5 úskalí při testování podzemních bateriových systémů se stejnosměrným proudem

Bateriový systém poskytuje pohotovostní a nouzové napájení pro provoz průmyslových spotřebních, komerčních nebo ochranných zařízení, jako jsou jednotky nouzového osvětlení, nepřerušitelné napájecí zdroje, systémy nepřetržitých procesů, provozní řídicí jednotky, součásti rozváděčů a ochranná relé. V nouzových situacích je zásadní, aby tato zařízení správně fungovala. Výpadek systému stejnosměrného proudu nebo jeho baterie může mít za následek provozní poruchu zařízení připojených k tomuto systému. V takovém případě může dojít ke ztrátě příjmů, poškození zařízení anebo zranění personálu. Proto je důležité mít na paměti možnost vzniku zemních spojení. 

Co je zemní spojení 

Zemní spojení je neúmyslný kontakt mezi vodičem pod napětím a zemí nebo uzemněným zařízením. Zpětná cesta poruchového proudu prochází uzemňovací soustavou a jakýmkoli personálem nebo zařízením, které se stanou součástí této soustavy (jsou s ní v kontaktu).

Často může plovoucí stejnosměrná soustava vytvořit uzemnění sama v sobě. Pokud je bateriový systém částečně nebo zcela uzemněn, vzniká na baterii zkrat, který může způsobit, že ochranné zařízení v případě potřeby nezafunguje. Mezi tyto příčiny patří netěsnost článků, koroze, prach, nečistoty, skřípnuté vedení, jiskry při svařování, poškození různými škůdci, špatná nebo stará izolace nebo vadná součástka.

Identifikace zemního spojení v bateriovém systému 

Komunální služby a průmyslové komplexy vynakládají značné úsilí na vyhledávání zemních spojení v bateriových systémech. Lokalizace těchto spojení není snadná. Mohou stále unikat detekci, což vede k časově náročnému procesu. Vyhledávání zemních spojení je částečně věda a částečně „umění“. Použitím vhodného nástroje lze většinu tohoto „umění“ při vyhledávání eliminovat, čímž se zkracuje doba hledání spojení.

Nalezení spojení závisí na mnoha okolnostech, včetně velikosti systému a jeho rozložení v závodě nebo objektu. Závisí také na přístupu do oblastí, panelů a rozvodných skříní. Znalost vedení kabelů v objektu nebo v závodě je výhodou. Při lokalizaci a odstraňování závad hrají rozhodující roli také nástroje. Důležité je používat dobré přístroje pro vyhledávání zemních spojení a mít k dispozici výkresy systému. Klíčové pro identifikaci místa zemního spojení v systému je také ruční nářadí, osobní ochranné prostředky, poznámkový blok a veškeré dostupné základní informace, například o nedávné instalaci nebo údržbě provedené v systému nebo o tom, zda v poslední době pršelo. 

Vyhledávání zemních spojení se zdá být jednoduché, že? Vysílač vyšle signál, ten projde zemním spojením a přijímač sleduje signál. Ale není tomu tak.

Identifikace obvodů pomocí signálu z vysílače může být komplikovaná. V systému stejnosměrného proudu může docházet k rušení a signál se může rozdělit na několik cest. Na kterou z nich zaměříte sledování? Která představuje skutečné spojení a která je zdánlivým spojením? Může se také jednat o slabý signál v důsledku spojení s vysokou impedancí. To by mohla způsobit vysoká svodová kapacita v obvodu.  Možností je také náhodné vypnutí obvodu při práci v rozvaděči. Zejména pokud jsou tam volné vodiče. Při hledání zemního spojení vám může pomoci znalost toho, jak se vyhnout úskalím při lokalizaci zemního spojení v bateriovém systému. 

Pět úskalí při vyhledávání zemních spojení 

• Ponechání zapnutého monitoru zemního spojení – Ponechání monitoru aktivního může vyvolat alarmy a komunikaci s řídicí jednotkou systému, v důsledku toho můžete při hledání zemního spojení obdržet nesprávný údaj. Před pokusem o vyhledání jakékoli spojení v systému nezapomeňte vypnout monitor zemních spojení.
• Bludná kapacita – Kapacita se chová jako proměnlivá impedance. To ovlivňuje střídavý a stejnosměrný signál. Pulzní stejnosměrný signál má nabíjecí účinek na kondenzátor. Energie impulzu se ukládá do kapacity. Amplituda impulzu je tlumená, což ztěžuje sledování. Tento problém se napraví zvýšením amplitudy nebo směru impulzu, přitom je třeba dbát na amplitudu, aby nedocházelo k neúmyslnému vypínání jističe. Obvody s vysokou kapacitou také odebírají proud ze zkušebního přístroje, což ztěžuje rozlišení mezi skutečný spojením a zdánlivým spojením. Použití kapacitního snímače pro určení fázového posunu umožňuje zjistit skutečné a jalové složky proudu. Zkoumají se obvody pouze s odporovým proudem.
• Neúmyslné vypnutí jističe – Obvodem, který vypíná jistič, může protékat proud zemního spojení. Nízká impedance odebírá vyšší proud, což způsobí vypnutí jističe. Vysoká impedance může nastat při aktivaci přepěťové ochrany, a ta může způsobit vypnutí jističe. S tímto jevem se vypořádáte tak, že odstraníte poruchu ze stejnosměrného systému, kde se porucha vyskytuje. Určete, na které straně se spojení nachází. To pomůže zabránit vynucenému průchodu sledovacího signálu na druhou stranu. Je také důležité pamatovat na to, že by se měly omezit parametry sledovacího signálu, zejména proto, že ke sledování není zapotřebí tolik signálu. V případě stejnosměrných impulzů to bude amplituda a doba trvání. Pro střídavý proud by to bylo napětí a proud.
• Potenciální šum v systému – Šum v systému může vypadat jako impulz v nástroji pro sledování. Pokud je velikost šumu vysoká, může i během impulzu a detekce šum působit rušivě. Pulzní výstup vyžaduje synchronizaci s přijímačem.
• Magnetizace CT – CT s čistě železným jádrem mají vysokou permeabilitu. Zátěž a nabíjecí stejnosměrný proud mohou působit magnetizaci. Odstranění CT z obvodu může být velmi obtížné. Nejlepší možností je použít CT s jádrem ze slitiny niklu. Ta se nesnadno magnetizuje a má vysokou permeabilitu. 

Dodržování kroků, jak se vyhnout úskalím, a používání správného přístroje pro sledování může vnést do procesu odstraňování poruch spolehlivost a efektivitu. Přístroj MGFL100 od společnosti Megger vám pomůže tuto práci zvládnout. Generuje alarm, pouze je-li identifikována skutečná závada. Je schopen provádět přímé měření odporu a bludné kapacity, stejně jako přímé měření poruchového a svodového proudu. Nabízí také nastavitelné limity proudu a napětí. To vše vám pomůže udržet stabilní napájení.