Pomiar elektryczne

Pomiary elektryczne

(aktualizacja: 24.03.2009 r.).

Spis treści:

zasady pomiarów

sprawdzanie odbiorcze

sprawdzanie okresowe

częstość sprawdzania okresowego

dokumentacja z pomiarów

dokładność pomiarów

narzędzia pomiarowe

przygotowanie pomiarów

zasady bezpieczeństwa

pomiary rezystancji

pomiary rezystancji izolacji

sprawdzanie środków ochrony

pomiary rezystancji uziomu

1. Ogólne zasady wykonywania prób i pomiarów

1.1 Wstęp

Sprawdzanie skuteczności instalacji elektrycznej i wyposaŜenia za pomocą oględzin i prób ma na celu ustalenie zgodności z

odpowiednimi wymaganiami wszystkich części HD 60364.

Instalacja elektryczna powinna być sprawdzana w czasie montaŜu i po jego ukończeniu, a przed przekazaniem do eksploatacji.

Instalacje po rozbudowie lub zmianie istniejącej instalacji podlegają sprawdzeniom w zakresie zgodności z wymaganiami norm PN-HD

60364 i stanu bezpieczeństwa.

Norma PN-HD 60364-6:2008 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 6: Sprawdzanie, zawiera:

a) wymagania dotyczące sprawdzania odbiorczego za pomocą oględzin i prób instalacji elektrycznej,

w celu stwierdzenia, czy wymagania PN-HD 60364 zostały spełnione;

b) wymagania dotyczące sprawdzania okresowego instalacji elektrycznej, by określić, czy instalacja i jej

wyposaŜenie znajdują się w stanie pozwalającym na ich dalszą bezpieczną i racjonalną eksploatację.

Norma PN-HD 60364-6:2008 ustala następujący zakres prób i pomiarów odbiorczych i okresowych instalacji elektrycznych niskiego

napięcia:

– kaŜda instalacja powinna być w miarę moŜliwości sprawdzana podczas montaŜu i po jej ukończeniu, a przed

przekazaniem do eksploatacji;

– sprawdzenie odbiorcze powinno obejmować porównanie wyników z odpowiednimi kryteriami w celu sprawdzenia,

Ŝe wymagania PN-HD 60364 zostały spełnione;

– w czasie wykonywania prób i pomiarów odbiorczych i okresowych, naleŜy zastosować niezbędne techniczne i

organizacyjne środki ostroŜności tak, aby sprawdzenie nie spowodowało niebezpieczeństwa dla osób lub

zwierząt, a takŜe uszkodzenia obiektu i wyposaŜenia nawet, gdy stwierdzono niezgodności.

1.2 Oględziny

Oględziny wykonuje się w zasadzie przed próbami; zwykle przed włączeniem zasilania instalacji, w celu potwierdzenia, czy urządzenie

elektryczne:

— spełnia wymagania bezpieczeństwa odpowiednich norm wyrobu;

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

1 z 32

2009-06-18 10:45

— zostało dobrane prawidłowo zgodnie z wymaganiami norm, przepisów i instrukcji producenta;

— nie ma widocznych uszkodzeń wpływających na pogorszenie bezpieczeństwa.

Według PN-HD 69364-6:2008 oględziny zastosowanych w obiekcie instalacji i wyposaŜenia powinny obejmować co

najmniej następujące sprawdzenia:

a) sposób ochrony przed poraŜeniem prądem elektrycznym;

b) występowanie przegród ogniowych i innych środków zapobiegających rozprzestrzenianiu się ognia oraz ochrony

przed skutkami działania ciepła (określone w innych częściach PN-HD 60364);

c) dobór przewodów z uwagi na obciąŜalność prądową i spadek napięcia, uwzględniający przede wszystkim ich

materiał, sposób zainstalowania i przekrój;

d) dobór i nastawienie urządzeń zabezpieczających i sygnalizacyjnych;

e) występowanie i prawidłowe umieszczenie właściwych urządzeń do odłączania izolacyjnego i łączenia;

f) dobór urządzeń i środków ochrony, właściwych ze względu na wpływy zewnętrzne;

g) prawidłowe oznaczenie przewodów neutralnych i ochronnych;

h) przyłączenie łączników jednobiegunowych do przewodów fazowych;

i) występowanie schematów, napisów ostrzegawczych lub innych podobnych informacji (istnienie schematów jest

szczególnie niezbędne, gdy instalacja zawiera kilaka rozdzielnic tablicowych);

j) oznaczenie obwodów, urządzeń zabezpieczających przed prądem przetęŜeniowym, łączników, zacisków itp.;

k) poprawność połączeń przewodów; naleŜy sprawdzić, czy zaciski są odpowiednio dobrane do przewodów i czy

połączenie jest wykonane poprawnie. W razie wątpliwości zaleca się pomiar rezystancji połączeń. Rezystancja

ta nie powinna być większa niŜ rezystancja przewodu o długości 1 m i o przekroju równym najmniejszemu

przekrojowi łączonych przewodów ;

l) występowanie i ciągłość przewodów ochronnych, w tym przewodów ochronnych połączeń wyrównawczych

głównych i połączeń wyrównawczych dodatkowych;

m) dostępność urządzeń, umoŜliwiająca wygodną obsługę, identyfikację i konserwację. Sprawdzić naleŜy czy

zastosowane urządzenia manewrowe są rozmieszczone w sposób umoŜliwiający ich łatwą obsługę

i konserwację..

Oględziny instalacji i wyposaŜenia elektrycznego powinny uwzględniać takŜe wszystkie wymagania szczególne, dotyczące specjalnych

instalacji lub lokalizacji.

1.3 Sprawdzanie odbiorcze

W zaleŜności od potrzeb naleŜy przeprowadzić, następujące próby, w miarę moŜliwości w następującej kolejności:

a) ciągłość przewodów ochronnych i przewodów połączeń wyrównawczych;

b) rezystancja izolacji instalacji elektrycznej;

c) ochrona za pomocą SELV, PELV i separacji elektrycznej;

d) rezystancja/impedancja podłóg i ścian;

e) samoczynne wyłączenie zasilania;

f) ochrona uzupełniająca;

g) sprawdzenie biegunowości;

h) sprawdzenie kolejności faz;

i) wytrzymałości elektrycznej,

j) próby funkcjonalne i operacyjne;

k) spadek napięcia.

W przypadku, gdy wynik dowolnej próby wskazuje na niespełnienie wymagań, próbę tę i próbę poprzedzającą, jeŜeli wykryte

uszkodzenie moŜe mieć wpływ na ich wynik, naleŜy powtórzyć po usunięciu przyczyny niezgodności. Opisane w normie metody

wykonywania prób są metodami odniesienia; a zatem nie wyklucza się stosowania innych metod, gwarantujących równie miarodajne

wyniki.

1.4. Sprawdzanie okresowe

Sprawdzanie okresowe, obejmujące szczegółowe badanie instalacji, polega na wykonaniu właściwych prób i pomiarów

potwierdzających spełnienie wymagań określonych w normach PN-HD 60364, w tym:

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

2 z 32

2009-06-18 10:45

a) bezpieczeństwo osób i zwierząt domowych przed skutkami poraŜenia elektrycznego i oparzenia;

b) ochronę mienia przed uszkodzeniem spowodowanym poŜarem lub ciepłem powstałym na skutek uszkodzenia

instalacji;

c) przekonanie, Ŝe instalacja nie jest uszkodzona lub obniŜone jej właściwości nie pogorszą bezpieczeństwa;

d) identyfikację wad instalacji i odchyleń od wymagań PN-HD 60364-6:2008, które mogą spowodować

niebezpieczeństwo.

Zakres sprawdzania okresowego powinien w szczególności obejmować:

- sprawdzenie dokumentacji eksploatacyjnej obiektu (instrukcje eksploatacji, ksiąŜki i raporty urządzeń,

dokumenty z oględzin, przeglądów, konserwacji, napraw bieŜących i remontów, protokóły z poprzednich

i pomiarów okresowych),

- oględziny dotyczące ochrony przed dotykiem bezpośrednim,

- pomiar rezystancji izolacji,

- badanie ciągłości przewodów ochronnych,

- sprawdzenie ochrony przed dotykiem pośrednim,

- próby czasów wyłączania RCD.

1.5 Częstość sprawdzania okresowego

Zgodnie z Ustawą z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane [Dz.U.06.156.1118], obiekty powinny być w czasie ich uŜytkowania

poddawane przez właściciela lub zarządcę okresowej kontroli, co najmniej raz na 5 lat, polegającej na sprawdzeniu stanu technicznego

i przydatności do uŜytkowania obiektu budowlanego, estetyki obiektu budowlanego oraz jego otoczenia; kontrolą tą powinno być objęte

równieŜ badanie instalacji elektrycznej i piorunochronnej w zakresie stanu sprawności połączeń, osprzętu, zabezpieczeń i środków

ochrony od poraŜeń, oporności izolacji przewodów oraz uziemień instalacji i aparatów.

Częstość sprawdzania okresowego instalacji powinna być ustalana z uwzględnieniem rodzaju instalacji i wyposaŜenia, jej

zastosowania i działania, częstości i jakości konserwacji oraz wpływów zewnętrznych, na które jest naraŜona.

Zgodnie z PN-HD 60364-6:2008, w protokóle sprawdzenia okresowego naleŜy zamieścić informację dla osoby wykonującej

sprawdzanie okresowe - o ustalonym przedziale czasu do następnego sprawdzenia okresowego.

Przedział ten, zgodnie z ustawą Prawo budowlane wynosi 5 lat, z wyjątkiem podanych niŜej przypadków, w których w zaleŜności od

warunków środowiskowych moŜe wystąpić większe ryzyko eksploatacji urządzeń i instalacji elektrycznych, mogą być wymagane

krótsze okresy. Do nich w szczególności naleŜą:

- miejsca pracy lub pomieszczenia, w których występuje ryzyko poraŜenia elektrycznego, poŜaru lub wybuchu

spowodowanego degradacją;

- miejsca pracy lub pomieszczenia, w których znajdują się instalacje zarówno niskiego jak i wysokiego napięcia;

- obiekty komunalne;

- tereny budowy;

- instalacje bezpieczeństwa (np. oświetlenia awaryjnego).

Według normy, dla budownictwa mieszkaniowego moŜna stosować dłuŜsze okresy (np. 10 lat).

Zalecenia 62.2 PN-HD 60364-6:2008 dotyczą częstości sprawdzania okresowego instalacji uŜytkowanej w pomieszczeniu, w którym

moŜe wystąpić większe ryzyko uszkodzenia lub zniszczenia. Krótsze okresy sprawdzania instalacji, opracowane w oparciu o zasady

wiedzy technicznej oraz o traktowane jako zasady, uchylone przepisy w sprawie szczegółowych zasad eksploatacji instalacji, podane

są w „Wytycznych wykonywania okresowych badań sprawności technicznej urządzeń oraz instalacji elektrycznych i

piorunochronnych” opracowane przez COBR „ElektromontaŜ” Warszawa 1999 (Tablica 1).

Tablica 1 Częstość sprawdzania okresowego

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

3 z 32

2009-06-18 10:45

Ustalone w Tablicy 1 okresy między kolejnymi sprawdzeniami powinny być wykorzystane w instrukcjach eksploatacyjnych instalacji i

wyposaŜenia, uŜytkowanych w trudnych warunkach środowiskowych.

1.6 Dokumentacja z prób i pomiarów

Po zakończeniu sprawdzania okresowego istniejącej instalacji naleŜy sporządzić protokoły z poszczególnych prób i pomiarów.

Dokumentacja powinna zawierać szczegóły dotyczące sprawdzanych części instalacji i ograniczeń w sprawdzeniu objętym protokółem,

a takŜe opis oględzin, łącznie z wadami i usterkami oraz wyniki prób. Wszystkie uszkodzenia, pogorszenia stanu, wady lub

niebezpieczne warunki powinny być odnotowane w protokole. Odnotowane powinny być równieŜ znaczące ograniczenia zakresu

sprawdzenia okresowego w stosunku do normy PN-HD 60364-6:2008 i ich przyczyny.

W literaturze Stowarzyszenia Elektryków Polskich dotyczącej Prac pomiarowo-kontrolnych przy urządzeniach elektroenergetycznych o

napięciu do 1 kV, podane są wzory protokółów dla poszczególnych rodzajów prób. W przypadkach, gdy protokóły opracowywane są

we własnym zakresie, powinny zawierać:

- nazwę badanego urządzenia i jego dane znamionowe,

- miejsce pracy badanego urządzenia,

- rodzaj pomiarów i dat ich wykonania,

- nazwiska osób wykonujących pomiary i rodzaj uprawnień,

- dane o warunkach przeprowadzania pomiarów,

- spis uŜytych przyrządów i ich numery,

- szkice rozmieszczenia badanych urządzeń,

- liczbowe wyniki pomiarów,

- wnioski, uwagi i zalecenia z pomiarów.

1.7 Dokładność wykonywania pomiarów

Dokładność wykonywania pomiarów jest podstawową cechą narzędzi pomiarowych i wyników pomiarów. Dokładność charakteryzuje

się pośrednio podając właściwość przeciwną: niezgodność (uchybienie) albo niepewność (niedokładność). Niepewność pomiaru to

inaczej ryzyko uzyskania błędnego wyniku w pomiarze.

1.7.1. Błąd bezwzględny pomiaru

Elementarną i podstawową miarą liczbową niezgodności jest błąd bezwzględny (dawniej uchyb). W metrologii błędem bezwzględnym

∆ nazywa się róŜnicę pomiędzy wartością zmierzoną (W

), a wartością dokładną (W

),to jest:

∆ = W

– W

) - jest wartością mierzoną, której błąd wyznacza się, a więc jest wynikiem pomiaru,

) - wartość dokładna, jest teoretycznie wartością rzeczywistą (prawdziwą), ustaloną np. jako wynik

teoretycznych obliczeń, wartość średnia duŜej liczby pomiarów lub parametr procesu technicznego.

Błąd bezwzględny zawsze wyraŜony jest w jednostkach wartości mierzonej i moŜe przyjmować znak plus lub minus. W praktyce błąd

bezwzględny otrzymujemy w przybliŜeniu z analizy dokładności pomiaru. Wartość przeciwna błędu bezwzględnego, tzn. − ∆, nazywana

jest poprawką: p = – ∆. MoŜemy wyznaczyć w przybliŜeniu wartość dokładną:

= W

+ p

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

4 z 32

2009-06-18 10:45

1.7.2. Błąd względny pomiaru

Błąd względny to iloraz błędu bezwzględnego ∆ i wartości dokładnej (W

Błąd względny jest bezwymiarowy, najczęściej wyraŜany w procentach. SłuŜy głównie do oceny dokładności przyrządów pomiarowych

pracujących na róŜnych zakresach pomiarowych.

1.7.3. Dokładność urządzeń pomiarowych

Na dokładność wykonywanych pomiarów głównie wpływają błędy związane z urządzeniem pomiarowym, dokładnością odczytu oraz

metodą pomiaru. Błąd związany z urządzeniem pomiarowym wynika z klasy dokładności przyrządu. Klasa dokładności jest to

maksymalny błąd bezwzględny ∆ popełniany w dowolnym miejscu skali, obliczony jako błąd procentowy w stosunku do pełnego

zakresu pomiarowego W

zakr.

, zaokrąglony do znormalizowanej klasy, np: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 5;

Do wykonywania pomiarów naleŜy dobierać przyrządy z moŜliwie największą dokładnością, z błędem pomiaru nie przekraczającym od

±10% do±20% W

1.8 Narzędzia pomiarowe

Narzędzia pomiarowe są to środki techniczne przeznaczone do wykonywania pomiarów. NaleŜą do nich:

- wzorce – są to narzędzia pomiarowe odtwarzające jednostki miary lub ich wielokrotności,

- przyrządy pomiarowe – są to narzędzia pomiarowe przeznaczone do wykonywania pomiarów,

- przetworniki pomiarowe, to podzespoły, które przetwarzają wielkość mierzoną na łatwiej mierzalną wielkość,

- układy pomiarowe – zbiory przyrządów i przetworników pomiarowych umoŜliwiających pomiar wielkości mierzonej określonej na

podstawie innych wielkości, pomiarowe

- zbiory funkcjonalne przyrządów i przetworników pomiarowych objęte wspólnym sterowaniem umoŜliwiającym

pobieranie i przetwarzanie informacji.

1.8.1. Mierniki wskazówkowe

Są to mierniki analogowe, w których zmieniający się w sposób ciągły sygnał wejściowy jest odwzorowany na odczyt ciągły, mogący

przyjmować w teorii nieskończenie wiele wartości. W tym przypadku są to wychylenia wskazówki miernika określane względem skali

przyrządu. W zaleŜności od zasady funkcjonowania moŜemy spotkać mierniki magnetoelektryczne, elektromagnetyczne i

elektrodynamiczne.

W miernikach magnetoelektrycznych mierzony prąd elektryczny płynie przez ruchomą, umieszczoną w polu magnesu stałego

cewkę. ZaleŜny od natęŜenia prądu moment sił elektrodynamicznych obraca cewkę a wraz z nią wskazówkę miernika. Te mierniki słuŜą

jedynie do pomiarów prądu stałego.

Mierniki elektrodynamiczne są odmianą mierników magnetoelektrycznych. Magnes stały jest w nich zastąpiony elektromagnesem,

przez cewkę którego płynie ten sam prąd co przez ruchomy rdzeń. Mierniki te moŜna wykorzystać do pomiarów zarówno prądów

stałych jak i przemiennych.

W miernikach elektromagnetycznych mierzony prąd płynie przez uzwojenia elektromagnesu w szczelinie którego zawieszone są

dwa rdzenie ferromagnetyczne (ruchomy i nieruchomy). Pod wpływem powstałego pola magnetycznego rdzenie magnesują się i

oddziałują na siebie. Moment siły działającej na ruchomy rdzeń obraca go i zespoloną z rdzeniem wskazówkę. Mierniki

elektromagnetyczne moŜna wykorzystywać zarówno do pomiarów prądu stałego jak i przemiennego.

Dla poprawnego odczytania zmierzonej wartości w mierniku wskazówkowym naleŜy:

- dokonać wyboru skali,

- zakresu pomiarowego

- dokładność odczytu

1) Wybór skali

Wybór skali podyktowany jest w pierwszej kolejności rozdzielczością i łatwością dokonywania przeliczeń wartości z uwzględnieniem

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

5 z 32

2009-06-18 10:45

zakresu. Zwykle skale odpowiadają dostępnym zakresom miernika w ten sposób, Ŝe liczba końcowa skali odpowiada wielokrotności

(2x; 3x; 5x; l0x;l00x) lub podwielokrotności (1/2; 1/3; 1/5) zakresów. W niektórych wypadkach skale są dodatkowo opisane wskazując

na ich uŜycie w określonym trybie pracy miernika (np. jako omomierza czy amperomierza, dla pomiarów prądu stałego lub zmiennego.

W przypadku wielozakresowych mierników wskazówkowych wyposaŜonych w kilka podziałek naleŜy podjąć decyzję, z której skali

dokonywany będzie odczyt.

2) Zakres pomiarowy

Zakres powinien być tak wybrany by wychylenie wskazówki znajdowało się w obszarze 50 - 90 % skali, co zapewni optymalne

wykorzystanie rozdzielczości i dokładności przyrządu,

3) Dokładność odczytu

Pomiary przyrządami analogowymi wymagają starannych odczytów połoŜenia wskazówki względem podziałki. Mierniki wielozakresowe

wyposaŜone są w zasadzie w kilka skal o róŜnych podziałkach ułatwiających uzyskanie optymalnej rozdzielczości odczytu i określenie

wartości mierzonej. Oprócz podziałek skale wyposaŜone są w lusterko pozwalające na eliminacje efektu paralaksy, który prowadzi do

róŜnych, zaleŜnych od kąta obserwacji, odczytów połoŜenia wskazówki względem skali. W celu uniknięcia efektu naleŜy tak dobrać

pozycję obserwatora aby obraz wskazówki w lusterku znajdował się na jednej linii wzroku ze wskazówką.

1.8.2.Mierniki cyfrowe

Mierniki cyfrowe opierają swe funkcjonowanie na przetwarzaniu ciągłego sygnału wejściowego na wartość liczbową wielkości

mierzonej, zapisaną w odpowiednim kodzie cyfrowym. Ze względu na stosowaną metodę przetwarzania rozróŜniamy przyrządy cyfrowe

z miarą czasu lub miarą napięcia. Mierniki cyfrowe pozwalają na bezpośredni odczyt wartości wielkości mierzonej ze wskaźnika

cyfrowego lub z rejestratorów, dzięki czemu unika się błędu popełnianego przy odczycie wskazań. Stąd główną zaletą mierników

cyfrowych jest ich duŜa dokładność. Cyfrowe metody pomiarowe mogą być zastosowane do pomiaru niemal wszystkich wielkości

fizycznych zarówno elektrycznych, jak i nieelektrycznych.

Rozdzielczość i dokładność mierników cyfrowych

Spotykamy dwa rozwiązania wyświetlaczy: pełne, w których na wszystkich miejscach mogą być wyświetlane wszystkie cyfry od 0 do 9

oraz niepełne, na których na najwyŜszej pozycji (pierwsza cyfra z lewej strony) moŜe być wyświetlana jedynie 1 lub nie wyświetlana

Ŝadna cyfra. Dla wyświetlaczy pełnych rozdzielczość odczytu obliczamy korzystając z zaleŜności:

gdzie:

N – ilość wyświetlonych cyfr,

Z – wybrany zakres pomiarowy.

Np. dla woltomierza z pełnym wyświetlaczem 4 miejsc na zakresie 100 mV moŜemy dokonywać pomiarów w przedziale 0- 99,99 mV z

rozdzielczością odczytów:

Dla wyświetlaczy niepełnych przy określaniu rozdzielczości bierzemy pod uwagę jedynie liczbę cyfr w pełni wyświetlanych jednocześnie

zamiast pełnej wartości zakresu do rozwaŜań bierzemy rząd wybranego zakresu np. przy wybranym zakresie 20, bierzemy Z = 10.

1.9 Dobór metody pomiarowej

Zastosowana metoda wykonania pomiarów powinna być metodą najprostszą, zapewniającą osiągnięcie wymaganej dokładności

pomiarów. Wybór metody pomiarów wynika z uwarunkowań, znajomości obiektów mierzonych i rozpoznania dokumentacji technicznej

obiektu. Błąd związany z doborem metody pomiarowej występuje wtedy, gdy zastosowana metoda:

- nie uwzględnienia uwarunkowań wynikających ze specyfiki badanego obiektu i jego parametrów,

- nie umoŜliwia pomiaru ściśle tej wartości, która miała być przedmiotem badań i pomiarów.

Wybór miernika do specyfiki planowanego pomiaru

NaleŜy w szczególności ustalić:

1) rodzaj wielkości mierzonej,

2) rodzaj pomiaru: pomiar prądu stałego, pomiar prądu zmiennego,

3) przewidywany zakres wartości mierzonych,

4) wymagana dokładność pomiaru (klasa przyrządu, rozdzielczość).

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

6 z 32

2009-06-18 10:45

Po dokonaniu wyboru miernika naleŜy przygotować go do pomiaru, które polega na:

- ustawieniu trybu pracy (w przypadku multimetrów),

- podłączeniu przewodów do właściwych zacisków,

- wyborze zakresu pomiarowego,

- sprawdzeniu wyzerowania miernika nie podłączonego do sygnału zewnętrznego,

- wykonaniu prawidłowego podłączenia miernika do urządzenia lub obwodu, które będą przedmiotem pomiaru.

1.10 Przygotowanie pomiarów

Przygotowanie badań i pomiarów urządzeń i instalacji elektrycznych polega na wykonaniu oględzin obiektów i wykonaniu niezbędnych

czynności, w czasie których naleŜy:

1)zapoznać się z dokumentacją techniczną i eksploatacyjną obiektu (zakładu) dla ustalenia:

- aktualnych układów sieci zasilających urządzenia i instalacje będące przedmiotem badań i pomiarów,

- realizacji wniosków i zaleceń zawartych w protokółach z poprzedniej kontroli okresowej instalacji i urządzeń,

- poprawności doboru i stosowania urządzeń ochronnych i zabezpieczających.

2) przeprowadzić oględziny badanego obiektu dla potwierdzenia, Ŝe zainstalowane na stałe elementy urządzeń:

- spełniają wymagania dotyczące bezpieczeństwa ludzi i mienia,

- zostały prawidłowo dobrane i zainstalowane,

- nie mają widocznych uszkodzeń wpływających na pogorszenie bezpieczeństwa.

3) dokonać niezbędnych ustaleń i obliczeń warunkujących:

- wybór poprawnej metody pomiaru,

- jednoznaczność kryteriów oceny wyników,

- moŜliwość popełnienia błędów czy uchybów pomiarowych,

- konieczność zastosowania współczynników poprawkowych do wartości zmierzonych

Pomiary wykonywać w warunkach identycznych lub zbliŜonych do warunków normalnej pracy urządzenia.

1.11 Podstawowe zasady bezpieczeństwa

Zgodnie z ustawą z dnia 10 kwietnia 1997 r. Prawo energetyczne [Dz.U.06.89.625], osoby zajmujące się eksploatacją sieci oraz

urządzeń i instalacji obowiązane są posiadać kwalifikacje potwierdzone świadectwem wydanym przez komisje kwalifikacyjne.

Sprawdzenie spełnienia wymogów kwalifikacyjnych powtarza się co 5 lat.

Prace w warunkach szczególnego zagroŜenia dla zdrowia i Ŝycia ludzkiego, określone w ogólnych przepisach bezpieczeństwa i higieny

pracy jako prace szczególnie niebezpieczne, powinny być wykonywane co najmniej przez dwie osoby, z wyjątkiem prac

eksploatacyjnych z zakresu prób i pomiarów, konserwacji i napraw urządzeń i instalacji elektroenergetycznych o napięciu

znamionowym do 1 kV, wykonywanych przez osobę wyznaczoną na stałe do tych prac w obecności pracownika asekurującego,

przeszkolonego w udzielaniu pierwszej pomocy.

2. Pomiary rezystancji przewodów i uzwojeń

Istnieje wiele metod pomiarowych słuŜących do określania rezystancji przewodów i uzwojeń urządzeń i instalacji elektrycznych.

Pomiary rezystancji moŜna wykonać:

a) metodą techniczną przy uŜyciu woltomierza i amperomierza,

b) metodami mostkowymi, np.:

- mostkiem Thomsona do pomiaru rezystancji w zakresie od 10

–6

do 6 Ω,

- mostkiem Wheatstone’a do pomiaru rezystancji w zakresie od 1 do 10

Ω.

Pomiary małych rezystancji wykonuje się przy badaniu, np.:

- uzwojeń urządzeń elektrycznych, takich jak: transformatory lub silniki,

- połączeń: spawanych, szyn wyrównawczych, styków,

- połączeń kabli oraz cewek o niskiej oporności,

- połączeń lutowanych,

- ciągłości przewodów uziemiających.

Do pomiarów małych rezystancji zaleca się stosować układ przedstawiony na rys. 1a.

2.1. Pomiar rezystancji małych metodą techniczną

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

7 z 32

2009-06-18 10:45

Rys. 1a Układ połączeń do pomiaru małych rezystancji

Mierzoną rezystancję R

oblicza się ze wzorów:

jeŜeli R

≥ 1000 R

jeŜeli R

≤ 1000 R

gdzie:

U - napięcie mierzone na zaciskach przewodu lub uzwojenia,

I - zmierzony prąd w A,

- prąd, który płynie przez ustrój woltomierza, gdzie I

= U / R

- rezystancja wewnętrzna woltomierza.

2.2. Pomiar rezystancji duŜych metodą techniczną

Do pomiarów rezystancji rzędu omów i większych zaleca się stosować układ przedstawiony na rys. 1b.

Rys. 1b Układ połączeń do pomiaru duŜych rezystancji

Mierzoną rezystancję R

oblicza się ze wzorów:

jeŜeli R

+ R

≤ 0,001 R

jeŜeli R

+ R

> 0,001 R

gdzie:

U - napięcie mierzone na zaciskach przewodu lub uzwojenia w V,

I - zmierzony prąd w A,

- rezystancja amperomierza w Ω,

- rezystancja przewodów pomiarowych w Ω.

2.3 Pomiar rezystancji metodami mostkowymi

1) Mostek Wheatstone’a - nadaje się do pomiaru rezystancji w zakresie od 1 do 10

Ω.

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

8 z 32

2009-06-18 10:45

Rys. 2 Schemat mostka Wheatstone'a

Cztery gałęzie mostka składają się z rezystorów: R

, R

i R

, przez które przepływa prąd z baterii umieszczonej w jednej z gałęzi

przekątnej. W drugiej gałęzi przekątnej włączony jest galwanometr G. Mierzoną rezystancję wylicza się ze wzoru:

gdzie:

- rezystancja mierzona,

, R

i R

- rezystancje pomocnicze w mostku,

Przy wykonywaniu pomiaru ustalone są zwykle rezystancje R

i R

, a zmienia się tylko rezystancję R

, tak długo, aŜ wskazówka

galwanometru ustali się na zerze.

ZaleŜnie od wartości mierzonej rezystancji R

, stosunek R

nastawia się na jedną z następujących liczb:

100 : l, 10 : l, l : l, l : l 0, l : 100.

2) Mostek Thomsona

Pomiary małych rezystancji, dla których znaczącą rolę odgrywają rezystancje przewodów doprowadzających oraz rezystancje zestyków

w miejscach połączeń, moŜna wykonywać kilkoma metodami. Najpopularniejsze, to metoda techniczna oraz pomiar mostkiem

Thomsona (mostkiem sześcioramiennym).

W konstrukcji mostka Thomsona wyeliminowano wpływ przewodów pomiarowych na wynik pomiaru, przez zastosowanie osobnych

zacisków prądowych i napięciowych przy rezystorach R

i R

,natomiast wszystkie pozostałe rezystory mają rezystancję 1000-krotnie

większą niŜ oporności przewodów doprowadzających.

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

9 z 32

2009-06-18 10:45

Rys. 3 Schemat mostka Thomsona

Rezystancja połączenia „b" zostaje w mostku Thomsona zbocznikowana rezystorem R’

+ R’

podzielonym w punkcie A w stosunku

R’

: R’

. Rezystancje pozostałych doprowadzeń zostały usunięte przez wyeliminowanie ich z układu mostka. W związku z

wyeliminowaniem wpływu doprowadzeń na wyniki pomiaru, mostek Thomsona nadaje się do pomiaru bardzo małych rezystancji, w

zakresie od 10

–6

do 6 Ω. Prąd w chwili równowagi mostka jest sprowadzony do zera. Mierzona rezystancję wylicza się ze wzoru:

gdzie: R

- rezystancja mierzona, R

, R

to rezystancje pomocnicze w mostku.

Mostek Thomsona jest budowany w dwóch odmianach: z drutem ślizgowym do pomiarów o mniejszym stopniu dokładności oraz jako

precyzyjny mostek z rezystorami skrzynkowymi do pomiarów laboratoryjnych.

3. Pomiary rezystancji izolacji

3.1 Wstęp

Wykonywanie badań i pomiarów rezystancji izolacji pozwala na określenie stanu izolacji instalacji, urządzeń i sieci

elektroenergetycznych. Stan izolacji przewodów i uzwojeń ma decydujący wpływ zarówno na bezpieczeństwo obsługi jak i prawidłowe

funkcjonowanie urządzeń elektrycznych. Systematyczne wykonywanie badań i pomiarów rezystancji izolacji przewodów instalacji i

uzwojeń urządzeń elektrycznych oraz ewidencjonowanie uzyskanych wyników badań, pozwala na:

- wcześniejsze wykrycie pogarszającego się stanu izolacji,

- zapobiega awariom i poŜarom, które mogą wystąpić wskutek pogorszenia właściwości izolacji,

- prowadzenie właściwej i bezpiecznej eksploatacji urządzeń, instalacji i sieci elektroenergetycznych.

3.2 Czynniki wpływające na stan izolacji

Na eksploatacyjne pogorszenie stanu izolacji mają wpływ: naraŜenia elektryczne, mechaniczne, termiczne, chemiczne oraz często

zanieczyszczenie środowiska.

Całkowity prąd płynący przez izolację jest sumą trzech prądów składowych:

1. prądu ładowania pojemności obiektu C,

2. prądu upływowego (przewodzenia), składającego się z dwóch składowych:

a) prądu skrośnego, płynącego przez materiał izolacji,

b) prądu powierzchniowego, płynącego po powierzchni materiału izolacji,

3. prądu ładowania pojemności absorpcyjnej.

Prąd upływowy powoduje polaryzację dielektryka zaleŜną od czasu jaki upłynął od chwili przyłoŜenia napięcia.

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

10 z 32

2009-06-18 10:45

Rezystancja izolacji zaleŜy od następujących czynników:

wilgotności,

temperatury,

wartości napięcia probierczego,

czasu pomiaru,

czystości powierzchni materiału izolacyjnego.

Wpływ wilgotności

Wilgotność ma niewątpliwie wpływ na rezystancję izolacji. Jednak stopień absorbowania wilgoci przez izolację jest róŜny w zaleŜności

od rodzaju i stanu izolacji. W sytuacji wykonywania pomiaru rezystancji izolacji uzwojeń transformatora suchego, naleŜy uwzględnić

wilgotność względną.

Wpływ temperatury

Zmiany temperatury mogą mieć znaczący wpływ na wyniki pomiarów rezystancji izolacji. Rezystancja izolacji spada znacząco ze

wzrostem temperatury (rys.4). KaŜdy typ materiału izolacyjnego ma róŜny stopień zmiany rezystancji w zaleŜności od temperatury.

Przy pomiarze izolacji w temperaturze innej niŜ 20

C wynik pomiaru R

naleŜy pomnoŜyć przez współczynnik korekcyjny K

, według

wzoru:

= R

· K

gdzie:

- rezystancja przeliczona (rzeczywista),

- rezystancja w temperaturze t,

- współczynnik przeliczeniowy (korekcji temperaturowej).

Pomiar rezystancji izolacji powinien być przeprowadzany w odpowiednich warunkach: temperatura 10 do 25

C, wilgotność 40% do

70%, urządzenie badane powinno być czyste i niezawilgocone. Dla urządzeń nagrzewających się podczas pracy wykonujemy pomiar

rezystancji izolacji w stanie nagrzanym.

Tablica 2. Wartość współczynnika przeliczeniowego K

Dla kabli z izolacją polietylenową z uwagi na wysoką wartość rezystancji izolacji nie stosuje się współczynnika przeliczeniowego.

Rys. 4 ZaleŜność rezystancji izolacji od:

a) temperatury, b) wartości napięcia probierczego, c) czasu pomiaru

Wpływ napięcia przy jakim przeprowadzamy pomiar (rys.4)

Prąd upływu przez izolację nie jest proporcjonalny do napięcia w całym zakresie. Ze wzrostem napięcia rezystancja

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

11 z 32

2009-06-18 10:45

maleje początkowo szybciej, potem wolniej po czym ustala się. Po przekroczeniu pewnej granicy następuje przebicie izolacji i

rezystancja spada do małych wartości lub zera. Pomiar naleŜy wykonywać napięciem wyŜszym od nominalnego zgodnie z

wymaganiami norm.

Wpływ czasu pomiaru (rys.4)

Przy utrzymywaniu przez pewien czas napięcia podczas pomiaru rezystancji izolacji, jej wartość nie jest stała, lecz stopniowo wzrasta,

co spowodowane jest zmianami fizycznymi lub chemicznymi zachodzącymi w materiale izolacyjnym pod wpływem pola elektrycznego i

przepływającego prądu. Izolowane części metalowe (np. w kablu ) stanowią kondensator i początkowo płynie prąd pojemnościowy -

(ładowanie kondensatora) większy od docelowego prądu upływowego.

Wpływ czystości powierzchni materiału izolacyjnego

Rezystancja izolacji kabla elektroenergetycznego to połączona równolegle rezystancja skrośna - zaleŜna od rodzaju materiału

izolacyjnego i powierzchniowa - zaleŜna od czystości powierzchni. W przypadku materiałów o duŜej rezystywności, rezystancja

powierzchniowa moŜe być znacznie mniejsza od skrośnej. Przy pomiarach naleŜy wyeliminować prąd powierzchniowy jako

niemiarodajny dla oceny izolacji.

3.3 Wymagania PN-HD 60364-6:2008

Rezystancję izolacji naleŜy zmierzyć miedzy przewodami czynnymi a przewodem ochronnym, przyłączonym do układu uziemiającego. W

układach sieci TN-C pomiar wykonuje się miedzy przewodami czynnymi a przewodem PEN.

W pomieszczeniach zagroŜonych poŜarem, pomiar rezystancji izolacji powinien być wykonany takŜe między przewodami czynnymi. W

praktyce, pomiary rezystancji izolacji przewodów wykonuje się podczas montaŜu instalacji, przed przyłączeniem wyposaŜenia. Do celów

pomiarowych przewód neutralny N odłącza się, na czas pomiaru, od przewodu ochronnego.

Minimalne wartości rezystancji izolacji podane są w Tablicy 6A.

Tablica 6A Minimalne wartości rezystancji izolacji

Rezystancja izolacji mierzona przy napięciu pomiarowym o wartościach podanych w Tablicy 6A jest zadowalająca, jeŜeli jej wartość

dla kaŜdego obwodu z odłączonym osprzętem jest nie mniejsza od wartości minimalnych podanych w Tablicy 6A. JeŜeli zmierzona

rezystancja jest mniejsza niŜ wymieniona w Tablicy 6A, to naleŜy ustalić drogą kolejnych prób, miejsce i przyczynę niŜszej od

wymaganej rezystancji izolacji. W tym celu instalację moŜna podzielić na szereg grup obwodów i zmierzyć rezystancję izolacji kaŜdej

grupy. JeŜeli dla pewnej grupy obwodów zmierzona wartość jest mniejsza niŜ podana w Tablicy 6A, to naleŜy zmierzyć rezystancję

izolacji kaŜdego obwodu tej grupy.

JeŜeli w instalacji elektrycznej zastosowane ograniczniki przepięć (SPD) lub inne urządzenia mogą mieć wpływ na na próbę

sprawdzającą lub mogą się uszkodzić, takie urządzenia naleŜy odłączyć od przewodów czynnych na czas wykonania pomiarów. Po

pomiarze ochronniki naleŜy ponownie podłączyć. JeŜeli odłączenie urządzeń przeciwprzepięciowych jest w sposób uzasadniony

niemoŜliwe, napięcie probiercze dotyczące tego obwodu moŜe być obniŜone do 250 V d.c., przy zachowaniu wymaganej rezystancji

izolacji co najmniej 1 MΩ.

Wartości podane w Tablicy 6A naleŜy takŜe stosować do sprawdzania rezystancji izolacji między nieuziemionymi przewodami

ochronnymi a ziemią.

Przy urządzeniach elektrycznych z układami elektronicznymi pomiar rezystancji izolacji naleŜy wykonać między przewodami czynnymi

połączonymi razem a ziemią, celem uniknięcia uszkodzenia elementów elektronicznych. Bloki (panele) zawierające elementy

elektroniczne, o ile to moŜliwe naleŜy na czas pomiarów wyjąć z obudowy urządzenia.

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

12 z 32

2009-06-18 10:45

3.4 Wykonywanie pomiarów rezystancji izolacji

1) Stan izolacji ma decydujący wpływ na bezpieczeństwo obsługi i prawidłowe funkcjonowanie wszelkiego rodzaju urządzeń

elektrycznych

Mierząc rezystancję izolacji sprawdzamy stan ochrony przed dotykiem bezpośrednim.

2) Pomiar rezystancji izolacji opiera się na pomiarze natęŜenia prądu płynącego przez izolację pod wpływem przyłoŜonego napięcia

pomiarowego. Najprostszym sposobem kontroli stanu izolacji jest pomiar punktowy. Polega on na pomiarze rezystancji badanej izolacji,

raz na określony czas. Pomiar wykonujemy prądem stałym, aby wyeliminować wpływ pojemności na wynik pomiaru. Odczyt wyniku

pomiaru następuje po ustaleniu się wskazania (po ok. 0,5 do 1 min). Odczytujemy wtedy natęŜenie prądu płynącego przez izolację pod

wpływem przyłoŜonego napięcia na skali przyrządu wyskalowanej w MΩ. Wymagana dokładność pomiaru rezystancji wynosi do 20%.

3) Pomiary rezystancji izolacji wykonujemy:

- miernikami rezystancji izolacji o własnym źródle napięcia probierczego d.c. (induktor lub bateria z przetwornicą

elektroniczną) - dla uniknięcia wpływu pojemności. Stosuje się napięcia 250 V, 500 V, 1000 V i 2500 V,

a odpowiednie do tych napięć zakresy pomiarowe wynoszą 50 MΩ, 200 MΩ, 1 GΩ, 20 GΩ.

- napięciem sieciowym za pomocą miliamperomierza (w instalacjach d.c.),
- innymi metodami specjalnymi.

4) Pomiar rezystancji skrośnej lub powierzchniowej układu izolacyjnego wymaga odpowiednich połączeń tak wykonanych, aby prąd

mierzony był prądem płynącym przez skrośną rezystancję izolacji (rys. 4.4). Przy pomiarach duŜych rezystancji stosuje się
ekranowanie. W tym celu umieszcza się na powierzchni izolacji dodatkową elektrodę połączoną z tzw. zaciskiem ekranującym miernika.
Zacisk ten jest połączony z biegunem dodatnim źródła napięcia pomiarowego. Wysoki potencjał ekranu powinien uniemoŜliwiać
przepływ prądu na niepoŜądanej drodze (np. po zawilgoconej lub uszkodzonej powierzchni przewodu, izolatora). Przyrządy do pomiaru
duŜej rezystancji mają wyprowadzony zacisk ekranu - oznaczony literą E.

Rys. 4.4 Przykład ekranowania i układ połączeń przy pomiarach rezystancji izolacji skrośnej Ŝył kabla

Oznaczenia: 1,2 - Ŝyły kabla, 3 - ekran pomiarowy

5) Przewody ochronne PE i PEN naleŜy traktować jako ziemia, a przewód neutralny N – jako przewód czynny.

6) Ze względów bezpieczeństwa, pomiary rezystancji izolacji powinny być wykonywane w instalacji odłączonej od zasilania. Pomiar
izolacji wykonywany jest od strony zasilania (np. przy złączu instalacji).

7) Rezystancję izolacji mierzy się przykładając napięcie stałe między Ŝyły przewodów, mierząc prąd płynący przez izolację. Mierzoną
rezystancję oblicza się z prawa Ohma:

gdzie:
R

– rezystancja izolacji,

U – napięcie probiercze,

I – prąd płynący przez izolację

3.5 Pomiar rezystancji izolacji uzwojeń transformatorów

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

13 z 32

2009-06-18 10:45

Przygotowanie pomiarów

Przed przystąpieniem do pomiarów transformator naleŜy wyłączyć spod napięcia i odłączyć wszystkie zaciski uzwojeń od sieci.
Oczyścić izolatory z brudu i osuszyć. Zmierzyć temperaturę uzwojeń przez pomiar temperatury oleju. Na czas pomiaru kadź uziemić.

Pomiary rezystancji izolacji uzwojeń transformatora (zgodnie z normą PN-E-04700:1998/Az1:2000 Urządzenia i układy elektryczne w

obiektach elektroenergetycznych -- Wytyczne przeprowadzania pomontaŜowych badań odbiorczych), naleŜy wykonywać dla
następującej kombinacji połączeń:

- uzwojenie GN – uziemiona kadź połączona z uzwojeniem DN,
- uzwojenie DN – uziemiona kadź połączona z uzwojeniem GN,
- uzwojenie GN – uzwojenie DN.
Wartości rezystancji izolacji uzwojeń odczytujemy po 60 s.

Sprawdzenie stanu izolacji uzwojeń i oleju transformatorowego

Okresowe badanie stanu izolacji oraz stanu oleju transformatorowego pozwala uzyskać bieŜącą informację o procesie starzenia i
wchłaniania wilgoci, wskazujące często na konieczność renowacji oleju i eksploatacyjnego suszenia uzwojeń. Doświadczenia

eksploatacyjne pozwoliły na ustalenie granicznych dopuszczalnych wartości wskaźników izolacji, w zaleŜności od mocy i napięć
znamionowych transformatorów.

Wartość rezystancji izolacji uzwojeń odczytujemy po 15 s - R

i po 60 s.- R

Współczynnik absorpcji:: K

= R

Wartość K

nie powinna być mniejsza niŜ:

- 1,15 dla transformatorów III grupy, - o mocy 1,6 MV.A i mniejszej,
- 1,2 dla rezystancji uzwojeń w stosunku do ziemi i 1,4 dla rezystancji pomiędzy uzwojeniami transformatorów

         II grupy, o mocy większej od 1,6 MVA a nie naleŜących do grupy I,
- 1,3  dla rezystancji uzwojeń w stosunku do ziemi i 2,0 dla rezystancji pomiędzy uzwojeniami transformatorów
         I grupy, o napięciu znamionowym 220 kV  i mocy 100 MVA i większej.

Po zakończeniu kaŜdego pomiaru transformator naleŜy rozładować w czasie nie krótszym niŜ czas trwania pomiaru.

Ocena wyników pomiarów

Wymagane wartości rezystancji izolacji wynoszą:
a) dla transformatorów olejowych o mocy do 315 kVA:
- o napięciu znamionowym do 10 kV - 70 MΩ,
- o napięciu znamionowym powyŜej 10 kV - 100 MΩ

b) dla transformatorów olejowych o mocy od 315 kVA do 1,6 MVA:
- o napięciu znamionowym do 10 kV - 35 MΩ,
- o napięciu znamionowym powyŜej 10 kV - 50 MΩ,

c) dla transformatorów suchych w temp. 20

C przy wilgotności wzgl. 65 %:

- o napięciu znamionowym do 10 kV - 15 MΩ,
- o napięciu znamionowym powyŜej 10 kV - 25 MΩ.

Rezystancje zmierzone w innych temperaturach niŜ u wytwórcy, ale zawartych w przedziale od 5 do 35

C, naleŜy przeliczyć według

zasady: obniŜenie temperatury o 15

C. spowoduje dwukrotny wzrost rezystancji, a podwyŜszenie temperatury o 5

C. spowoduje

dwukrotne zmniejszenie rezystancji izolacji.

Dla pomontaŜowych badań odbiorczych rezystancja izolacji uzwojeń transformatora olejowego o mocy mniejszej niŜ 1,6 MVA zmierzona
po 60 s od chwili przyłoŜenia napięcia nie powinna być mniejsza niŜ 70% wartości zmierzonej w wytwórni przy temperaturze oleju 20

3.6 Pomiar rezystancji izolacji kabli

Pomiar rezystancji izolacji linii kablowej wykonuje się po wyłączeniu jej spod napięcia i rozładowaniu.

1) Pomiar wykonuje się:

- miernikiem rezystancji izolacji o napięciu 1000 V - dla linii kablowych o napięciu znam. do 250 V,

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

14 z 32

2009-06-18 10:45

- miernikiem rezystancji izolacji o napięciu 2500 V- dla linii kablowych do 1 kV

- miernikiem rezystancji izolacji o napięciu co najmniej 2500 V- dla linii kablowych powyŜej 1 kV,

Przed odłączeniem przewodów miernika od Ŝył kabla, kabel naleŜy rozładować. Wskazanie miernika izolacji naleŜy odczytać po 1
minucie od chwili rozpoczęcia pomiaru.

2) Ocena wyników pomiarów

Zgodnie z normą SEP- E- 004 Elektroenergetyczne i sygnalizacyjne linie kablowe. Projektowanie i budowa (zamiast PN-76/E-05125) ,

rezystancja izolacji kaŜdej Ŝyły kabla względem pozostałych zwartych i uziemionych, przeliczona na temperaturę 20

C , w linii o

długości do 1 km", nie powinna być mniejsza niŜ:

1) w linii kablowej o napięciu znamionowym do 1 kV:

75 MΩ - w przypadku kabla o izolacji gumowej,

20 MΩ - w przypadku kabla o izolacji papierowej,

20 MΩ - w przypadku kabla o izolacji polwinitowej,

100 MΩ - w przypadku kabla o izolacji polietylenowej,

2) linii kablowej o napięciu znamionowym powyŜej 1 kV:

50 MΩ - w przypadku kabla o izolacji papierowej,

40 MΩ - w przypadku kabla o izolacji polwinitowej,

100 MΩ - w przypadku kabla o izolacji polietlenowej,

1000 MΩ - w przypadku kabla o napięciu znamionowym 110 kV.

Interpretacja wyników:

JeŜeli wymaga się rezystancji izolacji wymienionych w punktach 1) i 2) dla odcinka o długości 1 km, to wymaga się tej samej wartości

równieŜ dla odcinków krótszych.

3) Wymagania pomontaŜowe:

Rezystancja Ŝył roboczych i powrotnych powinna być zgodna z danymi producenta. Przy pomiarze rezystancji izolacji w temperaturze

innej niŜ 20

C wynik pomiaru R

naleŜy przeliczyć do temperatury odniesienia 20

C, przez zastosowanie odpowiedniego

współczynnika przeliczeniowego K

zgodnie ze wzorem:

= K

· R

gdzie:

- rezystancja przeliczona do temperatury odniesienia,

- wynik pomiaru w temperaturze t,

- współczynnik przeliczeniowy (współczynnik korekcji temperaturowej)

Dla kabli z izolacją polietylenową z uwagi na wysoką wartość rezystancji izolacji nie stosuje się współczynnika przeliczeniowego K

5) Rezystancja izolacji w kablu o długości powyŜej 1 km.

MoŜna przyjąć, Ŝe rezystancje izolacji poszczególnych odcinków kabla są ze sobą połączone równolegle. Dla odcinka kabla o długości

L wyraŜonej w kilometrach, wymaga się rezystancji izolacji w megaomach nie mniejszej niŜ:

iz.1km

/ L w MΩ/km

gdzie: R

iz.1km

- rezystancja izolacji odcinka kabla o długości do 1 km,

L - długość kabla w km,

3.7 Pomiary rezystancji izolacji uzwojeń silników

1) Pomiary rezystancji izolacji uzwojeń silników wykonuje się po odłączeniu od nich przewodów zasilających

i urządzeń pomocniczych.

2) Temperatura izolacji w czasie pomiaru powinna być ≥ 10

Dla pomiarów wykonywanych przed rozruchem maszyn zainstalowanych w pomieszczeniach, po ich postoju dłuŜszym niŜ 7 dni, moŜna

przyjąć, Ŝe temperatura jest równa temperaturze występującej w pomieszczeniu.

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

15 z 32

2009-06-18 10:45

Wykonywanie pomiarów:

1) Pomiary rezystancji izolacji uzwojeń silników oraz urządzeń pomocniczych wykonuje się miernikami izolacji o napięciu znamionowym
probierczym:
- 500 V - dla uzwojeń maszyn na napięcie znamionowe do 500 V.
- 1000 V - dla uzwojeń maszyn na napięcie znamionowe od 500 do 1000 V.
- 2500 V - dla uzwojeń maszyn i urządzeń pomocniczych na napięcie znamionowe powyŜej 1000 V.

2) Przed przystąpieniem do pomiaru badane uzwojenie na napięcie do 1 kV naleŜy uziemić na okres 1 minuty, a uzwojenie na napięcie
powyŜej 1 kV - na okres 5 minut.

3) Pomiar rezystancji izolacji przeprowadza się w następujący sposób; mierzy się:

a) rezystancję miedzy między danym uzwojeniem a zaciskiem ochronnym maszyny, do którego jednocześnie
przyłącza się pozostałe uzwojenia,
b) rezystancje między poszczególnymi uzwojeniami (które maja zaciski wyprowadzone na zewnątrz).

Uzwojenie trzech faz wirnika silnika pierścieniowego traktuje się jako jedno uzwojenie. Po wykonaniu pomiaru rezystancji izolacji
badane uzwojenie naleŜy rozładować.

Ocena wyników pomiarów:

a) Silniki asynchroniczne o napięciu znamionowym do 1 kV.

Rezystancja izolacji uzwojeń stojana nie powinna być mniejsza niŜ 5 MΩ. W przypadku niespełnienia wymagania w skutek
zawilgocenia uzwojeń silnik naleŜy wysuszyć (np. na biegu jałowym, jeŜeli rezystancja izolacji jest większa niŜ 1 MΩ), a następnie
ponownie sprawdzić spełnienie wymagania.

b) Silniki prądu stałego o napięciu znamionowym do 1 kV

Pomiar wykonać miernikiem rezystancji izolacji o napięciu 1000 V. Rezystancja izolacji uzwojeń w temperaturze odniesienia 75

wyraŜona w kiloomach, nie powinna być liczbowo mniejsza niŜ wartość napięcia znamionowego, wyraŜona w woltach.

JeŜeli pomiar wykonany był w innej temperaturze niŜ 75

C, lecz w zakresie temperatur od 10

C do 85

C, rezystancje naleŜy

przeliczyć do temperatury odniesienia według następującej reguły: obniŜenie/podwyŜszenie temperatury o 10

C powoduje 1,5 –

krotne zwiększenie/obniŜenie rezystancji.

c) Silniki asynchroniczne o napięciu znamionowym powyŜej 1 kV

Rezystancja izolacji uzwojeń w temperaturze odniesienia 75

C, wyraŜona w kiloomach, nie powinna być liczbowo mniejsza niŜ

wartość napięcia znamionowego, wyraŜona w woltach. Rezystancja izolacji zmierzona w temperaturze t nie powinna być mniejsza niŜ
wartość wyznaczona ze wzoru ze wzorem:

iz.t

= R

iz.75

· k

gdzie: k

– współczynnik zaleŜny od temperatury izolacji podczas pomiaru.

Tablica 4 Współczynniki przeliczeniowe rezystancji izolacji uzwojeń silników

Negatywne wyniki pomiarów świadczyć mogą o zawilgoceniu, zabrudzeniu lub uszkodzeniu izolacji uzwojeń silnika albo urządzeń
pomocniczych.

4. Sprawdzanie środków ochrony przeciwporaŜeniowej

4.1 Ciągłość przewodów

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

16 z 32

2009-06-18 10:45

NaleŜy wykonać próbę ciągłości elektrycznej:

a) przewodów ochronnych w tym przewodów ochronnych w połączeniach wyrównawczych głównych i dodatkowych
oraz
b) przewodów czynnych - w przypadku pierścieniowych obwodów odbiorczych (czyli obwodów ukształtowanych w
formie pierścienia przyłączonego do jednego punktu obwodu zasilania).

Próbę tę wykonuje się przy uŜyciu źródła prądu stałego lub przemiennego o niskim napięciu od 4 do 24 V oraz prądem co najmniej 0,2
A. Prąd stosowany podczas próby powinien być dostatecznie mały, aby nie stwarzał ryzyka poŜaru lub wybuchu. Sprawdzenie moŜe

być równieŜ wykonane przy uŜyciu mostka lub omomierza z wbudowanym źródłem napięcia pomiarowego lub metodą techniczną.

Pomiar rezystancji przewodów ochronnych w połączeniach wyrównawczych głównych polega na przeprowadzeniu pomiaru rezystancji

R między kaŜdą częścią przewodzącą dostępną a najbliŜszym punktem głównego przewodu wyrównawczego, który ma zachowaną
ciągłość z uziomem. Pomierzona rezystancja R powinna spełniać następujący warunek:

gdzie:
U

- spodziewane napięcie dotykowe podane w tabeli 5, określone na podstawie IEC 479 -1,

- prąd zapewniający samoczynne zadziałanie urządzenia ochronnego w wymaganym czasie 0,2; 0,4 lub 5 s.

Tablica 5 Spodziewane napięcie dotykowe

Pomiar rezystancji przewodów ochronnych w połączeniach wyrównawczych dodatkowych oraz we wszystkich przypadkach budzących
wątpliwość co do wartości napięcia dopuszczalnego długotrwale, naleŜy sprawdzać czy rezystancja R między równocześnie

osiągalnymi częściami przewodzącymi dostępnymi i częściami przewodzącymi obcymi spełnia warunek:

gdzie:

- dopuszczalne długotrwale napięcie dotyku: 50 V-warunki normalne, 25 V- plac budowy,

-prąd zapewniający samoczynne zadziałanie urządzenia ochronnego w wymaganym czasie.

Układ do sprawdzania ciągłości elektrycznej i pomiaru rezystancji przewodów instalacji elektrycznej zasilany z obcego źródła o
napięciu przemiennym do 24 V - metoda techniczna (Rys.5). Pomiar rezystancji przewodów moŜna równieŜ wykonać przy uŜyciu
mostka Wheatstone’a lub mostka Thomsona, albo np. z wykorzystaniem miernika do pomiaru małych rezystancji.

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

17 z 32

2009-06-18 10:45

Rys. 5 Układ do pomiaru rezystancji przewodów ochronnych

Oznaczenia: U

- napięcie w stanie bezprądowym; U

- napięcie pod obciąŜeniem; I - prąd obciąŜenia;

- rezystancja przewodów pomiarowych; T - transformator zasilający 150 VA;

P - potencjometr regulacyjny; GSU – główna szyna uziemiająca; W - wyłącznik

Rezystancję połączeń ochronnych obliczamy ze wzoru:

4.2 Samoczynne wyłączenie zasilania

Skuteczność środków ochrony przy uszkodzeniu (ochrona przed dotykiem pośrednim) za pomocą samoczynnego wyłączenia zasilania
jest sprawdzana w następujący sposób:

4.2.1 W układzie TN

Wszystkie części przewodzące dostępne instalacji powinny być przyłączone do uziemionego punktu sieci za pomocą przewodów
ochronnych PE lub PEN, jak na rys. 6.

Rys. 6 Przykład sieci o układzie mieszanym TN-C-S

W przypadku układu TN naleŜy sprawdzić zgodność z postanowieniami PN-HD 60364-4-41:2007, dokonując:
1) pomiaru impedancji pętli zwarciowej (po przeprowadzeniu próby ciągłości elektrycznej zgodnie z pkt. 4.1);
2) sprawdzenie charakterystyk i/lub skuteczności współdziałającego urządzenia ochronnego:

   - w przypadku zabezpieczeń przetęŜeniowych, wykonując oględziny nastawienia krótkozwłocznego lub
     bezwłocznego wyzwalania wyłączników, prądu znamionowego i typu bezpieczników;
- w przypadku urządzeń RCD, wykonując oględziny i wymagane próby.

Sprawdzenie skuteczności ochrony przez samoczynne wyłączenie zasilania w układzie TN polega na sprawdzeniu, czy zmierzona
impedancja pętli zwarciowej spełnia wymagania  411.4.4 PN-HD 60364-4-41:2007. Powinien być spełniony jest warunek:

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

18 z 32

2009-06-18 10:45

≤ U

gdzie: Z

- impedancja pętli zwarciowej obejmującej źródło zasilania, przewód czynny aŜ do punktu zwarcia,

i przewód ochronny między punktem zwarcia a źródłem,

- prąd powodujący samoczynne zadziałanie urządzenia wyłączającego, w określonym w tab. 6 czasie,

- wartość skuteczna napięcia znamionowego prądu przemiennego względem ziemi.

Tok postępowania

1) ustala się prąd znamionowy I

urządzenia ochronnego (wkładki topikowej, wyłącznika nadmiarowo prądowego, oraz prąd

znamionowy róŜnicowy I

∆n

w przypadku urządzenia róŜnicowoprądowego)

2) z charakterystyki czasowo - prądowej (praktycznie z tabeli) wyznaczamy prąd I

powodujący samoczynne zadziałanie urządzenia

ochronnego tak, aby wyłączenie nastąpiło w wymaganym czasie 0,2; 0,4; lub 5 s;
3) oblicza się impedancję dopuszczalną w badanym obwodzie:

4) wykonuje się pomiar impedancji pętli zwarciowej; Z

pom.

5) spełnienie warunku potwierdza jednocześnie, Ŝe impedancja pętli zwarciowej L- PE ma wartość nie większą niŜ największa
dopuszczalna dla danego obwodu: Z

pom.

≤ Z

dop.

Skuteczność ochrony przeciwporaŜeniowej będzie spełniona ( oczywiście po uwzględnieniu pozytywnych wyników innych prób, np.:
sprawdzenie ciągłości elektrycznej przewodów ochronnych i przewodów ochronnych połączeń wyrównawczych, wyłączników
ochronnych róŜnicowoprądowych itp.).

Tablica 6 Maksymalne czasy wyłączenia w układzie TN

Umowny czas wyłączenia nie dłuŜszy niŜ 5 s moŜe być przyjęty w obwodach rozdzielczych.

W układzie TN mogą być stosowane następujące urządzenia ochronne:

- urządzenia ochronne przetęŜeniowe;
- urządzenia ochronne róŜnicowoprądowe (poza TN-C od strony obciąŜenia).

4.3 Pomiar impedancji pętli zwarciowej

1) metodą techniczną

Pomiar ten wykonuje się przy uŜyciu woltomierza i amperomierza (praktycznie tej metody obecnie nie stosuje się). Przy tej metodzie
osobno mierzymy i obliczymy: rezystancję Rx a następnie reaktancję Xx badanej pętli zwarcia. Impedancja pętli zwarcia Zs jest sumą

geometryczną rezystancji i reaktancji i wynosi:

Stosowanie tej metody grozi pojawieniem się niebezpiecznego napięcia dotykowego na chronionych odbiornikach, które moŜe wystąpić
przy przerwie w przewodzie ochronnym. Dlatego przed właściwym pomiarem naleŜy włączyć w badaną pętlę rezystor kontrolny R rzędu

6 kΩ

2) metodą spadku napięcia.

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

19 z 32

2009-06-18 10:45

Rys. 7 Pomiar impedancji pętli zwarciowej metodą spadku napięcia

Impedancję pętli zwarcia sprawdzanego obwodu naleŜy zmierzyć załączając na krótki okres obciąŜenie o znanej rezystancji.
Impedancja pętli zwarcia obliczana jest ze wzoru:

gdzie:

- Z

S -

impedancja pętli zwarciowej;

- U

- napięcie pomierzone bez włączonej rezystancji obciąŜenia;

- U

- napięcie pomierzone z włączoną rezystancją obciąŜenia;

- I

- prąd płynący przez rezystancję obciąŜenia.

Uwaga: róŜnica pomiędzy U

i U

powinna być znaczna. Na tej metodzie oparta jest zasada działania prawie wszystkich mierników

impedancji pętli zwarciowej.
Zaleca   się,   aŜeby   przed   wykonaniem  pomiaru   impedancji   pętli   zwarciowej   wykonać   próbę   ciągłości    między   głównym  zaciskiem
uziemiającym a dostępnymi częściami przewodzącymi.

JeŜeli pomiary impedancji pętli zwarciowej są wykonywane  w temperaturze pokojowej, przy małych prądach, to naleŜy uwzględnić
zwiększenie rezystancji przewodów ze wzrostem temperatury na skutek zwarcia, aby potwierdzić w przypadku  układu TN  zgodność
zmierzonej wartości impedancji pętli zwarciowej  z wymaganiami 411.4  normy PN-HD 60364-4-41:2007. Wymagania te będą spełnione
jeŜeli zmierzona impedancja pętli zwarciowej spełnia następującą zaleŜność:

gdzie:
- Z

(m) - zmierzona impedancja pętli zwarciowej, rozpoczynającej się i kończącej w miejscu zwarcia, w (Ω);

- U

- napięcie przewodu fazowego względem uziemionego punktu neutralnego, w (V);

- I

- prąd powodujący samoczynne zadziałanie zabezpieczenia w czasie określonym w Tablicy 6A, lub w ciągu 5 s,

zgodnie z warunkami określonymi w 411.4, w (A).

JeŜeli zmierzona w tych warunkach wartość Zs

(m)

>2U

/3I

, to zgodność z 411.4 moŜna określić mierząc:

a) impedancję pętli zwarciowej Ze przy złączu, obejmującej przewód fazowy i uziemiony punkt neutralny;

b) rezystancję przewodu fazowego i przewodu ochronnego w obwodzie rozdzielczym;

c) rezystancje przewodu fazowego i przewodu ochronnego w obwodzie odbiorczym;

d) rezystancje zmierzone według a), b) i c) zwiększyć na podstawie wzrostu temperatury, uwzględniając przy tym,

w przypadku prądów zwarciowych, energię przepuszczoną przez urządzenie zabezpieczające;

e) zwiększone wartości rezystancji są dodawane do impedancji pętli zwarciowej Ze, obejmującej przewód zasilający

fazowy i uziemiony punkt neutralny, tak aby otrzymać realną wartość Zs w warunkach zwarcia.

3) przy zastosowaniu oddzielnego zasilania

Pomiar impedancji pętli zwarciowej w układzie jak na rys. 8 przy zastosowaniu oddzielnego źródła zasilania, naleŜy wykonać: po

wyłączeniu zasilania podstawowego i zwarciu uzwojenia pierwotnego transformatora.

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

20 z 32

2009-06-18 10:45

Rys. 8 Pomiar impedancji pętli zwarciowej przy zastosowaniu oddzielnego zasilania

Impedancja pętli zwarcia obliczana jest ze wzoru:

gdzie:

Z - impedancja pętli zwarcia;

U - napięcie zmierzone podczas próby,

I - prąd zmierzony podczas próby.

4.2.2 W układzie TT

Wszystkie części przewodzące dostępne instalacji w układzie TT, powinny być przyłączone z uziomem
i przewodem ochronnym R

jak na rys. 9.

W przypadku układu TT naleŜy sprawdzić zgodność z postanowieniami PN-HD 60364-4-41:2007, dokonując:

1) pomiaru rezystancji R

uziomu dostępnych części przewodzących instalacji;

2) sprawdzenie charakterystyk i/lub skuteczności współdziałającego urządzenia ochronnego:
- w przypadku zabezpieczeń przetęŜeniowych, wykonując oględziny nastawienia krótkozwłocznego lub
bezwłocznego wyzwalania wyłączników, prądu znamionowego i typu bezpieczników;
- w przypadku urządzeń RCD, wykonując oględziny i próbę.

Rys. 9 Przykład sieci o układzie TT.

Sprawdzenie skuteczności ochrony przeciwporaŜeniowej w układzie TT, gdy urządzeniem samoczynnego wyłączenia zasilania jest
zabezpieczenie nadmiarowo-prądowe, moŜe polegać na sprawdzeniu czy spełniony jest następujący warunek:

x I

≤ U

JeŜeli urządzeniem ochronnym jest urządzenie ochronne róŜnicowoprądowe, to naleŜy sprawdzić, czy spełniony jest warunek obniŜenia
napięcia dotykowego poniŜej wartości dopuszczalnej długotrwale:

x I

≤ U

gdzie:

- jest suną rezystancji uziomu i przewodu ochronnego części przewodzących dostępnych,

Ia - jest prądem powodującym samoczynne zadziałanie urządzenia ochronnego.

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

21 z 32

2009-06-18 10:45

Przeprowadzamy pomiar rezystancji uziomu i przewodu ochronnego R

, aby sprawdzić czy rezystancja zastosowanego uziomu jest

dostatecznie mała i czy spełniony jest warunek skuteczności ochrony przez obniŜenie napięcia dotyku poniŜej wartości dopuszczalnej

długotrwale.

JeŜeli urządzeniem ochronnym jest zabezpieczenie przetęŜeniowe powinno być ono:
- urządzeniem o zaleŜnej charakterystyce czasowo-prądowej, a prąd I

powinien być prądem zapewniającym

samoczynne zadziałanie w czasie nie dłuŜszym niŜ 5 s, lub
- urządzeniem z działaniem natychmiastowym, a prąd I

powinien być minimalnym prądem zapewniającym

natychmiastowe wyłączenie zasilania.

Wymagania:

Wszystkie części przewodzące dostępne chronione wspólnie przez to samo urządzenie ochronne powinny być połączone ze sobą
przewodami ochronnymi i przyłączone do tego samego uziomu.
1) JeŜeli stosuje się kilka urządzeń ochronnych połączonych szeregowo, wymaganie to odnosi się oddzielnie do
wszystkich części przewodzących dostępnych, chronionych przez kaŜde z tych urządzeń.
2) Punkt neutralny lub, w razie jego braku, jeden z przewodów fazowych powinien być uziemiony w kaŜdej
prądnicy lub stacji transformatorowej.
3) W układach TT mogą być stosowane następujące urządzenia ochronne:

   - urządzenia ochronne róŜnicowoprądowe;
   - urządzenia ochronne przetęŜeniowe,
   - urządzenia przeciwprzepięciowe.

3) W układzie IT

Wszystkie części przewodzące dostępne instalacji powinny być przyłączone z uziomem i przewodem ochronnym R

, jak na rys.10.

Prąd pojedynczego zwarcia z ziemią ma charakter prądu pojemnościowego (zwykle poniŜej 1 A) nie wystarcza do spełnienia warunku
samoczynnego wyłączenia zasilania, ale za to z reguły występuje skuteczne obniŜenie napięcia dotykowego do bezpiecznego w
danych warunkach środowiskowych, zwykle 50 V lub 25 V.

Rys. 10 Przykład sieci o układzie IT

Sprawdzenie zgodności z wymaganiami PN-HD 60364-4-41:2007 w układzie IT, wykonuje się poprzez obliczenie lub wykonanie
pomiaru prądu I

w przypadku pierwszego doziemienia przewodu czynnego lub neutralnego.

W układach IT części czynne powinny być odizolowane od ziemi lub połączone z ziemią za pośrednictwem impedancji o odpowiednio
duŜej wartości. Takie połączenie moŜe być wykonane albo w punkcie neutralnym układu, albo w sztucznym punkcie neutralnym.
śaden przewód czynny instalacji nie powinien być bezpośrednio połączony z ziemią.
Części przewodzące dostępne powinny być uziemione indywidualnie, grupowo lub zbiorowo. Powinien być spełniony warunek:

x I

≤ U

gdzie:

- jest rezystancją uziemienia części przewodzących dostępnych;

- jest prądem pierwszego doziemienia przy pomijalnej impedancji między przewodem fazowym i częścią

przewodzącą dostępną.

- napięcie dotykowe dopuszczalne długotrwale: 50 V – dla warunków środowiskowych normalnych, 25 V

i więcej dla warunków o zwiększonym niebezpieczeństwie.

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

22 z 32

2009-06-18 10:45

Przy wyznaczaniu wartości prądu I

naleŜy uwzględnić:

- prądy upływowe,

- całkowitą impedancję uziemień w układzie,
- rezystancje pomiędzy przewodami fazowymi a ziemią oraz impedancję pomiędzy punktem neutralnym
transformatora a ziemią (o ile istnieje).

Zaleca się, aby pojedyncze zwarcie z ziemią było usuwane moŜliwie szybko, przy zachowaniu szczególnej ostroŜności. Zwarcie takie
powoduje wzrost napięcia w pozostałych fazach w stosunku do ziemi o √3 i stwarza zagroŜenie poraŜeniem, w przypadku zwarcia z
ziemią drugiej fazy. Przy zwarciu z ziemią drugiej fazy, które moŜe wystąpić w zupełnie innym miejscu układu, zwarcie przekształca się

w podwójne zwarcie z ziemią, podczas którego przepływający prąd osiąga duŜą wartość.

Warunki wyłączenia podwójnego zwarcia z ziemią zaleŜą od sposobu uziemienia części przewodzących dostępnych, podanego na
rysunku:

Rys.11 Sposoby uziemień

- Przy uziemieniu indywidualnym lub grupowym, warunki ochrony są analogiczne jak dla układu TT.
- Przy uziemieniu zbiorowym, warunki ochrony są analogiczne jak dla układu TN.

Dla zapewnienia szybkiego wyłączenia zasilania przy podwójnym zwarciu doziemnym w układzie IT, muszą być spełnione następujące
warunki:

- jeŜeli nie jest stosowany przewód neutralny:

- jeŜeli jest stosowany przewód neutralny:

gdzie:

- impedancja pętli zwarcia obejmująca przewód fazowy i przewód ochronny obwodu,

- impedancja pętli zwarcia obejmująca przewód neutralny i przewód ochronny obwodu,

- prąd powodujący samoczynne zadziałanie urządzenia ochronnego w czasie określonym w Tablicy 7, lub

w czasie nie dłuŜszym niŜ 5 s, gdy taki czas jest dopuszczalny,

- znamionowe napięcie prądu przemiennego między fazą a punktem neutralnym.

DłuŜsze niŜ podane w tablicy czasy wyłączenia, lecz nie dłuŜsze niŜ 5 s moŜna przyjmować w przypadkach jak dla układu TN.

Tablica 7. Maksymalne czasy wyłączenia w układzie IT

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

23 z 32

2009-06-18 10:45

W układach IT mogą być stosowane następujące urządzenia kontrolne i ochronne:

- urządzenia do stałej kontroli stanu izolacji, powodujące wyłączenie układu w przypadku pojedynczego zwarcia
z ziemią,
- urządzenia ochronne przetęŜeniowe (nadprądowe),
- urządzenia ochronne róŜnicowoprądowe.

4.4 Ochrona za pomocą SELV, PELV lub separacji elektrycznej

1) Ochrona za pomocą SELV

Rys. 12 Separacja części czynnych SELV

Ten rodzaj ochrony polegający na separacji części czynnych obwodu SELV od części czynnych innych obwodów i od ziemi, według
PN-HD 60364-4-41:2007 naleŜy sprawdzić, mierząc rezystancję izolacji. Uzyskane wartości rezystancji powinny być zgodne z
podanymi w Tablicy 6A.

2) Ochrona za pomocą PELV

Rys. 13 Separacja części czynnych PELV

Ten rodzaj ochrony polegający na separacji części czynnych obwodu PELV od części czynnych innych obwodów i od ziemi, według
PN-HD 60364-4-41:2007 naleŜy sprawdzić, mierząc rezystancję izolacji. Uzyskane wartości rezystancji powinny być zgodne z
podanymi w Tablicy 6A.

3) Ochrona za pomocą separacji elektrycznej

Separacja elektryczna polega zwykle na zasilaniu pojedynczego odbiornika przez transformator separacyjny o przekładni 1:1,
wykonany w drugiej klasie ochronności, lub z przetwornicy separacyjnej.
Separacja elektryczna pojedynczego obwodu ma na celu zabezpieczenie przed prądem raŜeniowym przy dotyku do części
przewodzących dostępnych, które mogą znaleźć się pod napięciem w wyniku uszkodzenia izolacji podstawowej obwodu.

Zaleca się, aby w obwodzie separowanym, iloczyn napięcia znamionowego U ( nie przekraczającego 500 V) i łącznej długości

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

24 z 32

2009-06-18 10:45

przewodów łączących L (nie przekraczającej 500 m), spełniał warunek:

U · L ≤ 100 000

JeŜeli z obwodu separowanego jest zasilanych kilka urządzeń, to ich dostępne części przewodzące powinny być połączone ze sobą

nieuziemionymi połączeniami wyrównawczymi (środek ochrony przy dotyku pośrednim), a zasilające je gniazda wtyczkowe muszą być
wyposaŜone do tego celu w styki ochronne.

Rys. 14. Schemat separacji elektrycznej

Oznaczenia: CC - nieuziemione połączenie wyrównawcze,

Separację części czynnych jednego obwodu od części czynnych innych obwodów i od ziemi, według PN-HD 60364-4-41:2007 naleŜy
sprawdzić, mierząc rezystancję izolacji. Uzyskane wartości rezystancji powinny być zgodne z podanymi w Tablicy 6A.

W celu dokonania badań i pomiarów ochrony przez zastosowanie separacji elektrycznej naleŜy:
a)  obliczyć iloczyn napięcia znamionowego obwodu separowanego i łącznej długości przewodów tego obwodu,
     który nie powinien przekraczać 100 000 V·m;
b)  zmierzyć ciągłość i rezystancję nieuziemionych połączeń wyrównawczych;
c)  sprawdzić stan przewodów oraz gniazd wtyczkowych;

d)  w przypadku separacji elektrycznej obwodów z odbiornikami zainstalowanymi w więcej niŜ jednym obwodzie,
     sprawdzić drogą pomiarów lub metodą obliczeniową dla przypadku dwóch przypadkowych uszkodzeń o
     pomijalnej impedancji między róŜnymi przewodami czynnymi, a  takŜe między przewodem ochronnym połączeń
     wyrównawczych lub częściami przewodzącymi dostępnymi przyłączonymi do niego. Co najmniej jeden z
     uszkodzonych obwodów powinien być odłączony. Czas odłączenia powinien być zgodny z czasem
     samoczynnego odłączania urządzeń ochronnych w układzie TN,
e)  dokonać oceny wyników badań i oceny skuteczności ochrony przez zastosowanie środków ochrony

dodatkowej.

4.4. Pomiar rezystancji / impedancji izolacji podłóg i ścian

Pomiar impedancji lub rezystancji podłóg i ścian izolacyjnych naleŜy przeprowadzić przy napięciu sieci względem ziemi i nominalnej
częstotliwości lub przy niŜszym napięciu takiej samej częstotliwości, w powiązaniu z pomiarem rezystancji izolacji. Pomiar impedancji

lub rezystancji izolacji podłóg i ścian moŜna wykonać zarówno przy napięciu przemiennym jak i przy napięciu stałym, następującymi
metodami:

1) Pomiar przy napięciu przemiennym a.c.
a) pomiar przy znamionowym napięciu,
b) pomiar przy niŜszych napięciach (minimum 25 V) i dodatkowo próba izolacji przy napięciu pomiarowym o

  wartości minimum:
  -  500 V – dla napięć znamionowych instalacji nie przekraczających 500 V oraz
  - przy napięciu pomiarowym 1 000 V  – dla napięć znamionowych układu powyŜej 500 V.

Mogą być stosowane zamienne następujące źródła napięcia:
a) napięcie układu uziemionego (napięcie względem ziemi), występujące w miejscu pomiaru;
b) napięcie wtórne transformatora dwuuzwojeniowego;
c) niezaleŜne źródło napięcia o nominalnej częstotliwości układu.

W przypadkach wyszczególnionych w b) i c) źródło napięcia pomiarowego naleŜy uziemić na czas pomiaru.
JeŜeli napięcia pomiarowe przekraczają 50 V, to ze względów bezpieczeństwa naleŜy ograniczyć maksymalny prąd wyjściowy do 3,5
mA.

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

25 z 32

2009-06-18 10:45

2) Pomiar przy napięciu stałym d.c:

a) próba izolacji z uŜyciem napięcia probierczego minimum 500 V, w przypadku układu o napięciu znamionowym
    nie przekraczającym 500 V;
b) próba izolacji z uŜyciem napięcia probierczego minimum 1 000 V,  w przypadku układu o napięciu znamionowym
    większym niŜ 500 V;

4.4.1 Metoda probiercza pomiaru impedancji podłóg i ścian przy napięciu przemiennym

Prąd I z zewnętrznego źródła napięcia lub z przewodu liniowego L płynie przez amperomierz do elektrody probierczej. Napięcie U

elektrodzie względem przewodu PE mierzy się woltomierzem o wewnętrznej rezystancji równej co najmniej 1 MΩ. Impedancja izolacji
podłogi wyniesie wówczas:

MoŜna zastosować dowolny z niŜej podanych typów elektrod probierczych. W przypadkach spornych zalecana jest metoda
wykorzystująca elektrodę probierczą 1.

1) Pomiar przy uŜyciu elektrody probierczej 1

Elektroda probiercza 1 jest metalowym statywem trójnoŜnym, którego elementy, spoczywające na podłodze tworzą wierzchołki trójkąta
równobocznego. KaŜdy z podtrzymujących punktów jest wyposaŜony w elastyczną podstawę zapewniającą, po obciąŜeniu, dokładny

styk z badana powierzchnią o powierzchni około 900 mm

, przedstawiającym rezystancję mniejsza niŜ 5 000 Ω.

Przed pomiarami badana powierzchnię czyści się przy uŜyciu płynu czyszczącego. W przypadku wykonywania pomiarów podłóg do
trójnogu przykłada się siłę 750 N, a w przypadku ścian 250 N.

Rys. 15 Metoda probiercza przy napięciu przemiennym

(źródło PN-HD 60364-6:2008)

2) Pomiar przy uŜyciu elektrody probierczej 2

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

26 z 32

2009-06-18 10:45

Rys. 16 Metoda probiercza przy napięciu przemiennym

4.4.2 Metoda probiercza pomiaru impedancji podłóg i ścian przy napięciu stałym

Jako źródło prądu stałego stosuje się omomierz induktorowy lub próbnik izolacji z zasilaniem bateryjnym, wytwarzające w stanie bez
obciąŜenia napięcie o wartości około 500 V (lub 1 000 V przy napięciu znamionowym instalacji przekraczającym 500 V). Rezystancję

mierzy się między elektrodą probierczą a przewodem ochronnym instalacji.

Rys. 17 Metoda probiercza przy napięciu stałym

Wartość rezystancji izolacji stanowiska odczytujemy ze wskazania induktora IMI, po 60 s od chwili przyłoŜenia napięcia probierczego.

Dla sprawdzenia wymagań podanych w PN-HD 60364-4-41:2007 naleŜy wykonać przynajmniej trzy pomiary w tym samym
pomieszczeniu, z czego:
- jeden w odległości ok. 1 m od dostępnych części przewodzących obcych występujących w tym pomieszczeniu,
- pozostałe dwa pomiary wykonać dla większych odległości.

Przy pomiarze rezystancji stanowiska prądem przemiennym uzyskujemy jako wynik nieco większą wartość, gdyŜ wynikiem jest
wartość impedancji mierzonego obwodu a interesuje nas wartość rezystancji izolacji stanowiska.

Wyniki badań naleŜy uznać za pozytywne, jeŜeli spełnione są wszystkie wymagania dotyczące skuteczności ochrony przez stosowanie
izolowania stanowiska oraz jeŜeli uzyskane wyniki mieszczą się w granicach dopuszczalnych:

- 50 kΩ, jeŜeli napięcie znamionowe instalacji nie przekracza 500 V,

- 100 kΩ, jeŜeli napięcie znamionowe instalacji przekracza 500 V.

Po zakończeniu badań naleŜy sporządzić wymaganą dokumentację.

4.6 Nieuziemione połączenia wyrównawcze miejscowe

Nieuziemione połączenia wyrównawcze miejscowe mają na celu zapobieŜenie pojawieniu się niebezpiecznych napięć dotykowych.

Istota tej ochrony polega na łączeniu między sobą wszystkich części przewodzących jednocześnie dostępnych oraz części

przewodzących obcych za pomocą nieuziemionych miejscowych połączeń wyrównawczych.

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

27 z 32

2009-06-18 10:45

Rys. 18 Zasada działania nieuziemionych połączeń wyrównawczych

Oznaczenia: A - część przewodząca dostępna z uszkodzoną izolacją, B - część przewodząca obca,

T - transformator separacyjny, I - największy spodziewany prąd nie powodujący samoczynnego wyłączenia,

CC – przewód ochronny połączenia wyrównawczego.

System połączeń wyrównawczych miejscowych nie powinien mieć połączenia elektrycznego z ziemią przez części przewodzące
dostępne lub przez części przewodzące obce.

Rezystancja połączeń wyrównawczych powinna być tak dobrana, aby największy spodziewany prąd nie powodujący samoczynnego
wyłączenia zasilania, wywoływał na niej spadek napięcia nie przekraczający dopuszczalnej w danych warunkach środowiskowych
wartości napięcia dotykowego bezpiecznego. Powinien być spełniony warunek:

gdzie:

I – największy spodziewany prąd nie powodujący samoczynnego wyłączenia,

R – rezystancja połączenia wyrównawczego,

– napięcie bezpieczne dopuszczalne długotrwale, np. 50 V, 25 V w zaleŜności od warunków środowiskowych

NaleŜy przewidzieć środki ostroŜności zapobiegające naraŜeniu na niebezpieczną róŜnicę potencjałów osób wchodzących do
przestrzeni z połączeniami wyrównawczymi miejscowymi, szczególnie w przypadku, gdy przewodząca podłoga izolowana od ziemi jest
połączona z nieuziemionym systemem połączeń wyrównawczych.

4.7 Pozostałe sprawdzenia odbiorcze i okresowe

1) Ochrona uzupełniająca

Skuteczność środków zastosowanych do ochrony uzupełniającej naleŜy sprawdzić poprzez oględziny i wykonanie prób. JeŜeli do
ochrony uzupełniającej zastosowano wymagane urządzenia róŜnicowoprądowe, to skuteczność samoczynnego wyłączania zasilania
zasilania przez RCD naleŜy sprawdzić zgodnie z wymaganiami Części 4-41.

2) Sprawdzenie biegunowości

JeŜeli przepisy zabraniają instalowania łączników jednobiegunowych w przewodzie neutralnym, naleŜy sprawdzić czy wszystkie te

łączniki są włączone jedynie w przewody fazowe.

3) Próby funkcjonalne

Zespoły, takie jak rozdzielnice i sterownice, napędy, urządzenia sterownicze i blokady, powinny być poddane próbie działania w celu
stwierdzenia, czy są one właściwie zamontowane, nastawione i zainstalowane zgodnie z odpowiednimi wymaganiami normy PN-HD
60364-6:2008.

4) Sprawdzenie kolejności faz

W przypadku obwodów wielofazowych naleŜy sprawdzić czy kolejność faz jest zachowana.

5) Spadek napięcia

W razie potrzeby naleŜy sprawdzić zgodność z Rozdziałem 525 Części 5-52. Spadek napięcia moŜe być
określony:
- na podstawie pomiaru impedancji obwodu;

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

28 z 32

2009-06-18 10:45

- na podstawie diagramu, którego przykład podano w Załączniku D normy PN-HD 60364-6:2008..

5. Rezystancja uziomu

Pomiar rezystancji uziomu powinien być wykonany odpowiednią metodą techniczną lub kompensacyjną. Rezystancję uziomu mierzy się

prądem przemiennym, ze względu na elektrolityczny charakter przewodności gruntu. Prąd dopływający do uziomu rozpływa się w
gruncie promieniście na wszystkie strony. Gęstość prądu jest największa koło uziomu, powodująca powstanie lejowatej krzywej
potencjału, której kształt jest zaleŜny od rezystywności gruntu.

5.1 Pomiar metodą techniczną

Pomiar rezystancji uziomu metodą techniczną naleŜy wykonać z uŜyciem dwóch uziomów pomocniczych. Układ do pomiaru rezystancji
uziomu metodą techniczną ( rys.24) tworzą:

Obwód prądowy układu pomiarowego składa się z amperomierza o większym zakresie od spodziewanego prądu i

wysokiej klasy dokładności., uziomu badanego T i uziomu pomocniczego T

Obwód napięciowy układu pomiarowego składa się z woltomierza o duŜej rezystancji wewnętrznej, min. 200 Ω/V,

magnetoelektryczny lub lampowy wysokiej klasy dokładności do 0,5 i uziomu pomocniczego T

Przygotowanie układu sond pomocniczych względem badanego uziomu polega na:

- pogrąŜeniu w gruncie sond pomocniczych T

i T

na głębokość co najmniej 0,5 m, zachowując odległości ≥ 20 m

między uziomem badanym T a sondą pomocniczą T

oraz między sondami T

i T

, niezaleŜnie od konfiguracji

ich rozmieszczenia względem uziomu badanego T;

- rezystancja sondy pomocniczej nie powinna przekraczać 30 Ω;

- sondę pomocniczą T

pogrąŜyć w przestrzeni o potencjale zerowym ( V = 0).

Rys. 24 Pomiar rezystancji uziomu metodą techniczną

Oznaczenia: T- uziom badany, T

- uziom pomocniczy (sonda napięciowa), T

- uziom pomocniczy (sonda prądowa, Tr -

transformator, V - przebieg potencjału między uziomem badanym i uziomem pomocniczym prądowym.

W czasie pomiaru prąd przemienny o stałej wartości przepływa między uziomem badanym T a uziomem pomocniczym T

umieszczonym w takiej odległości od uziomu badanego, Ŝe oba uziomu nie oddziaływają na siebie.

Wartość rezystancji uziomu jest równa napięciu między uziomem badanym T a uziomem pomocniczym T

, podzielonemu przez prąd

przepływający między uziomem badanym T a sondą pomocnicza T

Metoda techniczna pomiaru rezystancji uziomu nadaje się do pomiaru małych rezystancji w granicach

od 0,01-1Ω.

Wadami metody technicznej są:

a) konieczność stosowania pomocniczych źródeł zasilania;

b) na wynik pomiaru mogą mieć wpływ prądy błądzące;

c) niemoŜliwość bezpośredniego odczytu mierzonej rezystancji.

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

29 z 32

2009-06-18 10:45

Rys. 25 Pomiar rezystancji uziomu

Oznaczenia: T: uziom badany, odłączony od wszystkich innych źródeł zasilania; T

:uziomy pomocnicze,

X - usytuowanie T

zmienione do sprawdzenia pomiaru,

Y - kolejne usytuowanie T

zmienione do drugiego sprawdzenia pomiaru

Aby sprawdzić, Ŝe rezystancja uziomu jest wartością prawidłową naleŜy wykonać dwa dalsze pomiary z przesuniętym drugim uziomem
pomocniczym T

(o 6 m). JeŜeli rezultaty tych trzech pomiarów są do siebie zbliŜone, w granicach dokładności technicznej, to średnią z

tych trzech pomiarów przyjmuje się jako rezystancję uziomu T. JeŜeli nie ma takiej zgodności, próby naleŜy powtórzyć, przy zwiększając
odległość pomiędzy T a T

5.2 Pomiar metodą kompensacyjną

Rys. 26 Czołowa płyta miernika IMU

Rys. 27. Układ do pomiaru rezystancji uziomu metodą kompensacyjną

Do pomiaru rezystancji uziomu uŜywany jest induktorowy miernik IMU oparty na metodzie kompensacyjnej. Metoda ta stosowana jest

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

30 z 32

2009-06-18 10:45

do pomiarów rezystancji uziomów od kilku do kilkuset Ω.

Źródłem pomiarowym jest prądnica (induktor korbkowy z napędem ręcznym) generująca napięcie o częstotliwości 65 Hz przy 160

obr./min. Napięcie znamionowe wynosi kilkadziesiąt woltów i nie musi być regulowane. Napięcie uziomu T

względem elektrody

napięciowej kompensuje się spadkiem napięcia na potencjometrze R

. Wskazania odczytuje się na podziałce potencjometru R

wycechowanej w Ω , po skompensowaniu napięcia na rezystancji uziomu T napięciem na potencjometrze i uzyskania zerowego

wskazania galwanometru. Ze względu na małą moc źródła prądu miernika IMU wymuszony prąd jest niewielki i miernik ma ograniczony

zakres zastosowania.

Znamionowe wartości zakresów pomiarowych miernika IMU wynoszą: 5 - 50 - 500 Ω lub 10 - 100 - 1000 Ω przy znamionowym napięciu

pomiarowym wynoszącym 300 V.

Tok postępowania:

- przygotowanie układu sond pomocniczych względem badanego uziomu - jak przy metodzie technicznej;

- sprawdzić poprawność działania miernika zgodnie z instrukcją producenta;

- ustawić przełącznik zakresów w pozycji odpowiadającej przewidywanej wartości pomiaru;

- obracając korbką przyrządu (160 obr./min.) regulować potencjometrem do czasu uzyskania zerowego wskazania

galwanometru;

- odczytać wartość wskazaną na podziałce potencjometru w omach, pomnoŜyć przez ustawiony mnoŜnik

przełącznika zakresów.

- wartość zmierzoną R

naleŜy pomnoŜyć przez współczynnik korekcyjny K

(współczynnik sezonowych zmian

rezystywności gruntu), według wzoru:

= R

· K

Wartości współczynnika korekcyjnego K

podane są w Tablicy 2.

Rezystancja uziemienia uziomu zaleŜy od sposobu jego wykonania, głównie od głębokości pogrąŜenia. Przez zwiększenie głębokości

pogrąŜenia uziomu uzyskuje się zmniejszenie jego rezystancji. Głębokość pogrąŜenia uziomu wpływa równieŜ na niezmienność

rezystancji w czasie. Rezystancja uziomu głębokiego jest stabilna, gdyŜ nie wpływa na nią wysychanie ani zamarzanie gruntu.

5.3 Pomiar rezystancji pętli uziemienia z uŜyciem zacisków prądowych

Przedstawiona metoda pomiarowa ma zastosowanie do istniejących pętli uziemienia w obrębie kratowego układu uziemiającego jak

przedstawiono na rys. 28.

Rys. 28 Pomiar rezystancji pętli uziemienia z uŜyciem zacisków prądowych

Oznaczenia: R

- uziemienie transformatora, R

- nieznana rezystancja uziomu, którą naleŜy zmierzyć,

...R

- równoległe uziemienia połączone połączeniem wyrównawczym lub przewodem PEN

W metodzie tej pierwszy zacisk wprowadza w pętli zwarciowej napięcie pomiarowe U, które wymusza przepływ prądu I w pętli,

natomiast drugi zacisk dokonuje pomiaru tego prądu. Rezystancja pętli zwarciowej obliczana jest jako iloraz napięcia U i prądu I.

Wypadkowa rezystancja połączonych równolegle rezystancji R

...R

jest zazwyczaj wartością małą i nie wpływa praktycznie na wynik

pomiarów. Zmierzona rezystancja pętli uziemienia jest równa rezystancji zmierzonej lub nieznacznie niŜsza.

W praktycznych rozwiązaniach kaŜdy zacisk moŜe być indywidualnie podłączony do miernika cęgowego lub zespolony w jeden

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

31 z 32

2009-06-18 10:45

specjalny zacisk.

Ten sposób pomiarów rezystancji pętli uziemienia t.j. z uŜyciem zacisków prądowych stosuje się bezpośrednio do układów TN oraz w
obwodach pętli zwarciowej układów TT.

W układach TT, w których istnieje tylko połączenie z uziemieniem o nieznanej rezystancji, pętla w czasie pomiaru moŜe zostać

zamknięta przez krótkotrwałe połączenie przewodu neutralnego z uziemieniem (instalacja quasi TN). Dla zapewnienia bezpieczeństwa
w czasie wykonywania pomiarów, a w szczególności uniknięcia ryzyka wystąpienia prądu spowodowanego róŜnicą potencjałów
pomiędzy przewodem neutralnym a uziemieniem, układ powinien być wyłączony podczas przyłączania i odłączania zacisków miernika
cęgowego.

6.4 Pomiar rezystywności gruntu

Mierniki rezystancji uziomów realizują takŜe funkcję pomiaru rezystywności. Pomiar rezystywności gruntu np. metodą Wennera moŜe
być wykonany induktorowym miernikiem IMU. Przy wyznaczaniu rezystywności gruntu miernikiem IMU naleŜy:
- zdjąć płytkę zwierająca zaciski R

i R

miernika,

- pogrąŜyć w gruncie sondy w linii prostej, z zachowaniem jednakowych odstępów “a” (odstępy między sondami
wynoszą zwykle kilka metrów);
- rozmieszczone sondy połączyć z zaciskami miernika, jak na rys. 29.

Zmierzona wartość jest wartością średnią rezystywności gruntu w obszarze półkuli o średnicy równej 3a.

Rys. 29 Układ do pomiaru rezystywności gruntu

Pomiary wykonujemy, jak przy pomiarze rezystancji uziomu, a odczytaną wartość R

mnoŜymy przez 2 π a. Szukana rezystywność

gruntu wynosi:

ρ = 2 π a R

, w Ωm

Pomiar elektryczne

http://bezel.com.pl/pomiary.html

32 z 32

2009-06-18 10:45