Justerbare hastighedsdrev indeholder ofte en integreret jordfejlsbeskyttelsesfunktion. I mange tilfælde er denne beskyttelse dog ikke kompatibel med HRG-systemer (systemer med høj modstandsmodstand). Ofte kan beskyttelsen ikke indstilles til en strømværdi under den gennemløbsstrøm, der er defineret af modstanden i NGR’en (Neutral Grounding Resistor).
Når jordfejlsdetektion er et krav i systemdesignet, men den indbyggede beskyttelse ikke er tilstrækkelig, bør der installeres en supplerende jordfejlsbeskyttelsesenhed – typisk i form af en reststrømsafbryder eller reststrømsdetektor (RCD).
Lavspændingssystemer med justerbare hastighedsdrev (op til 600 V) benytter som regel en simpel 6-puls-ensretter, der danner en DC-bus. Herfra genererer et invertertrin en udgang med styret frekvens og spænding, som anvendes til at regulere hastigheden på den tilkoblede motor og belastning i procesanlægget.
En nul-sekvens strømtransformator (ZSCT), der er tilsluttet en reststrømsenhed, kan anvendes til at detektere jordfejl i både drev, kabler og motor. Beskyttelseszonen dækker altid området nedstrøms (belastningssiden) for strømtransformatoren (CT’en).
Hvis CT’en er installeret ved motorens forsyningskontrolcenter (placering 1 i figuren), kan både motoren og kablet mellem motor og drev overvåges for jordfejl. Dette giver den største beskyttelseszone.
Hvis CT’en i stedet placeres på drevets indgangsside (placering 2), vil drevet selv også være omfattet af beskyttelseszonen.
Placeres CT’en på drevets belastningsside (placering 3), detekteres jordfejl i motoren samt i kablet mellem drevet og motoren.
Variable hastighedsdrev (VFD’er) indeholder halvlederkomponenter som dioder og IGBT’er og har et internt jævnspændingsafsnit (DC-bus). En jordfejl i nogen af disse komponenter vil være en DC-jordfejl. Da VFD’er ofte anvendes ved meget lave hastigheder, og dermed lav udgangsfrekvens, vil en eventuel jordfejl også forekomme ved denne lave frekvens.
Traditionelle reststrømsbaserede jordfejlsdetektorer kan ikke detektere lavfrekvente eller DC-jordfejl, da de typisk er ufølsomme under 20–30 Hz. Et system med VFD’er bør derfor være udstyret med jordfejlsdetektorer, der kan overvåge både lavfrekvente og jævnstrømsbaserede fejl. Der findes specialdesignede reststrømsrelæer med tilhørende strømtransformatorer, som netop er udviklet til dette formål.
VFD’er anvender halvlederteknologi til at ensrette og invertere spænding og strøm. For at skabe en AC-udgang benyttes en højhastigheds-switching af den interne jævnspænding, hvilket genererer højfrekvente spændingskomponenter. Disse komponenter kan medføre strømme gennem systemets kapacitive koblinger til jord, uden at der reelt er tale om en jordfejl.
Enkle, bredbåndsfølsomme jordfejlsdetektorer kan forveksle disse højfrekvente signaler med ægte fejl og dermed fejlagtigt indikere en jordfejl, hvis de ikke er korrekt indstillet eller filtreret. Dette problem kan nemt undgås ved at anvende reststrømsdetektorer, der benytter lavpas- eller båndpasfiltre, som effektivt ignorerer højfrekvent støj og dermed kun reagerer på relevante fejlstrømme.
I lavspændingssystemer (typisk 600 V eller lavere) med høj modstandsforbundet jording (HRG – High Resistance Grounding) begrænses jordfejlstrømmen til et så lavt niveau, at systemet ikke behøver at blive afbrudt med det samme ved en enkelt jordfejl.
Når systemet er konfigureret som et pulserende system, muliggøres lokalisering af jordfejlen ved hjælp af en håndholdt klemmemåler. Når måleren placeres opstrøms for fejlen, vil den vise en målbar jordfejlstrøm. Hvis måleren derimod placeres et sted uden forbindelse til fejlen, kan den vise kapacitiv lækstrøm fra systemet.
For at skelne mellem ægte jordfejlstrøm og harmløs lækstrøm, aktiveres det pulserende kredsløb, som “pulserer” strømmen. Dette gør det nemt at identificere fejlstrømmen på ammeteret, da den optræder som en tydelig rytmisk variation, i modsætning til den stabile lækstrøm.
Bender tilbyder komplette løsninger til denne form for overvågning, herunder komponenter som NGRM700 – en avanceret overvågning af modstandsjordede systemer med integreret pulskontrolfunktion. Derudover kan Bender levere fuldt integrerede HRG-systemer, som inkluderer både pulsstyring og ammeter til effektiv og sikker jordfejlslokalisering.
