Elektrienergia kvaliteedi analüüs, koormusgraafiku ja lekkevoolu mõõtmine

Millest on toiteprobleemid põhjustatud?

Kehtiv standard EVS-EN 50160 „Elektrijaotusvõrkude pinge tunnussuurused“ lubab toitepinge üsna suurt kõikumist ja katkestusi, mis ei taga alati tööstustarbijale nõutavat elektrikvaliteeti, põhjustades tootmisseisakuid, seadmestiku tõrkeid või rikkeid. Pinge- ja koormuse kõikumised võivad põhjustada elektroonikaplokkide ootamatuid rikkeid.

Toiteprobleemid võivad olla põhjustatud ka tarbija enda seadmestikust ning nt ülekoormatud või vales režiimis töötavatest jaotusvõrgu osadest. On hulgaliselt elektriseadmeid, mis “solgivad” võrgupinget, koormates toiteliine voolu harmooniliste komponentidega, mille sagedus erineb võrgusagedusest. Sellised on näiteks mootorite juhtimiseks kasutatavad dioodalaldiga sagedusmuundurid ja mitmesugused impulsstoiteplokid. Moonutatud vool ja pinge võivad põhjustada häiringuid ja rikkeid elektriseadmete töös.

Kuidas mõõta elektrikvaliteeti?

Elektrienergia kvaliteedi analüüs nõuab erilisi, väga täpseid kiiretoimelisi salvestavaid automaatmõõteriistu, mis õige tulemuse saamiseks peaksid olema sertifitseeritud EN 61000-4-30 klassi A alusel. Voolutrafod peavad samuti olema täpsed eriti nurgaviga on kriitiline. Mõõtmine peab kestma niikaua, kuni kõik iseloomulikud pingehäiringuid või katkestused on salvestatud. Tüüpiline EVS-EN 50160 kohane elektrikvaliteedi mõõtmise kestus on 1 nädal. Täiendavalt saame teostada spektraalanalüüsi vastavalt EN 61000-4-7 kuni 63. järku kõrgema harmoonilise sageduseni ning väreluse ehk flikkeri mõõtmised erinevatel pingetel EN 61000-4-15 alusel. Kui pinge ülemäära kõigub, tuleb kasutada stabilisaatoreid või UPSe.

Mida on võimalik koormusgraafikutelt lugeda?

Koormusgraafik näitab graafiliselt tarbitava võimsuse või voolu (koormuse) ajalist jaotust nt töötsükli, tunni, päeva, nädala, kuu või aasta jooksul. Mõõdetud koormusgraafikute abil võib näiteks planeerida suuremate koormuste, salvestite või generaatorite tööaegu koormusmaksimumide piiramiseks või reaktiivenergia kompensaatorite juhtimiseks. Tippkoormuste vähendamine koormuste ajalise hajutamisega võimaldab vähendada peakaitsme voolu ning energiakadusid jaotusvõrgus. Koormusgraafiku mõõtmine on oluline osa energia-auditist.

Pikemaajaliste mõõtmiste tulemuste alusel saab kokku seada ka koormuse jaotuse astmikdiagrammi ehk histogrammi, mis annab ülevaate koormuste jaotumisest sageduse järgi, näiteks tulpdiagrammina. Histogrammi abil saab mugavalt teostada näiteks sagedusmuunduri tasuvusaja arvutusi.

Koormusgraafiku mõõtmiseks võib kasutada samu mõõteriistu mis elektrikvaliteedi mõõtmisel, aga tuleb toime ka lihtsama, näiteks impulssväljundiga või andmeliidesega energiaarvestiga. Ajaühiku impulsside loendamiseks või andmete lugemiseks automaatikavõrgust tuleb sel juhul kasutada sobivat andmesalvestit või programmeeritavat kontrollerit. Enamasti on otstarbekas elektrikvaliteedi ja koormusgraafikute mõõtmised teostada ühe ja sama mõõtmisega.

Mis põhjustab uit- ja lekkevoolu?

Paigaldise uit- ja lekkevoolude üheks sagedasemaks põhjuseks on neutraaljuhi ja kaitsemaanduse väärad ühendused, mistõttu neutraalivool kandub maandatud konstruktsioonidesse ja hakkab neid elektrokeemiliselt lagundama. Oleme taga ajanud ka uitvoole, mis võivad läbi söövitada isegi roostevabast terasest torustikke. Sellisel juhul tuleb teha maandusahelate täielik revisjon ja maandusvoolude mõõtmine. Lekkevoolu kontroll võimaldab teavitada isolatsiooni lekkest enne kaitsmete väljalülitumist. See kehtib eriti pikkamööda suurenevate lekkevoolude kohta, mis tekivad näiteks isolatsioonirikkel, liigvoolu või süsteemiosade muu ülekoormuse korral. Muudeks tõrgete allikateks on massilised võrgu tagasiside- või resonantsnähtused mittelineaarsete koormuste järjest suureneva arvu tõttu. Kui sellised ebaregulaarsed võrguparameetrid, nagu ülemäära kõrged harmoonilised voolukomponendid või lekkevoolud, õnnestub aegsasti kindlaks teha, on võimalik kavandada remondimeetmeid enne seadme riket, vältides,  vähendades või vähemalt planeerides seisakuid.

Miks on lekkevool ohtlik?

Lekkevoolud esinevad ka elektriseadmetes ja -masinates, kus need võivad rikkuda laagreid, reduktoreid vm osi, põhjustada korrosiooni, moonutada analoog- ja digitaalsignaale, kutsuda esile väärtalitlusi, rikkeid jne. Kasutajale kõige ohtlikum on lekkevool, mis võib pingestada seadme metallosad kaitsemaanduse ühenduse katkemise korral. Kõige suuremat ohtu inimesele võib tekitada näiteks lekkiva isolatsiooniga meditsiiniseade, mille metallelektroodid on patsiendiga vahetus ühenduses või isegi tema sees. Väga ohtlikud võivad olla ka lekkivad keevitusseadmed. Meditsiiniliste ja keevitusseadmete isolatsiooni ning lekkevoolude perioodiline kontroll on seetõttu kohustuslik. Muude elektriseadmete perioodilise kontrolli IEC ja EN standardid on juba mitu aastat Saksamaa eeskujul ettevalmistamisel, kuid areng on aeglane tugeva vastuseisu tõttu. Seadmete ja paigaldiste korrasolek on Seadme ohutuse seaduse alusel omaniku või tööandja vastutada. Energiatehnika OÜ saab teie seadmete elektriohutust testida.

Mida tuleb mõõtmisel arvestada?

Mõõtmiste ettevalmistamisel tuleb kindlasti arvestada konkreetse paigaldisega, mõõdetavate voolude, pingete, mõõtepunkti asukohaga ja eriti elektriohutuse tingimustega. Voolutrafode ja pingeproovikute paigaldus pinge all on ohtlik erivarustust nõudev operatsioon (kaarleegi põletuse ja elektrilöögi oht!). Tuleb arvestada, et pingemõõteahelad oleksid kaitstud lühise eest ja voolutrafode väljundid lühistatud (ohtlik kõrgepinge!). Neid tegevusi võib teha ainult pädev elektrik, kes tunneb paigaldise elektriskeemi ja elektriga seotud ohte, mõõteriistu, mõõtemetoodikat, töövõtteid, ja oskab kasutada mõõteriistu ning nende tarkvara. Kui teil sellist töötajat pole, ei tasu riskida elektrilöögi või tootmisseisaku ohuga. Energiatehnika OÜ insenerid on läbinud vastava koolituse Saksamaal firmas Gossen Metrawatt GmbH.

Võtke meiega julgesti ühendust, vajutades allolevale väljale, jätke oma kontaktandmed ja kirjeldage lühidalt oma paigaldist või seadet, selle nimivoolu, pinget ning mõõtmiste eesmärki (elektrienergia-audit, häiringute tuvastamine, tüübikatsed vm).