Флікерметр — вимірювання Pst/Plt коливань напруги за IEC 61000-4-15

Гід про флікер та коливання напруги розглядає, чому швидкозмінні навантаження (зварювальне обладнання, великі двигуни зі змінним навантаженням, дугові печі) можуть призводити до дратівливого мерехтіння світла. Ця стаття розглядає прилад і стандартизований метод вимірювання, якими це роздратування об'єктивно кількісно оцінюється: флікерметр за IEC 61000-4-15.

Чому звичайне вимірювання напруги не вловлює роздратування від флікера

Звичайне вимірювання діючого значення напруги реєструє провал напруги або повільний тренд, але мало говорить про те, наскільки дратівливим сприймається людським оком швидко коливна напруга. Чутливість ока до мерехтіння світла сильно залежить від частоти — мерехтіння з частотою кілька разів на секунду сприймається набагато дратівливішим, ніж дуже повільні чи дуже швидкі коливання. IEC 61000-4-15 описує флікерметр, що обробляє сигнал через стандартизовану модель лампи розжарювання 60 Вт та системи «око — мозок» людини, тож результат дає об'єктивну міру фактично сприйнятого роздратування, а не просто коливання напруги у вольтах чи відсотках.

Pst: короткостроковий показник

Pst (короткочасна тяжкість флікера) визначається за період 10 хвилин і відображає ступінь роздратування від флікера, статистично спостережуваний протягом цього періоду. Значення Pst, що дорівнює 1,0, відповідає рівню, за якого середній спостерігач ледь сприймає мерехтіння світла як дратівливе — це орієнтир, відносно якого оцінюються граничні значення.

Plt: довгостроковий показник

Plt (довготривала тяжкість флікера) розраховується з дванадцяти послідовних значень Pst за період 2 години за кумулятивною формулою, що враховує як короткочасні, сильні сплески флікера, так і триваліше, м'якше мерехтіння. Plt репрезентативний для роздратування, спричиненого повторюваним чи змінюваним характером навантаження за довший період, наприклад виробничим процесом зі змінними циклами навантаження протягом зміни.

Увага: EN 50160 вимагає, щоб у точці приєднання за нормальних умов експлуатації Plt ≤ 1 протягом 95% часу кожного тижневого періоду. Ця межа стосується довгострокового показника; короткочасний сплеск Pst вище 1,0 не є за визначенням порушенням, доки Plt за повний 2-годинний період залишається в межах норми. (Значення Plt ≤ 0,65 належить до іншого типу нормативу — межі емісії для окремого обладнання за EN 61000-3-3/3-11, а не до характеристики мережевого приєднання за EN 50160.)

Практичне застосування

Флікерметр, як і реєстратор якості електроенергії, зазвичай підключається на тривалий час у точці виникнення скарги або в точці, де мережевий оператор перевіряє умову приєднання. Кілька практичних моментів:

• Тривалість вимірювання: оскільки Plt будується з дванадцяти значень Pst, для отримання одного достовірного значення Plt потрібне безперервне вимірювання тривалістю щонайменше кілька годин; для репрезентативної картини добового чи тижневого характеру навантаження зазвичай застосовується вимірювання тривалістю від кількох днів до тижня.
• Точка вимірювання: флікер потрібно вимірювати в точці, де роздратування фактично виникає, або в точці, де діє умова приєднання до мережі — вимірювання за власним трансформатором не відображає автоматично флікер у точці приєднання мережевого оператора.
• Кореляція з подіями навантаження: як і у випадку з реєстратором якості електроенергії, синхронізація часу необхідна, щоб пов'язати сплеск Pst з конкретною подією процесу (запуск зварювального автомата, пуск великого двигуна, цикл дугової печі), а не просто повідомляти ізольоване значення.
• Розрізнення причини: підвищений Plt може бути спричинений власною установкою підприємства (власним змінним навантаженням) або іншим споживачем у тій самій мережі — сам флікерметр цього розрізнення не робить; для цього потрібен додатковий аналіз характеру навантаження.

Практична значущість

За скарги на мерехтіння світла або під час обґрунтування умови приєднання перед мережевим оператором для нового, сильно змінюваного навантаження (наприклад, зварювального робота чи великого перетворювача частоти з циклічним характером навантаження), вимірювання флікерметром за IEC 61000-4-15 є доречним, об'єктивованим інструментом — на відміну від суб'єктивної оцінки «світло тут іноді мерехтить».

Часті помилки

1. Позначати короткочасний сплеск Pst як порушення норми саме собою, тоді як відповідне граничне значення (Plt) оцінюється за повний 2-годинний період.
2. Проводити вимірювання занадто короткий час для отримання репрезентативного Plt, через що випадковий, нерепрезентативний період помилково оголошується структурною проблемою, або навпаки.
3. Вимірювати в нерепрезентативній точці (наприклад, за власним трансформатором) замість фактичної точки приєднання, до якої застосовується норма.
4. Не підтримувати синхронізацію часу з перебігом процесу, через що виміряний сплеск Pst неможливо простежити до події навантаження, яка його спричинила.

Пов'язані матеріали

• Флікер та коливання напруги
• Реєстратор якості електроенергії для тривалого запису
• Вимірювання гармонік аналізатором мережі — K-фактор
• Провали та перерви напруги за EN 50160