1653B/1654B. Installasjonstest på et IT anlegg i drift

Transkript

1 65B/654B Installasjonstest på et IT anlegg drft Utførng av testene Spennngsmålnger Testeren kan brkes som et ac voltmeter hvor spennng og frekvens kan vses samtdg ved å sette rotasjonsbryteren tl V. Alle spennngsmålnger eller hovedlednng, tføres mellom den røde L-, den blå lederen tl nntak N (blå), og den grønne PEnngangen. Trykk og velg L-N for å vse spennng mellom faser. Eller, velg L-PE eller N-PE for å vse spennng mellom en fase og PE-forbndelsen. Det er kke nødvendg å trykke TEST knappen. Ved brk av testlednngene kobles rød testlednng tl L-nngangen (rød) og grønn testlednng tl PE-nngangen (grønn). I et IT-nett er denne spennngen rndt 0 V. I et IT-nett er normalt spennngen mellom hver av fasene og jord rndt 0 V. Denne spennngen kan varere ford den kapastve bndngen hver fase har tl jord kan endre seg eller ford det ekssterer en felstasjonv. N (L) PE (L) L (L) B G L L PE PN (Norwegan) September Flke Corporaton. All rghts reserved.

2 65B/654B Instrksjonsark Sløyfempedansmålnger Flke 650-seren kan tføre to typer sløyfempedansmålnger på et IT system; fase tl fase eller fase tl jord. Målng av fase-tl-fase-krets For å måle fase tl fase settes rotasjonsbryteren tl og måleområde L-N velges med fnksjonstast. For å kompensere for motstanden, brk Zero-adapteret testlednngen som brkes kortslttes alle lederne og trykkes. Ved brk av testlednngene kobles rød testlednng tl L-nngangen (rød) og blå testlednng tl N- nngangen (blå). Ved brk av nettestlednngen med støpsel kobles rød leder tl L-nngangen (rød) og blå leder tl N-nngangen (blå) og støpselet settes stkkontakten. Trykk knappen for å starte testenv. ZEO > s 4 L-N ZEO F MEMOY F F F4 Målng av fase-tl-jord-krets En mpedansmålng mellom fase og jord et IT-nett er avhengg av tlstanden tl IT-nettet. På et frskt anlegg skal det være en veldg høy mpedans. Lave mpedansverder kan være forårsaket av en kortslttet dsneyter, laster koblet tl systemet eller at det ekssterer en førstefel tlstand. Dette er kke en vanlg test ford systemets tlstand må være kjent før betydnngen av resltatet kan avgjøres. N (L) L L (L) L PE

3 Electrcal Installaton Tester Utførng av testene For å tføre en målng mellom fase og jord settes rotasjonsbryteren tl og L-N velges med fnksjonstast. For å kompensere for motstanden testlednngen som brkes kortslttes alle lederne og trykkes. Ved brk av testlednngene kobles rød leder tl L- nngangen (rød) og den blå lederen tl N-nngangen (blå). Testlednngene kobles mellom fase og jord på kretsen som testes. Ved brk av nettestlednngen kobles rød leder tl L-nngangen (rød) og grønn leder tl N-nngangen (blå), la den blå lederen være frakoblet og sett støpselet stkkontakten. Trykk for å starte testen. Hvs spennngen mellom fase og jord er mndre enn 00 V vl d kke få avlest mpedansen. Sn støpselet for å teste den andre fasen. Dsse testene vl tløse eventelle jordfelbrytere. Proben med nnebygd testknapp kan brkes for alle typer sløyfempedanstest. Testknappen på proben har samme fnksjon som å trykke på TEST knappen på nstrmentet. På denne måten kan testen startes når probene holdes. B G 4 L-N ZEO > s ZEO MEMOY F F F F4 Test av jordfelbrytere (CD test) Alle jordfelbrytere er tstyrt med en testknapp. Ved å trykke på denne knappen genereres en strøm gjennom strømspolen nternt jordfelbryteren, og det testes om den er orden. Testen forteller kke om jordfelbryteren fngerer den nstallasjonen den er satt, eller om den tløses nnenfor den korrekte karakterstkken. Flke 650-seren testere kan måle både tløserkarakterstkken og verfsere om jordfelbryteren fngerer korrekt nstallasjonen. B G

4 65B/654B Instrksjonsark Flke 650-seren kan tføre to typer målnger: tløsertd og tløsestrøm. Ved test av tløsertd (ΔT) drves den valgte strømmen og tden før bryteren tløses blr målt. Ved test av tløserstrøm (IΔN) drves strømmer fra 0 % tl 0 % av den valgte strømmen for å avgjøre hvlken strøm som tløser bryteren. Begge testene vser også den maksmale felspennngen som oppstår nder testen. For å måle tløsertden settes rotasjonsbryteren tl ΔT. Velg jordfelbryterens merkestrøm (0-000 ma) med tasten. Velg strømmltplkator (x/, x, x5) med tasten. Velg CD-type (AC, A, AC & S, A & S, B, or B & S) med. Velg startfase (0 eller 80 ) med tasten. Trykk for å starte testen. For å måle tløserstrømmen settes rotasjonsbryteren tl IΔN. Velg jordfelbryterens merkestrøm (0-500 ma) med tasten. Velg CD-type (AC, A, AC & S, A & S, B, or B & S) med. Velg startfasen (0 eller 80 ) med tasten. Trykk for å starte testen. Type B jordfelbrytere kan bare testes på panelet. Andre typer kan testes på panelet eller sokkelen. Koble lednngen som vst øvre del av fgren, for å måle ved panelet. Med alle lastene på denne kretsen frakoblet blr resltatet en korrekt målng av karakterstkken tl jordfelbryteren. For å måle en stkkontakt brkes adapteren mellom N- og PE-nngangene. Brk nettestlednngen og koble rød leder tl L-nngangen (rød) og grønn leder tl adapteren før støpselet settes stkkontakten. Trykk for å starte testen. Sn støpselet for å teste den andre fasen. Hvs resltatet er det samme begge målngene er kke resltatet påvrket av lekkstrømmer kretsen. Hvs resltatene er forskjellge kan årsaken være at det går lekkstrømmer kretsen. ett måleverd er omtrent gjennomsnttet av de to målngene. B B G Nettstrøm G Jordfelbryter PE (L/grønn) N (L/blå) L (L/rød) 4

5 Electrcal Installaton Tester Grnnleggende teor for et IT-net Grnnleggende teor for et IT-net Spennng En snsformet vekselspennng kan beskrves som fg.. V tenker oss en spennngsvektor, Û, som roterer rndt et plan. I et 50 Hz spennngsnett er omdrenngstden 0 ms. Vektoren roterer 60 grader eller π radaner, som er en perode. I neste perode gjentar det hele seg og v får et perodsk sgnal. V kan avlese spennngens momentanverd med et nstrment som måler spennngen ved hvert tdspnkt. Momentanverder er ofte beskrevet med små bokstaver (= spennngens momentanverd). Når spennngsvektoren har foretatt en rotasjon avsetter den momentanverdene langs en tdsakse. V får et snsformet perodsk sgnal. Et håndholdt nstrment med en nmersk skjerm måler bare effektvverden (rms verden). Denne verden brkes effektberegnnger. Ueff er den effektve verden tl spennngen. Forholdet mellom spennngens toppverd og effektvverd vl alltd være roten av for en snsformet krve. U eff = Û 80º Û U eff Fg. Spennng Û - Toppverden tl spennngen Û 0 0 t (ms) π π 80º 60º Effektvve rden tl spennngen For snsformet spennnger forholdet: U Strøm ved lneære belastnnger Strøm vl flyte en lkket krets hvor v har en spennngsklde som kan generere en strøm. Strømmen er et resltat av formen på spennngen og typen belastnng. Det fnnes tre lneære belastnngskomponenter; resstanser, kondensatorer og spoler. Når dsse påtrykkes en lneær spennng vl strømmen også bl lneær. eff = Û 5

6 65B/654B Instrksjonsark Når belastnngen er resstv og spennngen er snsformet kan strømmen beskrves som en vektor som roterer rndt et plan og avsetter momentanverdene langs en tdsakse (som tdlgere beskrevet for spennngen). Strømmens toppverd er toppverden tl spennngen dvdert med resstansen kretsen, og det samme gjelder for effektvverden. For en snsformet strøm vl forholdet mellom effektvverd og toppverd alltd være roten av. Î Î Î I eff = = =.44 I eff I eff Med et nstrment som kan måle både rms- og toppverd kan d sjekke om forholdet er.44. Om d får en avvkende verd kan d trekke den sltnng at strømmen eller spennngen d måler kke er rent snsformet. I fg. ser d at strømmens vektor har samme retnng som spennngens vektor. Strømmen er snsformet og går gjennom nll og har toppverd samtdg med spennngen. Vnkelen mellom strøm og spennng er nll. Ved ndktv belastnng, se fg., er verden på strømmen bestemt av verden på spennngen og mpedansen kretsen. Som d ser av fgren lgger strømmen med en vnkel på 90 etter spennngen. Ved kapastv belastnng, se fg 4, er også verden på strømmen bestemt av verden på spennngen og mpedansen kretsen. I dette tlfellet lgger strømmen med en vnkel på 90 foran spennngen. Et trefase spennngssystem kan beskrves som fg. 5. Tre spennngsvektorer med en vnkel på 0 mellom roterer et plan og avsetter sne momentanverder langs et tdsplan. Fasespennngen måles mellom spennngskldens nllpnkt (stjernepnkt), og fasen. Lnjespennngen som måles mellom fasene er.7 ganger større enn den målte fasespennngen. Î Û Fg. Strøm ved resstv belastnng. Î 0 0 Ueff I eff Effektvverden tlstrømmen Û Î Toppverden tlstrømmen Î I eff = t (ms) 6

7 Electrcal Installaton Tester Grnnleggende teor for et IT-net Fg. strøm ved ndktv belastnng. Fg. 4 strøm ved kapastv belastnng. Û X L X L =πfl XL 0 0 t (ms) U eff I eff Effektvverden tl strømmen XL Û Î Toppverden tl strømmen X L Î I eff = Û X C XC X C = π fc I eff t (ms) 0 0 U eff Effektve rden tl strømmen X C Û Î Toppverde n tl strømmen X C Î Ieff = Fg. 5 Trefase spennng. Generelt et IT nett er U=0 V og U-= 0 V, og et TN nett er U= 0 V og U- = 400 V. U = U =.7 - I fg. 6 vses en trefase spennngsklde som belastes med tre lke resstanser koblet stjerne. Strømmen de tre faselederne er lke store og har samme vnkel som spennngen.stjernepnktet for belastnngen lgger på samme potensal som stjernepnktet for spennngstlførselen. Û - Û Û Û - Û Û U - = U For IT: U = 0 V, U - = 0 V For TN: U = 0 V, U - = 400 V 7

8 65B/654B Instrksjonsark De forskjellge fasespennngene kan måles enten mellom nllpnktet tl spennngsklden og hver fase, eller mellom nllpnktet tl belastnngen og hver fase. Den målte spennngen mellom nllpnktene og hver fase blr lk. Hvs d er avhengg av å måle fasespennngen kan d benytte lke motstander og koble dsse stjerne som vst fg. 6. Da får d tlgang tl et nllpnkt og kan måle fasespennngen. Metoden kan også benyttes for å måle faseeffekt. Om belastnngene kke er lke vl nllpnktet på belastnngen forskyve seg forhold tl nllpnktet på spennngsklden. Se fg. 7. Spennngene mellom belastnngens nllpnkt og de tre fasene blr lke på grnn av denne nllpnktsforskyvnngen. Fg. 6 Trefase spennng og strøm, Ohmsk motstand Û Û Û `Î Î Î. = = Fg. 7 Forskyvnng av belastnngens 0-pkt. = < Î I Î Û Û Û Û Û Û 8

9 Electrcal Installaton Tester Grnnleggende teor for et IT-net I fg. 8 belastes den trefasede spennngsklden med tre lke kapastanser koblet stjerne. Strømmen de tre faselederne blr lke stor og lgger med en vnkel på 90 foran sn respektve spennng. Belastnngens stjernepnktet lgger på samme potensal som spennngstlførselens stjernepnkt. De forskjellge fasespennngene kan også her måles enten mellom nllpnktet tl spennngsklden og hver fase, eller mellom nllpnktet tl belastnngen og hver fase. Den målte spennng mellom nllpnktene og hver fase blr lk. Om belastnngene kke er lke vl nllpnktet på belastnngen forskyve seg forhold tl nllpnktet tl spennngsklden. Se fg 9 Spennngen mellom belastnngens nllpnkt og de tre fasene blr lke på grnn av denne nllpnktsforskyvnngen. Fg. 8 Trefase spennng og strøm, kapastv last. Û Û Î Î Î Û C C C C =C =C Fg. 9 Forskyvnng av belastnngens 0-pkt. C C C C =C >C Î Î Î Û Û Û Û Û Û 9

10 65B/654B Instrksjonsark Jordfel I et IT-nett er transformatorens nllpnkt kke koblet tl jord. Jord bndes tl nettsystemet gjennom den kapastve bndngen hver fase har mot jord. Normalt er stjernepnktet på transformatoren koblet tl jord gjennom et overspennngsvern som kalles en dsneyter. Se fg. 0. Denne blr først ledende dersom spennngen mellom nllpnktet og jord kommer over et vsst nvå. Ellers fngerer den som en solator. Når v måler spennngen mellom hver fase og jord et ITnett måler v egentlg spennngen over den kapastve koblngen. Måler v lk spennng mellom hver enkelt fase og jord kan v trekke to forskjellge sltnnger:. Det er kke jordfel transformatorkretsen. Den kapastve bndngen mellom hver fase og jord er lk for de tre fasene.. Hvs dsneyteren er defekt etableres en forbndelse mellom transformatorens nllpnkt og jord (og blr derved et TT-nett). I dette tlfellet måler v fasespennngen t fra transformatoren og den vl være lk for de tre fasene. Ved spennngsmålng mellom fase og jord et IT-nett måler v normalt en spennng som er omtrent lk fasespennngen (spennngen mellom fase og stjernepnktet på transformatoren). Om v får jordfel over en resstans en av fasene vl jordpnktets potensal forflytte seg langs en halvsrkel omkrng den fasevektoren. Hvor jordpotensalet befnner seg er avhengg av størrelsen på resstansen og den kapastve bndngen nettet har tl jord. Û Û Û Û Û = endelg Et frskt nett c c c C C C Î C Î C Fg. 0 IT-nett ÎC Fg. Spennng mellom fase og jord. esstv jordfel Û c c c C C C Û Û Û < endelg Û Û Û < <endelg Û Û Û =0 0

11 Electrcal Installaton Tester Grnnleggende teor for et IT-net I fg. har v en jordfel over en resstans mellom fase og jord. Jordpnktets potensal har forflyttet seg langs den omtalte halvsrkelen. Hvs resstansen blr mndre flytter jordpnktets potensal seg lengre bort fra transformatorens nllpnktspotensal langs halvsrkelen. V kan måle en spennng som er 4 V mellom jord og en av de andre fasene denne stasjonen. Tl sltt, hvs resstansen blr lk nll, har v fått fll kortsltnng mellom jord og fase og v måler ngen spennng mellom dem. Mellom jord og de andre fasene måler v lnjespennngen på 0 V. I prakss kan en fel være forårsaket av en belastnng som er både ndktv og resstv, for eksempel en drossel en lysarmatr. esltatet blr at jordpnktspotensalet beveger seg bort fra potensalet tl transformatorens nllpnkt langs halvsrklene som er vst fg.. Then the voltage between earth and the dfferent phases can be more than 400 V. Ved korsltnng mellom fase og jord et IT-nett bestemmes strømmen av total resstans felkretsen og den kapastve bndngen nettet har tl jord. Strømmen går som fg og varerer avhengg av den kapastve bndngen de frske fasene har forhold tl jord. Som regel er denne felstrømmen ganske lten og løser kke t overstrømsvern. Ved kortsltnng mellom to faser et IT nett begrenses strømmen av mpedansen felsløyfen, den ytre mpedansen Z ytre, plss mpedans nstallasjonslednngene, Z ndre. Se fg 4. Z ytre består av mpedansen generatorer, transformatorer og lednngsforbndelser oppstrøms tlførselspnktet nstallasjonen. Z ndre er mpedansen lednngsforbndelser nedstrøms tlførselspnktet nstallasjonen. Fg. Spennng mellom fase og jord esstv og ndktv jordfel Û Û Û c c c Û Û Û c c c X L Û Û Û Fg. Felstrøm mellom fase og jord Et frskt nett Ved jordfel fase Û Û Û Î C Î C Î C Î C Î C

12 65B/654B Instrksjonsark V kan brke en nstallasjonstester tl å verfsere kortsltnngsstrøm og sløyfempedans mellom fasene et IT-nett. Installasjonstesteren smlerer en fel og kalklerer mpedansen og kortsltnngsstrømmen. For å få en ndkasjon på mnste kortsltnngsstrøm, I kp mn, kan d måle ved enden av krsen og mltplserer resltatet med 0,76. For å få en ndkasjon på trefase verden, Ikpmaks, kan d måle ved nntaket og mltplsere resltatet med.5. Årsaken tl at dsse resltatene bare er ndkerende er at faktorene er basert på deelle fortsetnnger mht spennng og temperatr. Kapastve lekkasjestrømmer I alle nett har v en kapastv bndng mellom fasene og mellom hver fase og jord. Denne kapastve bndngen kan bestå av ledersolasjon eller kapastve laster. Dette fører tl at nettet blr belastet med en kapastv lekkasjestrøm. Denne strømmen er tl stede selv om v kke har tlkoblet nettet andre belastnnger. Jo mer tbygd nettet er jo større vl den kapastve bndngen bl, og dermed blr den kapastve lekkasjestrømmen også større. Om den kapastve bndngen er lk mellom hver fase og jord så vl jord lgge på samme spennngspotensal som nllpnktet tl transformatoren. Strømmen gjennom hver kapastans vl ha en vnkel på 90 foran sn respektve spennng. Det blr også lk spennng mellom hver fase og jord. Hvs den kapastve bndngen mellom hver fase og jord er forskjellg blr spennngen mellom hver fase og jord også forskjellg. Fg. 4 Kortslttnngsstrøm IT-nett Zytre Z ytre Z ytre Z ndre Z ndre Fg. 5 Lekkstrøm en nstallasjon IΔ c CH CH c c c H c H C C C Î C Û Û Î CH Î CH Î C Û Î C (Î CH + Î CH )= Î CH`

13 Electrcal Installaton Tester Grnnleggende teor for et IT-net Størrelsen på lekkasjestrømmen er avhengg av den kapastve bndngen hver fase har mot jord. I eksempelvs en standard enebolg tlknyttet et IT-nett kan lekkasjestrømmen komme opp 0 ma. Strømmen er satt sammen av to kapastve komponenter som lgger med en vnkel på 90 foran sn respektve fasestrøm. Vnkelen mellom de to komponentene er 0. Se fg 5. Fg. 6 Test av jordfelbryter IΔ M Jordfelbrytere et IT-nett I NEK 400:00 kommer det fram at det er krav tl tkoblng av jordfel på forbrkerkrser som er tlknyttet en transformator et offentlg nett. Den praktske løsnngen er ofte å nstallere en jordfelbryter foran felen. c c c c H c H C C C Î C CH CH Måleverk Før en jordfelbryter testes må alle laster nedstrøms denne kobles t ford alle laster har en lekkasjestrøm tl jord. Denne lekkasjestrømmen adderes tl teststrømmen et testnstrment drver og påvrker målngene. Dette skyldes at de fleste nstallasjonstestere med jordfelbryterfnksjon fngerer som fg. 6. Instrmentet legger nn en resstv belastnng mellom en fase og jord. Strømmen som drves av testeren er fase med den fasespennngen som kobles tl jord va resstansene som nstrmentet legger nn. Det er smmen av strømmen generert av målenstrmentet og tlstedeværende lekkasjestrømmer som tløser jordfelbryteren. Avhengg av hvlken fase testeren kobler mot jord kan v få to forskjellge avlesnnger. På den ene fasen kan v få en tløsnngsstrøm som lgger nder den sanne karakterstkken, og på den andre en som lgger over. ett verd er omtrent gjennomsnttet mellom de målte verdene. Û Û Û Î C Î C Î M Î T Î CH`

14 65B/654B Instrksjonsark Enkelte ganger kan v oppleve at jordfelbryteren kke tløses. Det kan være en fel på jordfelbryteren, med det er sjelden tlfellet. Det er mer sannsynlg at jordfelbryteren er galt nstallert. Hvs, for eksempel, en trefase jordfelbryter er plassert for nær transformatoren vl den kke tløses. Se fg. 7. I et IT-nett bestemmes jordfelstrømmen av den kapastve bndngen hver fase har tl jord. NEK 400 anbefaler at strømmen for første jordfel kalkleres tl ma per kva transformator størrelse. Noen ganger er den kapastve bndngen så lten at en jordfelstrøm aldr når en verd som er høy nok tl å tløse en jordfelbryter. Dette skjer ofte små, lte tbygde nett. Fg. 7 Felt 4