Wyznaczanie napięć dotykowych i krokowych podczas pracy urządzeń elektrycznych
Napięcie kontaktowe w warunkach roboczych określa się metodą amperomierza-woltomierza. Napięcie dotykowe tą metodą mierzy się jako różnicę potencjałów między uziemionymi metalowymi częściami sprzętu lub konstrukcji dostępnymi w dotyku a elektrodą potencjalną, którą jest metalowa kwadratowa płytka o wymiarach 25*25 cm2 imitująca podeszwy osoby stojącej w punkcie kontrolnym na ziemi lub na podłodze.
Opór ludzkiego ciała jest symulowany przez równoważną rezystancję woltomierza U i połączonego równolegle rezystora R... Jako źródło zasilania obwodu zwykle stosuje się transformator pomocniczy, który jest włączany przez zwarcie elektroniczne (EKZ) (ryc. 2, a). W przypadku braku EKZ stosuje się metodę amperomierza-woltomierza z długotrwałym przyłożeniem napięcia do badanego uziemienia. W tym przypadku wartość napięcia jest wybierana z długoterminowego dopuszczalnego prądu przepływającego przez obwód prądowy.
W przypadkach, gdy uzwojenie wtórne transformatora pomocniczego ma zerowe, izolowane od ziemi lub połączenie w trójkąt, stosuje się transformator separujący o napięciu wtórnym do 500 V (ryc. 2, b).
Ryż. 1. Schemat pomiaru napięcia dotykowego metodą amperomierza-woltomierza: Rh — urządzenie uziemiające; sprzęt uziemiający ZO; R — rezystor symulujący opór ludzkiego ciała; Rn — elektroda potencjalna (sonda); Rv — elektroda pomocnicza
Ryż. 2. Obwody obwodów prądowych przy pomiarze napięć dotykowych metodą amperomierzowo-woltomierzową: oraz z bezpośrednim wykorzystaniem transformatora pomocniczego (TSN); b za pomocą transformatora pomocniczego (TSN) podłączonego przez transformator separacyjny
Zmierzone napięcia dotykowe są dostosowywane do znamionowego prądu zwarcia doziemnego oraz warunków sezonowych, w których napięcia dotykowe są najbardziej znaczące.
Un = (Jjednostka xAzz)(1000 + RHC)/Jednostka (1000 +Rn2),
gdzie Umeas jest zmierzoną wartością napięcia dotykowego przy prądzie w obwodzie pomiarowym równym jednostce A; 1% obliczony dla uziemiacza, Azh — prąd zwarcia doziemnego (płynący z badanego uziemiacza do ziemi); Rezystancja Rp elektrody potencjałowej mierzona zgodnie ze schematem pokazanym na rys. 3 oraz warunki, w jakich wykonywany jest pomiar Up (sucha gleba jest zwilżana pod elektrodą Rn na głębokość 2 — 3 cm); Rp2 to minimalna wartość rezystancji elektrody potencjalnej, uzyskana przez pomiar według tego samego schematu, ale sztucznie zwilżoną glebą na głębokości 20 — 30 cm (jeżeli podczas pomiarów gleba jest zwilżona na głębokości 30 — 40 cm, wówczas zamiast współczynnika korygującego 1000 + Rp / 1000 + Rp2 (stosuje się współczynnik równy 1,5).
Ryż. 3.Schemat pomiaru rezystancji elektrody potencjalnej
Podczas wyznaczania napięcia dotykowego w obwodach z wykorzystaniem transformatora pomocniczego prąd pomiarowy może osiągać zbyt duże wartości. Dlatego pomiary w obwodzie prądowym muszą być wykonywane w tzw. trybie przerywanym. W tym celu w obwód prądowy włącza się elektroniczny wyłącznik zwarciowy, np. ITK-1, a jako miernik napięcia stosuje się woltomierz impulsowy (patrz ryc. 2).
Oprócz metody amperomierz-woltomierz napięcie podczas postoju można mierzyć za pomocą specjalnych przyrządów - tzw. „dotykowe urządzenia pomiarowe”.
Napięcie krokowe można określić metodą amperomierza-woltomierza za pomocą transformatora spawalniczego (ryc. 4).
Ryż. 4. Obwód schodkowy do pomiaru napięcia z dwoma woltomierzami i amperomierzem z wykorzystaniem transformatora spawalniczego: 1 — transformator stacyjny; 2 — wyłącznik jednobiegunowy; 3 — autotransformator; 4 — transformator spawalniczy; 5 szafka rozdzielcza zasilania; 6, 7 — płytki pomiarowe; 8 — rezystor; 9 — woltomierz tranzystorowy; 10 — konstrukcja metalowa
Obwód pomiarowy zawiera dwie elektrody potencjału, które są metalowymi kwadratowymi płytkami o wymiarach 25×25 cm2 każda. Płytki imitują podeszwy osoby stojącej na ziemi lub podłodze. Odległość między płytami powinna odpowiadać obliczonemu krokowi człowieka, równemu 0,8 m. Powierzchnia gruntu w obliczonych punktach jest zwilżana do głębokości 2 — 3 cm. Dla lepszego kontaktu z podłożem ładunek o masie co najmniej Na każdym talerzu umieszczono 50 kg.
Napięcie krokowe określa wzór:
Uw = (Unn xUe) /UT
gdzie Unn — napięcie mierzone woltomierzem między dwiema płytkami, V; Ue- napięcie fazowe sieci, V; UT — napięcie na uzwojeniu wtórnym transformatora spawalniczego.