Author Archives: Łukasz Wójcik

Do podstawowych badań zespołu prądotwórczego przy ocenie bezpieczeństwa elektrycznego zespołu prądotwórczego oprócz klasycznego pomiaru rezystancji izolacji, należy również zaliczyć pomiar upływy prądu, pomiar rezystancji przejścia pomiędzy dostępnymi częściami metalowymi czy pomiar rezystancji uziemienia.

Pomiar prądu upływu.

Po włączeniu napięcia obserwuje się wskazania miliamperomierza. Stopniowo zmniejsza się wartość rezystancji nastawionej na rezystorze dodatkowym do wartości stanowiącej z rezystancją obwodu pomiarowego wypadkową wartość 2000 W. Po doprowadzeniu rezystancji obwodu pomiarowego do wymienionej wartości dokonuje się odczytu wartości prądu.

W przypadku zespołów prądotwórczych wyposażonych w wyłączniki różnicowoprądowe, regulując wartość rezystancji obwodu pomiarowego, odczytuje się wartość prądu zadziałania wyłącznika. Pomiar należy przeprowadzić osobno dla każdego przewodu skrajnego. Wynik pomiaru uznaje się za pozytywny, jeżeli wartość prądu upływu nie przekroczy 5 mA, a w szczególnym przypadku wartości określonej w PN-EN 60335-1 „Bezpieczeństwo elektrycznych przyrządów do użytku domowego i podobnego”.

Pomiar rezystancji przejścia pomiędzy dostępnymi częściami metalowymi.

Pomiar ten służy do oceny zagrożenia od napięć dotykowych powstającego na łączeniach części składowych zespołu wskutek działania doziemnego prądu zwarciowego. Wykonuje go się przez połączenie zacisków pomiarowych technicznego mostka Thomsona  z zaciskiem ochronnym zespołu i zaciskami ochronnymi generatora, tablicy bezpiecznikowo-rozdzielczej, tablicy przyłącza gniazd wyjściowych, bloku automatycznej regulacji napięcia, filtru przeciwzakłóceniowego i ramy zespołu prądotwórczego.

Ponadto przeprowadza się pomiar połączeń metalicznych innych styków z przewodami ochronnymi zespołu, jeżeli rozwiązanie konstrukcyjne zespołu ma takie połączenia. Wynik pomiaru uznaje się za pozytywny, jeżeli rezystancja przejścia każdego połączenia metalowych części przewodzących dostępnych z głównym punktem uziemiającym lub szyną nie przekracza 0,002 W.

Pomiar rezystancji uziemienia.

Pomiar rezystancji uziemienia zespołu prądotwórczego przeprowadza się induktorowym miernikiem uziomów. Przed przystąpieniem do pomiaru powinno się poddać oględzinom stan instalacji uziemiającej. Należy sprawdzić stan połączeń punktu uziemiającego zespołu prądotwórczego oraz ewentualnie stan połączenia przewodu uziomowego z uziemieniem. Wartość rezystancji uziemienia uzyskaną w wyniku pomiaru należy przeliczyć następnie na wartość uwzględniającą stan gruntu.

Wynik pomiaru uznaje się za pozytywny w przypadku, gdy Robl <= 5 W. W przypadku warunków polowych wynik pomiaru należy uznać za miarodajny bez potrzeby przeliczania z uwzględnianiem współczynnika poprawkowego.

Pozostałe pomiary bezpieczeństwa agregatu prądotwórczego.

Innymi badania zespołu prądotwórczego jest sprawdzenie działania zabezpieczeń (pomiar progu oraz czasu zadziałania)  – nie wykonuje się do w normalnych warunkach eksploatacyjnych.

Pomiar wytrzymałości elektrycznej izolacji zespołu prądotwórczego wykonuje się za pomocą automatycznego próbnika izolacji o napięciu nie mniejszym niż 2500 V, którego przewody przyłącza się do zacisków mierzonych obwodów. Celem badania jest sprawdzenie wytrzymałości elektrycznej: izolacji obwodu głównego względem masy (obudowy) zespołu, izolacji obwodu wzbudzenia (obwodu regulacyjnego w zespołach z generatorem bezszczotkowymi) względem masy (obudowy), izolacji pomiędzy obwodem głównym, a uzwojeniem wzbudzenia.

Zespół (agregat) prądotwórczy w stosunku do systemu elektroenergetycznego jest tzw. źródłem miękkim, w którym impedancja obwodu zwarciowego ulega szybkim zmianom w czasie zwarcia (przyjmuje się, że system elektroenergetyczny charakteryzuje się stałą impedancją obwodu zwarciowego z uwagi na dużą wartości mocy zwarciowej).

W chwili wystąpienia zwarcia zmianie ulega rozpływ strumieniu magnetycznych w generatorze zespołu prądotwórczego. W początkowej fazie zwarcia, nazywanej stanem przejściowym, wskutek działania klatki tłumiącej, strumień główny wytwarzany przez prąd zwarciowy płynący w uzwojeniu stojana jest wypychany poza wirnik. W stanie tym reaktancja generatora charakteryzuje się małą wartością, wynoszącą przeciętnie 10-15% wartości reaktancji generatora w stanie statycznym. Stan ten trwa bardzo krótko ze względu na małą wartość elektromagnetycznej stałej czasowej, wynoszącej dla generatorów nN średnio 0,01 s.

Działanie klatki tłumiącej, ze względu na małą wartość jej rezystancji, szybko ustaje, co skutkuje powolnym wchodzeniem strumienia głównego w wirnik. Stan ten, nazywany stanem przejściowym, charakteryzuje wzrost reaktancji generatora, która dla generatorów nN wynosi średnio 30-40% wartości reaktancji statycznej generatora.

Generator w krótkim czasie przechodzi w stan ustalony zwarcia, co objawia się dalszym wzrostem reaktancji obwodu zwarciowego. W stanie ustalonym zwarcia strumień główny oraz strumień wzbudzenia zamykają się przez wirnik generatora. Zjawisko prowadzi do gwałtownego wzrostu reaktancji generatora, która dla generatorów nN wynosi 200-300% wartości reaktancji statycznej generatora.

W aktualnie konstruowanych agregatach i zespołach prądotwórczych instalowany jest regulator prądu wzbudzenia, wyposażony w układ forsowania. Podczas zwarcia pozwala on na utrzymanie określonej wartości reaktancji generatora. Wartość ta charakteryzowana jest krotnością prądu znamionowego generatora, utrzymywaną przez czas nie dłuższy nić 10 s. Ograniczenie czasowe utrzymywania określonej wartości reaktancji generatora podczas zwarć wynika z warunku wytrzymałości termicznej izolacji uzwojeń generatora. Wydłużenie  tego czasu może skutkować zniszczeniem izolacji uzwojeń generatora. Problemy te występują głównie w generatorach starego typu, często wykorzystywanych do zasilania gospodarstw rolnych.  Dlatego ważne jest, aby ludzie zajmujący się instalowaniem zespołów i agregatów prądotwórczych mieli świadomość zagrożenia., jakie może stwarzać zespół prądotwórczy zasilający instalację elektryczną w warunkach zakłóconych (zwarcie w odbiorniku lub instalacji).

Do podstawowych badań stosowanych przy ocenie bezpieczeństwa agregatu prądotwórczego należy zaliczyć następujące pomiary:

• Rezystancji izolacji,
• Wytrzymałości elektrycznej izolacji,
• Prądu upływu,
• Czasu i progu działania zabezpieczeń,
• Rezystancji przejścia pomiędzy dostępnymi częściami metalicznymi,
• Rezystancji uziemienia.

Pomiar rezystancji izolacji głównej uzwojenia stojana prądnicy

Pomiary kontrolne stanu izolacji mają istotne znaczenie, gdyż jest to sprawdzenie ochrony przed dotykiem bezpośrednim badanego urządzenia lub badanej instalacji.

Pomiar wykonuje się podczas zatrzymanego agregatu prądotwórczego za pomocą miernika rezystancji izolacji. Badanie polega na pomiarze rezystancji uzwojeń głównych generatora, uzwojeń wzbudzenia i rezystancji izolacji pomiędzy uzwojeniem wzbudzenia, a obwodem głównym generatora. Pomiar rezystancji uzwojeń głównych przeprowadza się przez włączenie elektrod pomiarowych pomiędzy poszczególne styki gniazda dawczego lub pomiędzy zaciski wyjściowe zespołu a zacisk uziomowy. Rezystancję izolacji obwodu wzbudzenia (obwodu regulacyjnego w zespołach z generatorami bezszczotkowymi) przeprowadza się przez włączenie elektrod pomiarowych między zacisk uziemienia i jeden z zacisków uzwojenia wzbudzenia. Natomiast pomiar rezystancji pomiędzy uzwojeniem wzbudzenia, a uzwojeniem głównym należy przeprowadzić przez włączenie elektrod pomiarowych pomiędzy jeden z zacisków uzwojenia wzbudzenia a styk L1 gniazda dawczego lub zacisków wyjściowych.

Przy urządzeniach z układami elektronicznymi, pomiary należy wykonywać pomiędzy przewodami fazowym i neutralnym, połączonymi razem, a ziemią, celem uniknięcia uszkodzenia elementów elektronicznych.

Pomiary rezystancji izolacji wykonuje się prądem stałym (aby wyeliminować wpływ pojemności na wynik pomiaru). Do pomiaru zaleca się stosować megaomomierz o napięciu znamionowym:

• O,5 kV – dla uzwojeń generatorów na napięcie do 0,5 kV,
• 1,0 kV – dla generatorów na napięcie powyżej 0,5 kV do 1 kV.

Przed przystąpieniem do pomiarów badane uzwojenie należy uziemić na 5 minut. Odczytów dokonuje się po 15, 30, 45 i 60 sekundach, licząc od chwili przyłożenia napięcia do uzwojenia, oznaczając mierzone wyniki odpowiednio prze R15, R30, R45 i R60 w megaomach. Pomiar powinien być przeprowadzony w warunkach zbliżonych do warunków normalnych podczas pracy, tj. w temperaturze 15-25 ⁰C i przy wilgotności 40-75 % prze czas około 60 s.

Przy porównywaniu zmierzonych wartości izolacji należy pamiętać o jej zależności od temperatury. Ze wzrostem temperatury o 10⁰C wartość rezystancji izolacji zmniejsza się w przybliżeniu dwukrotnie, przy obniżeniu temperatury – przeciwnie.

Negatywny wynik pomiaru może świadczyć o zawilgoceniu, zabrudzeniu lub uszkodzeniu izolacji. Pomiary te należy wykonywać co najmniej co 6 miesięcy oraz po każdorazowym stwierdzeniu wadliwej pracy generatora. Przedstawiony sposób pomiarów dotyczy agregatów prądotwórczych bezszczotkowych powszechnie stosowanych do awaryjnego zasilania obiektów budowlanych.

Każdy agregat prądotwórczy posiada w swojej budowie elementy które wymagają przeglądu, serwisu oraz wymiany. Poniżej zaprezentowaliśmy kilka kluczowych części, które warto sprawdzać podczas eksploatacji urządzenia.

Filtr powietrza w agregacie prądotwórczym

Filtr powietrza – element układu dolotowego silnika spalinowego lub sprężarki, który ma za zadanie oczyszczać powietrze zasysane do komory spalania z zanieczyszczeń, np. pyłów. Stosuje się filtry suche, w których powietrze przechodzi przez materiał filtrujący, oraz filtry mokre, w których przechodzi przez olej.

Zespół wymiany powietrza zespołu prądotwórczego składa się najczęściej z: pokrywy obudowy filtra powietrza, śruby dociskowej, docisku filtra, wkładu filtrującego z osłonką filtrowania wstępnego, podstawy komory filtra, komory filtra z kanałami odprowadzającymi wodę, wkładu filtrującego, zewnętrznej pokrywy obudowy filtra powietrza.

Świeca zapłonowa

Świeca zapłonowa jest jednym z głównych elementów układu zapłonowego silnika spalinowego z zapłonie iskrowym. Podstawowym zadaniem świecy zapłonowej jest zrealizowanie we wnętrzu komory spalania wyładowania elektrycznego w wymaganym charakterze. Do podstawowych parametrów tego wyładowania należą napięcie szczytowe oraz energia iskry. Wyładowanie występuję pomiędzy elektrodą centralną a jedną bądź kilkoma elektrodami bocznymi świecy.

Serwisowanie świecy zapłonowej powinno odbywać się według procedury przedstawionej poniżej, po wcześniejszym zapoznaniu się z instrukcją serwisową maszyny.

1. Demontaż przewodów elektrycznych
2. Demontaż świecy zapłonowej
3. Kontrola izolacji
4. Czyszczenie lub wymiana
5. Kontrola odległości elektrod
6. Montaż świecy zapłonowej
7. Montaż przewodów elektrycznych

Jak działa filtr paliwa w agregacie?

Filtr paliwa czyści zanieczyszczone paliwo. Filtry paliwa stosowane w układzie zasilania silników o zapłonie samoczynnym powinny filtrować cząstki pyłków większe niż 3 um oraz wytrącać zawartą w paliwie wodę. Natomiast filtry paliwa stosowane w silnikach benzynowych powinny filtrować cząstki pyłków większe niż 10 um. Filtrowanie benzyny jest łatwiejsze niż oleju napędowego, gdyż benzyna ma mniejszą gęstość i lepkość niż olej, jest jednak bardziej łatwo palna. Filtr paliwa powinien być wymieniany co najmniej raz do roku lub w razie potrzeby (np. spadek mocy także po oczyszczeniu). Należy pamiętać, że po każdorazowej wymianie filtra  należy odpowietrzyć układ paliwowy według instrukcji.

Pasek napędowy w agregacie prądotwórczym

Serwisowanie paska napędowego powinno odbywać się wg. Prostej procedury przedstawionej poniżej:

1. Demontaż osłony
2. Kontrola napięcia paska napędowego
3. Regulacja
4. Montaż osłony

Do kontroli napięcia pasków można używać czujnika napięcia. W agregacie prądotwórczym przeglądu i regulacji mogą podlegać:

• Pasek napędu dmuchawy/alternatora,
• Pasek napędu pompy wodnej/pompy paliwa
• Pasek klinowy
• Pasek napędu sprężarki

Sercem każdego agregatu prądotwórczego jest silnik. Zapewnienie silnikowi regularnych przeglądów polegających na sprawdzeniu oleju, płynów czy filtrów gwarantuje bezawaryjną pracę oraz znacznie wydłuża cykl życia silnika. Wymiana oleju silnikowego należy do podstawowych czynności kontrolo-pomiarowych.

Olej silnikowy w silniku

Olej silnikowy jest to czynnik smarujący w silnikach spalinowych. Wyróżniamy następujące oleje silnikowe:

• Mineralny,
• półsyntetyczny,
• syntetyczny

Zestawienie podstawowych właściwości olejów silnikowych przedstawia tabela poniżej.

OLEJE SILNIKOWE
Właściwości	Opis
Lepkość w 100 0C	Opowiada w przybliżeniu lepkości oleju w normalnych warunkach pracy silnika
Wskaźnik lepkości	Mówi o tym, jak zmienia się lepkość oleju wraz ze zmianami temperatury
Lepkość w ujemnych temperaturach	Mówi o warunkach startu zimowego silnika
Temperatura płynięcia	Temperatura, poniżej której olej ulega zestaleniu
Temperatura zapłonu	Miara zawartości lotnych składników w oleju
Odparowalność	Miara potencjalnych strat oleju przez odparowanie w czasie pracy silnika
Liczba zasadowa (TBN)	Określa zdolności myjące i neutralizujące oleju

 

Klasyfikacja lepkościowa olejów to klasyfikacja opracowana przez Stowarzyszenie Inżynierów Samochodowych. Dzieli ona oleje na 12 klas sezonowych, określając zachowanie się oleju w temperaturach niskich i wysokich:

• sześć klas zimowych – oznaczenie „W” (z ang. Winter – zima); pomiar lepkości w temp. 17,8 ⁰C,
• sześć klas letnich – pomiar lepkości w temp. 98,9 ⁰C

Klasyfikacja jakościowa olejów do silników określa właściwości użytkowe oleju i jego przydatności do smarowania silników danej klasy. Aby w pełni ocenić właściwości użytkowe oleju, nie wystarczą testy laboratoryjne. Klasyfikacje jakościowe są oparte przede wszystkim na testach silnikowych. Każda własność oleju jak np. odporność na utlenianie, własności przeciwkorozyjne, itp., jest sprawdzana na określonych typach silników.

Podstawową klasyfikacją jakościowych jest podział olejów na dwie zasadnicze grupy:

• grupę olejów S przeznaczonych do silników z zapłonem iskrowym (ZI), do samochodów osobowych i lekkich samochodów ciężarowych. Grupa ta obejmuje oznakowanie symbolami: SA, SB, SC, SD, SE, SF, SG, SH, SJ,
• grupę olejów C przeznaczonych do silników wysokoprężnych z zapłonem samoczynnym (ZS), głównie do samochodów ciężarowych. Grupa ta obejmuje oznakowanie symbolami: CA, CB, CC, CD, CE, CF.

Do silników zespołów prądotwórczych używa się olejów odpowiadających określonym normom według klasyfikacji API. Należy zawsze sprawdzać nalepkę na opakowaniu do oleju i upewnić się, że w nazwie widnieją symbole SAE lub inne o wyższych parametrach. Najbardziej rozpowszechniony w zespołach prądotwórczych jest olej SAE 10W-30 lub 10W-40. Oleje o innej klasie lepkości mogą być używane w generatorze, jeżeli temperatura otoczenia będzie zawierała się w temperaturze dopuszczalnej pracy dla danego oleju.

Do podstawowych czynności serwisowych dotyczących oleju silnikowego w agregacie prądotwórczym należą:

• kontrola poziomu,
• wymiana.

Miara oleju w agregacie prądotwórczym do sprawdzania poziomu oleju.

Kontrola poziomu oleju powinna odbywać się wg procedury przedstawionej poniżej, po wcześniejszym zapoznaniu się z instrukcją serwisową maszyny.

1. Usunięcie zakrętki wlewu olejowego
2. Usunięcie miary oleju
3. Oczyszczenie miary oleju
4. Umieszczenie miary oleju w otworze zbiornika oleju
5. Kontrola poziomu na miarze oleju
6. Uzupełnienie poziomu oleju z kontrolą miary oleju
7. Montaż zakrętki wlewu olejowego
8. Montaż miary oleju

W sytuacjach gdy olej w silniku agregatu prądotwórczego przepracował określoną liczbę godzin, należy go wymienić na nowy z poprawionymi właściwościami smarnymi. Proceduję wymiany oleju silnikowego opisano w punktach poniżej.

1. Usunięcie zanieczyszczeń z obszaru wlewu olejowego
2. Usunięcie zakrętki wlewu olejowego
3. Usunięcie miary oleju
4. Usunięcie blokady (śruba, podkładka( spuszczania oleju
5. Usunięcie oleju
6. Montaż blokady spuszczania oleju
7. Montaż miary oleju

Opis pozostałych czynności kontrolo-pomiarowych zostanie przedstawiony w kolejnym artykule.