Miernik migotania (flickermeter) — pomiar Pst/Plt wg IEC 61000-4-15

Przewodnik o migotaniu i wahaniach napięcia omawia, dlaczego szybko zmieniające się obciążenia (urządzenia spawalnicze, duże silniki o zmiennym obciążeniu, piece łukowe) mogą prowadzić do uciążliwego migotania światła. Ten artykuł omawia przyrząd i znormalizowaną metodę pomiaru, którymi tę uciążliwość obiektywnie ilościowo ocenia się: miernik migotania (flickermeter) wg IEC 61000-4-15.

Dlaczego zwykły pomiar napięcia nie uchwyci uciążliwości migotania

Zwykły pomiar napięcia RMS rejestruje zapad napięcia lub powolny trend, lecz niewiele mówi o tym, jak uciążliwe jest szybko zmieniające się napięcie odbierane przez ludzkie oko. Czułość oka na migotanie światła silnie zależy od częstotliwości — migotanie występujące kilka razy na sekundę jest odbierane jako znacznie bardziej uciążliwe niż bardzo wolne lub bardzo szybkie wahania. IEC 61000-4-15 opisuje miernik migotania, który przetwarza sygnał za pomocą znormalizowanego modelu żarówki 60 W oraz układu oko-mózg człowieka, dzięki czemu wynik stanowi obiektywną miarę faktycznie odczuwanej uciążliwości, a nie surowego wahania napięcia w woltach czy procentach.

Pst: wskaźnik krótkoterminowy

Pst (krótkoterminowa dotkliwość migotania) jest wyznaczany w okresie 10 minut i odzwierciedla poziom uciążliwości migotania statystycznie zaobserwowany w tym okresie. Wartość Pst równa 1,0 odpowiada poziomowi, przy którym przeciętny obserwator ledwie odbiera migotanie światła jako irytujące — jest to punkt odniesienia, względem którego oceniane są wartości graniczne.

Plt: wskaźnik długoterminowy

Plt (długoterminowa dotkliwość migotania) jest obliczany z dwunastu kolejnych wartości Pst w okresie 2 godzin, według wzoru kumulacyjnego uwzględniającego zarówno krótkie, silne skoki migotania, jak i dłuższe, łagodniejsze migotanie. Plt jest reprezentatywny dla uciążliwości powodowanej przez powtarzający się lub zmienny wzorzec obciążenia w dłuższym okresie, na przykład proces produkcyjny o zmiennych cyklach obciążenia w ciągu zmiany.

Uwaga: EN 50160 ustala dla migotania w punkcie przyłączenia orientacyjną granicę Plt ≤ 0,65 w normalnych warunkach pracy. Ta granica dotyczy wskaźnika długoterminowego; krótkotrwały skok Pst powyżej 1,0 nie stanowi z definicji naruszenia, dopóki Plt w pełnym okresie 2 godzin pozostaje w granicach.

Praktyczne zastosowanie

Miernik migotania, podobnie jak rejestrator jakości energii, jest zazwyczaj podłączany na dłuższy czas w punkcie, gdzie występuje skarga, lub w punkcie, w którym operator sieci ocenia warunek przyłączenia. Kilka praktycznych uwag:

• Czas trwania pomiaru: ponieważ Plt jest zbudowany z dwunastu wartości Pst, do uzyskania jednej wiarygodnej wartości Plt potrzebny jest ciągły pomiar trwający co najmniej kilka godzin; do reprezentatywnego obrazu dobowego lub tygodniowego wzorca obciążenia zwykle stosuje się pomiar trwający od kilku dni do tygodnia.
• Punkt pomiaru: migotanie należy mierzyć w punkcie, w którym uciążliwość faktycznie występuje, lub w punkcie, w którym obowiązuje warunek przyłączenia do sieci — pomiar za własnym transformatorem nie odzwierciedla automatycznie migotania w punkcie przyłączenia operatora sieci.
• Korelacja ze zdarzeniami obciążenia: podobnie jak w przypadku rejestratora jakości energii, synchronizacja czasu jest niezbędna, aby powiązać skok Pst z konkretnym zdarzeniem procesowym (uruchomienie automatu spawalniczego, rozruch dużego silnika, cykl pieca łukowego), a nie tylko raportować izolowaną wartość.
• Rozróżnienie przyczyny: podwyższone Plt może być spowodowane własną instalacją zakładu (jego własnym zmiennym obciążeniem) lub innym odbiorcą w tej samej sieci — sam miernik migotania tego rozróżnienia nie dokonuje; wymaga to dodatkowej analizy wzorca obciążenia.

Znaczenie praktyczne

Przy skardze na migotanie światła lub przy uzasadnianiu warunku przyłączenia wobec operatora sieci dla nowego, silnie zmiennego obciążenia (np. robota spawalniczego lub dużego falownika o cyklicznym wzorcu obciążenia), pomiar miernikiem migotania wg IEC 61000-4-15 jest odpowiednim, obiektywizowalnym narzędziem — w przeciwieństwie do subiektywnej oceny "światło tu czasem migocze".

Częste błędy

1. Uznawanie krótkotrwałego skoku Pst samo w sobie za naruszenie normy, podczas gdy odpowiednia wartość graniczna (Plt) jest oceniana w pełnym okresie 2 godzin.
2. Zbyt krótki czas pomiaru, uniemożliwiający uzyskanie reprezentatywnego Plt, przez co przypadkowy, niereprezentatywny okres jest błędnie uznawany za problem strukturalny, lub odwrotnie.
3. Pomiar w niereprezentatywnym punkcie (np. za własnym transformatorem) zamiast w rzeczywistym punkcie przyłączenia, do którego odnosi się norma.
4. Brak synchronizacji czasu z przebiegiem procesu, przez co zmierzonego skoku Pst nie można powiązać ze zdarzeniem obciążenia, które go spowodowało.

Powiązane

• Migotanie i wahania napięcia
• Rejestrator jakości energii do długotrwałej rejestracji
• Pomiar harmonicznych analizatorem sieci — współczynnik K
• Zapady i przerwy napięcia wg EN 50160