A hurokimpedancia mérése
2011/4. lapszám | Pástyán Ferenc | 59 201 |
Figylem! Ez a cikk 13 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
A hurokimpedancia mérésének célja nem más, mint meghatározni a várható rövidrezárási áramot és ennek birtokában kiválasztani a megfelelő védelmi eszközöket, amelyek a hálózaton történt meghibásodás esetén biztonságos feszültségmentesítést végeznek.
A védelmi eszköznek ki kell bírnia a hiba felléptekor előálló áramot és biztonságosan kell működnie. A várható rövidrezárási áram ismeretében meg lehet mondani, hogy az elegendően nagy lesz-e ahhoz, hogy a védelmi eszköz a hálózaton fellépő hiba esetén a feszültségmentesítést elvégezze, azaz az áramkört megszakítsa.
Hurokimpedancia-mérés
A hálózaton többféle hurokimpedanciát mérhetünk. Az 1. ábrán látható elrendezés a védőföld és a fázis között fellépő, egy, a hálózatra csatlakoztatott elektromos berendezés meghibásodásából adódó helyzetet szimulál. A rövidzár helyét a mérőműszer foglalja el, azaz a mérőműszerrel a várható rövidzár helyén mérjük a hurokimpedancia értékét. Ezt a hurokimpedanciát a külföldi irodalom – utalva az elektromos eszköz meghibásodásából adódó szituációra – föld-hiba-hurok impedanciának nevezi, a hazai gyakorlatban egyszerűen csak hurokimpedancia néven szerepel.
Az ábrán láthatóan (1. ábra) a hurokimpedancia több részből tevődik össze. Ezek: a táptranszformátor szekunder tekercsének a várható rövidzár helyéig menő vezetékek és csatlakozások, valamint a transzformátor és a fogyasztó oldali földelések impedanciája. A mérésnél – ha azt nagy árammal végezzük – a beépített életvédelmi relék (RCD-k) működésbe lépnének, ezért azokat a mérés időtartamára rövidzárral át kell hidalni.
Ez veszéllyel jár, mivel könnyen megtörténhet, hogy a mérés befejeztével a rövidzárakat elfelejtik eltávolítani, és így a hálózat védelem nélkül marad. A műszergyártók ezért fejlesztettek ki olyan mérési módokat, ahol a mérőáram értéke 15 mA alatt marad. Így a méréshez az RCD-ket szükségtelen rövidrezárni, azok ekkora áramnál nem lépnek működésbe. További előny, hogy a mérés nem kíván semmilyen előkészítést.
A mérés időtartama legalább 5 s kell, hogy legyen. Az univerzális érintésvédelmi műszerek jelentős része ezt a mérést automatikusan végzi el, így a mérési idő betartására nem kell külön figyelmet fordítani. Megjegyzendő, hogy a hurokimpedancia max. megengedett értéke a beépített védelmi eszköz (pl. RCD) működtető áramából és a hálózati feszültségből a Z=Ufázis-föld/Iműködtető egyenletből határozható meg.
Vonali impedancia értéke
A várható rövidrezárási áram, és így a védelmi eszközök (biztosítók) szempontjából fontosabb érték a vonali impedancia (2. ábra) értéke, amely a fázissemleges-vezető rövidrezárásakor várható áram maximális értékét határozza meg. A beépített védelmi eszközöket erre az áramra kell tervezni, hogy azok rövidzár esetén a lekapcsolást biztonságosan elvégezzék. Természetesen ideális esetben a hiba-hurok és a vonali-hurok meghibásodásából adódó rövidrezárási áramok azonos értéket érhetnek el. Ebben az esetben a hurokimpedancia öszszetevői: a táptranszformátor impedanciája, a kábelezések és csatlakozások impedanciája, illetve a beépített védelmi eszközök impedanciája, melyek általában nullához közeli értékek.
A várható rövidrezárási áram ezen hálózati paraméterek ismeretében kiszámítható, de általában az egyes összetevők értéke nem ismert, ezért a mérés megbízhatóbb és gyorsabb eredményt szolgáltat. A mérés olyan paramétereket is figyelembe vesz, amelyek számítással nem, vagy csak nehezen vehetők figyelembe, pl. rossz, nagy átmeneti ellenállással rendelkező csatlakozások méréskor a hálózaton lévő terhelések stb.
Méréskor a mérőműszer egy adott, fél periódus vagy egy teljes periódus, illetve max. 2 periódus időtartamra egy megfelelően kis ellenállással terheli a hálózatot. A mért áramból és feszültségesésből a mérőműszer kiszámítja a várható rövidzár helyén látott hurokimpedanciát. Mivel a mérőellenállás általában igen kis értékű, így a létrejövő áram megfelelően nagy lesz, emiatt a mérés időtartamát a lehető legrövidebbre kell korlátozni.
Megjegyzendő, hogy mindkét fent ismertetett mérés hálózati feszültség alatt végzendő. Jóllehet hurokimpedancia-mérő önmagában is kapható, azonban ez a funkció általában szerves részét képezi az univerzális érintésvédelmi műszereknek, mi több, a fali csatlakozóba a műszer csatlakozóval ellátott mérőkábellel csatlakoztatható és a mérés automatikusan végeztethető el.
A 3. ábra a semleges vezető (N) és a védőföld vezető (PE) által alkotott hurok impedanciájának a várható rövidzár helyén történő mérését mutatja. Valójában ez földelési ellenállásmérés, amely most a földelések és a talaj ellenállásán kívül magába foglalja a mérés helyéig menő semleges vezető (és az esetleges csatlakozások) impedanciáját is. A mért eredmény természetesen nagyobb lesz a tényleges földelési ellenállásnál az N-vezetőnek a mérési pontig tartó szakaszának ellenállásával, de ha a mért érték a szabványos megengedett érték alatt marad, akkor a földelés biztonságos, jó, mert annak értéke biztosan a megengedett érték alatt van.
Ez a földelési ellenállásmérés nem helyettesíti a hagyományos mérést, de főleg városi környezetben, ahol a hagyományos mérés esetenként kivitelezhetetlen, jó felvilágosítással szolgál a védőföldelés állapotáról. Megjegyzendő, hogy a mérést a beépített védelmi eszközök működtető áramánál kisebb árammal kell végezni, vagy azokat a mérés időtartamára rövidre kell zárni. Az erre a mérésre alkalmas érintésvédelmi műszerek ezt a mérést általában 15 mA mérőárammal végzik, ezzel szükségtelenné téve a rövidrezárásokat.-
