Okresowe badania instalacji elektrycznych

Okresowe badania instalacji eletrycznych to nie tylko przymus, narzucony przez Prawo Budowlane. Wykonanie pomiarów, zwieńczonych protokołem odciąża właściciela z odpowiedzialności za ewentualne wypadki czy usterki instalacji.

 

Kiedy należy wykonać pomiary elektryczne?

Pomiary powinno wykonywać się dla każdej nowej i modernizowanej instalacji przed dopuszczeniem jej do eksploatacji.

Ponadto należy wykonywać pomiary okresowe, określone w art. 62 Prawa Budowlanego:

"Obiekty budowlane powinny być w czasie ich użytkowania poddawane przez właściciela lub zarządcę (...) kontroli, nie rzadziej niż raz na 5 lat (...) kontrolą tą powinno być objęte również badanie instalacji elektrycznej i piorunowej"

Polska Norma PN-HD 60364-6 podaje wykaz obiektów, w których zaleca się stosowania krótszych okresów, a za dobrą praktykę przyjmuje 1 rok między badaniami:

  • miejsca pracy lub pomieszczenia, w których występuje ryzyko porażenia elektrycznego, pożaru lub wybuchu spowodowanego degradacją,
  • miejsca pracy lub pomieszczenia, w których znajdują się instalacje zarówno niskiego, jak i wysokiego napięcia,
  • obiekty komunalne,
  • tereny budowy,
  • instalacje bezpieczeństwa (np. oświetlenia awaryjnego)

Dlaczego trzeba wykonywać pomiary?

Po pierwsze dlatego, że musimy dostosować się do aktualnych przepisów Prawa budowlanego, m.in art.5 i art. 62.

Warto zaznaczyć, że wykonanie pomiarów, zwieńczonych protokołem odciąża właściciela z odpowiedzialności za ewentualne wypadki czy usterki instalacji.

Trzeba zdawać sobie sprawę z faktu, iż firmy ubezpieczeniowe wymagają eksploatowania budynku zgodnie z Prawem Budowlnanym. Dlatego brak aktualnego protokołu z pomiarów może być podstawą do odrzucenia wniosku o wypłatę odszkodowania w wypadku ewentualnej usterki instalacji elektrycznej, spowodowanej pożarem czy uderzeniem pioruna.

Co wchodzi w zakres okresowych pomiarów?

Zakres pomiarów, powinien składać się z następujących czynności:

  1. oględziny instalacji
  2. sprawdzenie ciągłości przewodów ochronnych
  3. pomiar rezystancji izolacji
  4. sprawdzenie ochrony przeciwporażeniowej
  5. pomiary rezystancji uziemień
1. Oględziny instalacji

Wstępne badanie wzrokowe instalacji jest zawsze pierwszym działaniem jakie należy wykonać przed używaniem jakichkolwiek narzędzi. Może dać odpowiedzi na wiele pytań  i dlatego nie należy go bagatelizować. W trakcie oględzin należy sprawdzić poniższe punkty:

  • stan przewodów oraz ich poprawność połączeń
  • stan listew zaciskowych
  • sposób ochrony przed porażeniem
  • nastawy zabezpieczeń
  • dobór przewodów z uwagi na obciążalność prądową
  • występowanie schematów elektrycznych, tabliczek informacyjnych
  • dostępność urządzeń, umożliwiającą ich wygodną obsługę
2. Sprawdzenie ciągłości przewodów ochronnych

Pomiar ma na celu sprawdzenie ochrony przed dotykiem bezpośrednim, występującym w przypadku przebicia do obudowy. Polega na zmierzeniu rezystancji R, między każdą częścią przewodzącą dostępną i główną szyną wyrównawczą.

Pomiar należy przeprowadzić przy użyciu źródła prądu stałego lub przemiennego o napięciu od 4V do 24V bez obciążenia oraz prądem przynajmniej 0,2 A.

Zgodnie z normą PN-IEC 60364-6-61 zmierzona rezystancja powinna spełniać warunek:

R≤Uc/Ia

Uc – spodziewane napięcie dotykowe w zależności od czasu wyłączenia (wg. Tab.1)

Ia – prąd wyzwalający urządzenie ochronne w wymaganym czasie (od 0,1s do 5s)

 

Tabela 1               Spodziewane napięcie dotykowe Uc w zależności od czasu wyłączenia

Czas wyłączenia [s] Spodziewane napięcie dotykowe [V]
0,1 350
0,2 210
0,4 105
0,8 68
5 50

 

W przypadku połączeń miejscowych i wszystkich takich, które budzą zastrzeżenia za dobrą praktykę przymuje się:

R≤UL/Ia

UL – Dopuszczalne długotrwałe napięcie dotykowe (50V warunki normalne, 25V warunki o zwiększonym niebezpieczeństwie)

Pomiar ciągłości przewodów ochronnych można wykonać metodą techniczną, z zastosowaniem poniższego wzoru:

R=U1-U2/I

U1 – napięcie w stanie bez obciążenia

U2 – napięcie pod obciążeniem

I – prąd przy obciążeniu

 

Rys. 1 Układ do pomiaru rezystancji przewodów ochronnych metodą techniczną

 

 

3. Pomiar rezystancji izolacji

Pomiar należy przeprowadzić w instalacji odłączonej od zasilania.

Należy mierzyć rezystancję między kolejnymi parami przewodów czynnych a ziemią, gdzie przewód N jest traktowany jako czynny, za to PEN jako ziemia. Kolejne pomiary dla sieci TN-S: L1-N, L2-N, L3-N, L1-PE, L2-PE, L3-PE, N-PE, L1-L2, L1-L3, L2-L3. W przypadku układu TN-C pomiarów będzie mniej.

Dla urządzeń, które podczas pracy znacznie się nagrzewają należy przeprowadzić pomiar w stanie nagrzanym.

W przypadku pomiaru rezystancji izolacji, gdzie występują układy elektroniczne należy przeprowadzić pomiar między złączonymi przewodami czynnymi i ziemią w celu uniknięcia ich uszkodzenia.

Nie wolno podawać wysokiego napięcia pomiarowego na elementy energoelektroniczne, ponieważ spowoduje to ich zniszczenie. Na przykład dla pomiaru rezystancji kabla zasilającego silnik asynchroniczny, sterowany po przez falownik. Należy zmierzyć osobno odcinki przewodu do i od falownika.

Na rezystancję izolacji ma wpływ wiele czynników:

  1. Wilgotność powietrza
  2. Temperatura – pomiar należy wykonywać w temperaturze 20oC. W przypadku innej temperatury należy stosować współczynnik przeliczeniowy K20
Temperatura oC 4 8 10 12 16 20 24 26 28
Współczynnik K20 dla uzwojeń silnika 0,63 0,67 0,7 0,77 0,87 1,0 1,13 1,21 1,30
Izolacja kabla papierowa 0,21 0,30 0,37 0,42 0,61 1,0 1,57 2,07 2,51
gumowa 0,47 0,57 0,62 0,68 0,83 1,0 1,18 1,26 1,38
polwinitowa 0,11 0,19 0,25 0,33 0,625 1,0 1,85 2,38 3,125

Dla kabli z izolacją polietylenową nie ma potrzeby stosowania współczynnika przeliczeniowego z uwagi na wysoką rezystancję materiału.

  1. Napięcie – Pomiar wykonuje się prądem stałym oraz napięciem probierczym, wyższym od nominalnego. W zależności od napięcia znamionowego obwodu stosujemy poniższe napięcia probiercze:
Napięcie znamionowe badanego obwodu [V] Napięcie probiercze prądu stałego [V] Minimalna wartość rezystancji [MΩ]
≤ 50 (SELV, PELV) 250 ≥ 0,25
50 < U ≤ 500 500 ≥ 0,5
> 500 1000 ≥ 1,0

 

  1. Czas – Należy poczekać około 1 minuty przed odczytem danych. Jest to spowodowane występowaniem prądu pojemnościowego (ładowania) w pierwszej fazie pomiaru.
  2. Czystość powierzchni – Materiał powinien być oczyszczony i niezawilgocony

Do zmierzenia rezystancji izolacji stosuje się mierniki induktorowe bądź bateryjne. Te pierwsze wymagają od użytkownika kręcenia korbą w celu dostarczenia mocy do obwodu. W miernikach bateryjnych napięcie dostarcza przetwornica elektroniczna. Z doświadczenia wynika, że najbardziej pewnymi urządzeniami są mierniki induktorowe, jako że są w pełni niezależnymi źródłami mocy i są zawsze gotowe do pomiaru. Bardzo istotnym faktem jest również ich niezależność od stanu baterii.

 

4. Sprawdzenie skuteczności ochrony przeciwporażeniowej

4.1 Dla sieci TN (TN-C, TN-S, TN-C-S) ochronę przeciwporażeniową realizuje się przez podłączenie obudów odbiorników I klasy ochronności z przewodem ochronnym lub ochronno-neutralnym.

Ochrona jest skuteczna, przy spełnieniu poniższego warunku:

Zs≤U0/Ia

Zs – impedancja pętli zwarcia

Ia – prąd wyzwalający zabezpieczenie

U0 – napięcie fazowe sieci

Przy pomocy urządzeń pomiarowych przeprowadza się pomiar impedancji pętli zwarcia, natomiast prąd Ia można określić na podstawie charakterystyk czasowo-prądowych łącznika ochronnego lub w przypadku wyłączników nadmiarowo-prądowych po typie, tj dla B16 Ia=5x16A=80A, dla C16 Ia=10*16A=160A.

 

Rys. 2 Układ sieci TN-C
Rys. 3 Układ sieci TN-S
Rys. 4 Układ sieci TN-C-S

3.2 Dla sieci TT sprawdzenie skuteczności ochrony przeciwporażeniowej polega na uziemieniu obudów urządzeń I klasy ochronności.

Ochrona jest skuteczna, przy spełnieniu poniższego warunku:

RA x Ia ≤UL

RA – suma rezystancji uziomu i przewodu ochronnego łączącego części przewodzące dostępne z uziomem

Ia – prąd wyzwalający zabezpieczenie

UL – dopuszczalne napięcie dotykowe długotrwałe (50V dla warunków normalnych, 25V dla warunków o zwiększonym niebezpieczeństwie)

Rys. 5 Układ sieci TT

3.3 Sprawdzenie skuteczności ochrony przeciwporażeniowej w układzie IT polega na sprawdzeniu, czy przy pojedynczym zwarciu z ziemią spełniony jest warunek:

RA x Id ≤UL

Id – prąd pojemnościowy przy zwarciu z ziemią. Zazwyczaj powinien być podany w dokumentacji, można go również zmierzyć  symulując pojedyncze zwarcie przy pomocy rezystora ograniczającego.

Rys. 6 Układ sieci IT

Skuteczność ochrony przeciwporażeniowej przy podwójnym zwarciu:

  • Obwód IT bez przewodu neutralnego:

Zs≤√3xUo/2Ia

  • Obwód IT z przewodem neutralnym:

Zs≤Uo/2Ia

3.4 Badanie skuteczności ochrony przeciwporażeniowej obwodów, zabezpieczonych wyłącznikiem różnicowoprądowym

Pomiar powinien składać się z odpowiednich czynności:

– sprawdzenie działania, po przez wciśnięcie „TEST”

– sprawdzenie prawidłowości połączeń wszystkich przewodów

– pomiar prądu wyłączającego

– pomiar czasu wyłączenia

Norma PN-IEC 60364-6-61 podaje 3 metody sprawdzenia wyłącznika:

Medota 1 – układ pomiarowy bez użycia sondy

Zasada działania pokazana na rysunku 7. Zmienna rezystancja włączona między przewodem fazowym, za urządzeniem ochronnym a częścią przewodzącą dostępną chronionego odbioru. Przez zmianę rezystancji Rregulowany jest prąd ΔI aż do zadziałania urządzenia.

Rys. 7 Metoda 1

 

… ciąg dalszy już wkrótce …

 

Źródła:

  1. Egzamin kwalifikacyjny elektryków (D i E) w pytaniach i odpowiedziach. Zeszyt 9
  2. Władysław Orlik – Badania i pomiary elektroenergetyczne dla praktyków
  3. Fryderyk Łasak – Wykonanie odbiorczych i okresowych sprawdzań w instalacjach elektrycznych niskiego napięcia
  4. Jan Strzałka – Podstawowe wiadomości z zakresu bezpiecznej eksploatacji instalacji i urządzeń elektroenergetycznych
Okresowe badania instalacji elektrycznych

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *