Фликерметр — измерение Pst/Plt колебаний напряжения по IEC 61000-4-15

Руководство о фликере и колебаниях напряжения рассматривает, почему быстро меняющиеся нагрузки (сварочное оборудование, крупные двигатели с переменной нагрузкой, дуговые печи) могут приводить к раздражающему мерцанию света. Эта статья рассматривает прибор и стандартизированный метод измерения, которыми это раздражение объективно количественно оценивается: фликерметр по IEC 61000-4-15.

Почему обычное измерение напряжения не улавливает раздражение от фликера

Обычное измерение действующего значения напряжения регистрирует провал напряжения или медленный тренд, но мало говорит о том, насколько раздражающим воспринимается человеческим глазом быстро колеблющееся напряжение. Чувствительность глаза к мерцанию света сильно зависит от частоты — мерцания с частотой несколько раз в секунду воспринимаются гораздо более раздражающими, чем очень медленные или очень быстрые колебания. IEC 61000-4-15 описывает фликерметр, обрабатывающий сигнал через стандартизированную модель лампы накаливания 60 Вт и системы «глаз — мозг» человека, так что результат даёт объективную меру фактически воспринимаемого раздражения, а не просто колебание напряжения в вольтах или процентах.

Pst: краткосрочный показатель

Pst (кратковременная тяжесть фликера) определяется за период 10 минут и отражает степень раздражения от фликера, статистически наблюдаемую за этот период. Значение Pst, равное 1,0, соответствует уровню, при котором средний наблюдатель едва воспринимает мерцание света как раздражающее — это ориентир, относительно которого оцениваются предельные значения.

Plt: долгосрочный показатель

Plt (долговременная тяжесть фликера) рассчитывается из двенадцати последовательных значений Pst за период 2 часа по кумулятивной формуле, учитывающей как кратковременные, сильные всплески фликера, так и более продолжительное, мягкое мерцание. Plt представителен для раздражения, вызываемого повторяющимся или изменяющимся характером нагрузки за более длительный период, например производственным процессом с меняющимися циклами нагрузки в течение смены.

Внимание: EN 50160 требует, чтобы в точке присоединения при нормальных условиях эксплуатации Plt ≤ 1 в течение 95% времени каждого недельного периода. Этот предел применяется к долгосрочному показателю; кратковременный всплеск Pst выше 1,0 не является по определению нарушением, пока Plt за полный 2-часовой период остаётся в пределах нормы. (Значение Plt ≤ 0,65 относится к другому типу норматива — пределу эмиссии для отдельного оборудования по EN 61000-3-3/3-11, а не к характеристике сетевого присоединения по EN 50160.)

Практическое применение

Фликерметр, как и регистратор качества электроэнергии, обычно подключается на длительное время в точке возникновения жалобы или в точке, где сетевая компания проверяет условие присоединения. Некоторые практические моменты:

• Продолжительность измерения: поскольку Plt строится из двенадцати значений Pst, для получения одного достоверного значения Plt необходимо непрерывное измерение продолжительностью не менее нескольких часов; для репрезентативной картины суточного или недельного характера нагрузки обычно применяется измерение продолжительностью от нескольких дней до недели.
• Точка измерения: фликер должен измеряться в точке, где раздражение фактически возникает, или в точке, где действует условие присоединения к сети — измерение за собственным трансформатором не отражает автоматически фликер в точке присоединения сетевой компании.
• Корреляция с событиями нагрузки: как и в случае с регистратором качества электроэнергии, синхронизация времени необходима, чтобы связать всплеск Pst с конкретным событием процесса (запуск сварочного автомата, пуск крупного двигателя, цикл дуговой печи), а не просто сообщать изолированное значение.
• Различение причины: повышенный Plt может быть вызван собственной установкой предприятия (её собственной переменной нагрузкой) или другим потребителем в той же сети — сам фликерметр этого различия не делает; для этого требуется дополнительный анализ характера нагрузки.

Практическая значимость

При жалобе на мерцание света или при обосновании условия присоединения перед сетевой компанией для новой, сильно меняющейся нагрузки (например, сварочного робота или крупного преобразователя частоты с циклическим характером нагрузки), измерение фликерметром по IEC 61000-4-15 является подходящим, объективируемым инструментом — в отличие от субъективной оценки «свет здесь иногда мерцает».

Частые ошибки

1. Отмечать кратковременный всплеск Pst как нарушение нормы сам по себе, тогда как соответствующее предельное значение (Plt) оценивается за полный 2-часовой период.
2. Проводить измерение слишком короткое время для получения репрезентативного Plt, из-за чего случайный, нерепрезентативный период ошибочно объявляется структурной проблемой, или наоборот.
3. Измерять в нерепрезентативной точке (например, за собственным трансформатором) вместо фактической точки присоединения, к которой применяется норма.
4. Не поддерживать синхронизацию времени с ходом процесса, из-за чего измеренный всплеск Pst невозможно отследить до вызвавшего его события нагрузки.

Связанные материалы

• Фликер и колебания напряжения
• Регистратор качества электроэнергии для длительной записи
• Измерение гармоник анализатором сети — K-фактор
• Провалы и перерывы напряжения по EN 50160