High Resistance Ground Unit For Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources 50 or 60 Hertz Systems Sistema de resistencias de puesta a tierra Para su uso en sistemas de 50 ó 60 Hz con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Système de résistances de mise à la terre élevées Pour une utilisation sur des sources de 480 et 600 V raccordées en étoile et triangle—Systèmes de 50 ou 60 Hertz Class / Clase / Classe 6036 Instruction Bulletin Boletín de instrucciones Directives d'utilisation 80298-165-01 Retain for Future Use. / Conservar para uso futuro. / À conserver pour usage ultérieur. High Resistance Ground Unit For Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources 50 or 60 Hertz Systems Class 6036 Instruction Bulletin 80298-165-01 Retain for future use. ENGLISH HAZARD CATEGORIES AND SPECIAL SYMBOLS Read these instructions carefully and look at the equipment to become familiar with the device before trying to install, operate, service or maintain it. The following special messages may appear throughout this bulletin or on the equipment to warn of potential hazards or to call attention to information that clarifies or simplifies a procedure. The addition of either symbol to a “Danger” or “Warning” safety label indicates that an electrical hazard exists which will result in personal injury if the instructions are not followed. This is the safety alert symbol. It is used to alert you to potential personal injury hazards. Obey all safety messages that follow this symbol to avoid possible injury or death. DANGER DANGER indicates an imminently hazardous situation which, if not avoided, will result in death or serious injury. WARNING WARNING indicates a potentially hazardous situation which, if not avoided, can result in death or serious injury. CAUTION CAUTION indicates a potentially hazardous situation which, if not avoided, can result in minor or moderate injury. CAUTION CAUTION, used without the safety alert symbol, indicates a potentially hazardous situation which, if not avoided, can result in property damage. Provides additional information to clarify or simplify a procedure. PLEASE NOTE Electrical equipment should be installed, operated, serviced, and maintained only by qualified personnel. No responsibility is assumed by Schneider Electric for any consequences arising out of the use of this material. 80298-165-01 06/2008 High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Table of Contents Section 1—Introduction ............................................................................... 5 Section 2—Safety Precautions ................................................................... 7 Section 3—Receiving, Handling, Storage, and Installation ......................... 8 Receiving ............................................................................................... 8 Handling ................................................................................................ 8 Storage .................................................................................................. 8 Installation ............................................................................................. 8 Section 4—Typical High Resistance Grounding System ............................ 8 Low Voltage Systems ............................................................................ 8 Control Power Transformer (CPT) ........................................................ 8 Derived Neutral ..................................................................................... 8 Resistor and Enclosure Material ........................................................... 9 Resistor Unit .................................................................................... 9 Equipment Enclosure ...................................................................... 9 Principles of Operation ........................................................................ 10 Ungrounded Systems .................................................................... 10 High Resistance Grounding........................................................... 10 Pulse Fault Locator Circuit ............................................................ 10 Ground Detection and Alarm ......................................................... 10 Ground Current Detector ............................................................... 11 System Capacitive Charging Current .................................................. 11 Selection of Ground Resistor Value and Connections ........................ 12 Resistor Circuit Diagrams .................................................................... 12 Door Components ............................................................................... 14 Alarm Horn .................................................................................... 15 Ammeter ........................................................................................ 15 Red Light ....................................................................................... 15 Green Light.................................................................................... 15 Amber Light ................................................................................... 15 Silence Button ............................................................................... 15 Reset/Manual/Auto Switch ............................................................ 15 Normal/Pulse Switch ..................................................................... 15 Test Button .................................................................................... 15 Voltmeter Relay ............................................................................. 15 Internal Components ........................................................................... 16 Start-Up Procedures ............................................................................ 17 HRG System Diagrams ....................................................................... 18 Ground Detection System Test ........................................................... 19 Use of the System Under Actual Grounded Condition ........................ 20 Power System Revisions ..................................................................... 21 Records ............................................................................................... 21 System Initial Installation ............................................................... 21 Voltmeter Readings ....................................................................... 21 Voltmeter Relay Set Points............................................................ 21 System Faults................................................................................ 21 Section 5—Inspection and Maintenance .................................................. 22 Section 6—Nameplate Information ........................................................... 23 Section 7—Accessory Equipment ............................................................. 23 Portable Ground Current Detector ...................................................... 23 Section 8—Installation and Maintenance Logs ......................................... 24 © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved 3 ENGLISH TABLE OF CONTENTS High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources List of Figures and Tables LIST OF FIGURES ENGLISH Figure 1: Figure 2: Figure 3: Figure 4: Figure 5: Figure 6: Figure 7: Figure 8: Figure 10: Diagrams of Wye and Delta Systems .................................... 6 Derived Neutral Configuration ............................................... 9 Typical Resistor Assembly ..................................................... 9 Ground Current Detector ..................................................... 11 Resistor Circuit Diagrams .................................................... 13 Door Component Locations ................................................. 14 Internal Components ........................................................... 16 Typical High Resistance Ground System Used on Wye Systems ....................................................................... 18 Typical High Resistance Ground System Used on Delta Systems ...................................................................... 19 Ground Detector with Case ................................................. 23 Table 1: Table 2: Table 3: Table 4: Table 5: Table 6: Resistor Connection Charts................................................. System Initial Installation ..................................................... Voltmeter Readings ............................................................. Voltmeter Relay Set Points.................................................. System Faults ...................................................................... Maintenance Log ................................................................. Figure 9: LIST OF TABLES 4 80298-165-01 06/2008 12 24 24 25 26 27 © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Section 1—Introduction Section 1—Introduction This bulletin contains instructions for the theory, operation, and maintenance of high resistance ground systems manufactured by Schneider Electric. High resistance grounding equipment provides a high resistance grounding circuit for ungrounded power systems. Depending upon the options selected, high resistance grounding equipment offers the following functions: ENGLISH 80298-165-01 06/2008 • Provides system stability and prevents overvoltages by damping high frequency system oscillations due to ground faults and other system disturbances. • Provides a way to detect and warn of the first ground fault that occurs within the system. • Provides a means of monitoring the condition of the system voltage in relation to ground potential by means of voltage measurements. • In the event of a line-to-ground fault event, provides a way to pulse the ground fault current so the path of ground fault current can be traced by a portable detector. • Enables the system to continue to operate with a single line-to-ground fault present. These functions are accomplished with system neutral grounding adjusted so that ground fault currents are only slightly higher than the natural capacitive charging currents of the ungrounded systems. By selecting the appropriate options, high resistance grounding equipment is suitable for Wye or Delta ungrounded configured systems rated for 480 and 600 volts nominal. See Figure 1 on page 6. Control circuits typically operate on 120 Vac. This guide covers several applications of grounding equipment. The illustrations and procedures are general in nature. Your equipment may be different from the illustration shown on page 6. Refer to the factory shop drawings supplied with the low voltage equipment. The descriptions and specifications contained in this guide were in effect at the time the guide was approved for printing. Schneider Electric reserves the right to discontinue models at any time, and to change specifications or design, without notice or incurring obligation. The equipment described within this guide may or may not be identified as either standard or optional. If results described within this manual are not produced when testing, inspecting, or installing this equipment, and the immediate cause cannot be determined, contact Square D Field Services at 1-888-778-2733. © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved 5 High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Section 1—Introduction Figure 1: 80298-165-01 06/2008 Diagrams of Wye and Delta Systems ENGLISH Neutral From transformer secondary A∅ B∅ Fuse Fuse Control power transformer (CPT) Fuse Resistor Pulse contactor Normal Voltage meter relay Selector switch (Normal / Pulse) G Panel lights R Ground Fault Circuit Diagram Showing Wye Systems From transformer secondary A∅ B∅ C∅ Fuse Fuse Control power transformer (CPT) Grounding transformers Fuse Resistor Pulse contactor Normal Voltage meter relay Selector switch (Normal / Pulse) G Panel lights R Ground Fault Circuit Diagram Showing Delta Systems 6 © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved 80298-165-01 06/2008 High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Section 2—Safety Precautions Section 2—Safety Precautions ENGLISH DANGER HAZARD OF ELECTRIC SHOCK, EXPLOSION, OR ARC FLASH • Apply appropriate personal protective equipment (PPE) and follow safe electrical work practices. See NFPA 70E. • This equipment must be installed and serviced only by qualified personnel. • Perform such work only after reading and understanding all of the instructions contained in this bulletin. • Turn off all power supplying this equipment before working on or inside equipment. • Assume that all circuits are live until they have been completely de-energized, tested, locked out, and/or tagged out (per OSHA 1910.147). Pay particular attention to the design of the power system. Consider all sources of power, including the possibility of backfeeding. • Always use a properly rated voltage sensing device to confirm power is off. • Carefully inspect your work area and remove any tools and objects left inside the equipment. • Replace all devices, doors, and covers before turning on power to this equipment. Failure to follow these instructions will result in death or serious injury CAUTION HAZARD OF EQUIPMENT DAMAGE OR INJURY • Proper selection of ground resistance value is required for proper operation of the high resistance grounding system. • As electrical system parameters change over time, the grounding resistance may need adjustment. Verify proper selection of the grounding resistance when electrical system changes are made, and on an annual basis. Failure to follow these instructions can result in injury or equipment damage. DANGER HAZARD OF ELECTRIC SHOCK, EXPLOSION, OR ARC FLASH Connect system neutral to ground only through the grounding resistance. Failure to follow this instruction will result in death or serious injury. © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved 7 High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Section 3—Receiving, Handling, Storage, and Installation 80298-165-01 06/2008 ENGLISH Section 3—Receiving, Handling, Storage, and Installation Receiving Before leaving the factory, high resistance grounding equipment is given a final inspection, both mechanical and electrical. Upon receipt, immediately inspect the equipment for damage. If the equipment is damaged, immediately file a claim with the carrier. Include all pertinent information with the claim, such as description of damage, shipping crate numbers, and requisition numbers. Handling High resistance grounding equipment is shipped in an upright position, either as part of a low voltage equipment or as a single stand-alone section. Maintain the equipment in an upright position. Refer to the specific low voltage equipment installation bulletin for handling information. Storage Store the high resistance ground equipment per the instructions provided in the low voltage equipment installation bulletin. Installation Install the high resistance ground equipment per the instructions provided in the low voltage equipment installation bulletin and as shown in applicable drawings provided with the equipment. Section 4—Typical High Resistance Grounding System Low Voltage Systems High resistance ground (HRG) systems are designed for application on 480 and 600 volt ungrounded Delta and ungrounded Wye, 50 and 60 hertz power systems. Systems are specific for each type, voltage, and frequency and are specified on order entry. Refer to the factory shop drawings for specified ratings. Control Power Transformer (CPT) A separate dry type control power transformer (CPT) may be provided as necessary to supply control voltage for the HRG controls. These transformers are provided with the appropriate primary and secondary fuses. Control power also may be obtained from the low voltage equipment in which the HRG is installed. Derived Neutral If the power system incorporates a Delta-connected transformer or an ungrounded Wye transformer where the neutral terminal is not available, a derived neutral must be created. High resistance grounding systems by Schneider Electric use the Wye-Delta type derived neutral, as shown in Figure 2 on page 9. Three single-phase transformers are connected in a Wye-Delta configuration. The ratings of these transformers are based in part on system voltage and maximum current drawn through the grounding resistor during a ground fault. These transformers are specific to the power system ratings and are shown on the factory shop drawings. The primary windings of these transformers are connected in Wye with each winding connected to a phase conductor of the system. The common connection of each primary winding provides a derived neutral to which the grounding resistor is connected. The secondary windings of these transformers are connected in a Delta configuration. An equivalent current will circulate in the secondary windings as a reflection of current flowing in the grounding resistor. See Figure 9 on page 19 for a line diagram of a typical high resistance ground system used on Delta systems. 8 © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Section 4—Typical Resistance Ground System Figure 2: Derived Neutral Configuration ENGLISH 80298-165-01 06/2008 Primary A∅ B∅ C∅ Secondary R Wye-Delta Type Derived Neutral Resistor and Enclosure Material Resistor Unit The resistor unit consists of a group of industrial resistors arranged to provide the proper resistance and capacity to dissipate heat under all operating conditions. The resistor unit may be mounted in an internal compartment in the low voltage equipment. When mounted in the low voltage equipment, the compartment is adequately ventilated to dissipate the heat developed during ground fault conditions. If the desired compartment cannot be sufficiently ventilated, or if one is not available, the equipment resistor unit is mounted on top of the equipment or in some remote location. Figure 3 illustrates a typical resistor assembly. Figure 3: Equipment Enclosure © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved Typical Resistor Assembly The high resistance grounding equipment is typically mounted within the low voltage equipment. The high resistance grounding system also may be mounted in a separate NEMA Type 1 or NEMA Type 3R freestanding unit. When the enclosure is supplied as a freestanding unit, the grounding resistor is typically mounted and ventilated within the enclosure. 9 High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Section 4—Typical Resistance Ground System 80298-165-01 06/2008 Principles of Operation ENGLISH Ungrounded Systems In many situations, the National Electrical Code (NEC) requires electrical systems to be grounded by some means. Solidly grounded systems have the advantage of ensuring that the potential on any conductor is no higher than the maximum system single-phase voltage. However, in some industrial applications, ungrounded systems have an advantage in system reliability because the first ground fault will not disrupt electrical service as it would for solidly grounded systems. This has particular importance for continuous industrial processes. In an ungrounded system, if one conductor becomes grounded due to insulation failure at any point in the system, then that conductor assumes ground potential, and the remaining two conductors assume a line-to-line potential with respect to ground. If no other ground faults exist involving the other two conductors, an ungrounded system may continue to operate. If the single line-to-ground fault is not solid, and has an arcing characteristic, an ungrounded system may experience unusually high line-to-ground voltages at relatively high frequencies. This high voltage is a result of the conductor inductance, conductor-to-ground capacitance, and the intermittent characteristics of the arcing fault. In this case, the system neutral and three-phase conductor voltages are displaced significantly from ground potential. This is undesirable because system insulation is overstressed. The HRG system minimizes these high voltages and frequencies by dampening or reducing the effects of capacitance and inductance inherent in the power system. High Resistance Grounding The fundamental purpose of high resistance grounding is to provide sufficient system damping to overcome the negative effects of arcing ground faults and at the same time retain all of the advantages of an effectively ungrounded system. A resistance value is selected sufficient to limit the overvoltage during arcing faults, but not low enough to draw excessive ground fault current. The resistance value should be selected relative to the system capacitive charging current. The system capacitive charging current is proportional to the capacity of the system and the types of components used within the electrical system. Pulse Fault Locator Circuit Since the fault current with high resistance grounding can be similar in magnitude to the charging currents, it is difficult to distinguish between the two. A pulsing circuit is provided to momentarily increase the fault current by intermittently short-circuiting part of the grounding resistance. The pulsing current can be detected within the grounded circuit due to a more noticeable flicker of the ground current detector ammeter. The pulse locator circuit is initiated only when a fault has been detected and the Normal/Pulse switch is set to the Pulse position. Ground Detection and Alarm Ground detection is accomplished through a contact-making voltmeter relay, or similar device, that monitors the voltage across the grounding resistance. Under ideal conditions, the voltage is zero if the system capacitance within all three phases is balanced. If it is unbalanced, which is normal, the meter shows a small voltage, proportional to the degree of capacitance unbalance, across the grounding resistance. The voltmeter relay is provided with two user-adjustable set points and an adjustable time delay. The lower set point is wired to terminal blocks for customer use. A typical application may be to set the lower set point just above the nominal charging current, approximately 5–10%. This setting is based on the history of the system operation or on analysis of the charging current measured. In this manner, a slight increase in charging current can be detected and signaled to a remote panel without activating the high resistance ground alarm circuit. Alternatively, it can be used to trigger an alarm if the resistor is disconnected or open-circuited. 10 © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Section 4—Typical Resistance Ground System The upper set point is used to trigger the alarm circuit. This set point should be set approximately 10–20% above the nominal charging current. The alarm will be activated when the charging current exceeds this value for the specified time delay setting. See “Section 8—Installation and Maintenance Logs” on pages 24–27 for charts on which to log this data. Ground Current Detector The detector measures the leakage current caused by a ground fault. It enables the operator to locate failures quickly. See “Ground Detection System Test” and “Use of the System Under Actual Grounded Condition” on page 20 for instructions. The detector is a clamp-on current transformer and ammeter that is sensitive to ac currents passing through it. The detector is moved within the power system following the path of pulsating ground current. If the meter needle flickers, the detector is in a circuit that contains a ground fault downstream. If it does not flicker, the ground fault is in a different circuit or the detector is downstream from the fault location. The detector must encompass all current-carrying conductors in the circuit. It makes no difference whether the circuit is three-phase or single-phase. The detector measures the leakage current to ground. Figure 4 illustrates a method of using the ground current detector. Figure 4: Ground Current Detector Source A B C Leak R System Capacitive Charging Current The maximum system capacitive charging current must be known in order to optimize the setting of the ground resistor taps. The system charging current should be measured with all components of the power system connected to ensure the total capacitive current is measured. Note these values below. NOTE: Because of the inherent danger involved in measuring the system capacitive charging current, Schneider Electric recommends consulting with a suitable testing firm for assistance in obtaining these measurements. Measured Charging Current: Ia = ______; Ib = ______; Ic = ______ The charging current of the system is the average of these three measurements shown by the following formula: IC = © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved (Ia + Ib + Ic) _______ 3 11 ENGLISH 80298-165-01 06/2008 High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Section 4—Typical Resistance Ground System ENGLISH Selection of Ground Resistor Value and Connections 80298-165-01 06/2008 After determining the value of the system capacitive charging current (IC), calculate the resistance value (R) according to the following formula: R = Line-to-Line Voltage / (1.732 x IC) The resistance values available with standard resistor connections are likely to be different than calculated. Since the selection is not critical, a value is selected which is just lower than the calculated value. This ensures a maximum ground current slightly higher than the system charging current and allows for adequate system damping to minimize ringing. Table 1 lists various resistance values that are available in a typical resistor bank. Refer to the factory order drawings for specific settings available.The equipment is shipped from the factory with the resistors connected for the lowest current value. Table 1: Resistor Connection Chart▲ Connection Diagram (Figure 5) Normal Connected Resistance (Ohms) 5A 277.0 5B 139.0 5C 92.3 5D 55.4 Pulse-Connected Resistance (Ohms) 39.6 ▲ Resistance calculations are based on standard Schneider Electric resistor connections for a 480 V power system. Resistor Circuit Diagrams See Figure 5 on page 13 for typical resistor configurations and the following paragraphs for descriptions of each configuration. 5A–Under ground fault conditions, the total resistance is 277.0 ohms. This produces 1 A of ground fault current. During the pulse “ON” cycle, the contactor contact “C” closes, shorting part of the resistor. This decreases the total resistance to 39.6 ohms, thus increasing the current (pulse current) to 7 A. 5B–Under ground fault conditions, the total resistance is 139.0 ohms. This produces 2 A of ground fault current. During the pulse “ON” cycle, the contactor contact “C” closes, shorting part of the resistor. This decreases the total resistance to 39.6 ohms, thus increasing the current (pulse current) to 7 A. 5C–Under ground fault conditions, the total resistance is 92.3 ohms. This produces 3 A of ground fault current. During the pulse “ON” cycle, the contactor contact “C” closes, shorting part of the resistor. This decreases the total resistance to 39.6 ohms, thus increasing the current (pulse current) to 7 A. 5D–Under ground fault conditions, the total resistance is 55.4 ohms. This produces 5 A of ground fault current. During the pulse “ON” cycle, the contactor contact “C” closes, shorting part of the resistor. This decreases the total resistance to 39.6 ohms, thus increasing the current (pulse current) to 7 A. 12 © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved 80298-165-01 06/2008 Resistor Circuit Diagrams ENGLISH Figure 5: High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Section 4—Typical Resistance Ground System 5A Meter relay input Fuse Neutral ground resistor R5 138.0 Ω R4 46.7 Ω R3 36.9 Ω R2 15.8 Ω R1 39.6 Ω C R6 R5 R4 R3 R2 R1 Connection Shown for 1 A Ground Fault with 7 A Pulse 5B Meter relay input Fuse Neutral ground resistor R5 138.0 Ω R4 46.7 Ω R3 36.9 Ω R2 15.8 Ω R1 39.6 Ω C R6 R5 R4 R3 R2 R1 Connection Shown for 2 A Ground Fault with 7 A Pulse 5C Meter relay input Fuse Neutral ground resistor R5 138.0 Ω R4 46.7 Ω R3 36.9 Ω R2 15.8 Ω R1 39.6 Ω C R6 R5 R4 R3 R2 R1 Connection Shown for 3 A Ground Fault with 7 A Pulse 5D Meter relay input Fuse Neutral ground resistor R5 138.0 Ω R4 46.7 Ω R3 36.9 Ω R2 15.8 Ω R1 39.6 Ω C R6 R5 R4 R3 R2 R1 Connection Shown for 5 A Ground Fault with 7 A Pulse © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved 13 High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Section 4—Typical Resistance Ground System Door Components 80298-165-01 06/2008 Figure 6 illustrates the door-mounted components of a typical high resistance ground unit. These components are discussed on page 15. ENGLISH Contact your local Schneider Electric representative for replacement parts. Figure 6: Door Component Locations 1 12 2 11 3 4 5 10 6 7 8 9 14 1. Alarm horn 7. Reset/Manual/Auto switch 2. Ammeter 8. Normal/Pulse switch 3. Red light: Ground Fault 9. Test button 4. Green light: Normal 10. Operation nameplate 5. Amber light: Pulse On 11. Rating nameplate 6. Silence button 12. Voltmeter © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Section 4—Typical Resistance Ground System Alarm Horn The alarm horn sounds after a ground fault current above the meter relay setpoint is detected. Ammeter The ammeter displays charging current and actual ground fault current when a ground fault occurs. Red Light The red light indicates a system ground fault where the voltage drop across the grounding resistor has increased to a level above the voltmeter set point. The red light remains illuminated until the ground fault is cleared or the system is reset. Green Light The green light indicates that control power is available and the system is operating normally. The green light is turned off when the voltage drop across the ground resistor has increased to a level above the voltmeter set point. Amber Light The amber light indicates when the pulse circuit is “on” and will flash in sync with the pulse current. Silence Button This button silences the horn that sounds after a ground fault current above the meter relay setpoint is detected. NOTE: The red fault light will remain illuminated until the ground fault is cleared or the system is reset. Reset/Manual/Auto Switch This switch selects the alarm reset mode. Manual mode: A ground fault current above the meter relay setpoint will sound the horn and illuminate the red fault light. These indicators will then remain in a latched state, even after the ground fault current falls below the meter relay setpoint. Manually moving the switch to the Reset position resets the system. Auto mode: A ground fault current above the meter relay setpoint will sound the horn and illuminate the red fault light. The system is automatically reset when the ground fault current drops below the meter relay setpoint. Normal/Pulse Switch This switch turns on the pulse circuit. The pulse circuit is activated by the operator during fault location activity. It may be activated any time a ground fault occurs and when the alarm circuit is energized. Test Button When this button is pushed, the voltmeter reading will increase and the alarm relay is picked up. The green light goes out and the red light illuminates. If the Reset/Manual/Auto switch is in the Manual position, moving it to the Reset position restores the system to normal operating conditions. Voltmeter The voltmeter monitors the voltage drop across the grounding resistor. The voltmeter relay is equipped with two contact set points: The lower set point is used as a pre-alarm or first level alarm. Schneider Electric recommends setting the value to a voltage approximately 5–10% higher than the voltage reading associated with the nominal charging current. This contact is wired to terminal blocks for customer use and does not indicate an alarm via the alarm controls. The upper set point is used to activate the alarm circuit upon sensing an increasing voltage drop across the grounding resistor. Schneider Electric recommends setting the value to a voltage approximately 10–20% higher than the maximum voltage drop caused by the maximum charging current under normal conditions. © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved 15 ENGLISH 80298-165-01 06/2008 High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Section 4—Typical Resistance Ground System Internal Components 80298-165-01 06/2008 ENGLISH Figure 7 illustrates internal components of a typical high resistance ground unit. Contact your local Schneider Electric representative for replacement parts. Figure 7: Internal Components 2 3 1 8 5 4 7 6 ON OFF 9 10 1. Potential transformer 2. Shorting terminal blocks 3. Test circuit disconnect 4. Control power fuses 5. Timing relays 6. Control relays 16 7. Grounding transformer disconnect (for use on derived neutral systems) 8. Ammeter current transformer 9. Terminal blocks 10. Grounding transformers (for use on derived neutral systems) © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved 80298-165-01 06/2008 High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Section 4—Typical Resistance Ground System DANGER HAZARD OF ELECTRIC SHOCK, EXPLOSION, OR ARC FLASH Connect system neutral to ground only through the grounding resistance. Failure to follow this instruction will result in death or serious injury. Before start-up, carefully read the danger precaution above. Power systems with a high resistance ground unit shall be grounded solely through the grounding resistance furnished in the high resistance ground unit. Ensure the system is grounded properly before proceeding. 1. Turn off all power supplying this equipment before working on or inside equipment. Always use a properly rated voltage sensing device to confirm power is off. 2. Verify power system is free of ground faults. (Refer to low voltage equipment instruction bulletin.) 3. Verify all phase, neutral, and ground connections have been made between the power system and the HRG system per the factory shop drawings. 4. Based on the system capacitive charging current, reconnect the grounding resistor as necessary. Refer to Figure 5 on page 13. 5. Set the “Normal/Pulse” control to “Normal”. 6. Carefully inspect your work area and remove any tools and objects left inside the equipment. 7. Replace all devices, doors, and covers before turning on power to this equipment. 8. With all loads connected and the system energized, set the voltmeter relay lower set point to a position 10% above the actual voltmeter reading. Set the upper set point approximately 20% above the actual reading. © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved 17 ENGLISH Start-Up Procedures High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Section 4—Typical Resistance Ground System HRG System Diagrams Figures 8 and 9 are diagrams of typical high resistance ground systems used on Wye and Delta systems, respectively. Typical High Resistance Ground System Used on Wye Systems To load breakers Fuse A 480 Vac line bus MR B C N Test Neutral ground resistor 138.0 Ω Control transformer 120 Vac control power 138.0 Ω 46.7 Ω 36.9 Ω 15.8 Ω 39.6 Ω 3 2 1 Ammeter R4 5 Fuse ENGLISH Figure 8: 80298-165-01 06/2008 4 Provision for jumper connection based on system capactitive charging current calucation. Fuse R1 R3 Test push button R2 Normal / Pulse Manual Reset Auto R6 R5 MR R3 MR R1 R6 Horn Normal G MR R1 Ground fault R Manual R3 Auto R2 R4 Pulse ON A R5 Silence push button 18 © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved 80298-165-01 06/2008 Typical High Resistance Ground System Used on Delta Systems ENGLISH Figure 9: High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Section 4—Typical Resistance Ground System To load breakers A 480 Vac line bus Fuse B MR C Three control power transformers 1.5 kVA, 480/120 V Test Neutral ground resistor 138.0 Ω 138.0 Ω 46.7 Ω 36.9 Ω 15.8 Ω 39.6 Ω 3 2 1 Ammeter 120 Vac control power Control transformer R4 Fuse 5 4 Provision for jumper connection based on system capactitive charging current calucation. Fuse R1 R3 Test push button R2 Normal / Pulse Manual Reset Auto R6 R5 MR R3 MR R1 R6 Horn Normal G MR R1 Ground fault R Manual R3 Auto R2 R4 Pulse ON A R5 Silence push button Ground Detection System Test 1. Move the Reset/Manual/Auto switch to the Manual position. 2. Press and hold the Test button for five seconds. The voltmeter reading will increase. The green light goes out, the horn sounds, and the red light illuminates. Any user-supplied warning devices connected to the alarm circuits will operate. 3. Release the Test button. The red light remains illuminated until the operator moves the Reset/Manual/Auto switch to the Reset position. 4. Turn the Normal/Pulse switch to the Pulse position. The amber light begins to flash and the pulse contactor begins to operate in a rhythmic fashion. If the system is normal and some line-to-ground capacitance imbalance exists, a slight pulse in the voltmeter reading occurs. 5. Move the Reset/Manual/Auto switch to the Reset position momentarily, and then back to the Manual position. The red light goes out and the green light again illuminates. © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved 19 High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Section 4—Typical Resistance Ground System ENGLISH Use of the System Under Actual Grounded Condition 80298-165-01 06/2008 Power system ground faults exist in varying forms and degrees of severity. They could be in the form of wet insulation which displaces the neutral a small amount, or could be so severe that one of the phases is solidly grounded. A condition in which all three phases have equal grounding is not detected by this system. This condition is only detected when operating an overcurrent device. Typically, however, only one or two of the phases are affected. In this case, detection is possible. As one or two lines develop a lower resistance to ground, the system neutral is displaced and a higher voltage develops across the grounding resistor. As the resistance of the grounding decreases, the voltage increases and the voltmeter relay indicates a higher reading, as expected for a deteriorating insulation system. When a ground fault occurs, the resistor limits the ground current. The resulting voltage appears across the grounding resistor and is sensed by the voltmeter relay. After a preset, adjustable time delay, a control relay contact opens, which extinguishes the green light (“Normal”) and a control relay contact closes, which illuminates the red light (“Ground Fault”). To locate the fault, turn the “Normal/Pulse” switch to “Pulse”. This initiates the pulse relay, alternately energizing and de-energizing a shorting contact across part of the grounding resistor. A rhythmic fluctuation in the magnitude of the ground current results at a fixed rate of 30 pulses per minute. DANGER HAZARD OF ELECTRIC SHOCK, EXPLOSION, OR ARC FLASH • Apply appropriate personal protective equipment (PPE) and follow safe electrical work practices. See NFPA 70E. • This equipment must be installed and serviced only by qualified personnel. • Perform such work only after reading and understanding all of the instructions contained in this bulletin. Failure to follow these instructions will result in death or serious injury. The current transformer and ammeter on the panel allow the operator to observe the current fluctuation on the system. Using a portable ammeter (ground current detector), trace the fluctuation of the ground current through the system. Start at a point as close to the supply as possible. Due to large cable sizes and multiple cables per phase, it may not be practical to start at the main distribution panel. Select a branch circuit where the portable detector will encompass all of the three-phase conductors. Any branch circuit in which the detector indicator pulses is the faulted circuit. Repeat this procedure at any downstream panels until the faulted circuit and location can be determined. Usually only one feeder circuit indicates a detectable flicker in the charging current reading. Other feeder circuits may display a continuous charging current which does not indicate a ground fault. Readings taken with the portable ammeter around metal conduit are likely to be ineffective since the ground current may be returning through the grounded conductors. This feeder circuit is then followed to the next distribution point in the system or pull box where it is possible to again encompass all three phases of the insulated conductors. 20 © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Section 4—Typical Resistance Ground System If this feeder circuit is further distributed, test each circuit of that distribution individually to see which carries the pulsating current. If, within a single circuit, the pulsating current disappears at a point downstream, the fault is somewhere between the previous point tested and the point where the pulsing current disappears. When the fault is located, the pulse switch may be returned to the “Normal” position. The red light remains illuminated until the system is repaired and the Reset/Manual/Auto switch is moved to the Reset position. Once the system is restored, check the voltmeter reading. The reading should have returned to a level below the set point and indicate a level approximately equal to the level prior to the fault. If multiple faults exist, the voltmeter reading remains above that which is considered normal. If necessary, repeat this procedure to find other abnormal conditions. Power System Revisions A power system may be modified to meet changing needs. If there is a question whether the power system needs to be reset, evaluate the grounding system and reset as if it were a new system. Records In order to accurately determine the status of a power system, accurate records must be maintained. Keep these records at the end of this manual in the appropriate tables in “Section 8—Installation and Maintenance Logs” on pages 24–27. For high resistance grounding systems, record the following: System Initial Installation • • • The original line-to-ground charging currents for each phase The grounding resistor value selected The voltmeter reading as the system was originally established Voltmeter Readings Record voltmeter readings at regular intervals. Frequency of reading is dictated by the severity of stress placed upon the system and history of occurrences. Take monthly readings initially; modify the frequency as experience indicates. Voltmeter Relay Set Points Verify voltmeter relay set points initially and each time the set point is changed. Also, indicate the reason(s) for the change. System Faults Log the date, time, location, a detailed description, and suspected causes for all faults located and cleared from the system. © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved 21 ENGLISH 80298-165-01 06/2008 High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Section 5—Inspection and Maintenance ENGLISH Section 5—Inspection and Maintenance 80298-165-01 06/2008 DANGER HAZARD OF ELECTRIC SHOCK, EXPLOSION, OR ARC FLASH • Apply appropriate personal protective equipment (PPE) and follow safe electrical work practices. See NFPA 70E. • This equipment must be installed and serviced only by qualified personnel. • Perform such work only after reading and understanding all of the instructions contained in this bulletin. • Turn off all power supplying this equipment before working on or inside equipment. • Assume that all circuits are live until they have been completely de-energized, tested, locked out, and/or tagged out (per OSHA 1910.147). Pay particular attention to the design of the power system. Consider all sources of power, including the possibility of backfeeding. • Always use a properly rated voltage sensing device to confirm power is off. • Carefully inspect your work area and remove any tools and objects left inside the equipment. • Replace all devices, doors, and covers before turning on power to this equipment. Failure to follow these instructions will result in death or serious injury. Refer to the applicable low voltage equipment instruction bulletin for inspection and maintenance procedures. 22 © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Section 6—Nameplate Information Section 6—Nameplate Information The high resistance grounding system nameplate is located on the front of the installed equipment. When ordering renewal parts, include in the parts description the factory order number found on the nameplate. The following list of information is found on the nameplate: • • • • • • • • • • Factory order number (plant manufacturing number) Drawing number (electrical diagram by which unit was wired) Phase (number of phases) System voltage (480 or 600 V) System type (Wye or Delta) Hertz (50–60 Hz) Rated current (maximum) Total grounding resistance NEMA Type (1 or 3R) Instruction bulletin number (44022-921-0x) Section 7—Accessory Equipment Portable Ground Current Detector The portable ground current detector (Figure 10) is used as an aid in troubleshooting. The detector assists the technician in tracing the fault to its origin. Features of the portable ground current detector include: • • A multi-range switch (1-2-5-10-20-short). • • Single-phase and three-phase system operations. Jaw openings that can be made to encircle 3-1/2-, 4-1/2-, or 6-inch (89-, 114-, or 182-milllimeter) conductors. A closed magnetic core to minimize the effects of stray fields. At least one portable detector should be available at the installation site. Figure 10: © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved Ground Detector with Case 23 ENGLISH 80298-165-01 06/2008 High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Section 8—Installation and Maintenance Logs 80298-165-01 06/2008 ENGLISH Section 8—Installation and Maintenance Logs Table 2: System Initial Installation Charging Current (Amperage) Voltmeter Reading (Volts) Date Table 3: Time Ib Ic R (Ohms) Voltmeter Readings Date 24 Ia Time Volts © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved 80298-165-01 06/2008 Voltmeter Relay Set Points Initial Set Point ENGLISH Table 4: High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Section 8—Installation and Maintenance Logs Set Point Change Reasons for Change Date Time Volts Date © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved Time Volts 25 High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Section 8—Installation and Maintenance Logs Table 5: ENGLISH Date 26 80298-165-01 06/2008 System Faults Time Location of Fault Description Suspected Causes © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved 80298-165-01 06/2008 Maintenance Log Date © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved ENGLISH Table 6: High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Section 8—Installation and Maintenance Logs Description 27 High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Instruction Bulletin Schneider Electric USA 8821 Garners Ferry Road Hopkins, SC 29061 USA 1-888-SquareD (1-888-778-2733) www.us.SquareD.com Electrical equipment should be installed, operated, serviced, and maintained only by qualified personnel. No responsibility is assumed by Schneider Electric for any consequences arising out of the use of this material. 80298-165-01 © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved Replaces 44022-921-02, 08/2007 06/2008 Sistema de resistencias de puesta a tierra Para su uso en sistemas de 50 ó 60 Hz con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Clase 6036 Boletín de instrucciones 80298-165-01 Conservar para uso futuro. CATEGORÍAS DE RIESGOS Y SÍMBOLOS ESPECIALES Asegúrese de leer detenidamente estas instrucciones y realice una inspección visual del equipo para familiarizarse con él antes de instalarlo, hacerlo funcionar o prestarle servicio de mantenimiento. Los siguientes mensajes especiales pueden aparecer en este boletín o en el equipo para advertirle sobre peligros potenciales o llamar su atención sobre cierta información que clarifica o simplifica un procedimiento. La adición de cualquiera de estos símbolos a una etiqueta de seguridad de “Peligro” o “Advertencia” indica la existencia de un peligro eléctrico que podrá causar lesiones personales si no se observan las instrucciones. ESPAÑOL Este es el símbolo de alerta de seguridad. Se usa para avisar sobre peligros potenciales de lesiones. Respete todos los mensajes de seguridad con este símbolo para evitar posibles lesiones o la muerte. PELIGRO PELIGRO indica una situación de peligro inminente que, si no se evita, podrá causar la muerte o lesiones serias. ADVERTENCIA ADVERTENCIA indica una situación potencialmente peligrosa que, si no se evita, puede causar la muerte o lesiones serias. PRECAUCIÓN PRECAUCIÓN indica una situación potencialmente peligrosa que, si no se evita, puede causar lesiones menores o moderadas. PRECAUCIÓN PRECAUCIÓN cuando se usa sin el símbolo de alerta de seguridad, indica una situación potencialmente peligrosa que, si no se evita, puede causar daño a la propiedad. Proporciona información adicional para clarificar o simplificar un procedimiento. OBSERVE QUE Solamente el personal especializado deberá instalar, hacer funcionar y prestar servicios de mantenimiento al equipo eléctrico. Schneider Electric no asume responsabilidad alguna por las consecuencias emergentes de la utilización de este material. 80298-165-01 06/2008 Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Contenido Sección 1–Introducción .............................................................................. 5 Sección 2–Precauciones de seguridad ....................................................... 7 Sección 3—Recibo, manejo, almacenamiento e instalación ...................... 8 Recibo ................................................................................................... 8 Manejo ................................................................................................... 8 Almacenamiento .................................................................................... 8 Instalación ............................................................................................. 8 Sección 4—Típico sistema de resistencias de puesta a tierra ................... 8 Sistemas de baja tensión ...................................................................... 8 Transformador de alimentación de control (TAC) ................................. 8 Neutro derivado ..................................................................................... 8 Material del gabinete y resistencia ........................................................ 9 Módulo de resistencia...................................................................... 9 Gabinete del equipo ........................................................................ 9 Principios de funcionamiento .............................................................. 10 Sistemas no puestos a tierra ......................................................... 10 Puesta a tierra ............................................................................... 10 Circuito localizador de falla por impulsos ...................................... 10 Detección de puesta a tierra y alarma ........................................... 10 Detector de la corriente de tierra ................................................... 11 Corriente de carga capacitiva del sistema .......................................... 11 Selección del valor de la resistencia de puesta a tierra y conexiones 12 Diagramas de circuito de resistencia .................................................. 12 Componentes montados en la puerta ................................................. 14 Alarma de cuerno .......................................................................... 14 Ampérmetro................................................................................... 14 Luz roja.......................................................................................... 14 Luz verde....................................................................................... 14 Luz ámbar...................................................................................... 15 Botón de silenciamiento ................................................................ 15 Selector “Restablecimiento/Manual/Auto” ..................................... 15 Selector "Normal/Impulso"............................................................. 15 Botón de prueba ............................................................................ 15 Voltímetro ...................................................................................... 15 Componentes internos ........................................................................ 16 Procedimientos de puesta en marcha ................................................. 17 Diagramas del sistema de RPT ........................................................... 18 Prueba del sistema de detección de tierra .......................................... 19 Uso del sistema bajo una condición de conexión a tierra real ............ 20 Verificación del sistema de alimentación ............................................ 21 Registros ............................................................................................. 21 Instalación inicial del sistema ........................................................ 21 Lecturas de voltímetro ................................................................... 21 Puntos de ajuste del voltímetro ..................................................... 21 Averías del sistema ....................................................................... 21 Sección 5–Inspección y servicios de mantenimiento ................................ 22 Sección 6—Información en la placa de datos ........................................... 23 Sección 7—Accesorios del equipo ........................................................... 23 Detector portátil de corriente de tierra ................................................. 23 Sección 8—Registros de instalación y servicios de mantenimiento ......... 24 © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 3 ESPAÑOL CONTENIDO Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Lista de figuras y tables LISTA DE FIGURAS Figura 1: Figura 2: Figura 3: Figura 4: Figura 5: Figura 6: Figura 7: Figura 8: Figura 10: Diagramas de los sistemas en estrella y delta ...................... 6 Configuración de neutro derivado ............................................... 9 Módulo de resistencia típico .................................................. 9 Detector de la corriente de tierra ......................................... 11 Diagramas de circuito de resistencia ................................... 13 Ubicación de los componentes en la puerta ........................ 14 Componentes internos ......................................................... 16 Sistema de resistencias de puesta a tierra típicamente usado en sistemas en entrella ........................................................ 18 Sistema de resistencias de puesta a tierra típicamente usado en sistemas en delta ............................................................ 19 Detector de tierra con estuche ............................................. 23 Tabla 1: Tabla 2: Tabla 3: Tabla 4: Tabla 5: Tabla 6: Tabla de conexiones de las resistenciass ........................... Instalación inicial del sistema .............................................. Lecturas del voltímetro ........................................................ Puntos de ajuste del voltímetro ........................................... Averías del sistema ............................................................. Registro cronológico de servicios de mantenimiento .......... Figura 9: ESPAÑOL LISTA DE TABLAS 4 80298-165-01 06/2008 12 24 24 25 26 27 © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Sección 1—Introducción Sección 1–Introducción Este boletín contiene información sobre la teoría así como instrucciones de funcionamiento y servicios de mantenimiento de los sistemas resistencias de puesta a tierra, fabricados por Schneider Electric. Este equipo proporciona un circuito de puesta a tierra para los sistemas de alimentación no conectados a tierra. Según las opciones seleccionadas, el equipo de puesta a tierra ofrece las siguientes funciones: • Proporciona estabilidad al sistema y evita sobretensiones amortiguando las oscilaciones de alta frecuencia provocadas por fallas a tierra u otras distorsiones del sistema. • Proporciona una manera de detectar y enviar una advertencia acerca de la primera falla a tierra que se produce en el sistema. • Proporciona un medio de supervisar la condición de la tensión del sistema en relación con el potencial a tierra a través de mediciones de tensión. • En caso de producirse una falla de línea a tierra, éste proporciona la manera de emitir impulsos a la corriente de falla a tierra de manera que ésta pueda ser rastreada con un detector portátil. • Permite al sistema continuar su funcionamiento con una sola falla de línea a tierra presente. Estas funciones se pueden lograr ajustando la puesta a tierra del neutro del sistema de manera que las corrientes de falla a tierra sean un poco más altas que las corrientes de carga capacitiva natural de los sistemas no puestos a tierra. Al seleccionar las opciones apropiadas, el equipo de puesta a tierra es adecuado para sistemas no puestos a tierra configurados en delta o en estrella con corrientes nominales de 480 y 600 volts. Vea la figura 1 en la página 6. Los circuitos de control típicamente funcionan en 120 V~ (c.a.). Esta guía trata sobre varios usos de aplicación del equipo de puesta a tierra. Las ilustraciones y procedimientos son de carácter general. Su equipo puede ser diferente al que se muestra en la página 6. Consulte los dibujos de fábrica incluidos con el equipo de baja tensión. Las descripciones y especificaciones contenidas en esta guía fueron puestas en práctica en el momento en que se aprobó su impresión. Schneider Electric se reserva el derecho de dejar de fabricar ciertos modelos en cualquier momento, así como de realizar cambios a las especificaciones o diseño, sin previo aviso o contraer obligaciones. El equipo descrito aquí puede o no ser identificado como estándar u opcional. Si los procedimientos descritos en este documento no producen los resultados deseados durante la prueba, inspección o instalación del equipo, y no es posible determinar la causa de inmediato, póngase en contacto con el Centro de servicios en campo Square D llamando al 1-888-778-2733 (en EUA) o al 01-800-SCHNEIDER (724-634-337) / 01-800-706-0600 (en México). © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 5 ESPAÑOL 80298-165-01 06/2008 Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Sección 1—Introducción Figura 1: 80298-165-01 06/2008 Diagramas de los sistemas en estrella y delta Neutro Desde el secundario del transformador A∅ B∅ Fusible Fusible ESPAÑOL Transformador de alimentación de control (TAC) Fusible Resistencia Contactor de impulsos Normal Voltímetro con salida de relevador G Luces del tablero Selector “Impulso / Normal” R Falla a tierra Diagrama de circuito de un sistema en estrella Desde el secundario del transformador A∅ B∅ C∅ Fusible Fusible Transformador de alimentación de control (TAC) Transformadores de puesta a tierra Fusible Resistencia Contactor de impulsos Normal Voltímetro con salida de relevador G Luces del tablero Selector “Impulso / Normal” R Falla a tierra Diagrama de circuito de un sistema delta 6 © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 80298-165-01 06/2008 Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Sección 2—Precauciones de seguridad Sección 2–Precauciones de seguridad PELIGRO PELIGRO DE DESCARGA ELÉCTRICA, EXPLOSIÓN O DESTELLO POR ARQUEO • Utilice equipo de protección personal (EPP) apropiado y siga las prácticas de seguridad eléctrica establecidas por su Compañía, consulte la norma 70E de NFPA. • Solamente el personal especializado deberá instalar y prestar servicio de mantenimiento a este equipo. ESPAÑOL • Asegúrese de leer y entender todas las instrucciones de este boletín antes de realizar cualquier trabajo en este equipo. • Desenergice el equipo antes de realizar cualquier trabajo dentro o fuera de él. • Suponga que todos los circuitos están “vivos” hasta que hayan sido completamente desenergizados, probados, bloqueados y etiquetados (según la norma 1910.147 de OSHA). Preste particular atención al diseño del sistema de alimentación. Tome en consideración todas las fuentes de alimentación, incluyendo la posibilidad de retroalimentación. • Siempre utilice un dispositivo detector de tensión nominal adecuado para confirmar la desenergización del equipo. • Inspeccione detenidamente el área de trabajo y retire las herramientas u objetos que hayan quedado dentro del equipo. • Vuelva a colocar todos los dispositivos, las puertas y las cubiertas antes de energizar este equipo. El incumplimiento de estas instrucciones podrá causar la muerte o lesiones serias. PRECAUCIÓN PELIGRO DE DAÑO AL EQUIPO O LESIONES PERSONALES • Es necesario seleccionar el valor de resistencia de tierra apropiado para que funcione correctamente el sistema de resistencias de puesta a tierra. • A medida que cambian los parámetros del sistema eléctrico con el transcurso del tiempo, es posible que la resistencia de puesta a tierra necesite ajustarse. Verifique la selección apropiada de la resistencia de puesta a tierra cuando se realizan cambios al sistema eléctrico y una vez al año. El incumplimiento de estas instrucciones puede causar lesiones personales o daño al equipo. PELIGRO PELIGRO DE DESCARGA ELÉCTRICA, EXPLOSIÓN O DESTELLO POR ARQUEO Conecte el neutro del sistema a tierra únicamente por la resistencia de puesta a tierra. El incumplimiento de esta instrucción podrá causar la muerte o lesiones serias. © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 7 Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Sección 3—Recibo, manejo, almacenamiento e instalación 80298-165-01 06/2008 Sección 3—Recibo, manejo, almacenamiento e instalación ESPAÑOL Recibo Antes de salir de la fábrica, las funciones mecánicas y eléctricas del equipo de puesta a tierra son inspeccionadas una vez más. Durante su recibo, realice una inspección visual al equipo para determinar si ha sido dañado. Si encuentra algún daño, de inmediato presente una reclamación a la compañía de transporte. Incluya toda la información pertinente con la reclamación, por ejemplo, una descripción del daño, cantidad de cajas de embalaje y números de requisición. Manejo El equipo de puesta a tierra se envía de fábrica en posición vertical, ya sea como parte del equipo de baja tensión, o bien, como una sección independiente. Mantenga el equipo en posición vertical. Consulte el boletín de instalación específico del equipo de baja tensión para obtener la información de manejo. Almacenamiento Almacene el equipo de puesta a tierra según las instrucciones delineadas en el boletín de instalación del equipo de baja tensión. Instalación Instale el equipo de puesta a tierra según las instrucciones delineadas en el boletín de instalación del equipo de baja tensión y como se muestra en los dibujos aplicables provistos con el equipo. Sección 4—Típico sistema de resistencias de puesta a tierra Sistemas de baja tensión Los sistemas de puesta a tierra (RPT) han sido diseñados para su uso en sistemas de alimentación no conectados a tierra, configurados en estrella y delta, de 480 y 600 Volts, 50 y 60 Hertz. Los sistemas son específicos para cada tipo, tensión y frecuencia y son especificados durante el procesamiento del pedido. Consulte los dibujos de la fábrica para obtener los valores nominales especificados. Transformador de alimentación de control (TAC) Es posible proporcionar un transformador de alimentación de control (TAC) tipo seco independiente para suministrar tensión de control para los controles del sistema de RPT. Estos transformadores vienen con los fusibles primario y secundario apropiados. La alimentación de control también puede ser obtenida del equipo de baja tensión en el que se instalará el sistema de RPT. Neutro derivado Si el sistema de alimentación incorpora un transformador conectado en delta o un transformador no conectado a tierra en estrella donde la terminal de neutro no está disponible, se deberá crear un neutro derivado. Los sistemas de puesta a tierra fabricados por Schneider Electric usan el neutro derivado tipo delta-estrella que se muestra en la figura 2 en la página 9. Tres transformadores de una sola fase están conectados en una configuración en estrella-delta. Los valores nominales de estos transformadores se basan, en parte, en la tensión del sistema y corriente máxima extraída por la resistencia de puesta a tierra durante una falla a tierra. Estos transformadores son específicos para los valores nominales del sistema de alimentación y se muestran en los dibujos de la fábrica. Los devanados del primario de estos transformadores están conectados en estrella con cada devanado conectado a un conductor de fase del sistema. La conexión común de cada devanado primario proporciona un neutro derivado al que la resistencia de puesta a tierra está conectada. 8 © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 80298-165-01 06/2008 Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Sección 4—Típico sistema de resistencias de puesta a tierra Los devanados secundarios de estos transformadores están conectados en una configuración en delta. Una corriente equivalente circulará en los devanados secundarios como un reflejo de corriente que circula en la resistencia de puesta a tierra. Vea la figura 9 en la página 19 que ilustra un diagrama de un típico sistema de conexión a tierra que se usa en los sistemas configurados en delta. Figura 2: Configuración de neutro derivado Primario ESPAÑOL A∅ B∅ C∅ Secundario R Neutro derivado tipo estrella-delta Material del gabinete y resistencia Módulo de resistencia El módulo de resistencia consiste en un grupo de resistencias industriales configuradas de manera tal para proporcionar la resistencia y capacidad apropiadas para disipar calor bajo todas las condiciones de funcionamiento. El módulo de resistencia puede montarse en un compartimiento interno en el equipo de baja tensión. Cuando viene montado en el equipo de baja tensión, el compartimiento está adecuadamente ventilado para disipar el calor producido durante las fallas a tierra. Si el compartimiento deseado no cuenta con ventilación adecuada, o si no hay uno disponible, el módulo de resistencia se monta en la parte superior del equipo o en alguna ubicación remota. La figura 3 ilustra un módulo de resistencia típico. Figura 3: Gabinete del equipo Módulo de resistencia típico El equipo de puesta a tierra típicamente se monta dentro del equipo de baja tensión. El sistema de resistencias de puesta a tierra también puede ser montado en un gabinete independiente NEMA 1 o NEMA 3R. Cuando el gabinete es provisto como una unidad independiente, la resistencia de puesta a tierra típicamente se monta y ventila dentro de él. © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 9 Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Sección 4—Típico sistema de resistencias de puesta a tierra 80298-165-01 06/2008 Principios de funcionamiento Sistemas no puestos a tierra En varias situaciones, el Código eléctrico nacional (NEC®) de EUA o NOM-001-SEDE requiere que los sistemas eléctricos sean conectados a tierra con algún dispositivo apropiado para ello. Los sistemas sólidamente puestos a tierra tienen la ventaja de asegurar que el potencial en cualquier conductor no sea mayor que la tensión máxima de una sola fase del sistema. Sin embargo, en algunas aplicaciones industriales, los sistemas no conectados a tierra tienen ventaja en confiabilidad puesto que la primera falla a tierra no interrumpirá el servicio eléctrico como lo harían los sistemas sólidamente conectados a tierra. Esto es de suma importancia para los procesos industriales continuos. ESPAÑOL En un sistema no conectado a tierra, si un conductor se conecta a tierra debido a una falla de aislamiento en cualquier punto en el sistema, entonces el conductor asume un potencial de tierra y los dos conductores restantes asumen un potencial de línea a línea con respecto a tierra. Si no hay ninguna otra falla a tierra que involucre los otros dos conductores, un sistema no conectado a tierra puede seguir funcionando. Si la falla de una sola línea a tierra no es sólida, y tiene características de formar arcos, un sistema no conectado a tierra puede experimentar altas tensiones de línea a tierra poco comunes en altas frecuencias relativamente. Esta alta tensión se debe a la inductancia del conductor, capacitancia del conductor a tierra y a las características intermitentes de la falla de arqueo. En este caso, el neutro del sistema y las tensiones del conductor de tres fases son desplazadas significativamente del potencial de tierra. Esta causa no es deseable puesto que el aislamiento del sistema es sometido a esfuerzo excesivo. El sistema RPT minimiza estas altas tensiones y frecuencias amortiguando o reduciendo los efectos de capacitancia e inductancia inherentes en el sistema de alimentación. Puesta a tierra El propósito fundamental de la puesta a tierra es proporcionar suficiente amortiguación al sistema para superar los efectos negativos de la formación de arcos provocados por las fallas a tierra y, al mismo tiempo, conservar todas las ventajas de un eficaz sistema no conectado a tierra. Un valor de resistencia suficiente es seleccionado para limitar sobretensiones durante las fallas de arqueo, pero no lo suficientemente bajo para extraer corrientes de falla a tierra excesivas. El valor de resistencia debe ser seleccionado en relación con la corriente de carga capacitiva del sistema. La corriente de carga capacitiva del sistema es proporcional a la capacidad del sistema y tipos de componentes utilizados en el sistema eléctrico. Circuito localizador de falla por impulsos Puesto que la corriente de falla con puesta a tierra puede ser similar en magnitud a las corrientes de carga, es difícil distinguir una de la otra. Un circuito de impulsos es proporcionado para aumentar momentáneamente la corriente de falla poniendo intermitentemente en cortocircuito parte de la resistencia de puesta a tierra. La corriente de impulsos puede ser detectada dentro del circuito conectado a tierra debido a oscilaciones más perceptible por la aguja del ampérmetro detector de la corriente de tierra. El circuito localizador de impulsos es iniciado sólo cuando una falla ha sido detectada y el selector “Normal/Impulso” se ha ajustado en la posición “Impulso”. Detección de puesta a tierra y alarma La detección de puesta a tierra se obtiene a través de un contacto del voltímetro con salida de relevador, o un dispositivo similar que supervisa la tensión entre las terminales de resistencia de puesta a tierra. Bajo condiciones ideales, la tensión es cero si la capacitancia del sistema está equilibrada dentro de todas las tres fases. Si está desequilibrada, lo cual es normal, el medidor mostrará una tensión pequeña, en proporción al grado de desequilibrio de la capacitancia, entre las terminales de resistencia de puesta a tierra. 10 © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 80298-165-01 06/2008 Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Sección 4—Típico sistema de resistencias de puesta a tierra El punto de ajuste superior se usa para activar el circuito de alarma. Este punto de ajuste deberá ser ajustado aproximadamente entre el 10 y 20% por encima del valor nominal de la corriente de carga. La alarma será activada cuando la corriente de carga exceda este valor para el ajuste de retardo de tiempo especificado. Vaya a la “Sección 8—Registros de instalación y servicios de mantenimiento” en las páginas 24 a 27 para registrar estos datos cronológicamente en las tablas. Detector de la corriente de tierra El detector mide la corriente de fuga causada por una falla de tierra. Éste permite al operador localizar fallas rápidamente. Consulte “Prueba del sistema de detección de tierra” y “Uso del sistema bajo una condición de conexión a tierra real” en la página 20 para obtener instrucciones. El detector es un transformador de corriente de abrazadera y ampérmetro que es sensible a las corrientes alternas que pasan por él. El detector se desplaza dentro del sistema de alimentación siguiendo la trayectoria de la corriente de tierra pulsatoria. Si la aguja del medidor fluctúa, el detector se encuentra en un circuito que contiene una falla a tierra en la corriente descendente. Si no fluctúa, la falla a tierra se encuentra en un circuito diferente o el detector se encuentra en la corriente descendente donde se encuentra la falla. El detector deberá abarcar todos los conductores que llevan corriente en el circuito. No hace diferencia si el circuito es de tres o una sola fase. El detector mide la corriente de fuga a tierra. La figura 4 ilustra un método de uso del detector de la corriente de tierra. Figura 4: Detector de la corriente de tierra Fuente A B C Fuga R Corriente de carga capacitiva del sistema La corriente de carga máxima capacitiva del sistema debe conocerse para optimizar el ajuste de las derivaciones de las resistencias de puesta a tierra. La corriente de carga del sistema deberá ser medida con todos los componentes del sistema de alimentación conectados para asegurarse de que la corriente capacitiva sea medida en su totalidad. Anote estos valores a continuación. NOTA: Debido al peligro inherente asociado con la medición de la corriente de carga capacitiva del sistema, Schneider Electric recomienda la contratación de servicios de asesoría de una firma aprobada para realizar estas pruebas. © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 11 ESPAÑOL El voltímetro viene con dos puntos de ajuste (que pueden ser configurados por el usuario) y un retardo de tiempo ajustable. El punto de ajuste más bajo viene conectado a los bloques de terminales para el uso del cliente. Una aplicación típica puede ser el punto más bajo justo por encima del valor nominal de la corriente de carga, aproximadamente entre el 5 y 10%. Este ajuste se basa en el historial de funcionamiento del sistema o en análisis de la corriente de carga medida. De esta forma, un pequeño aumento en la corriente de carga puede ser detectado y una señal puede ser emitida a un panel remoto sin activar el circuito de alarma de tierra. Alternativamente, la carga puede ser usada para activar una alarma si la resistencia es desconectada o se encuentra en circuito abierto. Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Sección 4—Típico sistema de resistencias de puesta a tierra 80298-165-01 06/2008 Corriente de carga medida: Ia = ______; Ib = ______; Ic = ______ La corriente de carga del sistema es el promedio de estas tres medidas mostradas por la siguiente fórmula: IC = Selección del valor de la resistencia de puesta a tierra y conexiones (Ia + Ib + Ic) _______ 3 ESPAÑOL Una vez que se ha determinado el valor de la corriente de carga capacitiva del sistema (IC), calcule el valor de la resistencia (R) de acuerdo con la siguiente fórmula: R = Tensión de línea a línea / (1,732 x IC) Es probable que los valores de resistencia disponibles con las conexiones de la resistencia estándar sean diferentes a los calculados. Puesto que la selección no es crítica, el valor seleccionado es un poco más bajo que el valor calculado. Esto garantiza una corriente de tierra máxima un poco más alta que la corriente de carga del sistema y permite una amortiguación adecuada del sistema para minimizar oscilaciones transitorias. La Table 1 presenta varios valores de resistencia disponibles en un banco típico de resistencias. Consulte los dibujos de la orden de fábrica para conocer los ajustes específicos disponibles. El equipo se envía de fábrica con las resistencias conectadas para el valor de corriente más bajo. Tabla 1: Tabla de conexiones de las resistencias▲ Diagrama de conexiones (Figure 5) Resistencia de conexión normal (Ohms) 5A 277.0 5B 139.0 5C 92.3 5D 55.4 Resistencia de conexión de impulso (Ohms) 39.6 ▲ Los cálculos de resistencia están basados en las conexiones estándar de resistencias de Schneider Electric para un sistema de alimentación de 480 V. Diagramas de circuito de resistencia Vea la figura 5 en la página 13 para conocer las configuraciones típicas de resistencia y los siguientes párrafos para obtener las descripciones de cada configuración. 5A–Bajo condiciones da falla a tierra, la resistencia total es de 277 Ohms. Esto produce una corriente de falla a tierra de 1 A. Durante el ciclo de impulsos, el contacto "C" del contactor se cierra, creando un cortocircuito en parte de la resistencia. Esto disminuye la resistencia total en 39,6 Ohms, de modo que aumenta la corriente (de impulsos) en 7 A. 5B–Bajo condiciones da falla a tierra, la resistencia total es de 139 Ohms. Esto produce una corriente de falla a tierra de 2 A. Durante el ciclo de impulsos, el contacto "C" del contactor se cierra, creando un cortocircuito en parte de la resistencia. Esto disminuye la resistencia total en 39,6 Ohms, de modo que aumenta la corriente (de impulsos) en 7 A. 5C–Bajo condiciones da falla a tierra, la resistencia total es de 92,3 Ohms. Esto produce una corriente de falla a tierra de 3 A. Durante el ciclo de impulsos, el contacto "C" del contactor se cierra, creando un cortocircuito en parte de la resistencia. Esto disminuye la resistencia total en 39,6 Ohms, de modo que aumenta la corriente (de impulsos) en 7 A. 5D–Bajo condiciones da falla a tierra, la resistencia total es de 55,4 Ohms. Esto produce una corriente de falla a tierra de 5 A. Durante el ciclo de impulsos, el contacto "C" del contactor se cierra, creando un cortocircuito 12 © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 80298-165-01 06/2008 Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Sección 4—Típico sistema de resistencias de puesta a tierra en parte de la resistencia. Esto disminuye la resistencia total en 39,6 Ohms, de modo que aumenta la corriente (de impulsos) en 7 A. Figura 5: Diagramas de circuito de resistencia 5A Entrada del voltímetro con salida de relevador Fusible Resistencia de puesta a tierra del neutro R4 138.0 Ω 46.7 Ω R3 36.9 Ω R2 15.8 Ω R1 ESPAÑOL R5 39.6 Ω C R6 R5 R4 R3 R2 R1 Conexión para una falla a tierra de 1 A con impulso de 7 A 5B Entrada del voltímetro con salida de relevador Fusible Resistencia de puesta a tierra del neutro R5 R4 138.0 Ω 46.7 Ω R3 36.9 Ω R2 15.8 Ω R1 39.6 Ω C R6 R5 R4 R3 R2 R1 Conexión para una falla a tierra de 2 A con impulso de 7 A 5C Entrada del voltímetro con salida de relevador Fusible Resistencia de puesta a tierra del neutro R5 138.0 Ω R4 46.7 Ω R3 36.9 Ω R2 15.8 Ω R1 39.6 Ω C R6 R5 R4 R3 R2 R1 Conexión para una falla a tierra de 3 A con impulso de 7 A 5D Entrada del voltímetro con salida de relevador Fusible Resistencia de puesta a tierra del neutro R5 138.0 Ω R4 46.7 Ω R3 36.9 Ω R2 15.8 Ω R1 39.6 Ω C R6 R5 R4 R3 R2 R1 Conexión para una falla a tierra de 5 A con impulso de 7 A © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 13 Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Sección 4—Típico sistema de resistencias de puesta a tierra Componentes montados en la puerta 80298-165-01 06/2008 La figura 6 ilustra los componentes montados en la puerta de un sistema típico de resistencias de puesta a tierra. Estos componentes se tratan abajo. Figura 6: Ubicación de los componentes en la puerta 1 12 ESPAÑOL 2 11 3 4 5 10 6 7 8 9 1. Alarma de cuerno 8. Selector "Normal/Impulso" 2. Ampérmetro 9. Botón de prueba 3. Luz roja: Falla a tierra 4. Luz verde: Normal 10. Placa de datos de funcionamiento 5. Luz ámbar: Circuito de impulsos activado 11. Placa de datos de valores nominales 6. Botón de silenciamiento 12. Voltímetro 7. Selector “Restablecimiento/ Manual/Auto” Alarma de cuerno La alarma de cuerno suena después de que se detecta una corriente de falla a tierra por encima del punto de ajuste del voltímetro con salida de relevador. Ampérmetro El ampérmetro muestra la corriente de carga y la corriente de falla a tierra real cuando se produce una falla a tierra. Luz roja La luz roja indica una falla de tierra en el sistema donde la caída de tensión en la resistencia de puesta tierra ha aumentado a un nivel por encima del punto de ajuste del voltímetro. La luz roja permanece iluminada hasta que la falla a tierra o el sistema es restablecido. Luz verde La luz verde indica si la alimentación de control está disponible y el sistema está funcionando normalmente. La luz verde está apagada cuando la caída 14 © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 80298-165-01 06/2008 Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Sección 4—Típico sistema de resistencias de puesta a tierra de tensión en la resistencia de puesta a tierra ha aumentado a un nivel por encima del punto de ajuste del voltímetro. Luz ámbar La luz ámbar indica si el circuito de impulso está cerrado (I) y parpadeará en sincronización con la corriente de impulsos. Botón de silenciamiento Este botón silencia la alarma de cuerno que suena después de que se detecta una corriente de falla a tierra por encima del punto de ajuste del voltímetro con salida de relevador. Selector “Restablecimiento/Manual/Auto” Este selector selecciona el modo de restablecimiento de la alarma. Modo Manual: Una corriente de falla a tierra por encima del punto de ajuste del voltímetro con salida de relevador sonará la alarma de cuerno e iluminará la luz roja indicadora de falla. Estos indicadores entonces permanecerán en estado enganchado, aun después de que la corriente de falla a tierra cae por debajo del punto de ajuste del voltímetro con salida de relevador. Para restablecer el sistema, mueva manualmente el selector a la posición “Restablecimiento”. Modo Auto: Una corriente de falla a tierra por encima del punto de ajuste del voltímetro con salida de relevador sonará la alarma de cuerno e iluminará la luz roja indicadora de falla. El sistema se restablece automáticamente cuando la corriente de falla a tierra cae por debajo del punto de ajuste del voltímetro con salida de relevador. Selector "Normal/Impulso" Este selector conecta el circuito de impulsos. El circuito de impulsos es activado por el operador durante la localización de fallas. Es posible que éste sea activado cuando se produce una falla a tierra y cuando el circuito de alarma es energizado. Botón de prueba Al oprimir el botón de prueba, la lectura del voltímetro aumentará y el relevador de alarma será activado. La luz verde se apaga y la luz roja se ilumina. Cuando el selector “Restablecimiento/Manual/Auto” está en la posición “Manual”, y se mueve a la posición “Restablecimiento”, el sistema volverá a condiciones de funcionamiento normal. Voltímetro El voltímetro monitorea la caída de tensión en la resistencia de puesta a tierra. El voltímetro con relevador viene equipado con dos puntos de ajuste: El punto de ajuste inferior se utiliza como pre-alarma o alarma de primer nivel. Schneider Electric recomienda ajustar este valor en una tensión más alta, aproximadamente entre el 5 y 10% que el valor de la lectura de tensión relacionada con la corriente de carga nominal. Este punto se conecta a los bloques de terminales para uso del cliente y no indica una alarma a través de los controles de alarma. El punto de ajuste superior se usa para activar el circuito de alarma al detectar un aumento en la caída de tensión en la resistencia de puesta a tierra. Schneider Electric recomienda ajustar este valor en una tensión un poco más alta, aproximadamente entre el 10 y 20%, que la caída de tensión máxima causada por la corriente de carga máxima bajo condiciones normales. © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 15 ESPAÑOL NOTA: La luz roja indicadora de falla permanece iluminada hasta que la falla a tierra o el sistema es restablecido. Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Sección 4—Típico sistema de resistencias de puesta a tierra Componentes internos 80298-165-01 06/2008 La figura 7 ilustra los componentes internos de una unidad típica de puesta a tierra. Póngase en contacto con su representante local de Schneider Electric para obtener las piezas de repuesto. Figura 7: Componentes internos 2 3 1 ESPAÑOL 8 5 4 7 6 ON OFF 9 10 1. Transformador de potencial 2. Bloques de terminales de cortocircuito 3. Seccionador desconectador del circuito de prueba 4. Fusibles de la alimentación de control 5. Relevadores de temporización 6. Relevadores de control 16 7. Seccionador desconectador del transformador de puesta a tierra (para usarse en sistemas con neutro derivado) 8. Ampérmetro con transformador de corriente 9. Bloques de terminales 10. Transformador de puesta a tierra (para usarse en sistemas con neutro derivado) © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 80298-165-01 06/2008 Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Sección 4—Típico sistema de resistencias de puesta a tierra Procedimientos de puesta en marcha PELIGRO PELIGRO DE DESCARGA ELÉCTRICA, EXPLOSIÓN O DESTELLO POR ARQUEO Conecte el neutro del sistema a tierra únicamente por la resistencia de puesta a tierra. Antes de la puesta en marcha, asegúrese de leer cuidadosamente las precauciones de peligro anteriores. Los sistemas de alimentación con resistencias deberán ser conectados a tierra sólo con la resistencia de puesta a tierra provista con la unidad. Asegúrese de que el sistema esté correctamente puesto a tierra antes de continuar. 1. Desenergice el equipo antes de realizar cualquier trabajo dentro o fuera de él. Siempre utilice un dispositivo detector de tensión nominal adecuado para confirmar la desenergización del equipo. 2. Asegúrese de que no haya fallas a tierra en el sistema de alimentación. (Consulte el boletín de instrucciones del equipo de baja tensión). 3. Compruebe que se hayan realizado todas las conexiones de fase, neutro y puesta a tierra entre el sistema de alimentación y el sistema RPT de acuerdo con los dibujos de fábrica. 4. En base a la corriente de carga capacitiva del sistema, vuelva a conectar la resistencia de puesta a tierra conforme sea necesario. Vea la figura 5 en la página 13. 5. Ajuste el selector "Normal/Impulso" en "Normal" 6. Inspeccione detenidamente el área de trabajo y retire las herramientas u objetos que hayan quedado dentro del equipo. 7. Vuelva a colocar todos los dispositivos, las puertas y las cubiertas antes de energizar este equipo. 8. Con todas las cargas conectadas y el sistema energizado, ajuste el punto inferior del voltímetro en una posición del 10% por encima de la lectura real. Ajuste el punto superior aproximadamente en el 20% por encima de la lectura real. © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 17 ESPAÑOL El incumplimiento de esta instrucción podrá causar la muerte o lesiones serias. Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Sección 4—Típico sistema de resistencias de puesta a tierra Diagramas del sistema de RPT Figura 8: 80298-165-01 06/2008 Las figuras 8 y 9 son diagramas de sistema de resistencias de puesta a tierra típicamente usados en sistemas en estrella y delta, respectivamente. Sistema de resistencias de puesta a tierra típicamente usado en sistemas en entrella Hacia los interruptores automáticos de carga Fusible A Barra de línea de 480 V~ MR B C N ESPAÑOL Prueba Resistencia de puesta a tierra del neutro 138.0 Ω Transformador de control Alimentación de control de 120 V~ 138.0 Ω 46.7 Ω 36.9 Ω 15.8 Ω 39.6 Ω 3 2 1 Ampérmetro R4 Fusible 5 4 Provisión para la conexión en puente en base al cálculo de la corriente de carga capacitiva del sistema. Fusible R1 Normal / Impulso Restablecimiento R3 Botón de prueba R2 Manual Auto R6 R5 MR R3 MR R1 Cuerno R6 Normal G MR R1 Falla a tierra R Manual R3 Auto R2 R4 Botón de silenciamiento 18 A R5 Circuito de impulsos activado © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 80298-165-01 06/2008 Figura 9: Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Sección 4—Típico sistema de resistencias de puesta a tierra Sistema de resistencias de puesta a tierra típicamente usado en sistemas en delta Hacia los interruptores automáticos de carga Fusible A B MR C Tres transformadores de alimentación de control de 1,5 kVA, 480/120 V Resistencia de puesta a tierra del neutro Prueba 138.0 Ω 138.0 Ω 46.7 Ω 36.9 Ω 15.8 Ω 39.6 Ω 3 2 1 ESPAÑOL Barra de línea de 480 V~ Ampérmetro Alimentación de control de 120 V~ Transformador de control R4 Fusible 5 4 Provisión para la conexión en puente en base al cálculo de la corriente de carga capacitiva del sistema. Fusible R1 Normal / Impulso Restablecimiento R3 Botón de prueba R2 Manual Auto R6 R5 MR R3 MR R1 Cuerno R6 Normal G MR R1 Falla a tierra R Manual R3 Auto R2 R4 Botón de silenciamiento Prueba del sistema de detección de tierra A R5 Circuito de impulsos activado 1. Coloque el selector “Restablecimiento/Manual/Auto” en la posición “Manual" . 2. Oprima y mantenga oprimido el botón de prueba durante cinco segundos. La lectura del voltímetro aumentará. La luz verde se apaga, la alarma de cuerno suena y la luz roja se ilumina. Cualquier dispositivo de advertencia (provisto por el usuario) conectado a los circuitos de alarma funcionará. 3. Suelte el botón de prueba. La luz roja permanece iluminada hasta que el operador coloca el selector “Restablecimiento/Manual/Auto” en la posición “Restablecimiento”. 4. Gire el selector "Normal/Impulso" a la posición "Impulso". La luz ámbar comienza a parpadear y el contactor de impulsos comienza a funcionar de manera rítmica. Si el sistema está en condiciones normales de funcionamiento y existe desproporción de capacitancia de línea a tierra, se producirá un ligero impulso en la lectura del voltímetro. 5. Coloque el selector “Restablecimiento/Manual/Auto” momentáneamente en la posición “Restablecimiento" y luego de regreso a la posición “Manual”. La luz roja se apaga y la verde se vuelve a iluminar. © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 19 Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Sección 4—Típico sistema de resistencias de puesta a tierra Uso del sistema bajo una condición de conexión a tierra real 80298-165-01 06/2008 Las fallas a tierra del sistema de alimentación se presentan en diferentes formas y grados de severidad. Éstas pueden ser en forma de aislamiento mojado lo cual desplaza el neutro un poco, o bien, ésta puede ser tan severa que una de las fases se conecta sólidamente a tierra. ESPAÑOL Una condición en la que todas las tres fases están igualmente puestas a tierra no es detectada por el sistema. Esta condición es detectada solamente cuando está funcionando un dispositivo de sobrecorriente. Típicamente, sólo una o dos de las fases son afectadas. En este caso, es posible detectarla. A medida que una o dos líneas producen una resistencia a tierra más baja, el neutro del sistema es desplazado y una tensión más alta se produce en la resistencia de puesta a tierra. A medida que la resistencia de puesta a tierra disminuye, la tensión aumenta y el relevador del voltímetro indica una lectura más alta, como es de esperarse en un sistema de aislamiento deteriorado. Cuando se produce una falla a tierra, la resistencia limita la corriente de tierra. La tensión resultante aparece en la resistencia de puesta a tierra y es detectada por el voltímetro. Después de un retardo de tiempo ajustable predeterminado, un contacto del relevador de control se abre, el cual apaga la luz verde "Normal" y un contacto del relevador de control se cierra, el cual ilumina la luz roja "Falla a tierra". Para localizar la falla, gire el selector "Normal/Impulso" hasta colocarlo en "Impulso" Esto activa el relevador de impulsos, energizando y desenergizando alternadamente un contacto que produce un cortocircuito en parte de la resistencia de puesta a tierra. Una fluctuación rítmica en la magnitud de la corriente de tierra resulta en una velocidad fija de 30 impulsos por minuto. PELIGRO PELIGRO DE DESCARGA ELÉCTRICA, EXPLOSIÓN O DESTELLO POR ARQUEO • Utilice equipo de protección personal (EPP) apropiado y siga las prácticas de seguridad eléctrica establecidas por su Compañía, consulte la norma 70E de NFPA. • Solamente el personal especializado deberá instalar y prestar servicio de mantenimiento a este equipo. • Asegúrese de leer y entender todas las instrucciones de este boletín antes de realizar cualquier trabajo en este equipo. El incumplimiento de estas instrucciones podrá causar la muerte o lesiones serias. El transformador de corriente y ampérmetro en el panel permiten al operador observar la fluctuación de la corriente en el sistema. Empleando un ampérmetro portátil (detector de corriente de tierra), rastree la fluctuación de la corriente de tierra por el sistema. Comience en un punto lo más cercano posible al suministro de energía. Debido al tamaño grande de cables y cables múltiples por fase, tal vez no es práctico comenzar en el tablero de distribución principal. Seleccione un circuito derivado donde el detector portátil incluirá todos los conductores de tres fases. Cualquier circuito derivado en el que el detector genera impulsos es el circuito averiado. Repita este procedimiento en los tableros de corriente descendente hasta que el circuito averiado y su ubicación puedan ser determinados. Por lo general, sólo un circuito alimentador indica una oscilación que puede ser detectada en la lectura de la corriente de carga. Otros circuitos alimentadores tal vez muestren una corriente de carga continua que no indica una falla a tierra. Las lecturas tomadas con un 20 © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 80298-165-01 06/2008 Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Sección 4—Típico sistema de resistencias de puesta a tierra ampérmetro portátil alrededor de tubo conduit de metal son probablemente ineficaces puesto que la corriente de tierra puede que esté regresando por los conductores conectados a tierra. Este circuito alimentador es seguido al siguiente punto de distribución en el sistema o caja de extracción de cables donde es posible incluir de nuevo todas las tres fases de los conductores aislados. Una vez que se ha localizado la falla, el selector de impulsos puede regresarse a la posición "Normal". La luz roja permanece iluminada hasta que el sistema es reparado y el selector “Restablecimiento/Manual/Auto” se coloca en la posición “Restablecimiento”. Una vez que el sistema ha sido restablecido, verifique la lectura del voltímetro. La lectura deberá haber regresado a un nivel inferior al punto de ajuste e indicar un nivel aproximadamente igual al nivel anterior a la falla. Si existen múltiples fallas, la lectura del voltímetro permanecerá en un valor mayor que sea considerado normal. Si es necesario, repita este procedimiento para encontrar otras condiciones anormales. Verificación del sistema de alimentación Es posible modificar un sistema de alimentación para cumplir con las necesidades cambiantes. Si el sistema de alimentación necesita ser restablecido, evalúe el sistema de resistencias de puesta a tierra y restablézcalo como si fuera un sistema nuevo. Registros Para determinar exactamente el estado de un sistema de alimentación, se deberán mantener registros precisos. Mantenga estos registros en las últimas páginas de este manual en las tablas apropiadas en la “Sección 8— Registros de instalación y servicios de mantenimiento”, páginas 24–27. Para los sistemas de puesta a tierra, anote lo siguiente: Instalación inicial del sistema • • • Las corrientes de carga originales de línea a tierra para cada fase El valor de la resistencia de puesta a tierra seleccionado La lectura del voltímetro como el sistema fue originalmente establecido Lecturas de voltímetro Anote las lecturas del voltímetro en intervalos regulares. La frecuencia de las lecturas se determina de acuerdo con la intensidad de la tensión ejercida sobre el sistema y el historial de incidencias. Tome lecturas mensuales inicialmente; modifique la frecuencia según lo indique la experiencia. Puntos de ajuste del voltímetro Verifique los puntos de ajuste del voltímetro inicialmente y cada vez que sean modificados. También, indique la razón o razones del cambio. Averías del sistema Registre cronológicamente la fecha, hora, ubicación y proporcione una descripción detallada y causas probables de todas las fallas del sistema localizadas y restablecidas. © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 21 ESPAÑOL Si este circuito alimentador es distribuido aun más, pruebe cada circuito de esa distribución individualmente para determinar cuál lleva la corriente de pulsación. Si, dentro de un solo circuito, la corriente de pulsación desaparece en un punto de la corriente descendente, la falla se encuentra entre el punto anterior probado y el punto donde la corriente de pulsación desaparece. Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Sección 5–Inspección y servicios de mantenimiento Sección 5–Inspección y servicios de mantenimiento 80298-165-01 06/2008 PELIGRO PELIGRO DE DESCARGA ELÉCTRICA, EXPLOSIÓN O DESTELLO POR ARQUEO • Utilice equipo de protección personal (EPP) apropiado y siga las prácticas de seguridad eléctrica establecidas por su Compañía, consulte la norma 70E de NFPA. • Solamente el personal especializado deberá instalar y prestar servicio de mantenimiento a este equipo. ESPAÑOL • Asegúrese de leer y entender todas las instrucciones de este boletín antes de realizar cualquier trabajo en este equipo. • Desenergice el equipo antes de realizar cualquier trabajo dentro o fuera de él. • Suponga que todos los circuitos están “vivos” hasta que hayan sido completamente desenergizados, probados, bloqueados y etiquetados (según la norma 1910.147 de OSHA). Preste particular atención al diseño del sistema de alimentación. Tome en consideración todas las fuentes de alimentación, incluyendo la posibilidad de retroalimentación. • Siempre utilice un dispositivo detector de tensión nominal adecuado para confirmar la desenergización del equipo. • Inspeccione detenidamente el área de trabajo y retire las herramientas u objetos que hayan quedado dentro del equipo. • Vuelva a colocar todos los dispositivos, las puertas y las cubiertas antes de energizar este equipo. El incumplimiento de estas instrucciones podrá causar la muerte o lesiones serias. Consulte el boletín de instrucciones del equipo de baja tensión correspondiente para obtener detalles sobre los procedimientos de las pruebas de aislamiento. 22 © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 80298-165-01 06/2008 Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Sección 6—Información en la placa de datos Sección 6—Información en la placa de datos La placa de datos del sistema de resistencias de puesta a tierra se encuentra en la parte frontal del equipo instalado. Al solicitar piezas de repuesto, incluya en la descripción de la pieza el número de la orden de fábrica que se encuentra en la placa de datos. La placa de datos incluye la siguiente información: • • Número de orden de la fábrica (número de fabricación de la planta) • • • • • • • • Fase (cantidad de fases) Número de dibujo (diagrama de conexiones eléctricas --que se usó para realizar las conexiones de los cables de la unidad) ESPAÑOL Tensión del sistema (480 ó 600 V) Tipo de sistema (en estrella o delta) Hertz (50–60 Hz) Corriente nominal (máxima) Resistencia de puesta a tierra total NEMA tipos (1 o 3R) Número del boletín de instrucciones (44022-921-0x) Sección 7—Accesorios del equipo Detector portátil de corriente de tierra El detector portátil de corriente de tierra (figura 10) se utiliza como equipo auxiliar para diagnóstico de problemas. El detector proporciona asistencia al técnico para rastrear el origen de la falla. Las opciones del detector portátil de corriente de tierra incluyen: • • Un selector multigama (1-2-5-10-20-cortocircuito). • • Operaciones del sistema de una y tres fases. Pinzas para agarrar conductores de 89, 114 ó 182 mm (3-1/2-, 4-1/2- ó 6 pulg) Un núcleo magnético cerrado para minimizar los efectos de los campos de dispersión magnéticos. Por lo menos un detector portátil deberá estar disponible en el sitio de instalación. Figura 10: © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos Detector de tierra con estuche 23 Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Sección 8—Registros de instalación y servicios de mantenimiento 80298-165-01 06/2008 Sección 8—Registros de instalación y servicios de mantenimiento Tabla 2: Instalación inicial del sistema Corriente de carga (intensidad de la corriente en A) Fecha ESPAÑOL Tabla 3: Hora Ib Ic R (Ohms) Lecturas del voltímetro (Volts) Lecturas del voltímetro Fecha 24 Ia Hora Volts © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 80298-165-01 06/2008 Tabla 4: Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Sección 8—Registros de instalación y servicios de mantenimiento Puntos de ajuste del voltímetro Punto de ajuste inicial Modificaciones de los puntos de ajuste Razón por la cual se realizó el cambio Hora Volts Fecha Hora Volts ESPAÑOL Fecha © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 25 Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Sección 8—Registros de instalación y servicios de mantenimiento Tabla 5: Fecha 80298-165-01 06/2008 Averías del sistema Hora Ubicación de la falla Descripción Causas posibles ESPAÑOL 26 © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 80298-165-01 06/2008 Tabla 6: Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Sección 8—Registros de instalación y servicios de mantenimiento Registro cronológico de servicios de mantenimiento Descripción ESPAÑOL Fecha © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 27 Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Boletín de instrucciones Importado en México por: Schneider Electric México Calz. J. Rojo Gómez 1121-A Col. Gpe. del Moral 09300 México, D.F. Tel. 55-5804-5000 www.schneider-electric.com.mx Solamente el personal especializado deberá instalar, hacer funcionar y prestar servicios de mantenimiento al equipo eléctrico. Schneider Electric no asume responsabilidad alguna por las consecuencias emergentes de la utilización de este material. 80298-165-01 © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos Reemplaza 44022-921-02, 08/2007 06/2008 Système de résistances de mise à la terre élevées Pour une utilisation sur des sources de 480 et 600 V raccordées en étoile et triangle— Systèmes de 50 ou 60 Hertz Classe 6036 Directives d’utilisation 80298-165-01 À conserver pour usage ultérieur. CATÉGORIES DE DANGERS ET SYMBOLES SPÉCIAUX Lisez attentivement ces directives et examinez l'appareillage pour vous familiariser avec son fonctionnement avant de faire son installation ou son entretien. Les messages spéciaux suivants peuvent apparaître dans les présentes directives ou sur l'appareil pour avertir l'utilisateur de dangers potentiels ou pour attirer l'attention sur des informations qui clarifient ou simplifient une procédure. L'ajout d'un de ces deux symboles à une étiquette de sécurité de « Danger » ou d'« Avertissement » indique qu'un danger électrique existe et qu'il peut entraîner des blessures corporelles si les directives ne sont pas respectées. Ceci est le symbole d'alerte de sécurité. Il est utilisé pour vous alerter de dangers de blessures corporelles potentielles. Veuillez vous conformer à tous les messages de sécurité qui suivent ce symbole pour éviter une blessure ou la mort. DANGER DANGER indique une situation de danger imminent qui, si elle n'est pas évitée entraînera la mort ou des blessures graves. FRANÇAIS AVERTISSEMENT AVERTISSEMENT indique une situation de danger potentiel qui, si elle n'est pas évitée, peut entraîner la mort ou des blessures graves. ATTENTION ATTENTION indique une situation de danger potentiel qui, si elle n'est pas évitée, peut entraîner des blessures mineures ou modérées. ATTENTION ATTENTION, utilisé sans le symbole d'alerte de sécurité, indique une situation de danger potentiel qui, si elle n'est pas évitée, peut entraîner des dommages matériels. Fournit des renseignements complémentaires pour clarifier ou simplifier une procédure. VEUILLEZ NOTER Seul un personnel qualifié doit effectuer l’installation, l’utilisation, l’entretien et la maintenance du matériel électrique. Schneider Electric n’assume aucune responsabilité des conséquences éventuelles découlant de l’utilisation de cette documentation. 80298-165-01 06/2008 Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Table des matières Section 1—Introduction ............................................................................... 5 Section 2—Mesures de sécurité ................................................................. 7 Section 3—Réception, manutention, entreposage et installation ............... 8 Réception .............................................................................................. 8 Manutention ........................................................................................... 8 Entreposage .......................................................................................... 8 Installation ............................................................................................. 8 Section 4—Système de résistances de m.à.l.t. typique .............................. 8 Systèmes à basse tension .................................................................... 8 Transformateur d'alimentation de contrôle (TAC) ................................. 8 Neutre dérivé ......................................................................................... 8 Matériau de la résistance et de l’armoire .............................................. 9 Module de résistances..................................................................... 9 Armoire de l’appareil........................................................................ 9 Principes de fonctionnement ............................................................... 10 Systèmes flottants ......................................................................... 10 Système de résistances de la mise à la terre ................................ 10 Circuit localisateur de défaut d’impulsion ...................................... 10 Détection de mise à la terre et alarme........................................... 10 Détecteur de courant de terre........................................................ 11 Courant capacitif de charge du système ............................................. 11 Sélection de la valeur et des points de raccordements des résistances de terre ................................................................................................ 12 Schémas des circuits de résistance .................................................... 12 Composants montés sur la porte ........................................................ 14 Alarme sonore ............................................................................... 14 Ampèremètre................................................................................. 14 Voyant rouge ................................................................................. 14 Voyant vert .................................................................................... 14 Voyant orange ............................................................................... 14 Bouton de mise au silence ............................................................ 15 Sélecteur de réarmement/manuel/automatique ............................ 15 Sélecteur impulsion/normal ........................................................... 15 Bouton d’essai ............................................................................... 15 Voltmètre ....................................................................................... 15 Composants internes .......................................................................... 16 Procédures de mise en service ........................................................... 17 Schémas du système HRG ................................................................. 18 Essai du système de détection de terre .............................................. 19 Utilisation du système en condition de mise à la terre réelle .............. 20 Révisions du système d’alimentation .................................................. 21 Journaux .............................................................................................. 21 Installation initiale du système....................................................... 21 Relevés du voltmètre..................................................................... 21 Points de consigne du voltmètre ................................................... 21 Défauts du système....................................................................... 21 Section 5—Inspection et entretien ............................................................ 22 Section 6—Informations de la plaque signalétique ................................... 23 Section 7—Accessoires en option ............................................................ 23 Détecteur de courant de terre portable ............................................... 23 Section 8—Journaux d'installation et d'entretien ...................................... 24 © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés 3 FRANÇAIS TABLE DES MATIÈRES Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Liste des figures et tableaux LISTE DE FIGURES Figure 1 : Figure 2 : Figure 3 : Figure 4 : Figure 5 : Figure 6 : Figure 7 : Figure 8 : Figure 10 : Schémas de systèmes en étoile et en triangle ...................... 6 Configuration du neutre dérivé .............................................. 9 Module de résistances typique .............................................. 9 Détecteur de courant de terre .............................................. 11 Schémas des circuits de résistances ................................... 13 Emplacement des composants montés sur la porte ............ 14 Composants internes ........................................................... 16 Système de résistances de m.à.l.t. typique utilisé sur des systèmes en étoile ............................................................... 18 Système de résistances de m.à.l.t. typique utilisé sur des systèmes en triangle ............................................................ 19 Détecteur de terre avec étui ................................................ 23 Tableau 1 : Tableau 2 : Tableau 3 : Tableau 4 : Tableau 5 : Tableau 6 : Tableau des raccordements de résistances ........................ Installation initiale du système ............................................. Relevés du voltmètre ........................................................... Points de consigne du voltmètre.......................................... Défauts du système ............................................................. Journal d’entretien ............................................................... Figure 9 : LISTE DES TABLEAUX 80298-165-01 06/2008 12 24 24 25 26 27 FRANÇAIS 4 © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Section 1—Introduction Section 1—Introduction Ce bulletin contient les informations sur la théorie, le fonctionnement et l’entretien des systèmes de résistances de mise à la terre élevées, fabriqués par Schneider Electric. Les résistances de m.à.l.t. fournissent un circuit de m.à.l.t. pour les systèmes d’alimentation non mis à la terre (systèmes flottants). Selon les options choisies, le système de résistances de m.à.l.t. offre les fonctions suivantes : • Fournit la stabilité du système et empêche les surtensions en amortissant les oscillations du système de haute fréquence dues à des défauts à la terre et autres perturbations du système. • Fournit une façon de détecter et de signaler le premier défaut à la terre qui se produit dans le système. • Procure un moyen de surveiller la condition de la tension du système en rapport avec le potentiel de la terre grâce à des mesures de tension. • Dans le cas d’un défaut ligne à terre – offre une façon de fournir une impulsion au courant de défaut à la terre de sorte que le chemin du courant de défaut à la terre puisse être suivi par un détecteur portable. • Permet au système de continuer à fonctionner avec un seul défaut ligne à terre présent. Ces fonctions sont accomplies avec la m.à.l.t. du neutre du système réglée de telle façon que les courants de défaut à la terre soient seulement légèrement plus hauts que les courants de charge de capacitance naturels des systèmes flottants. En sélectionnant les options appropriées, le système de résistances de m.à.l.t. convient à des systèmes flottants configurés en étoile ou en triangle d’une tension nominale de 480 ou 600 V. Voir la figure 1 à la page 6. Les circuits de contrôle fonctionnent typiquement en 120 Vca. Ce guide couvre plusieurs applications d’appareil de m.à.l.t. Les illustrations et procédures sont d’une nature générale. Votre équipement peut être différent de l’illustration représentée à la page 6. Consulter les plans de l’usine fournis avec l’équipement basse tension. Les descriptions et caractéristiques contenues dans ce guide étaient en vigueur au moment de l’approbation de l’impression du guide. Schneider Electric se réserve le droit de discontinuer des modèles à tout moment et de modifier les caractéristiques ou la conception sans préavis et sans s’exposer à aucune obligation. L’appareil décrit dans ce guide peut être ou ne pas être identifié comme standard ou optionnel. Si les résultats décrits dans ce manuel ne sont pas produits lors d’essais, de l’inspection ou de l’installation de cet appareil et que la cause immédiate ne peut pas être déterminée, contacter les services de maintenance Square D au 1-888-778-2733 (É.-U.). © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés 5 FRANÇAIS 80298-165-01 06/2008 Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Section 1—Introduction Figure 1 : 80298-165-01 06/2008 Schémas de systèmes en étoile et en triangle Neutre Du secondaire du transformateur A∅ B∅ Fusible Fusible Transformateur d'alimentation de contrôle (TAC) Fusible FRANÇAIS Résistance Contacteur d’impulsions Normal Sélecteur Normal/ Impulsion G Voyants Défaut à du la terre panneau R Voltmètre avec sortie à relais Schéma de circuit montrant des systèmes en étoile Du secondaire du transformateur A∅ B∅ C∅ Fusible Fusible Transformateur d'alimentation de contrôle (TAC) Transformateurs de m.à.l.t. Fusible Résistance Contacteur d’impulsions Normal Voltmètre avec sortie à relais Voyants du panneau G Défaut à la terre R Sélecteur Normal/ Impulsion Schéma de circuit montrant des systèmes en triangle 6 © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés 80298-165-01 06/2008 Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Section 2—Mesures de sécurité Section 2—Mesures de sécurité DANGER RISQUE D'ÉLECTROCUTION, D'EXPLOSION OU D'ÉCLAIR D'ARC • Portez un équipement de protection personnelle (ÉPP) approprié et observez les méthodes de travail électrique sécuritaire. Voir NFPA 70E. • Seul un personnel qualifié doit effectuer l'installation et l'entretien de cet appareil. • N'entreprenez ce travail qu'après avoir lu et compris toutes les explications contenues dans ces directives. • Coupez toutes les alimentations de l'appareil avant d'y travailler. • Considérez que tous les circuits sont sous tension jusqu'à ce qu'ils aient été complètement mis hors tension, testés, verrouillés ou étiquetés (selon OSHA 1910.147). Faites particulièrement attention à l’agencement du système d'alimentation. Considérez toutes les sources d'alimentation, y compris la possibilité de rétro-alimentation. • Utilisez toujours un dispositif de détection de tension ayant une valeur nominale appropriée pour vous assurer que l'alimentation est coupée. FRANÇAIS • Inspectez soigneusement la zone de travail et enlevez tous les outils et objets laissés à l'intérieur de l'appareil. • Replacez tous les dispositifs, les portes et les couvercles avant de mettre l'appareil sous tension. Si ces directives ne sont pas respectées, cela entraînera la mort ou des blessures graves. ATTENTION RISQUE DE DOMMAGES MATÉRIELS OU DES BLESSURES • La sélection appropriée d’une valeur de résistance de terre est requise pour le bon fonctionnement du système de m.à.l.t. • Du fait que les paramètres de systèmes électriques changent avec le temps, la résistance de m.à.l.t. peut demander un ajustement. Vérifiez la sélection appropriée de la résistance de m.à.l.t. quand des modifications du système électrique sont effectuées et sur une base annuelle. Si ces directives ne sont pas respectées, cela peut entraîner des blessures ou des dommages matériels. DANGER RISQUE D'ÉLECTROCUTION, D'EXPLOSION OU D'ÉCLAIR D'ARC Raccordez le neutre du système à la terre seulement par l’intermédiaire de la résistance de terre. Si cette directive n'est pas respectée, cela entraînera la mort ou des blessures graves. © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés 7 Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Section 3—Réception, manutention, entreposage et installation 80298-165-01 06/2008 Section 3—Réception, manutention, entreposage et installation FRANÇAIS Réception Avant de quitter l’usine, le système de résistances de m.à.l.t. est inspecté une dernière fois, au niveau mécanique comme au niveau électrique. À la réception, inspecter immédiatement l'appareil afin de voir s’il montre des traces d’endommagement. Si l’appareil est endommagé, faire une réclamation à remettre immédiatement au transporteur. Inclure toute information pertinente avec la réclamation, telle qu’une description du dommage, les numéros des emballages d’expédition et les numéros de réquisition. Manutention Le système de résistances de m.à.l.t. est expédié en position verticale, soit comme partie d’un équipement basse tension, soit en tant que simple section autonome. Garder l'équipement en position verticale. Se reporter aux directives d’installation spécifiques à un équipement basse tension pour les informations de manutention. Entreposage Entreposer l’appareil de m.à.l.t. selon les instructions fournies dans les directives d’utilisation d’un équipement basse tension. Installation Installer l’appareil de m.à.l.t. selon les instructions fournies dans les directives d’utilisation d’un équipement basse tension et comme indiqué sur les plans en vigueur fournis avec l’appareil. Section 4—Système de résistances de m.à.l.t. typique Systèmes à basse tension Les systèmes de résistances de m.à.l.t., ou système HRG (High Resistance Ground), sont conçus pour une application sur des systèmes d’alimentation de 50 et 60 hertz, de 480 et 600 V flottants configurés en triangle ou en étoile. Les systèmes sont spécifiques pour chaque type, tension et fréquence et sont spécifiés sur la commande. Se reporter aux plans d’usine pour les valeurs nominales spécifiées. Transformateur d'alimentation de contrôle (TAC) Un transformateur d’alimentation de contrôle (TAC) de type sec séparé peut être fourni au besoin pour fournir la tension de contrôle aux contrôles du système HRG. Ces transformateurs sont fournis avec des fusibles appropriés au primaire et au secondaire. L’alimentation de contrôle peut être également obtenue à partir de l’équipement basse tension dans lequel le système HRG est installé. Neutre dérivé Si le système d’alimentation comporte un transformateur raccordé en triangle ou un transformateur en étoile flottant où la borne du neutre n’est pas disponible, un neutre dérivé doit être créé. Les systèmes de résistances de m.à.l.t. de Schneider Electric utilisent le neutre dérivé de type étoile-triangle, comme illustré à la figure 2 à la page 9. Trois transformateurs monophasés sont raccordés en une configuration étoile-triangle. Les valeurs nominales de ces transformateurs sont basées en partie sur la tension du système et le courant maximum consommé par l’intermédiaire de la résistance de terre pendant un défaut à la terre. Ces transformateurs sont spécifiques à l’alimentation nominale du système et sont indiqués sur les plans d’usine. Les bobinages du primaire de ces transformateurs sont raccordés en étoile, chaque bobinage étant raccordé à un conducteur de phase du système. Le 8 © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés 80298-165-01 06/2008 Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Section 4—Sytème de résistances de m.à.l.t. typique raccordement commun de chaque bobinage du primaire fournit un neutre dérivé auquel la résistance de terre est raccordée. Les bobinages du secondaire de ces transformateurs sont raccordés en triangle. Un courant équivalent circulera dans les bobinages du secondaire comme une réflexion du courant circulant dans la résistance de terre. Voir la figure 9 à la page 19 pour un schéma des lignes d’un système de résistances de m.à l.t. typique utilisé sur des systèmes en triangle. Figure 2 : Configuration du neutre dérivé Primaire A∅ B∅ C∅ Secondaire Neutre dérivé de type étoile-triangle Matériau de la résistance et de l’armoire Module de résistances Le module de résistances consiste en un groupe de résistances industrielles arrangées pour fournir la résistance et la capacité appropriées afin de dissiper la chaleur dans toutes les conditions de fonctionnement. Le module de résistances peut être monté dans un compartiment interne de l’équipement basse tension. Quand il est monté dans l’équipement basse tension, le compartiment est ventilé de façon adéquate afin de dissiper la chaleur développée pendant des conditions de défaut à la terre. Si le compartiment désiré ne peut pas être suffisamment ventilé, ou si un tel compartiment n’est pas disponible, le module de résistances de l’appareil est monté sur le dessus de l’appareil ou dans un endroit à distance. La figure 3 illustre un module de résistances typique. Figure 3 : Armoire de l’appareil © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés Module de résistances typique L’appareillage de m.à.l.t. est typiquement monté à l’intérieur de l’équipement basse tension. Le système de résistances de m.à.l.t. peut être également monté dans une armoire autonome séparée NEMA type 1 ou NEMA type 3R. Lorsque l’armoire est fournie en tant qu’unité autonome, la résistance de terre est typiquement montée et ventilée à l’intérieur de l’armoire. 9 FRANÇAIS R Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Section 4—Sytème de résistances de m.à.l.t. typique 80298-165-01 06/2008 Principes de fonctionnement Systèmes flottants Dans de nombreuses situations, le Code national de l’électricité (NEC®) pour les États-Unis exige que les systèmes électriques soient mis à la terre par certains moyens. Les systèmes avec mise à la terre directe ont l’avantage d’assurer que le potentiel sur tout conducteur ne soit pas plus élevé que la tension monophasée maximale du système. Toutefois, dans certaines applications industrielles, les systèmes flottants ont un avantage pour la fiabilité du système parce que le premier défaut à la terre ne perturbera pas le service électrique comme il le ferait pour des systèmes avec mise à la terre directe. Cela est d’une importance particulière pour les procédés industriels continus. FRANÇAIS Dans un système flottant, si un conducteur se trouve mis à la terre par suite d’une défectuosité d’isolation à n’importe quel point du système, ce conducteur prend alors le potentiel de terre et les deux autres conducteurs prennent un potentiel ligne à ligne relativement à la terre. Si aucun autre défaut à la terre n’existe, impliquant les deux autres conducteurs, un système flottant peut continuer à fonctionner. Si le défaut ligne à terre n’est pas solide et est capable de formation d’arcs, un système flottant peut alors rencontrer des tensions ligne à terre inhabituellement élevées à des fréquences relativement élevées. Cette tension élevée est le résultat de l’inductance des conducteurs, de la capacitance du conducteur à terre et des caractéristiques intermittentes du défaut d’arcs. Dans ce cas, les tensions du neutre du système et des conducteurs triphasés sont considérablement déplacées par rapport au potentiel de terre. Cela est indésirable parce que l’isolation du système est soumis à des contraintes importantes. Le système HRG minimise ces tensions et fréquences élevées en amortissant ou réduisant les effets de la capacitance et de l’inductance inhérentes au système d’alimentation. Système de résistances de la mise à la terre L’objectif fondamental de ce type de m.à.l.t. est de fournir un amortissement suffisant du système pour surmonter les effets négatifs des défauts à la terre avec formation d’arcs et, en même temps, de retenir tous les avantages d’un système flottant efficace. Une valeur de résistance suffisante est sélectionnée pour limiter la surtension pendant des défauts dus à la formation d’arcs, mais pas basse au point de créer un courant de défaut à la terre excessif. La valeur de la résistance doit être sélectionnée en fonction du courant capacitif de charge du système. Le courant capacitif de charge du système est proportionnel à la capacité du système et aux types de composants utilisés dans le système électrique. Circuit localisateur de défaut d’impulsion Du fait que le courant de défaut avec ce système de m.à.l.t. peut être similaire en magnitude aux courants de charge, il est difficile de distinguer entre les deux. Un circuit d’impulsions est fourni pour augmenter momentanément le courant de défaut en court-circuitant de façon intermittente une partie de la résistance de terre. Le courant pulsé peut être détecté dans le circuit mis à la terre par suite des oscillations plus perceptibles de l'aiguille de l’ampèremètre de détection de courant de terre. Le circuit localisateur d’impulsions n’est activé que lorsqu’un défaut a été détecté et le sélecteur normal/impulsion est réglé à la position d’impulsion. Détection de mise à la terre et alarme La détection d’une mise à la terre s’effectue au moyen d’un contact du voltmètre avec relais ou d’un dispositif similaire qui surveille la tension entre les bornes de la résistance de terre. Dans des conditions idéales, la tension est de zéro si la capacitance du système dans les trois phases est équilibrée. En cas de déséquilibre, ce qui est normal, le voltmètre indique une tension faible, proportionnelle au degré de déséquilibre de la capacitance, entre les bornes de la résistance de terre. 10 © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés 80298-165-01 06/2008 Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Section 4—Sytème de résistances de m.à.l.t. typique Le voltmètre est fourni avec deux points de consigne réglables par l’utilisateur et une temporisation réglable. Le point de consigne inférieur est câblé aux borniers pour un usage par le client. Une application typique peut être de régler le point de consigne inférieur juste au-dessus du courant nominal de charge, à environ 5 à 10 %. Ce réglage est basé sur l’historique du fonctionnement du système ou sur une analyse du courant de charge mesuré. De cette manière, une légère augmentation en courant de charge peut être détectée et signalée à un panneau à distance sans activer le circuit d’alarme du système. D’une autre façon, il peut être utilisé pour déclencher une alarme si la résistance est déconnectée ou en circuit ouvert. Le point de consigne supérieur est utilisé pour déclencher le circuit d’alarme. Ce point de consigne doit être à environ 10 à 20 % au dessus du courant nominal de charge. L’alarme sera activée lorsque le courant de charge dépassera cette valeur pour une durée supérieure au temps de temporisation sélectionné. Voir la « Section 8—Journaux d'installation et d'entretien » aux pages 24 à 27 pour les tableaux sur lesquels consigner ces données. Le détecteur mesure le courant de fuite causé par un défaut à la terre. Il permet à l’opérateur de localiser rapidement des pannes. Voir « Essai du système de détection de terre » et « Utilisation du système en condition de mise à la terre réelle » à la page 20 pour les directives. Le détecteur est un transformateur de courant et pince ampèremétrique sensible aux courants ca qui le traversent. Le détecteur est déplacé dans le système d’alimentation, en suivant le chemin du courant de terre pulsé. Si l’aiguille du compteur oscille, le détecteur est sur un circuit qui contient un défaut à la terre en aval. Si l’aiguille n’oscille pas, le défaut à la terre se trouve sur un circuit différent ou le détecteur est en aval de l’emplacement du défaut. Le détecteur doit englober tous les conducteurs porteurs de courant du circuit. Il ne fait pas de différence si le circuit est triphasé ou monophasé. Le détecteur mesure le courant de fuite à la terre. La figure 4 illustre une méthode d’utilisation du détecteur de courant de terre. Figure 4 : Détecteur de courant de terre Source A B C Fuite R Courant capacitif de charge du système Le courant capacitif de charge maximum du système doit être connu de façon à optimiser le réglage des prises de la résistance de terre. Le courant de charge du système doit être mesuré avec tous les composants du système d’alimentation raccordés afin d’assurer que le courant capacitif total est mesuré. Noter ces valeurs ci-après. REMARQUE : Par suite du danger inhérent impliqué dans la mesure du courant capacitif de charge du système, Schneider Electric recommande de consulter une firme d’essai adéquate à titre d’assistance dans l’obtention de ces mesures. © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés 11 FRANÇAIS Détecteur de courant de terre Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Section 4—Sytème de résistances de m.à.l.t. typique 80298-165-01 06/2008 Courant de charge mesuré : Ia = ______; Ib = ______; Ic = ______ Le courant de charge du système est la moyenne de ces trois mesures indiquées par la formule suivante : IC = Sélection de la valeur et des points de raccordements des résistances de terre (Ia + Ib + Ic) _______ 3 Après avoir déterminé la valeur du courant capacitif de charge du système (IC), calculer la valeur de la résistance (R) selon la formule suivante : R = tension de ligne à ligne / (1,732 x IC) Les valeurs de résistance disponibles avec les points de raccordement de résistances standard seront vraisemblablement différentes de celles calculées. Du fait que la sélection n’est pas critique, une valeur est sélectionnée juste en dessous de la valeur calculée. Cela assure un courant de terre maximum légèrement supérieur au courant de charge du système et permet un amortissement adéquat du système pour minimiser les ondulations. FRANÇAIS Le tableau 1 donne la liste des diverses valeurs de résistance disponibles dans une batterie de résistances typique. Consulter les plans d’usine pour les réglages spécifiques disponibles. L’appareil est expédié de l’usine avec les résistances raccordées pour la valeur de courant la plus basse. Tableau 1 : Tableau des raccordements de résistances Schéma de raccordement (figure 5) Résistance – raccord normal (Ohms) 5A 277,0 5B 139,0 5C 92,3 5D 55,4 Résistance – raccord impulsion (Ohms) 39,6 ▲ Les calculs des résistances sont basés sur des raccordements de résistances Schneider Electric standard pour un système d’alimentation de 480 V. Schémas des circuits de résistance Voir la figure 5 à la page 13 pour des configurations de résistances typiques et les paragraphes suivants pour la description de chaque configuration. 5A–Dans des conditions de défaut à la terre, la résistance totale est de 277 Ohms. Cela produit 1 A de courant de défaut à la terre. Pendant un cycle d’impulsions, le contact du contacteur « C » se ferme, court-circuitant une partie de la résistance. Cela réduit la résistance totale à 39,6 Ohms, portant ainsi le courant (courant pulsé) à 7 A. 5B–Dans des conditions de défaut à la terre, la résistance totale est de 139 Ohms. Cela produit 2 A de courant de défaut à la terre. Pendant un cycle d’impulsions, le contact du contacteur « C » se ferme, court-circuitant une partie de la résistance. Cela réduit la résistance totale à 39,6 Ohms, portant ainsi le courant (courant pulsé) à 7 A. 5C–Dans des conditions de défaut à la terre, la résistance totale est de 92,3 Ohms. Cela produit 3 A de courant de défaut à la terre. Pendant un cycle d’impulsions, le contact du contacteur « C » se ferme, court-circuitant une partie de la résistance. Cela réduit la résistance totale à 39,6 Ohms, portant ainsi le courant (courant pulsé) à 7 A. 5D–Dans des conditions de défaut à la terre, la résistance totale est de 55,4 Ohms. Cela produit 5 A de courant de défaut à la terre. Pendant un 12 © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés 80298-165-01 06/2008 Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Section 4—Sytème de résistances de m.à.l.t. typique cycle d’impulsions, le contact du contacteur « C » se ferme, court-circuitant une partie de la résistance. Cela réduit la résistance totale à 39,6 Ohms, portant ainsi le courant (courant pulsé) à 7 A. Figure 5 : Schémas des circuits de résistances 5A Entrée du voltmètre avec relais Fusible Résistance de m.à.l.t. du neutre R5 138.0 Ω R4 46.7 Ω R3 36.9 Ω R2 15.8 Ω R1 39.6 Ω C R6 R5 R4 R3 R2 R1 Raccordement pour un défaut à la terre de 1 A avec une impulsion de 7 A 5B Fusible FRANÇAIS Entrée du voltmètre avec relais Résistance de m.à.l.t. du neutre R5 138.0 Ω R4 46.7 Ω R3 36.9 Ω R2 15.8 Ω R1 39.6 Ω C R6 R5 R4 R3 R2 R1 Raccordement pour un défaut à la terre de 2 A avec une impulsion de 7 A 5C Entrée du voltmètre avec relais Fusible Résistance de m.à.l.t. du neutre R5 138.0 Ω R4 46.7 Ω R3 36.9 Ω R2 15.8 Ω R1 39.6 Ω C R6 R5 R4 R3 R2 R1 Raccordement pour un défaut à la terre de 3 A avec une impulsion de 7 A 5D Entrée du voltmètre avec relais Fusible Résistance de m.à.l.t. du neutre R5 138.0 Ω R4 46.7 Ω R3 36.9 Ω R2 15.8 Ω R1 39.6 Ω C R6 R5 R4 R3 R2 R1 Raccordement pour un défaut à la terre de 5 A avec une impulsion de 7 A © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés 13 Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Section 4—Sytème de résistances de m.à.l.t. typique Composants montés sur la porte 80298-165-01 06/2008 La figure 6 illustre les composants montés sur la porte d’un appareil de m.à.l.t. typique. Ces composants sont expliqués ci-dessous. Figure 6 : Emplacement des composants montés sur la porte 1 12 2 11 3 4 5 10 FRANÇAIS 6 7 8 9 1. Alarme sonore 7. Sélecteur de réarmement/ manuel/automatique 2. Ampèremètre 3. Voyant rouge : défaut à la terre 8. Sélecteur normal/impulsion 4. Voyant vert : normal 10. Plaque signalétique de fonctionnement 5. Voyant orange : Impulsion active 6. Bouton de mise au silence 9. Bouton d’essai 11. Plaque signalétique des caractéristiques 12. Voltmètre Alarme sonore L’alarme sonore retentit après qu’un courant de défaut à la terre supérieur au point de consigne du voltmètre avec sortie à relais a été détecté. Ampèremètre L’ampèremètre affiche le courant de charge et le courant de défaut à la terre réel quand un défaut à la terre se produit. Voyant rouge Le voyant rouge indique un défaut à la terre du système où la chute de tension entre les bornes de la résistance de terre a augmenté à un niveau supérieur au point de consigne du voltmètre. Le voyant rouge reste allumé jusqu’à ce que ce défaut à la terre soit corrigé ou que le système soit réarmé. Voyant vert Le voyant vert indique que l’alimentation de contrôle est disponible et que le système fonctionne normalement. Le voyant vert s’éteint quand la chute de tension entre les bornes de la résistance de terre a augmenté à un niveau supérieur au point de consigne du voltmètre. Voyant orange Le voyant orange indique quand le circuit des impulsions est sélectionné et clignotera en synchronisation avec le courant pulsé. 14 © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés 80298-165-01 06/2008 Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Section 4—Sytème de résistances de m.à.l.t. typique Bouton de mise au silence Ce bouton met au silence l’alarme sonore qui retentit après qu’un courant de défaut à la terre supérieur au point de consigne du voltmètre avec sortie à relais a été détecté. REMARQUE : Le voyant rouge d’indication de défaut restera allumé jusqu’à ce que le défaut à la terre soit corrigé ou que le système soit réarmé. Sélecteur de réarmement/manuel/automatique Ce sélecteur sélectionne le mode de réarmement en cas d’alarme. Mode manuel : Un courant de défaut à la terre supérieur au point de consigne du voltmètre avec sortie à relais fera retentir l’alarme sonore et le voyant rouge d’indication de défaut s’allumera. Ces voyants resteront alors en état bloqué, même après que le courant de défaut à la terre chute en dessous du point de consigne du voltmètre avec sortie à relais. Une manœuvre manuelle du sélecteur à la position de réarmement réarme le système. Sélecteur impulsion/normal Ce sélecteur met sous tension le circuit contrôlant les impulsions. Le circuit des impulsions est sélectionné par l’opérateur durant une activité de localisation de défauts. Il peut être sélectionné à chaque fois qu’un défaut à la terre se produit et quand le circuit d’alarme est mis sous tension. Bouton d’essai Quand on appuie sur le bouton d’essai, le relevé du voltmètre augmente et le relais d’alarme est enclenché. Le voyant vert s’éteint et le voyant rouge s’allume. Si le sélecteur de réarmement/manuel/automatique est à la position Manuel, le déplaçant à la position de réarmement remet le système aux conditions normales de fonctionnement. Voltmètre Le voltmètre surveille la chute de tension entre les bornes de la résistance de terre. Le voltmètre avec sortie à relais est muni de deux points de consigne : Le point de consigne inférieur est utilisé comme pré-alarme ou alarme de premier niveau. Schneider Electric recommande de régler la valeur à une tension approximativement 5 à 10 % plus haute que le relevé de tension associé au courant nominal de charge. Ce point est câblé aux borniers pour usage par le client et n’indique pas d’alarme au moyen des contrôles d’alarme. Le point de consigne supérieur est utilisé pour activer le circuit d’alarme au moment d’une détection d’une augmentation de chute de tension entre les bornes de la résistance de terre. Schneider Electric recommande de régler la valeur à une tension approximativement 10 à 20 % plus haute que la chute maximale de tension causée par le courant de charge maximum en conditions normales. © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés 15 FRANÇAIS Mode automatique : Un courant de défaut à la terre supérieur au point de consigne du voltmètre avec sortie à relais fera retentir l’alarme sonore et le voyant rouge d’indication de défaut s’allumera. Le système est automatiquement réarmé quand le courant de défaut à la terre chute en dessous du point de consigne du voltmètre avec sortie à relais. Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Section 4—Sytème de résistances de m.à.l.t. typique Composants internes 80298-165-01 06/2008 La figure 7 illustre les composants internes d’un appareil de m.à.l.t. typique. Contacter votre représentant des ventes local Schneider Electric pour obtenir des pièces de rechange. Figure 7 : Composants internes 2 3 1 8 5 4 7 6 ON OFF FRANÇAIS 9 10 1. Transformateur de potentiel 2. Borniers de court-circuitage 3. Sectionneur du circuit d’essai 16 7. Sectionneur des transformateurs de m.à.l.t. (pour un système à neutre dérivé) 4. Fusibles de l’alimentation de contrôle 8. Ampèremètre avec transformateur de courant 5. Relais de temporisation 9. Borniers 6. Relais de contrôle 10. Transformateur de m.à.l.t. (pour un système à neutre dérivé) © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés 80298-165-01 06/2008 Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Section 4—Sytème de résistances de m.à.l.t. typique Procédures de mise en service DANGER RISQUE D'ÉLECTROCUTION, D'EXPLOSION OU D'ÉCLAIR D'ARC Raccordez le neutre du système à la terre seulement à travers la résistance de terre. Si cette directive n'est pas respectée, cela entraînera la mort ou des blessures graves. Avant toute mise en service, lire attentivement la précaution en matière de danger ci-dessus. Les systèmes d’alimentation munis d’un système de résistances de m.à.l.t. doivent être mis à la terre seulement au moyen de la résistance de terre fournie dans cet appareil. S’assurer que le système est mis à la terre correctement avant de continuer. 1. Couper toutes les alimentations de l'appareil avant d'y travailler. Toujours utiliser un dispositif de détection de tension à valeur nominale appropriée pour s'assurer que l'alimentation est coupée. 3. Vérifier si tous les raccordements de phases, du neutre et à la terre ont été faits entre le système d’alimentation et le système HRG selon les plans d’usine. 4. En fonction du courant capacitif de charge du système, raccorder la résistance de terre au besoin. Se reporter à la figure 5 à la page 13. 5. Régler le sélecteur« Normal/impulsion » sur « Normal ». 6. Inspecter soigneusement la zone de travail et enlever tous les outils et objets laissés à l'intérieur de l'appareil. 7. Replacer tous les dispositifs, les portes et les couvercles avant de mettre l'appareil sous tension. 8. Les charges étant toutes raccordées et le système mis sous tension, régler le point de consigne inférieur du voltmètre à une position à 10 % au dessus du relevé réel du voltmètre. Régler le point de consigne supérieur à environ 20 % au dessus du relevé réel. © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés 17 FRANÇAIS 2. Vérifier si le système d’alimentation est libre de tous défauts de terre. (Se reporter aux directives d’utilisation de l’équipement basse tension.) Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Section 4—Sytème de résistances de m.à.l.t. typique Schémas du système HRG Figure 8 : 80298-165-01 06/2008 Las figures 8 et 9 représentent des schémas de systèmes de m.à.l.t. typiques utilisés sur des systèmes en étoile et en triangle, respectivement. Système de résistances de m.à.l.t. typique utilisé sur des systèmes en étoile Vers les disjoncteurs de charge Fusible A Barre-bus de ligne de 480 Vca MR B C N Essai Résistance de m.à.l.t. du neutre 138.0 Ω Transformateur de contrôle Alimentation de contrôle de 120 Vca 138.0 Ω 46.7 Ω 36.9 Ω 15.8 Ω 39.6 Ω 3 2 1 Ampèremètre R4 FRANÇAIS Fusible 5 4 Prévision pour une connexion par cavalier basée sur le calcul du courant capacitif de charge du système. Fusible R1 Normal / Impulsion Réinitialisation R3 BP de vérification R2 Manuel Auto R6 R5 MR R3 MR Alarme sonore R1 R6 Normal G MR R1 Défaut à la terre R Manuel R3 Auto R2 R4 Bouton-poussoir de mise au silence 18 A R5 Impulsion active © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés 80298-165-01 06/2008 Figure 9 : Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Section 4—Sytème de résistances de m.à.l.t. typique Système de résistances de m.à.l.t. typique utilisé sur des systèmes en triangle Vers les disjoncteurs de charge Fusible A B MR C Trois transformateurs d'alimentation de contrôle, 1,5 kVA, 480/120 V Résistance de m.à.l.t. du neutre Essai 138.0 Ω 138.0 Ω 46.7 Ω 36.9 Ω 15.8 Ω 39.6 Ω 3 2 1 Ampèremètre Alimentation de contrôle de 120 Vca Transformateur de contrôle R4 Fusible 5 4 Prévision pour une connexion par cavalier basée sur le calcul du courant capacitif de charge du système. Fusible R1 FRANÇAIS Barre-bus de ligne de 480 Vca Normal / Impulsion Réinitialisation R3 BP de vérification R2 Manuel Auto R6 R5 MR R3 MR Alarme sonore R1 R6 Normal G MR R1 Défaut à la terre R Manuel R3 Auto R2 R4 Bouton-poussoir de mise au silence Essai du système de détection de terre A R5 Impulsion active 1. Mettre le sélecteur de réarmement/manuel/automatique à la position Manuel. 2. Appuyer sur le bouton d’essai et le maintenir enfoncé pendant cinq secondes. Le voyant vert s’éteint, l’alarme sonore retentit et le voyant rouge s’allume. Tous les dispositifs d’avertissement fournis par l’utilisateur raccordés aux circuits d’alarme fonctionneront. 3. Relâcher le bouton d’essai. Le voyant rouge reste allumé jusqu’à ce que l’opérateur mette le sélecteur de réarmement/manuel/automatique à la position de réarmement. 4. Mettre le sélecteur Normal/Impulsion à la position d’impulsion. Le voyant orange commence à clignoter et le contacteur d’impulsions commence à fonctionner d’une façon rythmée. Si le système est normal et qu’un certain déséquilibre de capacitance ligne à terre existe, une légère impulsion dans le relevé du voltmètre se produit. 5. Mettre le sélecteur de réarmement/manuel/automatique à la position de réarmement momentanément, puis le remettre à la position Manuel. Le voyant rouge s’éteint et le voyant vert s’allume de nouveau. © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés 19 Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Section 4—Sytème de résistances de m.à.l.t. typique Utilisation du système en condition de mise à la terre réelle 80298-165-01 06/2008 Des défauts à la terre du système d’alimentation existent sous des formes et degrés variés de sévérité. Ils peuvent être sous la forme d’une isolation humide, qui déphase le neutre d’une petite quantité, ou ils peuvent être si sévères que l’une des phases est mise à la terre en direct. Une condition dans laquelle les trois phases ont une mise à la terre égale n’est pas détectée par ce système. Cette condition est détectée seulement en cours de fonctionnement d’un dispositif de surintensité. Typiquement, une ou deux des phases seulement sont affectées. Dans ce cas, la détection est possible. Lorsqu’une ou deux lignes développent une résistance plus faible à la terre, le neutre du système est déphasé et une tension plus élevée se développe entre les bornes de la résistance de terre. Lorsque la résistance de la mise à la terre diminue, la tension augmente et le voltmètre indique un relevé plus élevé, comme prévu pour un système avec une isolation qui se détériore. FRANÇAIS Quand un défaut à la terre se produit, la résistance limite le courant de terre. La tension qui en résulte, apparaissant entre les bornes de la résistance de terre, est détectée par le voltmètre. Après une temporisation préréglée, réglable, un contact du relais de contrôle s’ouvre, ce qui éteint le voyant vert (Normal) et un contact du relais de contrôle se ferme, ce qui allume le voyant rouge (Défaut à la terre). Pour localiser le défaut, tourner le sélecteur normal/impulsion à la position d’impulsion. Cela met sous tension le relais d’impulsions, alternativement activant et désactivant un contact qui courtcircuite une partie de la résistance de terre. Il en résulte une fluctuation rythmée de la magnitude du courant de terre à une fréquence fixe de 30 impulsions par minute. DANGER RISQUE D'ÉLECTROCUTION, D'EXPLOSION OU D'ÉCLAIR D'ARC • Portez un équipement de protection personnelle (ÉPP) approprié et observez les méthodes de travail électrique sécuritaire. Voir NFPA 70E. • Seul un personnel qualifié doit effectuer l'installation et l'entretien de cet appareil. • N'entreprenez ce travail qu'après avoir lu et compris toutes les explications contenues dans ces directives. Si ces directives ne sont pas respectées, cela entraînera la mort ou des blessures graves. Le transformateur de courant et l’ampèremètre sur le panneau permettent à l’opérateur d’observer la fluctuation du courant dans le système. À l’aide d’un ampèremètre portable (détecteur de courant de terre), tracer la fluctuation du courant de terre dans tout le système. Commencer à un point aussi près que possible de l’alimentation. Par suite des gros calibres des câbles et des câbles multiples par phase, il peut s’avérer qu'il n'est pas pratique de commencer au panneau de distribution principal. Choisir un circuit de dérivation où le détecteur portable englobera tous les conducteurs triphasés. Tout circuit de dérivation, où l’indicateur du détecteur génère des impulsions, est le circuit en défaut. Répéter cette procédure à n’importe quel panneau en aval jusqu’à ce que le circuit en défaut et son emplacement puissent être déterminés. Habituellement, un seul circuit d’alimentation indique une oscillation détectable du relevé du courant de charge. D’autres circuits d’alimentation peuvent afficher un courant de charge continu qui n’indique pas de défaut à la terre. Les relevés pris avec l’ampèremètre portable autour d’un conduit métallique seront vraisemblablement inefficaces du fait qu’il est possible que le courant de 20 © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés 80298-165-01 06/2008 Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Section 4—Sytème de résistances de m.à.l.t. typique terre retourne par les conducteurs mis à la terre. Ce circuit d’alimentation est alors suivi jusqu'au point de distribution suivant du système ou jusqu'à une boîte de tirage où il est possible d’englober de nouveau les trois phases des conducteurs isolés. Si ce circuit d’alimentation est distribué davantage, essayer chaque circuit de cette distribution individuellement afin de voir lequel porte le courant pulsé. Si, sur un simple circuit, le courant pulsé disparaît à un point en aval, le défaut se trouve quelque part entre le précédent point essayé et le point où le courant pulsé disparaît. Révisions du système d’alimentation Un système d’alimentation peut être modifié pour répondre à l’évolution des besoins. Si le réglage du système d’alimentation doit être modifié, évaluer le système de m.à.l.t. et le régler comme s’il s’agissait d’un système neuf. Journaux Pour pouvoir déterminer de façon précise l’état d’un système d’alimentation, des notes précises doivent être maintenues. Conserver ces notes à la fin de ce manuel dans les tableaux appropriés de la « Section 8—Journaux d'installation et d'entretien » aux pages 24–27. Pour ces systèmes de m.à.l.t., noter ce qui suit : Installation initiale du système • • • Les courants de charge originaux ligne à terre pour chaque phase La valeur de résistance de terre sélectionnée Le relevé du voltmètre à la mise en place initiale du système Relevés du voltmètre Noter les relevés du voltmètre à intervalles réguliers. La fréquence de lecture du relevé est dictée par la sévérité de la contrainte placée sur le système et l’historique des évènements survenus. Prendre des relevés tous les mois initialement ; modifier la fréquence en fonction de l’expérience. Points de consigne du voltmètre Vérifier les points de consigne du voltmètre initialement et à chaque fois que le point de consigne est changé. Aussi, indiquer la ou les raisons pour le changement. Défauts du système Noter la date, l’heure, l’emplacement, une description détaillée et les causes probables pour tous les défauts trouvés et corrigés du système. © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés 21 FRANÇAIS Lorsque le défaut est localisé, le sélecteur d’impulsion peut être remis à la position Normal. Le voyant rouge reste allumé jusqu’à ce que le système soit réparé et que le sélecteur de réarmement/manuel/automatique soit mis à la position de réarmement. Une fois le système restauré, vérifier le relevé du voltmètre. Le relevé doit être revenu à un niveau inférieur au point de consigne et indiquer un niveau approximativement égal au niveau indiqué avant le défaut. En présence de plusieurs défauts, le relevé du voltmètre reste supérieur au niveau considéré normal. Si nécessaire, répéter cette procédure pour découvrir d’autres conditions anormales. Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Section 5—Inspection et entretien 80298-165-01 06/2008 Section 5—Inspection et entretien DANGER RISQUE D'ÉLECTROCUTION, D'EXPLOSION OU D'ÉCLAIR D'ARC • Portez un équipement de protection personnelle (ÉPP) approprié et observez les méthodes de travail électrique sécuritaire. Voir NFPA 70E. • Seul un personnel qualifié doit effectuer l'installation et l'entretien de cet appareil. • N'entreprenez ce travail qu'après avoir lu et compris toutes les explications contenues dans ces directives. • Coupez toutes les alimentations de l'appareil avant d'y travailler. • Considérez que tous les circuits sont sous tension jusqu'à ce qu'ils aient été complètement mis hors tension, testés, verrouillés ou étiquetés (selon OSHA 1910.147). Faites particulièrement attention à l’agencement du système d'alimentation. Considérez toutes les sources d'alimentation, y compris la possibilité de rétro-alimentation. • Utilisez toujours un dispositif de détection de tension ayant une valeur nominale appropriée pour vous assurer que l'alimentation est coupée. • Inspectez soigneusement la zone de travail et enlevez tous les outils et objets laissés à l'intérieur de l'appareil. FRANÇAIS • Replacez tous les dispositifs, les portes et les couvercles avant de mettre l'appareil sous tension. Si ces directives ne sont pas respectées, cela entraînera la mort ou des blessures graves. Se reporter aux directives d’utilisation de l’équipement basse tension en vigueur pour les procédures d’inspection et d’entretien. 22 © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés 80298-165-01 06/2008 Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Section 6—Informations de la plaque signalétique Section 6—Informations de la plaque signalétique La plaque signalétique du système de m.à.l.t. se trouve sur la face avant de l’appareil installé. Lors d’une commande de pièces de rechange, inclure dans la description des pièces le numéro de commande de l’usine qui se trouve sur la plaque signalétique. Les informations suivantes sont sur la plaque signalétique : • • • • • • • • • • Numéro de commande de l’usine (numéro de fabrication d’usine) Numéro du plan (schéma électrique selon lequel l’appareil a été câblé) Phase (le nombre de phases) Tension du système (480 ou 600 V) Type de système (étoile ou triangle) Hertz (50 ou 60 Hz) Courant nominal (maximum) Résistance de terre totale NEMA type (1 ou 3R) Numéro de directives d’utilisation (44022-921-0x) Détecteur de courant de terre portable FRANÇAIS Section 7—Accessoires en option Le détecteur de courant de terre portable (figure 10) est employé comme aide pour le dépannage. Le détecteur aide le technicien à pister le défaut jusqu’à son origine. Les caractéristiques du détecteur de courant de terre portable comprennent : • • Un sélecteur à gammes multiples (1-2-5-10-20-court-circuit). • • Fonctionnement du système en monophasé et triphasé. Pince ampèremétrique pouvant servir à encercler des conducteurs de 89, 114 ou 182 millimètres (3,5, 4,5 ou 6 po). Un circuit magnétique fermé pour minimiser les effets de champs parasites. Au moins un détecteur portable doit être disponible au site d’installation. Figure 10 : Détecteur de terre avec étui © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés 23 Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Section 8—Journaux d'installation et d'entretien 80298-165-01 06/2008 Section 8—Journaux d'installation et d'entretien Tableau 2 : Installation initiale du système Courant de charge (intensité) Relevé du voltètre (Volts) Date Heure Ia Ib Ic R (Ohms) Tableau 3 : Relevés du voltmètre Date Heure Volts FRANÇAIS 24 © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés 80298-165-01 06/2008 Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Section 8—Journaux d'installation et d'entretien Tableau 4 : Points de consigne du voltmètre Point de consigne initial Modification du point de consigne Raisons de la modification Heure Volts Date Heure Volts FRANÇAIS Date © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés 25 Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Section 8—Journaux d'installation et d'entretien 80298-165-01 06/2008 Tableau 5 : Défauts du système Date Heure Localisation du défaut Description Causes probables FRANÇAIS 26 © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés 80298-165-01 06/2008 Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Section 8—Journaux d'installation et d'entretien Tableau 6 : Journal d’entretien Description FRANÇAIS Date © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés 27 Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Directives d’utilisation Schneider Electric Canada 19 Waterman Avenue Toronto, Ontario M4B 1Y2 1-800-565-6699 www.schneider-electric.ca Seul un personnel qualifié doit effectuer l’installation, l’utilisation, l’entretien et la maintenance du matériel électrique. Schneider Electric n’assume aucune responsabilité des conséquences éventuelles découlant de l’utilisation de cette documentation. 80298-165-01 © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés Remplace 44022-921-02, 08/2007 06/2008 High Resistance Ground Unit for Use on 480 and 600 Volt Wye and Delta-Connected Sources Sistema de resistencias de puesta a tierra, con fuentes conectadas en estrella o delta de 480 y 600 V Système de résistances de m.à.l.t. élevées pour utilisation sur des sources de 480 et 600 V Electrical equipment should be installed, operated, serviced, and maintained only by qualified personnel. No responsibility is assumed by Schneider Electric for any consequences arising out of the use of this material. Solamente el personal especializado deberá instalar, hacer funcionar y prestar servicios de mantenimiento al equipo eléctrico. Schneider Electric no asume responsabilidad alguna por las consecuencias emergentes de la utilización de este material. Seul un personnel qualifié doit effectuer l’installation, l’utilisation, l’entretien et la maintenance du matériel électrique. Schneider Electric n’assume aucune responsabilité des conséquences éventuelles découlant de l’utilisation de cette documentation. Schneider Electric USA Importado en México por: Schneider Electric México, S.A. de C.V. Schneider Electric Canada 8821 Garners Ferry Road Hopkins, SC 29061 USA 1-888-SquareD (1-888-778-2733) www.us.SquareD.com Calz. J. Rojo Gómez 1121-A Col. Gpe. del Moral 09300 México, D.F. Tel. 55-5804-5000 www.schneider-electric.com.mx 19 Waterman Avenue Toronto, Ontario M4B 1Y2 1-800-565-6699 www.schneider-electric.ca 80298-165-01 Replaces 44022-921-02, 08/2007 © 1995–2008 Schneider Electric All Rights Reserved 80298-165-01 Reemplaza 44022-921-02, 08/2007 © 1995–2008 Schneider Electric Reservados todos los derechos 80298-165-01 Remplace 44022-921-02, 08/2007 © 1995–2008 Schneider Electric Tous droits réservés Square D, a brand of Schneider Electric. / Square D, una marca de Schneider Electric. / Square D, une marque de Schneider Electric. 06/2008