Elektromos mérések - A földelő vezetékek folytonosságának/ellenállásának ellenőrzése
2006/11. lapszám | netadmin | 16 159 |
Figylem! Ez a cikk 19 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Elektromos mérések - A földelő vezetékek folytonosságának/ellenállásának ellenőrzése A földelést biztosító vezetékek/sínek ellenőrzése az erre a célra készült műszerekkel lehetséges. Az ellenőrzésnél az első és legfontosabb mérés a földelő vezeték ...
A földelést biztosító vezetékek/sínek ellenőrzése az erre a célra készült műszerekkel
lehetséges. Az ellenőrzésnél az első és legfontosabb mérés a földelő vezeték
folytonosságának ellenőrzése. A földelő vezetékek/sínek általában csavaros kötéssel
csatlakoznak az adott berendezéshez (itt most nem foglalkozunk a berendezésen
belüli földeléssel). A földelő vezeték/sín ellenállásának egy része a csatlakozások
átmeneti ellenállásából adódik. A vezető felületeket öszszeszorító erőn kívül
az átmeneti ellenállást a környezeti hőmérséklet és páratartalom is nagyban befolyásolja.
A hőmérséklet és páratartalom hatása hosszabb időn keresztül az átmenetek oxidálódásához
vezet, melynek hatására az átmenet egyenirányító tulajdonságokat is felvesz.
Ennek eredményeképpen az átmenet ellenállása a mérőáram polaritásától függően
eltérő értéket ad. A földelés ellenőrzésekor ezért, a megfelelő mechanikai kötés
ellenőrzésén túl, a folytonosság ellenőrzését kétféle polaritással kell elvégezni.
Egyes készülékek ezt a polaritáscserét a méréskor automatikusan elvégzik, és
a két mérés átlagát jelzik ki.
A folytonosság ellenőrzését lehetőség szerint nagy árammal kell végezni. A
hordozható és kézi készülékek belső áramellátása nem teszi lehetővé amper nagyságrendű
mérőáramok alkalmazását, ezeknél a mérőáram ?200 mA vagy ennél valamivel nagyobb
(általában 200 mA fölött nem definiált). Egyes gyártók készülékeinél, ha a
mért ellenállás kisebb 5 -nál, akkor a mérés <?200 mA-rel történik, ha a
mért ellenállás nagyobb 5 -nál, akkor a mérés ennél kisebb árammal valósul
meg.
Asztali vagy megfelelő áramellátással rendelkező készülékeknél a mérőáram <1
A-rel történik. Ennél nagyobb mérőáramra is szükség lehet bizonyos esetekben,
főleg ha a mérendő földelő vezeték várható ellenállása nagyon kicsi, <0,5
ohm, és nagy felbontással (pl. 100 ?ohm) szeretnénk mérni. Erre a célra szolgál
például a magyar piacon is hozzáférhető két készülék, amelyek 0-32 A, illetve
0-42 A AC mérőárammal történő mérést tesznek lehetővé. Ekkora mérőáram mellett
a felbontás is megfelelő ahhoz, hogy a hibakeresés gyors és hatékony legyen.
Tekintettel arra, hogy folytonosság mérésénél általában kis ellenállásokat mérünk,
figyelemmel kell lenni a mérőkábelek ellenállására, amelyek meghamisíthatják
a mérést. Mind a hordozható, mind az asztali készülékek általában két megoldást
biztosítanak a probléma megoldására. Az egyik a négyvezetékes mérés, ahol két
kábel a mérőáram hozzávezetését, két kábel pedig a mérőpontok közötti feszültségesést
(ellenállást) méri (1. ábra). A másik megoldás a kalibrálási lehetőség. Ebben
az esetben két mérőkábelünk van, melyeket rövidre zárva a mérőműszer kinullázható,
ezzel eltüntetve a mérőkábelek ellenállásának zavaró hatását.
Hibakeresésnél jó szolgálatot tesz az, ha a mérőáram hosszabb ideig folyhat a
mérendő földelő kábelen/sínen. Egyes készülékek lehetőséget adnak egy ún. Timer
(azaz időzítő) funkcióra, ahol a vizsgálati idő megadható, és ez alatt az idő
alatt a mérőáram állandóan rá van kapcsolva a mérendő földelő kábelre/sínre.
A mérést végző személy a mérőkábelen a mérőcsúcsok helyzetének változtatásával
tudja behatárolni a hiba helyét. A 2. ábra egy épületen belüli földelés folytonosságának
ellenőrzéséhez történő mérési elrendezést mutat.
Hurokimpedancia
mérése és a várható
zárlati áram meghatározása
Bár a hurokimpedancia mérése nem tartozik közvetlenül a földelési ellenállás
mérésének témakörébe, azonban tekintettel arra, hogy a hurokimpedancia mérése
a fázis-védőföld áramkörben történik, ezért itt kell erről is szót ejteni.
A fázis-védőföld (L-PE) áramkör hurokimpedanciájának mérésekor az áramkör teljes
impedanciája kerül meghatározásra. A mérés a gyakorlatban a fali földelt csatlakozóaljzaton
keresztül történik. Az a tény, hogy a méréskor az összes az áramkörben található
impedancia befolyásolja a mérés eredményét, azt jelenti, hogy a pontos méréshez
a hálózatról a mérés megkezdése előtt le kell kapcsolni vagy el kell távolítani
minden terhelést.
A mérés elvét a 3. ábra mutatja. A fázis-védőföld áramkörbe iktatott ismert
értékű mérőellenállásra adott ideig (fél periódus) rákapcsoljuk a hálózati
feszültséget. Mérjük a mérőellenálláson eső feszültséget és a hálózati feszültséget.
Egy megfelelő mérőáramkör a mért értékekből kiszámítja a hurokimpedancia értékét.
Tekintettel arra, hogy a hurokimpedancia értéke általában eléggé kis érték,
a mérőellenállás sem lehet nagy értékű, mert abban az esetben a hurokimpedancia
értéke elhanyagolhatóvá válna a mérőellenállás értékéhez képest, és a mérés
gyakorlatilag lehetetlen lenne. Emiatt a mérőellenállás értéke kicsi, ami azt
jelenti, hogy rövid időre (általában fél periódus) igen nagy áram folyik a
mérőellenálláson (műszertől függően akár 20 A). Ez azzal a következménynyel
jár, hogy a mérőellenállás melegszik. Részben ennek csökkentése céljából választották
a rövid mérési időt, így a mérőellenállás csak 10 msec-ig van rákapcsolva a
hálózatra. Bizonyos számú ismételt mérés után a mérőellenállás így is felmelegszik,
és ilyenkor a műszerek általában megakadályozzák a további mérést, miközben
hibaüzenet jelenik meg a kijelzőn.
Az elmondottakból láthatóan az áramkörben rövid ideig nagy áram folyik, amely
a beépített életvédelmi reléket (RCCB) működésbe hozhatja. Ezért a mérés megkezdése
előtt ezeket a védelmi eszközöket rövidzárral át kell hidalni. (Vigyázat! A
mérés befejezése után a rövidzárak eltávolítandók!) A rövidzárak beiktatása
általában problémás, és a mérést végző személy elfeledkezhet az eltávolításukról
a mérés befejezése után, ezért a már említett gyártók az újabb fejlesztésű
műszereiket úgy alkották meg, hogy a méréshez nem kell beiktatni rövidzárakat,
és a védelem ennek ellenére nem lép működésbe.
A hurokimpedancia ismeretében kiszámítható a várható rövidzárlati áram, melynek
mérése egyébként meglehetősen körülményes lenne. A rövidzárási áram ismeretében
meghatározhatók a védelmi eszközök paraméterei, hogy a túláram elleni védőeszköz
működésbe lépjen a névleges áramának túllépése esetén. A várható rövidzárlati
áram a IPSC = Unom/ZL képletből számítható ki, ahol az Unom a hálózat névleges
feszültsége, ZL pedig a mért hurokimpedancia értéke. A készülékek döntő többsége
ezt a számítást elvégzi, és a kijelzőn a várható rövidre zárási áram értéke
jelenik meg.
A mérést általában a fali csatlakozóról végezzük, azaz a műszerek szabványos
dugasszal csatlakoznak a védőföld-csatlakozással rendelkező fali csatlakozóba.
Magyarországon a csatlakozó- aljzat bekötése nem egységes, ezért mérés előtt
ellenőrizni kell, hogy a csatlakozóaljzat bekötése megfelelő-e a méréshez.
Mint említettük, a hurokimpedancia értéke általában kis érték, ezért a mérőkábel
ellenállása a mért értéket meghamisíthatja. Ezért mérés előtt a műszert nullázni
kell a mérőkábel rövidre zárt állapotában.
Az előzőkben a hurokimpedancia mérését a fázis és a védőföld-vezető között
határoztuk meg. A mérőműszerek döntő többsége alkalmas a vonali, azaz a fázis-semleges
vezető közötti ellenállás meghatározására is. A mérési elv és eljárás ugyanaz,
azonban itt az L-N közötti hurok kerül megmérésre. A nemzeti és nemzetközi
szabványoknak megfelelően ezt a mérést nem mindig kell elvégezni. A gyakorlatban
azonban ez a mérés nagyon fontos a villamos rendszer működése és a hibaelhárítás
szempontjából.
Ez a mérés alkalmazható RCD-vel ellátott TN-rendszerben, a hibás védőföldelő
(PE) és a nulla vezető (N) bekötésének ellenőrzésére az N-vezető megszakítása
nélkül. Hibás bekötés estén az RCD megszakítja az áramkört a vonali ellenállás
mérésekor. Egyébként ezt a mérést lehet használni a nulla vezető (N) kis ellenállásának
ellenőrzésére is.
(Elnézést kérek az olvasóktól, a Földelési ellenállás I. című cikkben a táblázat
jobb oldali oszlopának felirata helyesen: fajlagos ellenállás, a relék, illetve
a megszakítók helyesen: áram-megszakítók!)
Pástyán Ferenc
