Pętla zwarcia

Skuteczną i najczęściej stosowaną metodą ochrony przeciwporażeniowej jest ochrona przed dotykiem pośrednim w obwodach wyposażonych w zabezpieczenia nadmiarowoprądowe. Metoda ta polega na szybkim samoczynnym wyłączeniu zasilania w przypadku pojawienia się niebezpiecznego napięcia dotykowego na dostępnych elementach przewodzących urządzeń elektrycznych.

Elementy przewodzące urządzenia są połączone z przewodem ochronnym sieci. W momencie pojawienia się na nich niebezpiecznego napięcia dotykowego, spowodowanego metalicznym zwarciem z przewodem fazowym sieci, nastąpi przepływ prądu w obwodzie faza - przewód ochronny, zwanego prądem zwarciowym. Przepływ tego prądu spowoduje zadziałanie wyłącznika nadmiarowoprądowego i wyłączenie zasilania.

Warunkiem, który należy spełnić, aby uznać stopień ochrony określonego urządzenia za wystarczający jest to, aby elementy dostępne nie pozostawały zbyt długo pod wpływem niebezpiecznego napięcia dotykowego. Zabezpieczenie musi więc zadziałać w czasie dostatecznie krótkim, którego wartość określają normy. Warunek poprawnego zabezpieczenia można opisać wzorem:

Z_S - impedancja pętli zwarcia
I_A - prąd powodujący zadziałanie zabezpieczenia nadmiarowoprądowego w wymaganym czasie
U_O - napięcie znamionowe sieci względem ziemi.

Wartość prądu I_A jest zależna od charakterystyki czasowo - prądowej zastosowanego zabezpieczenia i wymaganego czasu wyłączenia.

Wartość impedancji Z_S potrzebną do określenia czy zabezpieczenie jest poprawne, należy zmierzyć. Pomiar ten umożliwiają mierniki pętli zwarciowej, do których należą produkowane przez SONEL S.A. przyrządy z serii MZC-200, MZC-300 , MZC-310S oraz MIE-500.

Stosowanie mierników rezystancji pętli jest uzasadnione w obwodach, w których stosunek reaktancji do rezystancji obwodu zwarciowego jest bliski zeru - wówczas błąd pomiaru rezystancji zamiast impedancji jest pomijalny. Przypadek taki występuje z reguły w obwodach odbiorczych. Do pomiarów małych wartości pętli, z którymi mamy do czynienia najczęściej w sieciach rozdzielczych, należy stosować mierniki impedancji pętli zwarcia, gdyż błąd spowodowany pominięciem składowej reaktancyjnej może tu mieć już istotne znaczenie. Zastosowanie mają tutaj mierniki serii MZC-300 oraz MIE-500. Przyrządy MZC-300 , MZC-303E oraz MZC-310S oprócz pomiaru impedancji pętli wskazują również składowe impedancji, czyli reaktancję, rezystancję i kąt fazowy pętli zwarcia.

Miernik MZC-310S umożliwia pomiar miliomowych wartości impedancji pętli zwarcia, które występują w punktach zasilających, rozdzielniach czy stacjach transformatorowych. Przyrząd wykorzystuje czteroprzewodową metodę pomiaru, która eliminuje wpływ rezystancji przewodów na wynik pomiaru.

Mierniki rezystancji i impedancji pętli zwarcia mogą z powodzeniem być używane do pomiaru rezystancji lub impedancji uziemień. Należy skorzystać w takim przypadku z pomocniczego źródła napięcia w postaci przewodu fazowego sieci. Wynik pomiaru jest sumą impedancji (rezystancji) mierzonego uziomu, uziemienia roboczego, źródła i przewodu fazowego. Jego wartość jest więc zawyżona. Jeżeli jednak jest mniejsza od wartości dopuszczalnej dla badanego uziemienia - uziemienie można uznać za poprawne i nie ma potrzeby stosowania innych dokładniejszych metod pomiarowych.

wydrukuj opis