电气装置的测量原理及实践

发布时间:14-10-16 10:03分类:技术文章 标签:电气装置测量原理
2.2、保护导体、总等电位联结及辅助等电位联结导体与接地导体导通性
上述提到的导线为保护装置中非常重要的部分,可避免人接触到危险的高压。这些导体只有在选择了合适的型号及良好的连接情况下,才能发挥作用。因此,我们需要对其连通性及接触电阻进行检测。
概述
依据规定,测试电压应在4-24V(AC或DC)范围内。测量原理如下(直流,U-I原理):
图16测量原理
电池电压Ub驱动测试电流,流经测试回路中的电流计A及内阻Rint,压降由电压表V测得。计算电阻Rx时,通常会出现下述情况:
不同电线的连接处通常会生锈,生锈点会包含在测试回路中。这些生锈点会起到原电池的作用,即其电阻依赖于测试电压的极性。这*是为什么会规定要去测试电压的极性。目前的一些测试仪,在测量时可以自动调节电压的两级。
results(+)=U/I=Rx(+):开关位于上图中实线位置
results(-)=U/I=Rx(-):开关位于上图中虚线位置 其中:
U:Rx上的压降由电压计V测量 I:由Ub产生的测试电流由电流计A测量
实际测试中,保护导体中会存在电感,要确保测量仪器能够在这种情况下进行测试。横截面很小且长度过长的电缆、接触不良、错误连接等等,都可能造成高电阻。接触不良是产生高电阻*常见的原因。
由于对保护导体的测量非常复杂,通常只进行下列三种主要的测量:
1、测量与主保护接地端子(MPEC)相连的保护导体
2、测量与熔断盒内保护导体端子(PCC)相连的保护导体 3、辅助连接导体的测量
图17 MPEC及PCC之间的连通性 图18 PCC熔断盒内连通性测量 图19
MPEC与避雷线的连通性 测量结果应符合下列条件: R(PE)≤UL/Ia 其中:
R(PE):保护导体电阻 UL:*大接触电压(通常为50V)
Ia:(保护设备正常工作)的电流 •Ia=I△n差动电流保护-RCD(剩余电流保护)
•Ia=Ia(5s)过电流保护 2.3、辅助接地
有时电气主接地不能够完全防止故障电流带来的触电危险,因此需要进行辅助接地,见下图:
图20主接地和辅助接地 注释:lightningearthing防雷接地;additional
equalizing等电位联结;Telec-system通讯系统接地;active accessible
conductive part易接触的主动触导体;groundwork
earthing工作接地;passiveaccessible conductive part易接触的被动导体
主接地包括与MPEC(总保护接地端子)或PCC(保护导体端子)相连接的保护接线。
若负载(例如三相电动机)中产生故障电流,该故障电流Isc会经由主接地导线流向大地。由于过高的接地电阻RPE,该电流可能会产生一个较高的对地电压UC。但是临近的被动导体(例如暖气片)的电势仍然与大地相同,故主动导体与被动导体之间产生了危险电压UC。若这两个设备(主动导体与被动导体)之间的距离少于2.5m,则很有可能导致触电(同时接触到这两部分)。
为了避免这种情况的发生,*澳门新蒲京官网网址,要进行辅助接地,也*是说,需要将主动与被动导体相连接(同电势,则不会产生压降,因此不会触电)。
如何确定是否需要辅助接地?
方法是:测量主动导体(例如仪器金属外壳)到MPEC(PCC)之间的电阻,见下图:
图21保护接线电阻的测量
若测试结果不满足:RPE≤UL/Ia(其中:UL为*大接触电压,Ia为设备额定电流),则需要辅助接地。(因为接地电阻过大!)
一旦进行辅助接地,*要检测其有效性。检测方法是:测量主动和被动导体之间的电阻,见下图。测量结果也要满足:R≤UL/Ia。
图22检查辅助接地的有效性
在实际情况中,主接地的接地电阻常常会超过标准值,尤其是存在过电流保护装置的情况下。
图23短路时,测量被动导体的接触电压
测试仪器将会短暂地承受火线L和保护线PE之间的电压(测试电流可能高达23A)。测试电流可能会引起负载和MPEC(PCC)之间产生压降。
值得注意的是,测试回路中不能有RCD(漏电保护)装置,否则会导致出错。因此若存在RCD装置,应将其短路。

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建筑电气装置的测量
除了测量之外,对设备的外观检查也很重要(比如绝缘材料的颜色,导体型号,可靠的接地,使用的材料)。同时,在想要了解电气装置的功能时,需进行一些功能测试,比如电机转动方向,加热系统等。本文将详细讨论测量原理及实践。
不论使用哪种测量仪器测量参数(绝缘电阻,接地电阻,故障回路阻抗等),测量结果都必须是正确可靠的。
由于存在误差,测量结果必须进行校正。EN61557标准规定了不同参数的*大允许误差。
参数 允许误差 测量结果的校正 绝缘电阻 ±30% R×0.7 故障回路阻抗 ±30% Z×1.3
保护导体等的电阻 ±30% R×1.3 接地电阻 ±30% R×1.3 接触电压 (+20%/-0%)UL
R+5V(UL=25V) R+10V(UL=50V) RCD断电时间 (±10%)tL R+0.1tL(标准RCD)
R+0,1tLmax.(Sel.RCD) R–0,1tLmin.(Sel.RCD) RCD断电电流 (±10%)IΔN
R+0,1IDN(上限) R–0,1IDN(下限) 表1.测量结果校正 其中: R:仪器的测量结果
UL:*大接触电压(25或50V) tL:RCD断开时间 tLmax:RCD断开时间*大值
tLmin:RCD断开时间*小值 IΔN:RCD额定差动电流 2.1、绝缘电阻
电气装置的带电部分及主动导体(例如仪器外壳)之间的绝缘电阻,是防止人体接触到电源电压的*基本的安全参数。带电体之间可能存在短路及漏电流,故带电体间的绝缘电阻也非常重要。
图8.接线柜绝缘失效情况
上图显示了由于接线柜绝缘材料的失效,相线与金属外壳之间绝缘失效。此时产生一个故障电流If,流向保护线并经过接地电阻流向大地。在RE上产生的压降称为故障电压。
不同的绝缘材料适用于不同的场合,例如电缆,连接部分,配电柜绝缘材料,开关,电源插座,外壳等。不论使用什么样的绝缘材料,绝缘电阻应该达到规定的大小,因此需要测量绝缘电阻。
2.1、绝缘电阻测量的介绍
电气装置*次与主电源连接之前需要测量绝缘电阻。测量时,应闭合所有的开关,断开所有的负载,以确保测量不受负载的影响。
测量原理如下: 图9.绝缘电阻测量原理 U-I原理 测量结果=Ut/I=Ri 其中:
Ut:直流测试电压(由电压表V测量)
I:经过绝缘电阻Ri的测试电流(由电流计A测量) Ri:绝缘电阻
测试电压的选择,依赖于被测绝缘电阻所在主电源的额定电压,测试电压有以下几种选项:
•50VDC •100VDC •250VDC •500VDC •1000VDC 2.1.1、绝缘电阻的测量—导体之间
在所有导体之间进行绝缘电阻的测量,按照以下步骤:
•分别测量相线L1,L2,L3和中性线N之间的绝缘电阻
•分别测量相线L1,L2,L3和保护线PE之间的绝缘电阻 •分别测量相线L1和L2、L3
•测量相线L2和L3 •中性线N和保护线PE之间 图10.绝缘电阻测量示例 注意:
•开始测量前关闭主电源! •测试过程中所有开关要闭合!
•测试过程中所有负载要断开! 下表显示了绝缘电阻*小值的规定 电源额定电压
额定测试电压(V) 所允许的绝缘电阻*小值(MΩ) 安全低电压 250V 0.25
安全低压~500V 500V 0.5 大于500V 1000V 1.0
表2.相线之间绝缘电阻的*低允许值 2.1.2、不导电的墙体和地板
在某些场合下,我们会期望房间与保护接地导体间完全绝缘(例如:在实验室中进行特殊的试验等)。在这种房间内不会受到电击,地板和墙都是由绝缘材料做成,且在安装电气设备时应满足:
•出现绝缘故障的情况下,不可能同时触碰到电位不同的导体
•不可能同时触碰到主动及被动导体
在这种房间内,将故障电流引入到大地的保护接地线PE是不允许存在的。
绝缘的墙和地板保护操作者在绝缘故障的情况下不受电击。
使用绝缘电阻测试仪,测量非导电的墙和地板的绝缘电阻时,应按照以下步骤进行(使用下述特殊的测量电极)。
图11.测试电极
在测试电极和保护接地PE间进行测量,注意保护接地PE一定是在房间外。
为确保接触良好,应在测试电极和被测物(墙体或地板)之间放一块潮湿的布。测量时,应对电极施加一定的压力(地板测量时施加750N,墙体测量时施加250N)。
测试电压为: •500V:对地的额定电压小于500V •1000V:对地额定电压大于500V
正确的测试结果应大于: 50kΩ:对地的额定电压小于500V
100kΩ:对地额定电压大于500V 注意:
•测量时*好使用电压测试的两极(反向的测试端),并对测量结果取平均值。
•等测量结果稳定后再读数。 图12.墙和地板绝缘电阻的测量