Bestimmung der Berührungsspannung und Schrittspannung beim Betrieb elektrischer Geräte
Die Berührungsspannung unter Betriebsbedingungen wird nach der Amperemeter-Voltmeter-Methode bestimmt. Die Kontaktspannung nach dieser Methode wird als Potentialdifferenz zwischen den geerdeten berührbaren Metallteilen von Geräten oder Strukturen und der Potentialelektrode gemessen, bei der es sich um eine quadratische Metallplatte mit den Maßen 25 * 25 cm2 handelt, die die Fußsohlen einer stehenden Person imitiert an einem Kontrollpunkt am Boden oder auf dem Boden.
Der Widerstand des menschlichen Körpers wird durch den Ersatzwiderstand eines Voltmeters simuliert U und ein parallel geschalteter Widerstand R... Als Stromquelle der Schaltung wird üblicherweise ein Hilfstransformator verwendet, der durch einen elektronischen Kurzschluss eingeschaltet wird (EKZ) (Abb. 2, a). In Abwesenheit eines EKZ wird die Amperemeter-Voltmeter-Methode mit langfristiger Spannungsanlegung des geprüften Erders verwendet. In diesem Fall wird der Spannungswert aus dem langfristig zulässigen Strom ausgewählt, der durch den Stromkreis fließt.
In Fällen, in denen die Sekundärwicklung des Hilfstransformators einen von der Erde isolierten Nullpunkt oder eine Dreieckschaltung aufweist, wird ein Trenntransformator mit einer Sekundärspannung von bis zu 500 V verwendet (Abb. 2, b).
Reis. 1. Schema zur Messung der Berührungsspannung mit der Amperemeter-Voltmeter-Methode: Rh – Erdungsgerät; ZO-Erdungsausrüstung; R – Widerstand, der den Widerstand des menschlichen Körpers simuliert; Rn – Potentialelektrode (Sonde); Rv – Hilfselektrode
Reis. 2. Schaltungen von Stromkreisen bei der Messung von Berührungsspannungen nach der Amperemeter-Voltmeter-Methode: und unter direkter Verwendung eines Hilfstransformators (TSN); b Verwendung eines Hilfstransformators (TSN), der über einen Trenntransformator angeschlossen ist
Die gemessenen Berührungsspannungen werden an den Bemessungserdschlussstrom und an die saisonalen Bedingungen angepasst, unter denen die Berührungsspannungen am stärksten sind.
Un = (Uunit xAzz)(1000 + RHC)/Uunit (1000 +Rn2),
wobei Umeas der gemessene Wert der Berührungsspannung bei einem Strom im Messkreis gleich der Einheit A ist; 1 % berechnet für die Erdungseinrichtung, Azh – Erdschlussstrom (der von der geprüften Erdungseinrichtung in den Boden fließt); Rp-Widerstand der Potentialelektrode gemessen gemäß dem in Abb. gezeigten Schema. 3 und die Bedingungen, unter denen die Messung von Up durchgeführt wird (trockener Boden wird unter der Elektrode Rn in einer Tiefe von 2–3 cm angefeuchtet); Rp2 ist der Mindestwert des Widerstands der Potentialelektrode, der durch Messung nach dem gleichen Schema ermittelt wird, jedoch mit künstlich angefeuchtetem Boden in einer Tiefe von 20 bis 30 cm (wenn der Boden während der Messungen in einer Tiefe von 30 bis 30 cm angefeuchtet wird). 40 cm, dann anstelle des Korrekturfaktors 1000 + Rp / 1000 + Rp2 (es wird ein Koeffizient von 1,5 angewendet).
Reis. 3.Schema zur Messung des Widerstands einer Potentialelektrode
Bei der Ermittlung der Berührungsspannung in Stromkreisen mit Hilfstransformator kann der Messstrom zu hohe Werte erreichen. Daher müssen Messungen im Stromkreis im sogenannten intermittierenden Modus durchgeführt werden. Zu diesem Zweck wird ein elektronischer Kurzschlussschalter, beispielsweise ITK-1, in den Stromkreis eingebunden und als Spannungsmesser ein Impulsvoltmeter verwendet (siehe Abb. 2).
Neben der Amperemeter-Voltmeter-Methode kann die Spannung im Stillstand mit speziellen Geräten gemessen werden – den sogenannten «Berührungsmessgeräte».
Die Stufenspannung kann nach der Amperemeter-Voltmeter-Methode mit einem Schweißtransformator ermittelt werden (Abb. 4).
Reis. 4. Stufenschaltung zur Spannungsmessung mit zwei Voltmetern und einem Amperemeter unter Verwendung eines Schweißtransformators: 1 – Umspannwerkstransformator; 2 – unipolarer Schalter; 3 – Spartransformator; 4 – Schweißtransformator; 5 Stromverteilerschrank; 6, 7 – Messplatten; 8 – Widerstand; 9 – Transistorvoltmeter; 10 – Metallstruktur
Der Messkreis enthält zwei Potentialelektroden, bei denen es sich um quadratische Metallplatten von jeweils 25×25 cm2 handelt. Die Platten ahmen die Fußsohlen einer auf dem Boden oder Boden stehenden Person nach. Der Abstand zwischen den Platten sollte dem berechneten menschlichen Schritt entsprechen und 0,8 m betragen. Die Bodenoberfläche wird an den berechneten Punkten bis zu einer Tiefe von 2 – 3 cm angefeuchtet Auf jeden Teller werden 50 kg gelegt.
Die Stufenspannung wird durch die Formel bestimmt:
Uw = (Unn xUe) /UT
wobei Unn – mit einem Voltmeter gemessene Spannung zwischen zwei Platten, V; Ue- Phasenspannung des Netzwerks, V; UT – Spannung an der Sekundärwicklung des Schweißtransformators.