26 3B - 4A nie świeci ŹLE 27 3B - 4B nie świeci ŹLE 28 4A - 5A nie świeci ŹLE 29 4A - 5B nie świeci ŹLE 30 4B - 5A nie świeci ŹLE 31 4B - 5B nie świeci ŹLE 32 5A - 6A świeci DOBRZE 33 5A - 6B świeci DOBRZE 34 5B - 6A świeci słabo ŹLE 35 5B - 6B świeci słabo ŹLE Tab. 2. Pomiar ciągłości połączeń wyrównawczych metodą techniczną L.p. Punkty pomiarowe Metoda techniczna I [mA] 500 Rz [Ω] 2,0 Rz ≤ Rdop Rdop = 1,0 [Ω]. 1 RA - RB U [V] 10,5 2 1A - 1B 11 500 3,0 NIE 3 2A - 2B 10,5 500 2,0 NIE 4 3A - 3B >15 0 - - 5 4A - 4B 10,5 500 2,0 NIE 6 5A - 5B 12 500 5,0 NIE 7 6A - 6B 10,5 500 2,0 NIE 8 R - 1A >15 0 - - 9 R - 1B >15 0 - - 10 R - 2A >15 0 - - 11 R - 2B >15 0 - - 12 R - 3A 10,5 500 2,0 NIE 13 R - 3B >15 0 - - 14 R - 4A >15 0 - - 15 R - 4B >15 0 - - 16 R - 5A >15 0 - - 17 R - 5B >15 0 - - 18 R - 6A >15 0 - - 19 R - 6B >15 0 - - 20 1A - 2A 11,5 500 4,0 NIE 21 1A - 2B 11,5 500 4,0 NIE 22 1B - 2A 11 500 3,0 NIE 23 1B - 2B 11 500 3,0 NIE 24 3A - 4A >15 0 - - 25 3A - 4B >15 0 - - 26 3B - 4A >15 0 - - 27 3B - 4B >15 0 - - 28 4A - 5A 14 440 12,8 NIE NIE 29 4A - 5B 14 410 15,2 NIE 30 4B - 5A 14 450 12,1 NIE 31 4B - 5B 14 410 15,2 NIE 32 5A - 6A 10,5 500 2,0 NIE 33 5A - 6B 10,5 500 2,0 NIE 34 5B - 6A 12 500 5,0 NIE 35 5B - 6B 12 500 5,0 NIE Tab. 3. Pomiar ciągłości połączeń wyrównawczych miernikiem specjalistycznym L.p. Punkty pomiarowe Miernikiem specjalistycznym Rz ≤ Rdop Rdop =1,0[Ω]. 1 RA - RB Rz [Ω] 0,43 2 1A - 1B 1,37 NIE 3 2A - 2B 0,36 TAK 4 3A - 3B >400 -- 5 4A - 4B 0,34 TAK 6 5A - 5B 3,33 NIE 7 6A - 6B 0,34 TAK 8 R - 1A napięcie na obiekcie - 9 R - 1B napięcie na obiekcie - 10 R - 2A napięcie na obiekcie - 11 R - 2B napięcie na obiekcie - 12 R - 3A 0,82 TAK 13 R - 3B >400 - 14 R - 4A >400 - 15 R - 4B >400 - 16 R - 5A >400 - 17 R - 5B >400 - 18 R - 6A >400 - 19 R - 6B >400 - 20 1A - 2A 2,00 NIE TAK 21 1A - 2B 2,00 NIE 22 1B - 2A 1,00 TAK 23 1B - 2B 1,00 TAK 24 3A - 4A >400 - 25 3A - 4B >400 - 26 3B - 4A >400 - 27 3B - 4B >400 - 28 4A - 5A 10,16 NIE 29 4A - 5B 13,13 NIE 30 4B - 5A 10,14 NIE 31 4B - 5B 13,12 NIE 32 5A - 6A 0,46 TAK 33 5A - 6B 0,46 TAK 34 5B - 6A 3,44 NIE 35 5B - 6B 3,44 NIE 6. Obliczenia W układzie pomiarowym zastosowano rezystor dodatkowy Rd o wartości 19 Ω. 𝑅𝑍 = 𝑈 − 𝑅𝑑 𝐼 Przykładowe obliczenia metodą techniczną: 10,5[𝑉] − 19[Ω] = 2[Ω] 0,5[𝐴] 11[𝑉] − 19[Ω] = 3[Ω] 0,5[𝐴] 12[𝑉] − 19[Ω] = 5[Ω] 0,5[𝐴] 11,5[𝑉] − 19[Ω] = 4[Ω] 0,5[𝐴] 14[𝑉] − 19[Ω] = 12,8[Ω] 0,44[𝐴] 14[𝑉] − 19[Ω] = 15,2[Ω] 0,41[𝐴] 14[𝑉] − 19[Ω] = 12,1[Ω] 0,45[𝐴] 7. Wnioski: Przy pomiarze ciągłości połączeń wyrównawczych za pomocą latarki na 35 pomiarów tylko 12 wyszło pozytywnie. Przyjmując, że rezystancja statyczna żarówki była dobrze dobrana do rezystancji dopuszczalnej przewodów ochronnych wyniki te oznaczają zbyt dużą wartość rezystancji przewodów przy negatywnej ocenie. Podczas pomiaru ciągłości połączeń wyrównawczych metodą techniczną ani razu nie spełniono warunku Rz ≤ Rdop. W części pomiarów przyczyną były błędy wynikające z rezystancji przewodów pomiarowych, która jest dodawana do rezystancji przewodów mierzonych. W 16 przypadkach wnioskując po braku poboru prądu możemy przyjąć, że przewody wyrównawcze nie mają połączenia z główną szyną wyrównawczą. Podczas pomiaru ciągłości połączeń wyrównawczych miernikiem specjalistycznym udało nam się w 9 przypadkach spełnić zależność Rz ≤ Rdop. Mierniki specjalistyczne przystosowane do pomiarów ciągłości przewodów są z reguły wyposażone w funkcję pozwalającą przeprowadzić kompensację (autozerowanie) rezystancji przewodów pomiarowych, eliminując tym samym wpływ rezystancji przewodów na wynik pomiaru. W 11 przypadkach rezystancja przekroczyła, 400 [Ω] co może świadczyć o słabym połączeniu z GWS (zaśniedziałe lub niedokręcone styki) lub złym stanem, jakości przewodów wyrównawczych. A w 4 przypadkach napięcie pojawiło się na urządzeniu, co sugeruje brak połączenia z GWS. Przewody wyrównawcze należą do przewodów, których naruszenie ciągłości nie ujawnia się i może dłuższy czas pozostawać niezauważone, skutkując niesprawnością funkcji ochronnych. Dlatego tak ważne jest sprawdzanie ich ciągłości podczas przeglądu technicznego odbiorczego i przeglądów okresowych. Załącznik 1.1 Kalisz, dnia 23.11.2020 r. Protokół nr. 1/2020 z badania ciągłości przewodów wyrównawczych. 1. Nazwa obiektu: Laboratorium Bezpiecznego Użytkowania Urządzeń Elektrycznych. 2. Adres: ul. Poznańska 201-205, 62-800 Kalisz. 3. Opis badanej instalacji: Pomiary ciągłości połączeń wyrównawczych wykonywane są na makiecie symulującej połączenia wyrównawcze pomiędzy poszczególnymi stanowiskami w laboratorium. 4. Przyrządy pomiarowe: Stanowisko pomiarowe oraz miernik parametrów instalacji MPI-520 5. Opinia na temat stanu instalacji elektrycznej: negatywna/pozytywna* 6. Zauważone niedoskonałości bądź usterki: Brak 7. Należy wykonać prace konserwacyjne: Sprawdzić, jakość styków łączeniowych, uzupełnić brakujące połączenia wyrównawcze oraz w razie konieczności wymienić uszkodzone przewody . 8. Uwagi dodatkowe: Punkty pomiarowe RA-RB, 2A-2B, 4A-4B, 6A-6B, R-3A, 1B-2A, 1B-2B, 5A-6A i 5A-6B spełniają warunki skutecznej ochrony przeciwporażeniowej. 9. Na podstawie wyników pomiarów stwierdzić możemy, że skuteczność ochrony przeciwporażeniowej jest pozytywna/negatywna* 10. Data wykonania badania: 14.11.2020 11. Data następnego badania: Po przeprowadzeniu prac naprawczych. 12. Osoba przeprowadzająca badania: Mariusz Radłowski * - odpowiednią opinię zakreślić.
