4.1: Dokumentation och mätvillkor
Mätobjekt #1, #2 och #3 är utomhusbetjänade plåtstationer, belägna i industrimiljö. De
är i alla avseenden lika till belastning, innehåll och layout så när som på följande punkter:
#1 är utrustad med ett kompaktställverk, #2 med gasisolerat ställverk och #3 med ett luftisolerat ställverk.
#1 och #2 har ett skensystem med 100 mm avstånd centrum till centrum och skensystemet på #3 har avståndet 185 mm.
#2 har något färre grupper monterade än #1 och #3 – 8 trefasgrupper (2 st 160
A, 6 st 400 A) kontra 10 (2 st 160 A, 8 st 400 A), respektive 8 (8 st 160 A).
I samtliga stationer förelåg hög last från 0730-tiden fram till 19-tiden, bortsett från #3 där låg last inträffade någon gång kring 0030-tiden.
I övrigt har stationerna samma transformatorkapacitet, 800 kVA, likvärdig layout (se näst sista bilden i nästa stycke), snarlika belastningar (IL2@#1 ≈ 530 A, IL2@#2 ≈ 490 A, IL2@#3 ≈ 510 A och alla sjönk omkring 43 % vid låg last) och så mycket som möjligt av kablage är förlagt till marknivå eller därunder, undantaget kablarna från transformatorn till samlingsskenan. Längden på dessa kablar är dock mycket, mycket korta jämför med motsvarande kabellängd hos #4 och #5.
Mätobjekt #4 är en inomhusbetjänad betongstation med en annorlunda layout än
objekt #1, #2 och #3, vilket ses i allra sista bilden i slutet av nästa avsnitt. Installerat i stationen finns två transformatorer (S=800 kVA) som är inte är driftsatta i duplex:
belastningen på vardera transformator är omkring 500 A, sammantaget IL2@#4(T1&T2) ≈ 2x 512 A, vilket sjunket till omkring 2x180 A kring klockan 06.
Byggnaden är mycket hög (mer än 3 meter till taket) och det har inte varit möjligt att erhålla mätningar vid låg last över taket. Skensystemets avstånd är 100 mm (centrum till centrum) vilket är det samma som #1 och #2, men lågspänningskablaget från
transformatorerna till samlingsskenorna är förlagda i taket på stationen – dessutom är skenan dubbelt så lång jämfört med #1-3 och skensystemet är utformat med möjligheter för sektionering.
25
Notera att mätobjekt #4 inte uppfyller kravspecifikationens första punkt (se avsnitt 3.1). Dessutom är mätobjekt #4 behäftad med en omfattande skillnad i layout mot objekt #1-3 – detta ska senare (avsnitt 6) visa sig medföra vissa bekymmer då resultatet av arbetet ska klarläggas.
4.2: Dokumentering via bilder
Ovan till vänster ses en bild på det kompaktställverk (vakuumisolerat) som fanns installerat i mätobjekt #1 och till höger i bild det gasisolerade ställverk som fanns installerat på mätobjekt #2. Observera alla varningsdekaler (4!) och att ställverket saknar den skyddsjordning av höljet som syns på bilden till höger. Det finns i ställverken tre fack: Till vänster ansluts inkommande kablar, i mitten utgående kablar och från facket till höger går kablarna till transformatorns högspänningssida.
26
Nedan syns facken (3 st, t.v. i bild) på ställverket tillhörande mätobjekt #3, som är av luftisolerad variant, samt närbild på ställverkets lastfrånskiljare (t.h.).
Ovan syns i bild lågspänningssidans samlingsskena (objekt #1). De orangea
plastkåporna är säkringslastfrånskiljare, som var och en innehåller knivsäkringarna (3) för en 3-fasanslutning. Bakom den mörkgrå plastkåpan (IP20-skydd) finns de tre
samlingsskenorna (1 skena/fas), samt kopparskenan nedanför som är
skyddsjordsskenan (PEN). De två smala orangea plastkåporna (längst t.v. i bild) är avsäkrade med 160 A knivsäkringar (knivsäkringsstorlek 00) och den bredare modellen är avsäkrade med 400 A (knivsäkringsstorlek 2).
27
Ovan ses i bild transformatorn på 800 kVA installerad i mätobjekt #2. Från höger sida i bild kommer högspänningskablarna från ställverket och till vänster på väggen sitter anslutningen till lågspänningsdelens samlingsskenor. Inringad nere t.v. i bild ses
jordningen för transformatorhöljet. Notera att anslutningarna överst t.v. har en drastiskt mindre tvärsnittsarea än kablarna överst t.h.
Anledningen till denna konstruktion är att efter nedtransformeringen ökar
strömstyrkan enormt, vilket kräver kablage dimensionerat för en högre strömtäthet (krävs större tvärsnittsarea).
28
Ovan ses en närbild på anslutningen mellan transformatorn i mätobjekt #2 och lågspänningssidan. Den inringade (rött) svarta ”klumpen” är en strömtransformator, som på lågspänningssidan visar strömuttaget på fasen L2. Denna funktion återfinns på alla mätobjekt liksom de sfäriska, metallfärgade kulorna vid kopparskenorna (gul inringning) är kulförsedda kopplingsbultar, en extrafunktion som utöver att säkra förbindelsen också brukas för att jorda lågspänningssidan, exempelvis vid byte av transformator i stationen.
Ovan i bild ses den anmärkningsvärt annorlunda kabelförläggningen i mätobjekt #4, jämfört med förläggningen i #1-3. Kablarna är förlagda uppe på väggen istället för som hos #1-3, i stort sett vid eller under markplan. Jämfört med markplan stationen står på ligger dessa kablar cirka 2,5 m upp i luften.
29
Nedan ses anslutningen där lågspännningskablaget från T2 i mätobjekt #4 är monterade på plattstavarna av koppar (förtenningen börjar inte förens längre ned i ställverket), som leder till den gemensamma samlingsskenan och de trefasiga serviceanslutningarna.
Nedan syns skillnaden i layouten mellan #1-3 (överst) och #4 (nederst). Samtliga fotografier (ovan, från dokumenteringen av mätobjekten) och nedanstående bilder i detta avsnitt är tagna av rapportförfattaren.
HSP
LSP
TRAFO
TRAFO LSP
30
5: Resultat
7:e bilagan hyser tabeller över de sammanställda mätresultaten, som genomförts enligt mätplanen i avsnitt 3. 8:e bilagan innehåller en sammanfattning av mätningarna i grafer, som jämför de olika mätobjekten inbördes – vilket syftar till att underlätta översikten och förstålelsen av det producerade materialet avsevärt. Gemensamt för graferna är att samtliga är framtagna som följer: Fältstyrkan B i µT utgör Y-axeln och avståndet till
objektet i m utgör X-axeln. Till höger i varje diagram ses en liten förklaringsbild som
påvisar egenskaperna varje graf är behäftad med och diagramrubriken innehåller en förklaring över vad diagrammet visar.
Nedan finns ett antal grafer, varigenom ett antal intressanta samband framhävs och slutsatser under 6:e huvudrubriken beläggs.
I grafen ovan ses de fyra mätobjektens strålning (medelstrålvärdet av 1≤k≤7) vid olika avstånd från stationens fasad. Speciellt intressant i sammanhanget är skillnaden mellan #1 och #2, kontra #3 och #4. Eftersom strömuttaget på #1-3 är ungefär detsamma och uttaget på #4 är ungefär det dubbla, så avviker strålningen kring #3 i särskild
bemärkelse.
Den parameter som utmärker sig i sammanhanget är centrumavståndet på samlingsskenorna: centrumavståndet på #1, #2 och #4 är 100 mm, medan centrumavståndet på #3 är 185 mm. Mätningarna påvisar att 85 mm skillnad i centrumavstånd motsvarar omkring det dubbla strömuttaget.
Bulan för #1 mellan 0,75 och 1,5 m avstånd kommer med allra största sannolikhet från lågspänningskablage förlagt under mark i gatan och räknas således är således en extern faktor. 0 5 10 15 20 25 0 0,25 0,5 0,75 1 1,5 2 3 Avstånd (m)
B@#1-4 (Lsp, hög last) (Genomsnitt, 1
m höjd)
#1 #2 #3 #4 B (µT)31
Ovan ses motsvarande graf, då lasten (och strömmen) är låg. Även då lasten är låg, följer strålbilden hos #3 amplituden hos #4 – amplituden på strålningen hos #1 och #2 är också här avsevärt lägre än hos #3 och #4.
Ovan i grafen ses att strålbilden från objekt #1-3 har likvärdig amplitud vid
korresponderande avstånd, medan den elektromagnetiska strålningen från objekt #4 är avsevärt starkare – objektet innehåller två transformatorer som dessutom är placerade närmare fasaden (i princip direktkontakt), än avståndet mellan transformator och fasad i objekt #1-3 (cirka 0,8 m). 0 5 10 15 20 25 30 35 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Avstånd (m)
B@#1-4 (Lsp, låg last) (Center, 1 m
höjd)
#1 #2 #3 #4 B (µT) 0 5 10 15 20 0 0,25 0,5 0,75 1 1,5 2 2,5 Avstånd (m)B@#1-4 (Trafosida, hög last)
(Genomsnitt, 1 m höjd)
#1 #2 #3 #4 B (µT)32
Motsvarande sammanställning som för graferna ovan – här märks en signifikant amplitudskillnad mellan #1-3 och #4, även om strålningen vid #3 är förhöjd jämfört med #1-2. Bulan mellan 1 och 2 m avstånd beror förmodligen också (likt
lågspänningssidans graf ovan) på lågspänningskablage förlagt i marken.
0 1 2 3 4 5 6 7 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Avstånd (m)
B@#1-4 (Hsp, hög last) (Genomsnitt,
1 m höjd)
#1 #2 #3 #4 B (µT)33