Trei măsurători efectuate la o priză vă pot oferi o înțelegere solidă a sursei de alimentare a circuitului ramificat al unei clădiri.

alimentare

Când clienții vă sună, deoarece problemele de funcționare ale unor echipamente de 120V îi determină să suspecteze alimentarea cu energie a instalației lor, trebuie să decideți de unde să începeți investigația. Nu treceți direct la panoul de distribuție care alimentează mai întâi circuitul. În schimb, uitați-vă mai întâi la priza cea mai apropiată de echipamentul cu probleme.

Următorul pas este să decideți ce măsurare să efectuați, dar aveți doar trei opțiuni dintre care să alegeți: tensiune fază-neutru, tensiune neutru-sol și tensiune fază-sol. Cu aceste măsurători, sunteți pe cale să răspundeți la următoarele întrebări:

  • Priza este cablată greșit?
  • Circuitul de ramificare este prea încărcat?
  • Încărcăturile electronice sensibile au tensiunea de care au nevoie?

Credeți sau nu, puteți obține atâtea informații din astfel de măsurători fundamentale, dar simple. Cele trei măsurători, toate luate la o singură priză, vă pot oferi o înțelegere solidă a sursei electrice a instalației și vă pot ajuta să identificați prizele neconectate.

Vezi si:
Carte electronică EC&M: o combinație letală
Obțineți aceste exemple din lumea reală de ce electricitatea și apa nu se amestecă. Descarcă acum.

Recipiente conectate greșit

S-ar putea să credeți că marea majoritate a prizelor de 120V sunt cablate corect, dar nu este cazul. De fapt, nu este neobișnuit să găsiți firele fierbinți și neutre sau firele neutre și de masă inversate sau scurtcircuitate.

Aceste condiții pot rămâne adesea nedetectate pentru o lungă perioadă de timp. Deoarece multe încărcături nu sunt sensibile la polaritate, ele funcționează destul de bine cu inversul neutru și la cald. Încărcările electronice, de exemplu, sunt, în general, indiferente la polaritatea AC, deoarece sursele de alimentare interne convertesc pur și simplu AC în CC.

Pe de altă parte, funcționarea sarcinilor electronice sensibile, cum ar fi echipamentele și instrumentele de calculator, depinde de o masă curată - una fără curent de sarcină și fără tensiune. O singură inversare a unui neutru și a unui sol poate compromite întregul sistem de sol.

Scenariu de depanare Office

Ați putea face o inspecție vizuală a fiecărei prize pentru cablarea corectă, dar ar fi nevoie de timp. Este mult mai ușor să efectuați măsurători cu un multimetru digital (DMM) sau un contor cu fixare cu capacitate de măsurare a tensiunii.

Să aruncăm o privire la un scenariu de depanare la un birou. Să presupunem că ați făcut următoarele măsurători de tensiune în timpul orelor de lucru și în condiții normale de încărcare:

Tensiune de fază (fierbinte) la neutru. Această măsurare este tensiunea pe care o va vedea sarcina. De obicei pe un circuit de 120V, ar trebui să obțineți o citire între 115V și 125V. Să presupunem că măsurați 118,5V.

Tensiune neutru la sol. Aceasta este o măsurare a căderii de tensiune (numită și cădere IR). Este cauzat de curentul de sarcină care curge prin impedanța firului neutru. Să presupunem că măsurați 1,5V.

Tensiune fază (fierbinte) la sol. Vă puteți gândi la aceasta ca la tensiunea sursă disponibilă la priză. Să presupunem că măsurați 120V aici.

Acum începe analiza.

Analiza măsurătorilor și detectarea cablării greșite

Prima dvs. concluzie este că tensiunea de la cald la neutru (118,5 V) este mai mare decât tensiunea de la neutru la sol (1,5 V), așa cum v-ați aștepta. Dar, la o analiză suplimentară, vedeți că tensiunea de la cald la sol (120,0V) este egală cu suma tensiunii de la cald la neutru (118,5V) și a tensiunii de la neutru la sol (1,5V). Acest lucru ridică întrebările, sunt aceste citiri normale? și, Este priza conectată corect?

După cum sa menționat mai devreme, cele mai frecvente condiții de cablare greșită sunt firele calde și neutre inversate și cablurile neutre și împământate inversate sau scurtcircuitate. Deci, cum vedeți aceste condiții?

Sârme fierbinți și neutre inversate. Măsurarea tensiunii fierbinți-neutre de la sine nu vă spune dacă aceste fire sunt inversate. Trebuie să măsurați tensiunea neutru-sol sau fierbinte-sol. În cazul în care neutrul la sol este de 120 V și fierbinte la sol este de câțiva volți sau mai puțin, atunci firele fierbinți și neutre sunt inversate (FIG. 1).

Conexiune neutru-masă. Unele tensiuni neutru-sol trebuie să fie prezente în condiții de încărcare, de obicei 2V sau mai puțin. Dacă tensiunea este zero cu o sarcină pe circuit, verificați dacă există o conexiune neutru-masă în priză, indiferent dacă este accidentală sau intenționată.

Sârme neutre și împământate inversate. Pentru a verifica firele neutre și împământate inversate, măsurați tensiunile de la cald la neutru și de la cald la sol sub sarcină. Citirea de la cald la sol ar trebui să fie mai mare decât citirea de la cald la neutru. Cu cât este mai mare sarcina, cu atât veți vedea mai multe diferențe.

Dacă tensiunea fierbinte-neutră măsurată sub sarcină este mai mare decât tensiunea fierbinte-sol, neutrul și masa sunt inversate. Acest lucru ar trebui corectat imediat.

Tensiune la cald la sol. Această lectură ar trebui să fie cea mai mare dintre cele trei citiri. Circuitul de masă, în condiții normale, fără defecte, nu ar trebui să aibă curent și, prin urmare, nici o cădere IR pe el.

Gândiți-vă la conexiunea la masă ca la un fir care rulează înapoi la sursă (panoul principal sau transformatorul), unde este conectat la neutru. Pe capătul receptaculului de la sol, care este locul în care efectuați măsurătorile, solul nu este conectat la nicio sursă de tensiune. Deci firul de masă este ca un fir lung de testare înapoi la tensiunea sursei.

Când conectați sarcina la priză, tensiunea sursei fierbinți la sol ar trebui să fie suma tensiunii fierbinte la neutru (tensiunea peste sarcină) și a tensiunii neutru la sol (căderea tensiunii firul neutru până la conexiunea sa la circuitul de masă)FIG. 2 la pagina 34).

Testarea căderii de tensiune

Pe un circuit ideal, nu ar trebui să existe nicio cădere de tensiune. Cu cât căderea de tensiune este mai mică, cu atât sursa este mai „rigidă” sau mai fiabilă. Cu toate acestea, în realitate, există întotdeauna o anumită cădere de tensiune prin sistemul de cablare care poate fi provocată de unul dintre următoarele:

  • Indicatorul de sârmă va afecta căderea de tensiune. Cu cât ecartamentul este mai mic, cu atât este mai mare impedanța acestuia.
  • Lungimea cursei este, de asemenea, un factor determinant. Cu cât firul rulează mai lung pe circuitul de ramificare, cu atât este mai mare impedanța și cu atât este mai mare căderea IR.
  • Cantitatea de sarcină afectează și căderea de tensiune. Cu cât circuitul este mai încărcat, cu atât este mai mare căderea de tensiune. (V = I × R, deci cu cât este mai mult curent, cu atât este mai mare căderea de tensiune.)

Deoarece primii doi factori sunt în mod normal „fixați” într-un circuit existent, acesta este ultimul factor pe care îl puteți aborda cu ușurință. Practic, vă întrebați dacă circuitul este supraîncărcat.

Pentru a măsura căderea de tensiune, trebuie să utilizați măsurarea tensiunii neutru-sol. Pentru a explica această tensiune, să facem un „experiment”.

Să presupunem că conectați un uscător de păr de 1.500W la o priză de pe un circuit încărcat cu lumină. Ar trebui să atragă aproximativ 12A, suficient pentru a crea o cădere de tensiune vizibilă. Faceți măsurători de la cald la neutru, neutru la sol și fierbinte la sol (Masa de mai sus). Analizând aceste citiri, puteți vedea că tensiunea neutru-sol crește odată cu încărcarea, la fel ca căderea de tensiune (al treilea factor menționat mai sus).

De asemenea, observați cum căderea de tensiune de la cald la neutru (5,2 V) este aproape egală cu suma modificărilor de tensiune de la neutru la sol și de la cald la sol (2,4 V + 2,7 V = 5,1 V). Picăturile IR combinate din sârmă alb-negru scad din tensiunea disponibilă sarcinii (tensiunea cald-neutru). Căderea IR a firului alb este la fel de ușor de măsurat ca tensiunea neutru la sol, dar curentul crescut provoacă o cădere IR a firului negru, precum și a firului alb. Această cădere IR cu fir negru (2,4 V) este măsurabilă luând diferența dintre tensiunea de la cald la sol (121,6 V) și tensiunea de la cald la sol (119,2 V).

În realitate, nu este atât de ușor să porniți și să opriți toate sarcinile pentru a efectua această măsurare, motiv pentru care măsurarea tensiunii neutru-sol este atât de utilă.

În majoritatea mediilor de birou, o citire tipică a tensiunii neutru-sol este de aproximativ 1,5V. Dacă citirea este mare (peste 2V până la 3V), atunci circuitul de ramificare ar putea fi suprasolicitat. O altă posibilitate este că neutrul din panou este supraîncărcat. Pentru a găzdui PC-uri și alte sarcini electronice cu surse de alimentare în modul comutator, alimentatorul neutru ar trebui să fie cel puțin la fel de mare ca conductoarele de fază și de preferință de două ori mai mare.

Măsurarea tensiunii de vârf

Priza de priză este punctul din sistemul de cablare cel mai îndepărtat de sursă. Asta înseamnă că este cel mai vulnerabil la problemele de alimentare cu tensiune. Pentru sarcina monofazată conectată la acesta, este singurul punct din sistem, fiabil sau nu, care contează.

Toate măsurătorile anterioare au fost în valori RMS. Cu toate acestea, trebuie să măsurați și valoarea de vârf, deoarece încărcăturile electronice au grijă de valoarea de vârf, deoarece acestea sunt cele utilizate pentru a alimenta circuitele de conversie AC-DC. Când aproape toate încărcăturile unui circuit sunt electronice, toate consumă energie în același timp din vârful valului. Ca urmare, unda sinusoidală tinde să devină „plată”. Acest lucru face mai dificilă încărcarea surselor electronice de alimentare. O singură citire RMN nu va detecta această problemă.

Vârful normal, presupunând că tensiunea AC este mai mult sau mai puțin o undă sinusoidală perfectă, este de 1,4 ori tensiunea RMS. Deci, pentru un circuit de 120V, acesta este egal cu aproximativ 168V.

Mulți metri vor specifica o opțiune de vârf de 1 ms sau opțiunea de menținere a vârfului. Deoarece un jumătate de ciclu de 60 Hz este de aproximativ 8,3 ms, funcția de vârf de 1 ms rms ar trebui să capteze vârful de jumătate de ciclu.

Dacă totul se testează bine la priză, puteți concluziona în siguranță că altceva decât cablarea incorectă a prizei a cauzat probleme echipamentului. Problema ar putea fi fluctuațiile de tensiune sau tranzitorii cauzate de alte probleme în instalație sau în sistemul de alimentare cu energie electrică. Desigur, ar putea fi sarcina în sine care acționează.

Un pas următor ar fi conectarea unui dispozitiv de înregistrare a tensiunii la priză și verificarea tensiunii în timp.

Smith este specialist în produse la Fluke Corp., Everett, Wash.

Bara laterală: funcționează în siguranță

Tensiunea și curentul prezente în sistemele de alimentare electrică pot provoca răniri grave sau chiar deces. Cel puțin, urmați aceste instrucțiuni atunci când efectuați măsurători:

Utilizați echipamente de siguranță, cum ar fi ochelari de protecție, mănuși izolate și covorase izolante.

Asigurați-vă că toată alimentarea a fost oprită, blocată și etichetată în orice situație în care veți fi în contact direct cu componentele circuitului. De asemenea, asigurați-vă că alimentarea nu poate fi pornită de nimeni în afară de dvs.

Citiți și înțelegeți toate manualele aplicabile înainte de a aplica informațiile menționate în acest articol. Luați o notă specială a tuturor măsurilor de precauție și avertismentelor din manualul de instrucțiuni.

Nu utilizați instrumente în aplicații pentru care nu sunt destinate. De asemenea, rețineți întotdeauna că, dacă nu utilizați echipamentul într-un mod specificat de producător, protecția furnizată de echipament poate fi afectată.