Atesa la gran varietat d’equips elèctrics instal·lats als circuits d’alimentació, és important aprendre a funcionar adequadament els sistemes d’alimentació i mantenir-los en condicions de funcionament. La vulneració d’aquest requisit comporta una disminució del rendiment i la possibilitat de danyar els dispositius connectats a ell. La comprovació de les línies conductores implica l’organització de les proves, que inclou la mesura dels paràmetres elèctrics distribuïts. Durant les proves periòdiques, s’han d’examinar tots els dispositius de protecció i conductors elèctrics, així com l’anomenat “bucle zero de fase”.
Definició d’un concepte
Qualsevol equip connectat a la xarxa està equipat amb un circuit de terra de protecció. Aquest dispositiu està equipat en forma d'estructura metàl·lica prefabricada situada al costat de l'objecte controlat o en una subestació transformadora. En cas d’emergència (per exemple, si es malmet l’aïllament dels cables, per exemple), la tensió de fase cau al terra, i desemboca a terra.
Per a una propagació fiable del potencial perillós al sòl, la resistència en cadena no hauria de superar una determinada norma (unitats Ohm).
S’entén un bucle zero de fase com un bucle de fil format quan s’escurça un nucli de fase a un cas conductor d’equips connectats a la xarxa. De fet, es forma entre la fase i el neutre a terra (zero), que va ser el motiu d’aquest nom. Cal conèixer la seva resistència per controlar l’estat dels circuits de terra de protecció que asseguren que el corrent d’emergència s’escorri a terra. L’estat d’aquest circuit determina la seguretat d’una persona que utilitza equips i electrodomèstics.
Mètode per determinar la resistència del bucle zero-fase
D'acord amb els requisits de PTEEP, el funcionament d'equips elèctrics industrials i domèstics requereix un control constant de l'estat dels dispositius de protecció. D’acord amb els requisits de la documentació normativa en instal·lacions de fins a 1000 volts amb terra posada a terra, es comproven un curtcircuit monofàsic a terra. Els mètodes d’assaig coneguts tenen en compte principalment la base tècnica representada per mostres d’instruments de mesura especial.
Equips usats
Per a la mesura de la cadena zero de fase, s’utilitzen dispositius electrònics, que difereixen tant en les seves capacitats (el mètode per prendre lectures com en el seu error, en particular) i la finalitat. Els exemples de mesuradors més comuns són:
- Els instruments M417 i MSC300, que permeten determinar el valor desitjat, al final de les mesures, els corrents de curtcircuit a terra es calculen en funció dels resultats.
- El dispositiu ECO-200, mitjançant el qual és possible mesurar només el corrent de falla.
- El dispositiu EKZ-01, utilitzat per a les mateixes finalitats que EKO-200.
- Instrument de mesura IFN-200.
-
- IFN-200
-
- ECO-200
-
- M417
El dispositiu M417 permet mesurar circuits de 380 volts amb una presa a terra sense necessitat d’eliminar el voltatge d’alimentació. Quan es realitzen mesures, el mètode de la seva caiguda s'utilitza en el mode d'obertura del circuit controlat per un període de temps de 0,3 segons. Els desavantatges d’aquest dispositiu inclouen la necessitat de calibrar el sistema abans d’iniciar el treball.
El MSC300 pertany a un nou tipus de producte amb ompliment electrònic construït en microprocessadors moderns.Quan es treballa amb ell, s'utilitza el mètode de caiguda potencial per connectar una resistència fixa de 10 ohms. El voltatge de funcionament és de 180-250 volts i el temps de mesura del paràmetre controlat és de 0,03 segons. El dispositiu està connectat a la línia de prova en el seu punt més llunyà, després del qual es prem el botó "Iniciar". Els resultats de mesurament es mostren a la pantalla digital integrada al dispositiu.
Quan no hi ha disponible una sola mostra del dispositiu de mesura (i també, si és necessari, la duplicació d’operacions), per a la determinació pràctica del valor desitjat, s’utilitza un mètode de mesura mitjançant un voltímetre i l’amperímetre.
Tècniques de mesurament existents
Les tècniques conegudes inclouen la part de càlcul, presentada en forma de fórmules. Una eina de càlcul comuna permet esbrinar la resistència total del bucle mitjançant la fórmula següent:
Zpet = Zп + Zт / 3, on
- Zп - impedància de cables a la secció KZ;
- Zt és el mateix, però per a un transformador de potència d’una subestació (font de corrent).
Per als cables de duralumin i coure, Zpet és de mitjana de 0,6 ohm / km. La resistència que es troba és la corrent d'una falla de terra monofàsica: Iк = Uф / Zпет.
Si com a resultat dels càlculs anteriors, resulta que el valor del paràmetre desitjat no supera el terç del valor admissible (vegeu PUE), ens podem limitar a aquesta opció de càlcul. En cas contrari, es realitzen mesures de corrent directe amb els dispositius ECO-200 o EKZ-01. En la seva absència, es pot utilitzar el mètode d'un amperímetre-voltímetre.
El procediment general de la prova amb instruments de mesura de les marques indicades:
- L’equip controlat està desconnectat de la xarxa.
- El bucle provat és alimentat per un transformador reduït.
- Cal tancar deliberadament la fase sobre el cos del receptor elèctric, i després mesurar el valor de Zpet resultant del curtcircuit.
Quan es mesura pel mètode d’un amperímetre-voltímetre, després d’aplicar la tensió al circuit controlat i organitzar un circuit, es determina el corrent I i el potencial U. El primer d’aquests valors no hauria de superar els 10-20 Amplificadors.
Càlculs i presentació de resultats
La resistència del bucle provat es calcula mitjançant la fórmula: Zpet = U / I. El valor obtingut dels resultats de càlcul s’afegeix amb la impedància d’un dels 3 enrotllaments del transformador de l’estació igual a Rtr. / 3.
Un cop realitzades les mesures lineals d’acord amb els estàndards aplicables, s’han de documentar. Per fer-ho, d’acord amb la forma establerta, es preparen informes de prova en els quals es registren necessàriament les dades següents:
- Tipus de línia, les seves principals característiques.
- L’equip de mesura utilitzat en la verificació.
- Valors de resistència transitòria i bobinatges propis d’un transformador d’estació.
- La seva quantitat, que és el resultat de les mesures.
D’acord amb les principals disposicions del PUE, la freqüència d’inspeccions en circuits de potència és una vegada cada 6 anys. Per a objectes explosius, un cop cada dos anys.
Càlcul de taula
El valor complet del valor desitjat depèn dels següents factors:
- Paràmetres del transformador de subestació de potència.
- Les seccions dels conductors de fase i zero seleccionats durant el disseny de la xarxa elèctrica.
- La resistència de compostos de transició, sempre disponible en qualsevol circuit.
La conductivitat dels cables utilitzats es pot configurar fins i tot en l’etapa de disseny del sistema d’energia, que, sempre que estigui correctament seleccionat, evitarà molts problemes.
Segons PUE, aquest indicador ha de correspondre a almenys la meitat del mateix valor per als conductors de fase. Si és necessari, pot augmentar-se al mateix valor. Els requisits del capítol 1.7 del PUE estipulen aquests valors i podeu familiaritzar-vos amb ells a la taula 1.7.5, que figura a l’apèndix de les normes. Segons ell, es selecciona la secció més petita dels conductors de protecció (en mil·límetres quadrats).
Un cop finalitzada la fase tabular de càlcul del bucle zero de fase, es procedeix a la seva verificació calculant el corrent de curtcircuit segons les fórmules. El seu valor calculat es compara després amb resultats pràctics obtinguts anteriorment per mesuraments directes. Amb la subsegüent selecció de dispositius de protecció contra curtcircuits (disjuntors lineals, en particular), el seu temps de resposta està lligat a aquest paràmetre.
En quins casos fan mesures
La mesura de la resistència de la secció de circuit de fase zero s'organitza necessàriament en les situacions següents:
- en posar en funcionament continu instal·lacions noves, encara no funcionant;
- quan la direcció de la seva implementació ha estat rebuda dels serveis energètics de control;
- segons l’aplicació d’empreses i organitzacions connectades a la xarxa elèctrica servida.
Quan es posa en marxa el sistema energètic, les mesures de prova de la resistència de llaç formen part d’un conjunt de mesures preses per verificar-ne el rendiment. El segon cas està associat a situacions d’emergència, que sovint es produeixen durant l’operació de circuits d’alimentació. Una sol·licitud de determinats consumidors presentada per una empresa o organització pot presentar-se en cas de protecció insatisfactòria de l’equip (per exemple, basada en queixes d’usuaris concrets).
Exemples de càlculs
Es consideren dos mètodes com a exemples d’aquests mesuraments.
L’efecte d’una caiguda de tensió en una secció controlada del circuit d’alimentació
Quan es descriu aquest mètode, és important parar atenció a les dificultats de la seva implementació pràctica. Això és degut a que per obtenir el resultat final es requereixen diversos passos. Primer hauràs de mesurar els paràmetres de xarxa en dos modes: amb càrregues desconnectades i connectades. En cadascun d’aquests casos, la resistència es mesura mitjançant la lectura de corrent i tensió. A més, es calcula segons les fórmules clàssiques derivades de la llei d'Ohm (Zп = U / I).
En el numerador d’aquesta fórmula, U representa la diferència entre les dues tensions: quan la càrrega està activa i apagada (U1 i U2). L'actualitat es té en compte només per al primer cas. Per obtenir els resultats correctes, la diferència entre U1 i U2 ha de ser prou gran.
La impedància té en compte la impedància de la bobina del transformador (es suma amb el resultat).
L’ús d’una font d’energia independent
Aquest enfocament implica la determinació d'un paràmetre d'interès per als especialistes que utilitzin una font independent de la tensió d'alimentació. Per dur a terme la prova, haureu de tenir en compte els punts importants següents:
- Durant les mesures, el bobinatge primari del transformador de l'estació d'alimentació es curtcircuita.
- Des d'una font independent, el voltatge d'alimentació es subministra directament a la zona de falles.
- La resistència fase-zero es calcula mitjançant la fórmula familiar Zп = U / I, on: Zп és el valor del paràmetre desitjat en Ohms, U és la tensió de prova mesurada en volts, I és el valor del corrent de mesura en amplificadors.
Tots els mètodes considerats no pretenen exactitud absoluta dels resultats obtinguts en funció dels seus resultats. Només donen una estimació aproximada de la impedància del bucle zero-fase. Aquest personatge s’explica per la impossibilitat de mesurar les pèrdues inductives i capacitives, que sempre estan presents en circuits de potència amb paràmetres distribuïts, en el marc dels mètodes proposats. Si cal tenir en compte la naturalesa vectorial de les quantitats mesurades (torns de fase, en particular), caldrà introduir correccions especials.
En condicions de funcionament reals de consumidors potents, els valors de la reactància distribuïda són tan insignificants que, en determinades condicions, no es tenen en compte.
