De ce este necesara testarea impedantei buclei de defect?

Bucla de defect este traseul urmat de curentul de defect, atunci cand apare o impedanta redusa intre conductorul de faza si pamant, adica un scurtcircuit. Curentul de defect, este condus in aceasta bucla de tensiunea de alimentare. Cu cat este mai mare aceasta impedanta a buclei de defect cu atat va fi mai mic curentul de defect si cu atat mai mult timp va lua dispozitivului de protectie al circuitului sa functioneze, adica sa intrerupa alimentarea.

Asadar pentru a ne asigura ca protectia functioneaza suficient de repede, impedanta buclei de defect pentru circuitul testat, trebuie sa fie cat mai mica. Toate circuitele instalatiei electrice trebuiesc testate pentru a ne asigura ca impedanta buclei de defect (Zs) nu depaseste specificatiile dispozitivului de protectie al circuitului.

Este recomandat ca prima data sa fie testata impedanta buclei de defect externe (Ze), impedanta ce se masoara la nivelul TEG, la bornele de intrare ale intreruptorului general.

O protectie adecvata impotriva socurilor electrice, este data in cazul sistemelor de distributi de tip TT, daca este respectata relatia Ra x Ia < 50V, unde Ra - este rezistenta de legare la pamant si Ia - este curentul nominal al intreruptorului.

Bucla de scurgere la pământ  (bucla de defect) pentru un sistem TT este alcǎtuitǎ din urmatoarele componente:

  Conductorul de faza de la transformatorul sursei de alimentare pȃna la locul de defect
  Sistemul de conductoare de protecție al circuitului în cauzǎ
  Terminalul de împamantare principală din tabloul electric (bara principala PE)
  Conductorul (racordul) de legare la pamant
  Electrodul prizei de împamantare
  Masa pamantului
  Electrodul prizei de pamant al sursei de alimentare (priza postului trafo furnizor energie electrica)
  Conductor de legare la pământ al furnizorului de energie electricǎ
  Infasurarea secundara a transformatorului de alimentare cu energie electrica

 De ce este important sa cunoastem valoarea impedantei buclei de defect?

Cunoscȃnd impedanta buclei de defect şi tensiunea de alimentare a unui circuit, putem calcula curentul de punere la pământ (curentul prezumat de scurtcircuit) în cazul unui defect.

Acest test este esential, deoarece in cazul unui scurtcircuit cand un conductor activ atinge un alt conductor activ sau legat la pamant, exista riscul de soc electric prin electrocutare sau acel scurtcircuit poate sa genereze suficienta caldura pentru a provoca un incendiu.

In mod normal protectia (intreruptorul  automat) va intrerupe circuitul defect, dar sunt situatii cand curentul de scurtcircuit dintr-o instalatie electrica este insuficient de mare pentru a declansa rapid dispozitivul (aparatele) de protectie, care ar avea un timp mult prea mare pentru a se activa si intreupe alimentarea.

Aceasta intarziere poate fi extrem de periculoasa pentru viata oamenilor si extrem de dezastruoasa pentru propietatea si imobilul dumneavoastra. Prin urmare este necesar sa stim daca impedanta caii curentului de defect este suficient de scazuta pentru a permite scurgerea spre pamant a curentului de defect, iar dispozitivul de protectie va functiona in cel mai scurt timp si in conditii de siguranta.

In sistemele TN (neutrul legat la pamant), este necesar masurarea impedanta buclei de scurtcircuit si verificarea caracteristicilor dispozitivului de protectie asociat.

Cunoasterea impedantei buclei de scurtcircuit face posibila calcularea curentului de defect (PFC), in orice punct al instalatiei si astfel ne putem asigura ca toate dispozitivele de protectie instalate sunt dimensionate corect pentru a inlatura orice potential curent de defect.

Pentru a va asigura protectia funcționeaza suficient de repede, impedanta buclei trebuie sa fie scăzuta. Fiecare circuit trebuie sa fie testat pentru a se asigura ca impedanta buclei de scurtcircuit nu depaseste valoarea specificata pentru dispozitivul de protectie in cauza. 

Un exemplu practic este dat de urmǎtoare situatie:

 Tensiunea de alimentare a circuitului U de 230V
 Protectie, un întreruptor automat de 16 A
 Impendanța buclei de defect are o valoare de 1,2 Ω.

Valoarea curentului de defect (prezumat) în cazul unei puneri la pǎmȃnt este dat de relatia

I = U/Zs

I = 230/1,2 = 191,66 A

Acest nivel al curentului de punere la pamant va determina protectia (întreruptorul automat al circuitului) să funcționeze rapid. Timpul necesar pentru a deconecta circuitul nu trebuie sa depaseasca o anumita valoare ce este prevazuta în standarde. În funcție de tipul şi tensiunea de alimentare a retelei, acesta trebuie sǎ aibǎ valori cuprinse între 0,2 – 0,4s

Orice curent de sarcină al circuitului mai mare decȃt curentul de defect,va determina protecția să funcționeze ceva mai repede. 

Cu toate acestea, curentul de sarcină nu trebuie să fie luat în considerare atunci când se verificǎ timpul de deconectare a unei protecții, deoarece este posibil ca sarcina să nu poate fi conectatǎ atunci când are loc o defecțiune (o punere la pǎmȃnt).

Testele de verificare a impedantei buclei de defect, trebuie să fie efectuate la originea instalației, la fiecare tablou de distribuție, la toate echipamentele fixe, la toate prize, la 10% din circuitele de iluminat (se aleg punctele cel mai îndepărtate de alimentare).

Cum poate fi realizata masurarea impedantei buclei externe?

Masurarea impedantei buclei externe (Ze) se realizeaza pe partea de alimentare la nivelul intreruptorului general si bara principala PE, de legare la pamant, cu intreruptorul general deconectat si toate circuitele izolate. Conductorul de legare la pamant al sursei de alimentare trebuie sa fie deconectat de instalatia de legare la pamant a sistemului supus testarii.

Masurarea impedantei buclei externe a sursei de alimentare -Ze, va confirma punerea la pamant si impedantea buclei externe ca suma a rezistentelor:

 Bobinelor transformatorului de alimentare
 Conductorului de faza
 Conductorului de protectie - PEN

fara rezistenta de legare la pamant a sistemului testat (a imobilului la care se fac masuratorile).

Masurarea impedantei buclei de defect - Zs 

Masurarea impedantei buclei de defect (scurtcircuit) se poate masura pentru bucla formata intre oricare dintre fazele retelei de alimentare (l1 - L2 - L3) si nulul de lucru (N), sau intre fazele retelei de alimentare si nulul de protectie (PE). Vom avea astfel urmatoarele circuite ale bucle de defect: L - N / L- L / L - PE.

Daca tensiunea intre conductorul neutru (N) si conductorul de protectie (PE), este mai mare de 50 V (valoarea maxima admisa), masuratoarea nu poate fi realizata.

Inainte de masurarea impedantei buclei de defect este necesar sa fie realizata masurarea continuitatii conductoarelor de protectie pentru circuitul/circuitele testate.

Masurarea impedantei buclei de defect - Zs, trebuie realizata pentru toate circuitele instalatiei electrice (circuite de iluminat, dar si circuite de priza) si ce este foarte important este ca acest test trebuie realizat obligatoriu in cel mai indepartat punct al circuitului.

Aceste masuratori se pot realiza cu ajutorul unui tester special ce poate fi conectat la priza, printr-o fisa dedicata acestui lucru. Inainte de efectua masuratoarea, testerul trebuie sa fie setat in functie de parametrii dispozitivului de protectie al circuitului respectiv si anume:

 Tipul dispozitivului de protectie ( siguranta fuzibila, intreruptor automat electromagnetic, intreruptor diferential)
 Curba de declansare (B, C sau D)
 Curentul nominal

Avand toti acesti parametrii setati, se apasa butonul de test si dupa un timp de aproximativ 30 de secunde, testerul va afisa:

 Tensiunea UL - PE /UL - N
 Curentul prezumat de scurtcircuit - Ik
 Impedanta buclei de defect - Zs

In circuitele electrice in care se folosesc dispozitive diferentiale de protectie cu valoare nominala de 30mA, se poate intampla ca suma curentilor de scurgere din instalatie si a curentului de test sa declanseze diferentialul.

Daca testerul nu are o astfel de functie care sa permita masurarea impendantei buclei de defect pentru circuitele protejate de intreruptore diferentiale, atunci va trebui sa incercam sa reducem curentul de scurgere din reteaua testata, prin deconectarea sarcinilor (consumatorilor).

In timpul masurarilor buclei de defect, nu trebuie sa atingeti elementele legate la pamant si nici alte elemente active ale instalatiei electrice.

Curentul prezumat de scurtcircuit - Ik sau PSC

Valoarea acestui curent este determinata de tensiunea de alimentare si de impedanta buclei (caii) curentului de defect. Masurarea curentului prezumat de scurtcircuit poate fi folosita pentru a verifica functionalitatea dispozitivelor de protectie (a timpului de declansare). Asa cum am aratat si mai inainte curentul prezumat de scurtcircuit poate fi masurat pentru circuitele L - N sau L - PE.

Folosind caracteristicile timp - curent (curba de declansare) pentru intreruptorul circuitului testat si curentul prezumat de scurtcircuit afisat (Ik), se poate citi timpul de declansare al intreruptorului. Prin compararea timpului de declansare stabilit pe baza caracteristicilor de declansare ale intreruptorului, cu timpul maxim dat de standard, se poate determina daca cerintele stabilite sunt indeplinite.

Majoritatea testerelor nu afiseaza timpul de declasare al intreruptorului, dar afiseaza ca pozitiv sau negativ rezultatul inregistrat, plecand de la caracteristicile setate pentru intreruptorul circuitului testat.