اصول اندازه‌گیری و محدودیت امپدانس حلقه اتصال کوتاه

اصول اندازه‌گیری و محدودیت امپدانس حلقه اتصال کوتاه  

دامنه کاربرد تست

این تست در جهت تایید موارد ذیل انجام می‌پذیرد:

سلامت کلید‌های حفاظتی اضافه جریان و کلید‌های RCD

تایید مقادیر امپدانس حلقه خطا، جریان خطای قابل پیش بینی و ولتاژ خطا

امپدانس حلقه و جریان خطای قابل پیش بینی در سیستم‌های TN:

 ZT امپدانس ثانویه ترانسفورماتور قدرت 

ZL امپدانس سیم کشی فاز از نقطه منبع تا خطا

RPE مقاومت سیم کشی سیم حفاظتی PE/PEN

امپدانس حلقه جمع امپدانس‌ها و مقاومت‌هایی می‌باشد که تشکیل دهنده حلقه خطا است

جریان خطای قابل پیش بینی به شکل زیر معرفی می‌گردد

حلقه اتصال کوتاه در سیستم TN

حلقه خطا، امپدانس خطا و جریان خطای قابل پیش بینی در سیستم TT

امپدانس حلقه جمع امپدانس‌ها و مقاومت‌هایی می‌باشد که تشکیل دهنده حلقه خطا است

• ZT امپدانس ثانویه ترانسفورماتور قدرت
• ZL امپدانس سیم کشی فاز از نقطه منبع تا خطا
• REH+RPEh مقاومت سیستم ارتینگ شامل هادی PE از نقطه خطا تا نقطه سیستم ارتینگ)
• REd مقاومت سیستم ارتینگ در نقطه منبع یا توزیع ( ترانسفورماتور یا ژنراتور)

حلقه خطا در سیستم TT

مثال:

مقاومت داخلی سیستم  (RL+RPE ) TNبرابر باΩ 0.25 می‌باشد. اندو کتانس سلفی ترانسفورماتور نیز برابر با 0.4 (Ω 0.03 در فرکانس Hz 50) می‌باشد. امپدانس حلقه سیستم برابر با Ω 0.28 می‌باشد.

مقدار جریان IPFC براساس مقاومت اندازه‌گیری شده در ولتاژ 207 ولت برابر با 828 آمپر و برابر 739 آمپر بر اساس امپدانس اندازه‌گیری شده می‌باشد. در این اندازه‌گیری اگر فقط مقاومت حلقه خطا ملاک عمل قرار گیرد، در انتخاب فیوز و کلید حفاظتی دچار اشتباه و خطا می‌شویم.

• اثربخشی و عملکرد مطلوب کلید‌های حفاظت اضافه بار
• جهت مشخص نمودن امپدانس‌های داخلی و افت ولتاژ خط

امپدانس فاز به نول و جریان اتصال کوتاه موثر در آینده
حلقه اتصال کوتاه فاز به نول شامل امپدانس‌های ذیل می‌باشد:

• امپدانس ثانویه ترانسورماتور ZT
• امپدانس سیم فاز از نقطه مبدا تا نقطه اعمال خطا ZL
• امپدانس سیم نول از نقطه مبدا تا نقطه اعمال خطا ZN

مقدار امپدانس فاز به نول شامل مجموع امپدانس‌ها و مقاومت‌های حلقه فاز به نول می‌باشد. در سیستم سه فاز سه امپدانس فاز به نول وجود دارد: ( ZL1-N، ZL2-N و ZL3-N)

جریان مدار اتصال کوتاه موثر در آینده از معادله ذیل به دست می‌آید:

IPSC می‌بایست بالاتر از میزان Ia ( جریان در زمان قطع نامی) یعنی حداکثر جریان اتصال کوتاه نامی قابل تحمل کلید حفاظتی اضافه بار باشد.
میزان امپدانس مدار فاز به نول می‌بایست به قدر کافی پائین باشد به طوری که جریان اتصال کوتاه موثر در آینده (قابل تحمل در مدار) به اندازه کافی بالا باشد و کلید حفاظتی نصب شده در زمان مناسب طراحی شده، حلقه اتصال کوتاه را قطع نماید تا از آسیب به مدار جلوگیری نماید. محدودیت جریان و امپدانس به نوع فیوز، میزان جریان و زمان قطع آن بستگی دارد.

امپدانس فاز به فاز و جریان اتصال کوتاه موثر در آینده
حلقه اتصال کوتاه فاز به فاز شامل امپدانس های ذیل می‌باشد:

• امپدانس ثانویه ترانسورماتور ZT
• امپدانس سیم فاز اولیه از نقطه مبدا تا نقطه اعمال خطا ZLX
• امپدانس سیم فاز اولیه از نقطه مبدا تا نقطه اعمال خطا ZLY

مقدار امپدانس فاز به فاز شامل مجموع امپدانس‌ها و مقاومت‌های حلقه فاز به فاز می‌باشد. در سیستم سه فاز سه امپدانس فاز به نول وجود دارد: ( ZL1-L2، ZL2-L3 و ZL3-L1)

جریان مدار اتصال کوتاه موثر در آینده از معادله ذیل به دست می‌آید:

IPSC می‌بایست بالاتر از میزان Ia ( جریان در زمان قطع نامی) یعنی حداکثر جریان اتصال کوتاه نامی قابل تحمل کلید حفاظتی اضافه بار باشد.
میزان امپدانس مدار فاز به فاز می‌بایست به قدر کافی پائین باشد به طوری که جریان اتصال کوتاه موثر در آینده (قابل تحمل در مدار) به اندازه کافی بالا باشد و کلید حفاظتی نصب شده در زمان مناسب طراحی شده، حلقه اتصال کوتاه را قطع نماید تا از آسیب به مدار جلوگیری نماید. محدودیت جریان و امپدانس به نوع فیوز، میزان جریان و زمان قطع آن بستگی دارد.

اصول اندازه گیری و محدودیت‌ها

مقاومت خط/ امپدانس خط
امپدانس خط شامل قسمت‌های مقاومتی و سلفی در مدار حلقه اتصال کوتاه می‌شود. بیشتر خاصیت سلفی امپدانس مربوط به ترانسفورماتور می‌باشد و خاصیت مقاومتی امپدانس بابت مدار مسی کل حلقه می‌باشد. در حالت کلی اگر امپدانس کل حلقه بزرگتر از 4/0 اهم باشد، قسمت سلفی قابل صرف نظر می‌باشد. در مصارفی که تست نزدیک به ترانسفورماتور انجام می‌پذیرد ( در فواصل کمتر از 50 متر)، مقدار سلفی و مقاومتی مقادیری نزدیک به یکدیگر دارند و خاصیت سلفی قابل صرف نظر کردن نبوده و می‌بایست در محاسبات لحاظ گردد.

اندازه گیری امپدانس خط
دستگاه تست به ولتاژ اصلی متصل می‌گردد، افت ولتاژ در دو حالتی که مقاومت بار داخل مدار بوده یا نباشد سنجیده می‌گردد این مقدار بر میزان جریان تست که حاصل تقسیم میزان ولتاژ دو سر مقاومت بار بر مقدار مقاومت است تقسیم شده و میزان مقاومت خط بدست می‌آید.

محدودیت مقادیر
معادله ذیل می‌بایست برآورده گردد:

شکل اتصال دستگاه تست LINE

 اتصال دستگاه در تابلو جهت نصب تک فاز

 اتصال دستگاه در تابلو جهت نصب سه فاز




 اتصال دستگاه در پریز یا تجهیز جهت نصب تک فاز