Měření uzemnění přístroji C.A 6472 a C.A 6474
Měření na sloupech vn a vvn
Ing. Jiří Ondřík, GHV Trading spol. s r. o.
Renomovaná francouzská firma Chauvin Arnoux, která letos slaví 115. výročí od svého založení, uvádí na trh nový ucelený měřicí systém pro měření uzemnění. Tento měřicí systém je tvořen dvěma zařízeními: základní jednotkou C.A 6472 a doplňujícím přístrojem C.A 6474 (obr. 1).
Základní jednotka C.A 6472 je multifunkční tester uzemnění a rezistivity. Umožňuje rychle a přesně měřit zemní odpor různými metodami, měřit kontinuitu, zemní potenciál, zemní spojení a rezistivitu. Díky funkci selektivního měření (dvě metody: selektivní 4P a měření dvojími kleštěmi) může také snadno měřit na paralelně spojených systémech. Zařízení je tedy vhodné pro měření všech zemních systémů, neboť soustřeďuje všechny potřebné měřicí funkce v jednom přístroji.
Doplňující přístroj C.A 6474, výrobcem nazvaný Pylon Box, je určen pro měření na sloupech vn a vvn se zemním kabelem. Ve spojení se základním přístrojem C.A 6472 – vektorovou procesní jednotkou – umožňuje měřit zemní odpor sloupů vn, přestože jsou součástí paralelní zemní sítě.
Základní jednotka C.A 6472
Tento přístroj umožňuje uživateli využít všechny metody měření uzemnění a měření specifického odporu půdy – rezistivity – Wennerovou a Schlumbergerovou metodou. Tester automaticky zobrazuje na displeji připojení vstupů a indikuje nesprávné zapojení. Automaticky vykonává kalkulaci specifického odporu půdy, vypočítává vzdálenosti při Schlumbergerově metodě apod. Na rozdíl od běžných testerů C.A 6472 nabízí také možnost frekvenční analýzy chování zemněných systémů díky rozšířenému frekvenčnímu rozsahu 41 až 5 078 Hz. Tester umožňuje práci v automatickém a expertním režimu.
Automatický režim
Požadovaná funkce se vybere otočným přepínačem a spustí se stisknutím tlačítka start/stop. Přístroj vykoná měření s přednastavenou frekvencí 128 Hz, popř. vybere nejvhodnější frekvenci při interferenci parazitních napětí.
Expertní režim
Uživatel si v tomto režimu může sám vybrat požadovaný parametr – konkrétní frekvenci, frekvenční skenování pro určení frekvenční závislosti impedance (funkce SCAN), měřicí napětí mezi svorkami apod.
Základní zapojení a parametry pro měření s přístroji C.A 6472 a C.A 6474
Metody měření uzemnění přístrojem C.A 6472
Měření uzemnění čtyřpólovou metodou
Metoda je vhodná pro měření malých odporů.
Frekvenční analýza uzemnění (SWEEP)
Frekvenční analýzu uzemnění lze použít při tří- a čtyřpólové metodě (bez kleští) a pro měření s přístrojem Pylon Box na sloupech vn a vvn. Přístroj v tomto režimu změří a uloží do paměti čtrnáct hodnot zemního odporu při měřicí frekvenci, která se mění od 61 do 5 078 Hz.
Wennerova metoda
Přístroj na displeji (obr. 4b) zobrazuje pro příslušnou metodu hodnotu specifického odporu půdy ρm, odpor mezi vstupy S-ES, zapojení elektrod a jejich vzdálenosti d v metrech.
Schlumbergerova metoda
Selektivní měření uzemnění s kleštěmi
Proudový převodník C182 umožňuje měřit proudy do 40 A a je přesnější. Převodník MN82 měří do rozsahu 10 A. Oba převodníky jsou speciálně upraveny pro práci s testerem C.A6472. Přístroj rozpozná typ připojeného převodníku automaticky, a není tedy třeba žádné nastavování. Klešťovým přístrojem se obejme měřená část, kde se má měřit hodnota odporu (např. RE1 – obr. 6). Automatické měření je vykonáno frekvencí 128 Hz. Na displeji se mimo hodnoty měřeného selektivního odporu Rselekt (RE1) zobrazují také další informace, jako např. externí napětí a proudy mezi vstupy přístroje. Používají se klešťové převodníky C182 (Ø 52 mm) nebo MN82 (Ø 23 mm).
Měření uzemnění metodou dvojích kleští
Při této metodě (obr. 7) bez použití zemních sond je měřicí signál o frekvenci 1 367 Hz zaveden do obvodu proudovými kleštěmi, které jsou připojeny ke vstupu H. Proud ve smyčce je měřen kleštěmi připojenými ke vstupu ES. Odpor ve smyčce je dán výrazem Rs = RE + 1/(RE1 + RE2 + RE3).
Měření zemního potenciálu
Zapojení pro měření zemního potenciálu (obr. 8) využívá třípólovou metodu měření zemního odporu. U této metody není základem měření odpor, ale potenciál Us-EL, detekovaný sondou S v různé vzdálenosti od zemní elektrody E. Relativní potenciál SrEL je poměr napětí Us-e na sondě ku celkovému Uh-e. Je to bezrozměrné číslo mezi 0 a 1. Po sérii měření v různých vzdálenostech lze určit potenciální křivku v blízkosti zemní elektrody. Prostřednictvím programu je možné údaje přenést do počítače a graficky zpracovat.
Měření zemního odporu sloupů vn a vvn
Pro měření uzemnění sloupů vn a vvn je třeba připojit k základnímu přístroji C.A 6472 doplňující zařízení C.A 6474 Pylon Box (obr. 9). Pružný proudový převodník typu Ampflex umožňuje připojení ke sloupům různých geometrií.
Proudový převodník Ampflex
Pomocná elektroda je připojena k terminálu H a sonda ke vstupu S. Vodiče ES a E jsou připojeny ke stožáru nad pružné převodníky proudu Ampflex. Tak se měří proud tekoucí dolů do země. Počet použitých proudových převodníků je volitelný a volí se otočným přepínačem. Lze tak měřit podle potřeby proud jedinou cívkou nebo součet proudů ve dvou, třech či čtyřech cívkách. Proudová citlivost převodníků závisí na počtu otáček okolo měřeného objektu (obr. 10). Počet otáček je nutné zvolit také jako kompromis vzhledem k velikosti objektu. Metoda měření s doplňkovým přístrojem Pylon Box dovoluje změřit celkový zemní odpor soustavy, odpor stožáru, odpor jedné nohy stožáru a odpor zemního kabelu mezi stožáry.
Měření proudů a uzemnění přístrojem Pylon Box
Na obr. 11 je ukázán displej s informacemi při měření přístrojem Pylon Box. Displej zobrazuje např. počet zvolených proudových převodníků, nastavenou citlivost (S × 1), velikosti proudů, odporů apod.
Čtyřmi pružnými proudovými senzory typu Ampflex, umístěnými okolo základu sloupu, a s použitím funkce SCAN s frekvencí do 5 kHz je možné měřit impedanci sloupu přesně a selektivně. Na obr. 12 je frekvenční charakteristika pro deset stožárů naměřená metodou SWEEP (hodnota Rpylon = 10 Ω pro každý sloup, L = 550 μH na každé zemní spojení).
Naměřená hodnota uzemnění se zobrazí na displeji přístroje, který mj. informuje obsluhu také o správnosti zapojení, popř. o překročení nastavených limitů. Naměřené výsledky lze uložit v paměti přístroje (512 záznamů) nebo přenést do počítače programem DataExportSW.
Rozsah dodávky přístrojů (obr. 13)
Přístroje C.A6472:
- C.A6472,
- síťový adaptér,
- napájecí kabel,
- DataExport SW+ USB/optický kabel,
- dvoje kleště C182,
- návod k použití.
Přístroj C.A6474 Pylon Box:
- C.A6474,
- brašna na příslušenství,
- kabely pro připojení C.A6472 + C.A6474,
- šest kabelů BNC/BNC 15 m,
- čtyři proudové převodníky Ampflex délky 5 m,
- barevné identifikační kroužky,
- dva kabely 5 m,
- kalibrační smyčka,
- návod k použití.
Příslušenství na objednávku:
- sada pro měření odporu a specifického odporu 100 m,
- sada pro měření odporu a specifického odporu 150 m,
- C.A647X – sada pro měření malých odporů (pozice mΩ),
- MN82 – klešťový převodník pro C.A6474, Ø 20 mm,
- napájecí adaptér do zapalovače v autě,
- počítačový program DataView,
- kabel pro počítač.
Další informace mohou zájemci získat přímo u odborných pracovníků firmy na adrese:
GHV Trading, spol. s r. o.
Kounicova 67a, 602 00 Brno
tel.: +420 541 235 532–4, fax: +420 541 235 387
e-mail: ghv@ghvtrading.cz
Firma GHV Trading zve všechny zájemce o měřicí přístroje na tradiční elektrotechnický veletrh Amper 2008, který se bude konat v Praze ve dnech 1. až 4. dubna 2008. Při návštěvě veletržního stánku 11 v hale 1 odborníci z GHV Trading zájemcům ochotně předvedou popsané přístroje.
Obr. 1. Základní jednotka C.A6472 + C.A6474 Pylon Box
Obr. 2. Měření malých odporů dvoupólovou (a) a čtyřpólovou (b) metodou
Obr. 3. Měření uzemnění čtyřpólovou metodou
Obr. 4. Wennerova metoda
Obr. 5. Schlumbergerova metoda
Obr. 6. Selektivní měření uzemnění s kleštěmi
Obr. 7. Měření uzemnění metodou dvojích kleští
Obr. 8. Měření zemního potenciálu
Obr. 9. Měření zemního odporu sloupů vn a vvn
Obr. 10. Převodník Ampflex obtočený na noze sloupu
Obr. 11. Displej s informacemi při měření přístrojem Pylon Box
Obr. 12. Graf impedance stožárů
Obr. 13. Pylon Box s příslušenstvím
Tab. 1. Parametry měření podle použité metody
Tab. 2. Parametry měření uzemnění čtyřpólovou metodou
Tab. 3. Parametry měření pro Wennerovu i Schlumbergerovu metodu
Tab. 4. Parametry selektivního měření uzemnění s kleštěmi
Tab. 5. Parametry měření uzemnění metodou dvojích kleští
Tab. 6. Parametry měření zemního potenciálu
Tab. 7. Parametry měření uzemnění metodou dvojích kleští
Tab. 8. Měření proudu přes převodníky Ampflex
Tab. 9. Měření přístrojem Pylon Box
Tab. 10. Základní konstrukční údaje přístrojů