Anbefalinger for spenningskvalitets-målinger

Del 1: Rett instrument til jobben

Når det av ulike grunner blir behov for å måle spenningskvalitet, er det avgjørende å velge rette måleinstrumenter. I mange tilfeller må målinger gjentas, fordi det i første omgang ble valgt feil utstyr som ikke kunne påvise årsaken til feilfungerende utstyr, dokumentere spenningskvaliteten i anlegget tilstrekkelig, eller på andre måter ikke møtte behovet bak målingen.

Denne artikkelen gir en kort oversikt over de vanligste typene måleutstyr og egenskapene deres, hva de egner seg til, og mer viktig: hva de ikke egner seg til.

Standard multimeter – helt greit til enkel problemløsing.

1. Enkle håndholdte måleinstrumenter

Mye forenklet problemløsning kan utføres med sunn fornuft, og enkle undersøkelser med et multimeter. Et multimeter og andre enkle håndholdte måleinstrumenter kan foreta målinger av parametere som RMS-spenning og strøm, og i noen tilfeller også begrensede målinger av kontinuitet / resistans, kapasitans og temperatur. Kombinerte multimetere og f.eks. isolasjonstestere finnes også, samt multimetere med tilleggsutstyr for måling av blant annet frekvens,  faserekkefølge, temperatur via IR-måling, mm.

Fordelen med enkle håndholdte måleinstrumenter er at de er (stort sett) billige, enkle i bruk, og lett tilgjengelig. De kan brukes til å undersøke problemer som påvirker stasjonær spenning og eller strøm, og er mer eller mindre permanente. Eksempler inkluderer seriefeil, permanente jordfeil, feilkoblinger, osv.

Ulempen til disse instrumentene er at de egner seg dårlig til å avdekke ikke-permanente feil (spenningsdipp, transienter eller intermitternede jordfeil), og at de ikke kan måle en del spenningskvalitetsparametere som harmoniske spenninger eller flimmmer, som også kan være årsaken til ulike utfordringer.

Obs: I en del tilfeller vil det ved problemløsning være ønskelig med et true-RMS multimeter.

2. Mer avanserte håndholdte måleinstrumenter

I denne kategorien faller en del håndholdte nettanalysatorer, energianalysatorer og håndholdte oscilloskop fra f.eks. Fluke, Dranetz, Elit, osv. I tillegg til å kunne måle strøm og spenning har disse instrumentene en rekke ekstrafunksjoner som er nyttig ved problemløsning og kartlegging av spenningskvalitet og / eller forbruk i en installasjon. De kan ofte måle harmoniske spenninger og strømmer, total harmonisk forvrengning (THD), effektfaktor, startstrømmer, transienter, flimmer og andre parametere. Noen kan også måle og vise kurveform, samt  logge ulike parametere i en begrenset periode. Hvor omfattende og avansert funksjonalitet instrumentene har varierer med prisen.

Fordelen med de mer avanserte instrumentene er at de gir momentan oversikt over måleresultatene, er forholdsvis enkle å bruke, og ofte kan måle en del parameterne.

Ulempen med instrumentene er at det må måles på tidspunktet feilen oppstår (selv om nyere varianter i det siste har begynt å få mulighet for logging). Om problemene med utstyret f.eks. er forårsaket av en type forstyrrelse som oppstår sjelden, kan det være at en ikke fanger opp denne med instrumentet. Selv om flere av instrumentene har mulighet for trigging, kan det likevel være utfordrende å feilsøke intermitternede feil, og det er behov for mer omfattende logging. Disse instrumentene er også ofte kostbare.

3. Enkle spenningskvalitetsloggere

Enkle spenningskvalitetsloggere måler RMS-spenning (og noen ganger strøm) samt ulike spenningskvalitetsparametere over lengre tid. De har normalt ikke mulighet til å vise målte verdier før måledataene er lastet inn på en PC med egnet program. Lagringskapasiteten til de ulike instrumentene varierer, men vil typisk være over en uke. Dette er også anbefalt minimum for logging av spenningskvalitet, så en er sikker på at eventuelle ukesvariasjoner fanges opp i loggingen. Instrumentene brukes ofte for å gjøre en forenklet kontroll på om spenningskvaliteten i en installasjon er innenfor forskriftskrav, men også ofte til enkel problemløsning, eller til å gjøre innledende målinger ved mer avansert problemløsning.

Fordelen med enkle spenningskvalitetsloggere er at de er billige, og gir en god oversikt over spenningskvaliteten over en lengre periode.

Ulempen med instrumentene er at de gjør for begrensede målinger til å løse mer utfordrende problemer. Instrumentene måler heller (ofte) ikke trefase spenning og strøm, samplefrekvensen kan være for lav til å detektere mer høyfrekvente forstyrrelser, og det er begrenset informasjon om spenningens og strømmens kurveform.

Obs: For å tilstrekkelig dokumentere spenningskvaliteten med målinger er følgende nødvendig:

• Måleinstrumentet må måle i henhold til IEC-standarden for spenningskvalitetsmåleinstrumenter, IEC 61000-4-30.
• Måleinstrumentet må være kalibrert i henhold til krav fra produsenten.
• I Norge er det praktisk om instrumentet har innebygget verifikasjon av overholdelse av Forskrift om Leveringskvalitet, heller enn den europeiske spenningskvalitetsnormen EN 50160.

Avanserte spenningskvalitets-loggere, denne varianten er til fast montering i tavle

4. Avanserte spenningskvalitetsloggere

Avanserte spenningskvalitetsloggere måler trefase spenning og strøm over lengre tid. Disse kan være både fastmonterte og mobile, og har ofte mulighet til å vise momentane måleverdier, laste inn måledata til en PC eller server via internett, og måle en lang rekke parametere. Noen instrumenter måler også spenningens kurveform kontinuerlig, som er svært nyttig ved mer avansert problemløsning. Instrumentene egner seg til å gjøre kontinuerlige målinger av spenningskvalitet (f.eks. i tilknytningspunktene til anlegg med høye krav til oppetid / spenningskvalitet, eller i tilknytningspunktene mellom ulike nettområder, i karakteristiske nett, osv), til å dokumentere spenningskvalitet, og til mer avansert problemløsning.

Fordelen med instrumentene er både den høye funksjonaliteten, og at instrumentene kan installeres permanent.

Ulempen til instrumentene er den høye kostnaden, samt at de kan være forholdsvis komplekse i både oppsett og bruk. Ofte trengs det betydelig opplæring før et nytt målesystem tas i bruk. Selv om instrumentene kan måle mye, er det også flere tilfeller av at de mest avanserte instrumentene ikke får målt alt. Det vil i så fall være behov for mer spesialisert utstyr.

5. Laboratorieutstyr / spesialisert måleutstyr / annet

I tillegg til måleutstyret nevnt over, så finnes det oscilloskop som kan måle spenning og strøm mer nøyaktig enn avanserte spenningskvalitetloggere, og det finnes en hel rekke spesialisert måleutstyr for jordresistivitet, isolasjonsmotstand, kortslutningsytelse, jordfeilstrøm, induktans, frekvensavhengig impedans, og mye mer. Alt dette kan være aktuelt ved mer avansert problemløsning.

Enkelt oscilloskop til mer nøyaktige målinger

Ofte vil det ikke være aktuelt å ha alt av måleutstyr selv, men kun det en forventer å bruke mest. Ved behov kan utstyr og ekspertise leies inn, heller enn å bruke store summer på innkjøp og opplæring for instrumenter som sjelden er i bruk.

Valg av instrument

Uavhengig av fordeler og ulemper med ulike måleinstrumenter, er det viktigste at det vurderes hvilke målinger som skal utføres, og hvorfor! Hvilke spenningskvalitetsparametere forventer man at vil være av betydning, og hva betyr det for valg av instrument?

Om en kun ønsker å drive forenklet problemløsning vil en spare mye penger og tid ved å velge et middels avansert håndholdt instrument, kanskje i kombinasjon med en enkel logger, heller enn å investere i et avansert målesystem som koster mye, og krever mye opplæring for å være effektivt i bruk. Om en derimot ønsker å håndtere mer avanserte problemer, eller ha kontinuerlig overvåkning av spenningskvalitet er dette kanskje en investering man ser seg tjent med.

Se hva PQA kan tilby innen måling og analyse av spenningskvalitet.

Tilbake til forside.