Siirrettävän varavoimalaitteen käyttöturvallisuuden tutkiminen : Invertteriaggregaatti
Salo, Vesa-Matti (2014)
Salo, Vesa-Matti
Tampereen ammattikorkeakoulu
2014
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201404244855
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201404244855
Tiivistelmä
Tutkimuksen aiheena oli siirrettävän varavoimakoneen käyttöturvallisuus kuluttajan ja laitteiden näkökulmasta. Tutkittava varavoimakonetyyppi oli invertteriaggregaatti. Siihen kytkettiin erilaisia kuormia, joita tämäntyyppiseen aggregaattiin saatetaan kuluttajakäytössä kytkeä. Kuormat vaihtelivat sellaisesta yksinkertaisesta vastuskuormasta kuten vastuslämmitin, sähköteknisesti monimutkaisempiin kuormiin kuten sähkömoottoreihin tai hakkuriteholähteisiin. Aggregaatille suoritettiin resistiivisten kuormien kytkeytymis- ja irtikytkeytymiskokeita, joiden aikana tutkittiin aggregaatin tuottaman jännitteen suuruutta. Vastus- ja sekakuormilla aggregaattia kuormitettiin 10 minuutin ajan. Kunkin kuormituksen tapauksessa aggregaatin tuottaman virran ja jännitteen arvot tallennettiin FLUKE 435 -mittarin avulla. Sähkömoottoreiden ja hakkuriteholähteiden tapauksessa kyseessä oli lähinnä käyttötesti; testattiin, soveltuuko aggregaatti kyseisten laitteiden käyttövoimaksi.
Aggregaatin käyttäytymistä vikatilanteissa tutkittiin aiheuttamalla aggregaatille napaoikosulku ja tietyntyyppisen kuorman aiheuttama resonanssi. Oikosulun aikainen jännite ja virta mitattiin AGILENT DSO 1012 A -oskilloskoopilla. Oikosulussa aggregaatti syötti suurta oikosulkuvirtaa noin 0,1 sekunnin ajan, ennen kuin koneen oma ylikuormitussuoja laukaisi syötön pois. Suoja toimi hyvin. Vahvasti kapasitiivinen kuormitus aiheutti yhdessä invertterin induktiivisten komponenttien kanssa resonanssin. Ilmiön aikana aggregaatti tuotti suurta ylivirtaa. Mittauksessa käytetty, vahvasti kapasitiivinen kuormitus on kuitenkin sähkötekniikan maailmassa melko harvinainen, eikä sen katsota olevan tutkittavan aggregaatin tyyppikuormaa.
Koneelle suoritettiin erilaisilla kuormilla esimerkiksi jännite-, virta- ja taajuusmittauksia. Saatuja tuloksia verrattiin sähköstandardiin SFS-EN 50160 - Yleisen sähkönjakeluverkon jännitteen ominaisuudet. Aggregaatin tuottaman sähkön laatua tutkittiin eri kuormituksilla. Aggregaatin toiminta-arvot täyttivät standardin asettamat arvot kaikissa 10 minuutin kuormitustesteissä. Resistiivisen kuorman kytkeytymiskokeessa aggregaatin syöttöjännite laski merkittävästi. Tämä saattaa aiheuttaa jäljelle jäävälle kuormalle toimintaongelmia. Hakkuriteholähteiden tapauksessa aggregaatti selviytyi hyvin kahden teholähteen syöttämisestä.
Aggregaatti ei aiheuttanut sähköturvallisuusuhkaa käyttäjälle missään tilanteessa. Polttomoottorin käyttäminen sisätiloissa aiheuttaa aina häkämyrkytysvaaran. Kuumeneva pakoputken pää aiheuttaa palovammavaaran.
Aggregaatin käyttäytymistä vikatilanteissa tutkittiin aiheuttamalla aggregaatille napaoikosulku ja tietyntyyppisen kuorman aiheuttama resonanssi. Oikosulun aikainen jännite ja virta mitattiin AGILENT DSO 1012 A -oskilloskoopilla. Oikosulussa aggregaatti syötti suurta oikosulkuvirtaa noin 0,1 sekunnin ajan, ennen kuin koneen oma ylikuormitussuoja laukaisi syötön pois. Suoja toimi hyvin. Vahvasti kapasitiivinen kuormitus aiheutti yhdessä invertterin induktiivisten komponenttien kanssa resonanssin. Ilmiön aikana aggregaatti tuotti suurta ylivirtaa. Mittauksessa käytetty, vahvasti kapasitiivinen kuormitus on kuitenkin sähkötekniikan maailmassa melko harvinainen, eikä sen katsota olevan tutkittavan aggregaatin tyyppikuormaa.
Koneelle suoritettiin erilaisilla kuormilla esimerkiksi jännite-, virta- ja taajuusmittauksia. Saatuja tuloksia verrattiin sähköstandardiin SFS-EN 50160 - Yleisen sähkönjakeluverkon jännitteen ominaisuudet. Aggregaatin tuottaman sähkön laatua tutkittiin eri kuormituksilla. Aggregaatin toiminta-arvot täyttivät standardin asettamat arvot kaikissa 10 minuutin kuormitustesteissä. Resistiivisen kuorman kytkeytymiskokeessa aggregaatin syöttöjännite laski merkittävästi. Tämä saattaa aiheuttaa jäljelle jäävälle kuormalle toimintaongelmia. Hakkuriteholähteiden tapauksessa aggregaatti selviytyi hyvin kahden teholähteen syöttämisestä.
Aggregaatti ei aiheuttanut sähköturvallisuusuhkaa käyttäjälle missään tilanteessa. Polttomoottorin käyttäminen sisätiloissa aiheuttaa aina häkämyrkytysvaaran. Kuumeneva pakoputken pää aiheuttaa palovammavaaran.