Měření na elektrických zařízeních s respektováním vlivu prostředí a při ověřování stavu bez napětí

Měření na elektrických zařízeních s respektováním vlivu prostředí a při ověřování stavu bez napětí

Ing. Jiří Sajner, JHS ELEKTRO

V návaznosti na články a přednášky na aktivech revizních techniků a elektrotechniků na téma „Kritéria pro výběr měřicích přístrojů...“ jsem obdržel množství dotazů také k problematice použití měřicích přístrojů v různých prostředích a při různých činnostech. Protože tato problematika je velmi důležitá, považuji za vhodné některé otázky zopakovat.

V tomto příspěvku se proto zaměřím především na dva důležité aspekty, které je třeba vzít v úvahu při výběru měřicích přístrojů používaných k měření na elektrických zařízeních. Jde o vliv prostředí v místě použití přístroje a o skutečnost, zda jde o běžné měření, nebo se ověřuje beznapěťový stav zařízení před zahájením činností, které mají charakter činnosti na zařízení bez napětí – viz názvosloví a požadavky uvedené v ČSN 34 3100 Bezpečnostní předpisy pro obsluhu a práci na elektrických zařízeních.

Vlivy prostředí jsou jedním ze základních činitelů, které ovlivňují konstrukci a krytí elektrických zařízení. Při provozování těchto zařízení se lze setkat i s požadavky na ověřování jejich parametrů. Z toho logicky vyplývá, že používané měřicí přístroje vždy musí mít odpovídající vlastnosti pro dané prostředí, tj. především takové, aby svým krytím i provedením mohly být v konkrétním prostředí bezpečně používány. Provozovatel elektrických zařízení, který důsledně respektuje tyto skutečnosti, vždy zajistí svým technikům přístroje odpovídajících parametrů.

Měřicí přístroje, které takovéto požadavky plně nesplňují, se mohou použít v konkrétním prostředí např. jen krátkodobě a při splnění jasně definovaných náhradních podmínek. Použití přístroje musí vždy zcela zřetelně stanovit provozovatel elektrických zařízení – viz čl. 23 ČSN 34 3100 Bezpečnostní předpisy pro obsluhu a práci na elektrických zařízeních či ustanovení uvedené v kap. 11 ČSN 33 2000-1. Někdy je potřebné použití přístrojů v takovýchto případech konzultovat s výrobcem nebo dovozcem přístroje.

Aby bylo zřejmé, jak v případě náhradních podmínek správně postupovat, ocituji příslušné ustanovení ČSN:

• ČSN 34 3100 čl. 23:
  Elektrická zařízení, která nevyhovují platným elektrotechnickým normám a která bezprostředně neohrožují bezpečnost osob a věcí, je dále dovoleno provozovat podle zvláštních místních pracovních, provozních a bezpečnostních předpisů, ve kterých musí být uvedeny i odchylky od platných norem.
  S těmito předpisy musí být seznámeni všichni pracovníci, kteří mají na těchto zařízeních pracovat nebo je obsluhovat.
  Prostory, které svými rozměry nevyhovují elektrotechnickým normám, musí být označeny.

• ČSN 33 2000-1 čl. 11N6.3:
  Ostatní elektrická zařízení, která nevyhovují platným elektrotechnickým normám a neohrožují bezprostředně bezpečnost osob, hospodářských zvířat a majetku, je dále dovoleno provozovat podle zvláštních místních pracovních, provozních a bezpečnostních předpisů, ve kterých musí být uvedeny i odchylky od platných norem.
  Z toho vyplývá, že provozovatel elektrických zařízení musí v těchto případech mít pro pracovníky používající měřicí přístroje, které svým provedením a krytím nesplňují požadavky pro dané prostředí, vypracovány přesné pokyny (zvláštní místní pracovní, provozní a bezpečnostní předpisy), s nimiž musí být všichni pracovníci přicházející s nimi do styku seznámeni a které musí všichni uživatelé předmětných měřicích přístrojů plně respektovat.

Charakter činnosti na elektrických zařízeních rozhodným způsobem podmiňuje další vlastnosti používaných měřicích přístrojů a příslušné postupy při jejich používání.

Zásadně platí, že elektrická zařízení mohou být provozována pouze tehdy, jsou-li v odpovídajícím (bezpečném) stavu. Co se týče měřicích přístrojů, jejich výrobce v návodech k obsluze obvykle stanovuje podmínky jejich použití. Kromě obecných požadavků, limitujících správné používání, uvádí okolnosti, za kterých přístroje nesmí být používány. Jako příklad lze uvést text takovýchto podmínek uvedených v návodu k obsluze k jednomu z přístrojů.

Měřicí přístroj nesmí být používán:

• když je odstraněn kryt prostoru pro baterie,
• při znatelném vnějším poškození,
• při poškození měřicích vodičů nebo adaptérů,
• v případě, že již není zajištěna bezchybná funkce,
• po náročném (těžkém) transportu, kdy mohlo dojít k porušení funkce přístroje,
• po delším skladování v nepříznivých podmínkách (např. vlhkost, prach, teplota apod.).

Popřípadě mohou být uvedeny další podmínky omezující používání.

V takovýchto případech musí vždy ten, kdo závadný stav zjistil, zajistit měřicí přístroj před jeho dalším používáním tak, aby přístroj nemohl být použit ani omylem.

Při používání přístrojů, s přihlédnutím k charakteru činnosti na elektrických zařízeních, lze režimy použití rozdělit na dva případy.

V prvním případě se vychází z předpokladu, že přístroj, který je třeba použít pro běžné měření, je funkční. Pak obvykle již nejsou stanoveny další limity jeho použití. Postupuje se v souladu s návodem k obsluze. Obsluha předpokládá funkčnost přístroje, avšak na základě zjištěných údajů posuzuje jejich věrohodnost. V případě pochybností, tj. když se rozchází předpoklad o ověřované hodnotě se zjištěnou, se uživatel obvykle přesvědčí porovnáním výsledků zjištěných dalším přístrojem.

V druhém případě jde o použití tehdy, kdy jsou přístroje používány při zajišťování pracoviště a jde o ověřování stavu bez napětí (beznapěťový stav) , před zahájením konkrétních činností. V souladu s bezpečnostními předpisy musí ten, kdo pracoviště zajišťuje bezprostředně po ověření beznapěťového stavu, dokončit všechny předepsané úkony spojené se zajištěním pracoviště. Následně je možné zahájit vlastní činnost na elektrickém zařízení.

Tyto úkony jsou z hlediska zajištění především bezpečnosti uživatele měřicího přístroje a následné činnosti na elektrickém zařízení velmi důležité. Zde proto musí být plně respektovány požadavky bezpečnostních předpisů. Pro připomenutí citace požadavků ČSN 34 3100 – Bezpečnostní předpisy pro obsluhu a práci na elektrických zařízeních týkající se zajištění pracoviště:

čl. 82 písm. a)
Spolehlivým a bezpečným způsobem musí být ověřeno (např. vhodnou zkoušečkou), že část zařízení, na němž se má pracovat, je na všech pólech, fázích a přívodech bez napětí. Pokud se použije pro ověření beznapěťového stavu speciálních zařízení (např. u skříňových rozváděčů – soupravy s měřicím transformátorem a voltmetrem), musí být toto zařízení před použitím přezkoušeno.

Tolik citace předpisu. Vhodnou zkoušečkou se rozumí vhodný měřicí přístroj i zkušební zařízení v podobě zkoušečky.

Jak je třeba citované ustanovení ČSN chápat?

Jestliže v takovémto případě není k dispozici měřicí přístroj, který má zabudován systém autokontroly své funkce, je nezbytné před ověřováním bezpečného beznapěťového stavu nejdříve připojit měřicí přístroj k místu, které má napětí v hodnotě kontrolovaného místa a tak ověřit jeho funkci. Bezprostředně poté lze přístrojem s takto potvrzenou funkcí ověřit beznapěťový stav.

Jsou však situace, kdy v místě kontroly není žádné zařízení s odpovídajícím napětím (parametry), na kterém by mohla být zkontrolována funkce měřicího přístroje. Pak je nezbytné k ověření beznapěťového stavu výhradně použít takový měřicí přístroj, v němž je zabudován systém autokontroly své funkce. Tou se jeho funkce ověří opět bezprostředně před ověřováním beznapěťového stavu.

V praxi se, s přihlédnutím k charakteru prostředí, lze mnohdy setkat s požadavkem, aby měřicí přístroj měl stupeň krytí až IP65.

Existuje množství různých měřicích přístrojů, testerů nebo jednoduchých zkoušeček, které takovýto stupeň krytí mají, avšak zjištěné údaje zobrazují pouze např. svíticími diodami LED. To stačí tehdy, je-li pro jejich uživatele dostačující zjištění, že hodnota se pohybuje v určité toleranci od zobrazené hodnoty. V případech, kdy tato informace již nepostačuje, je nezbytné k měření použít měřicí přístroje s konkrétním zobrazením zjištěné hodnoty, obvykle v digitálním podobě.

Na obr. 1 jsou jako příklad ukázány tři typy přístrojů se stupněm krytí IP65: vlevo nahoře je typ Profisafe 1 se zobrazováním napětí signálkami LED, zobrazením polarity stejnosměrného napětí, sledu fází, rovněž opticky vyhodnocuje průchodnost vedení; uprostřed je typ Metravolt 5D, vlevo dole Metravolt 10 D, který je určen k měření napětí a odporu.

Měřicí přístroj Metravolt 10D
Metravolt 10D je dvoupólový, digitálně zobrazující měřicí přístroj, jenž je určen pro měření napětí, zkoušení průchodnosti a polarity. Zcela bezpečně a spolehlivě lze přístrojem zjišťovat přítomnost napětí na částech elektrických zařízení s napětím od 8 do 1 000 V, kmitočtem od 15 Hz do 10 kHz a měřit i odpory v rozmezí hodnot od 0 do 750 kW.

Přístroj je konstruován a vyráběn v souladu s požadavky VDE 0680 i mezinárodních předpisů a splňuje i požadavky předpisů řady ČSN EN 61557. Jeho vysoká bezpečnost je zajištěna konstrukcí přístroje, kdy jsou bezprostředně za oběma měřicími (zkušebními) hroty ještě zařazeny předřadné odpory. Měřicí přístroj je sestrojen k použití v prostředích vyžadujících stupeň krytí až IP65. Nesmí se používat v místech, kde se sráží a skapává voda, proto musí být uchováván v suchu a čistý.V přístroji je již od výrobce osazena 9V baterie podle IEC 6 F22, popř. IEC 6 LR61.

Poznámka: K přístroji lze jako příslušenství dodat distanční nástavce, kterými může být měřeno stejnosměrné napětí do 5 kV.

Ověření funkce přístroje
Dříve, než se přístroj použije ke zkouškám beznapěťových stavů, musí být přezkoušen na bezchybnou funkčnost. K ověření správné funkce se stiskne tlačítko testovacího pole „VOLT/Test 1“. Na displeji se nejdříve na krátkou dobu zobrazí číselný údaj 1888, dále symboly ~, + a BAT s údajem 0,00. Po dobu stisku tlačítka musí svítit červená signálka LED „VOLT“. Následně se stiskne tlačítko testovacího pole „kW/ Test 2“. Na displeji se nyní musí zobrazit levá číslice 1. Na krátkou dobu se spojí oba měřicí hroty. Na displeji se zobrazí údaj „000...002“. Současně musí zaznít akustický signál a svítit zelená signálka LED „kW“. Tím bude přezkoušena celková funkce přístroje.

Zobrazení
Na displeji se digitálně zobrazují hodnoty napětí a odporu. Dvě signálky LED a bzučák dodatečně signalizují napětí, popř. průchodnost.

Provozní teplota
Rozsah provozní teploty je od –10 do +50 °C. Přesnost a funkce přístroje jsou zajištěny pouze v tomto teplotním rozsahu.

Ukládání naměřených hodnot do paměti
Změřenou hodnotu lze na displeji ponechat zobrazenou tak dlouho, dokud je stisknuto tlačítko „HOLD“. Tento režim umožňuje bezpečné ověřování v obtížně přístupných místech, kde by při čtení naměřených údajů na displeji hrozil dotyk s živými částmi, které jsou pod napětím.

Měření napětí
a) v rozsahu 8 až 1 000 V
Oba měřicí hroty se bezpečným způsobem přiloží k místu měření. Od hodnoty napětí 8 V se přístroj zapne samočinně, po ukončení měření se automaticky vypne po uplynutí 40 s. Je-li omylem stisknuto tlačítko „Zkouška průchodnosti“, přístroj se přepne do polohy „Měření napětí“ automaticky. Přitom se rozsvítí červená signálka LED „VOLT“. Přístroj si sám volí měřicí rozsah, který přísluší hodnotě měřeného napětí, a zobrazí změřenou hodnotu na displeji ve voltech. Toto zabezpečení tak znemožňuje poškození přístroje v případech, kdy se při měření odporu vyskytne v místě přiložených měřicích hrotů napětí. Současně se zobrazí doprovodné symboly ~, + nebo –. Je-li napětí kladné (+) polarity na pevném měřicím hrotu přístroje, na displeji se zobrazí symbol +.

b) při napětí <8 V
Přístroj se nezapíná automaticky, pro měření je třeba stisknout tlačítko testovacího pole „VOLT/Test 1“. Při napětích nižších než 8 V musí být přístroj stiskem uvedeného tlačítka zapnut nebo přepnut, červená signálka LED „VOLT“ v tomto případě nesvítí. Napětí je zobrazováno stejně jako v předcházejícím případě.

Upozornění a pokyny ke zkoušení napětí:

• napětí může být na displeji zobrazeno i v případech indukčních nebo kapacitních vazeb,
• když se zkušební hrot jednopólově přiloží k místu, kde je napětí, nebo se přiloží k místu se statickým nábojem, může se přístroj samočinně zapnout; tato skutečnost však nemá žádný význam, protože přístroj není určen k jednopólovému měření,
• přípustná doba zapnutí při trvalém měření napětí je max. 2 min.

Zkoušení průchodnosti
Přiloží se oba měřicí hroty bezpečným způsobem k místu měření a stiskne se tlačítko testovacího pole „kW/Test 2“. Při hodnotách odporu 0 až 750 kW je zobrazována změřená hodnota na displeji, současně svítí zelená signálka LED „kW“ a přístroj vydává akustický signál. Při hodnotách odporu nad 750 kW se na displeji se zobrazí pouze levá číslice 1. Signálka LED „kW“ nesvítí a není ani žádný akustický signál.

Pokyny ke zkoušce průchodnosti:

• kladný je pól na pevném měřicím hrotu,
• měřicí proud je konstantní a jeho hodnota je 2,5 mA,
• jestliže se při této zkoušce na měřicích hrotech objeví napětí >8 V, přístroj se samočinně přepne do rozsahu „měření napětí“.

Přehled technických údajů při měření napětí: rozsah napětí 8 až 1 000 V, rozsah kmitočtu 15 Hz až 10 kHz, vstupní odpor 224 kW, proud 4,5 mA při 1 000 V, doba zapnutí max. 2 min.

JHS Elektro
Ing. Jiří Sajner
Kopeckého 18
169 00 Praha 6
tel./fax: 02/33 35 34 84
e-mail: jsajner@volny.com