Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 12/2016 vyšlo tiskem
7. 12. 2016. V elektronické verzi na webu od 6. 1. 2017. 

Téma: Měření, měřicí přístroje a měřicí technika; Zkušebnictví a diagnostika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu (2. část – dokončení)

Aktuality

Svítící fasáda FEL ČVUT nabídne veřejnosti interaktivní program s názvem Creative Colours of FEL Dne 13. prosince v 16.30 hodin se v pražských Dejvicích veřejnosti představí interaktivní…

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Více aktualit

Volba správné pojistky pro měřicí přístroj

číslo 6/2004

inovace, technologie, projekty

Volba správné pojistky pro měřicí přístroj

Ing. Jaroslav Smetana,
Blue Panther, s. r. o.

Pojistka je bezpečnostní prvek v elektroinstalačních rozvodech, popř. elektrických zařízeních. Je známo, že chrání před úrazem elektrickým proudem a před požáry, které vzniknou od přehřátých vodičů. V okamžiku, kdy protékající proud překročí stanovenou hodnotu, pojistka se přetaví. Avšak některé pojistky chrání nejen proti běžnému nebezpečí.
V následujícím článku jsou přiblížena skrytá nebezpečí při měření proudu a napětí měřicími přístroji, které nejsou vybaveny pojistkami pro ně určenými. V tomto případě uživatelé uvedených přístrojů riskují vznik požáru, ba dokonce i svůj život.

Proč potřebuje měřicí přístroj pojistky?

Je mnoho druhů měřicích přístrojů, počínaje jednoduchými detektory napětí a konče velmi dokonalými a složitými digitálními multimetry (DMM). Testery, které měří napětí, mají vysokou vstupní impedanci. To samo o sobě zajišťuje omezení proudu. Výsledkem je, že napěťové vstupy přístrojů nejsou chráněny pojistkami proti přerušení nadproudu, ale naopak jsou vybaveny ochranou proti přepětí. Je-li však přístroj určen také k měření proudu, je jeho jištění pojistkami nezbytné.

Při měření proudu je obvykle využíván jednoduchý bočník, přes který protéká měřený proud. Velikost tohoto bočníkového odporu je v řádu setin ohmu. K němu je třeba připočítat odpor měřicích kabelů 0,04 . Odpor zkratu může být méně než 0,1 . Je-li bočník v sérii s vnitřním odporem obvodu, jehož proud se měří, kombinace těchto odporů vyhovuje. Jiná situace však nastane, připojí-li se takovýto odpor paralelně ke zdroji napětí, např. do síťové zásuvky (to je častou chybou při měření napětí i proudu). Po změření proudu s měřicími kabely ve svorkách pro měření proudu uživatel začne měřit napětí a zapomene na to, že kabely jsou v proudových svorkách. Tím způsobí přímý zkrat zdroje napětí. Dříve, kdy se pro zmíněná měření používaly pouze ručkové přístroje, vedla takováto chyba ke zničení celého pohyblivého systému přístroje (ručka se ohnula o zarážku), včetně jeho vnitřních obvodů.

Aby výrobci zmíněným případům předešli, umísťují do přístrojů pojistky – do série s měřicími svorkami (je to velmi efektivní řešení jednoduchých chyb).

I většina současných výrobců stále vybavuje svéx přístroje pojistkami pro ochranu obvodů pro měření proudu. S technickým pokrokem se neustále zdokonalují i pojistky. Před započetím nového měření proudu je důležité vyměnit starou pojistku za novou. Výrobci v uživatelských příručkách k přístrojům, často i přímo na přístrojích, uvádějí jmenovitý proud a velikost napětí pro náhradní pojistky.

Obr. 1

Výbuch uživatel pravděpodobně nezpůsobí prací na tiskárně, kopírce nebo jiném kancelářském zařízení (CAT I podle ustanovení ČSN – EN 61 010). Pravděpodobně se to nepodaří ani prací na nevypnutých rozvodech v kanceláři či dílně (CAT II). V těchto prostředích je totiž napájení pouze 220 až 380 V a zařízení v nich jsou chráněna pojistkami nebo jističi. V rozváděči (CAT III) nebo na přívodním vedení do budovy (CAT IV) se ochranné obvody významně mění. Mezi hlavním rozváděčem a elektrickým zařízením jsou jističe s hodnotou stovek ampérů na rozdíl od 15 až 20 A v dílenském rozváděči. Měří-li se např. napětí na přívodu do domovního rozváděče, pojistky, které jsou předřazeny, mají zkratový vypínací proud tisíce ampérů a jejich přerušení trvá mnohem déle než u běžného jističe v bytové rozvodnici (v případě ponechání měřicích kabelů v proudových svorkách nejištěného přístroje a po připojení na takovýto zdroj napětí vystavuje obsluha svůj život značnému nebezpečí).

Plazmová koule

Zkrat způsobený špatnou pojistkou (nebo v nejhorším případě drát překlenující pojistkový držák) vede k tomu, že měřicí kabely jsou přivedeny na (v podstatě) neomezený zdroj energie. Kovová část v pojistce (nebo vodiči) se velmi rychle ohřeje, začne se vypařovat a hrozí výbuch. V případě špatné pojistky může uzávěr pojistky silou výbuchu vystřelit. Poté se k rozžhavené hmotě kovové části dostane velké množství kyslíku, přičemž se vytvoří plazmová koule (obr. 1). Měřicí kabely mohou také doutnat a začít velmi rychle hořet – rozžhavený kov ohrožuje obsluhu, protože se rozšiřuje (rozprskává) do okolí. Může způsobit nejen požár zařízení, ale i velmi závažná zranění osob pohybujících se v blízkosti (nejsou-li dostatečně chráněny ochranným oděvem). Celý proces se navíc odehraje v několika milisekundách – proto je nutné pustit kabely nebo odhodit přístroj, vypnout obvod a z nebezpečného prostoru se co nejrychleji vzdálit.

Použití správné pojistky

Speciálně konstruované výkonové pojistky jsou navrženy tak, aby zadržely energii generovanou např. zkratem uvnitř pouzdra pojistky a tím chránily uživatele před úrazem elektřinou i ohněm. Tyto „vysoce energetické“ pojistky omezují dobu působení velkého proudu i množství kyslíku potřebného k zapálení. Uvedené pojistky slouží nejen k rozpojení určitého konstantního proudu, ale i k přerušení velmi rychle rostoucího proudu. Zmíněný velký proud je uváděn jako „minimální vypínací proud„. V bezpečných přístrojích, jakými jsou např. přístroje firmy Fluke, Chauvin Aroux nebo Kyoritsu, jsou používány pojistky s „minimálním vypínacím proudem„ 10 000 a 17 000 A. To je zásadní rozdíl oproti přístrojům, v nichž jsou zabudovány pojistky běžné konstrukce (i se všemi již popsanými nebezpečími).

Obr. 2

Při použití přístroje CAT III 1 000 V s měřicími kabely připojenými do zdířek pro měření proudu se bude sériový odpor obvodu pohybovat okolo hodnoty 0,1 (0,01 je odpor bočníku v přístroji, 0,04 dávají měřicí kabely a 0,05 má použitá pojistka a další vodiče v obvodu). Jestliže obsluha (omylem) připojí měřicí kabely na napětí 1 000 V, podle Ohmova zákona vyvolá v takto vzniklém obvodu proud 10 000 A (I = U/R).

Je tedy zapotřebí taková pojistka, která rozpojí tento proud co možná nejrychleji. Pojistky speciálně konstruované pro měřicí přístroje jsou vyplněny pískem, který kromě toho, že pomáhá při absorpci rázové energie vytvořené explodujícím prvkem (tlumí přetlak), absorbuje i tepelnou energii (teplota řádově 10 000 °C) v postupu, kdy se písek roztaví a promění ve sklo. Vzniklý skleněný plášť kolem jisticího prvku pojistky (pásek z rychle tavitelného kovu) tlumí působení plazmové koule tím, že zamezuje přístup kyslíku k místu hoření. Tak chrání měřicí přístroj před zničením.

Je zřejmé, že ne všechny pojistky o stejné hodnotě napětí a proudu (uvedené na štítku) mají shodné vlastnosti (obr. 2). Pro bezpečnost je nutné dosavadní pojistky v měřicím přístroji nahradit pojistkami typů, které se shodují s původními typy pojistek dodávaných výrobcem tohoto přístroje (správný typ pojistek je vždy uveden v příručce, která je dodávána s přístrojem).

Další podrobnosti o vhodných pojistkách mohou zájemci získat u firmy Blue Panther instruments (www.blue-panther.cz).

Blue Panther s. r. o.
Na Schůdkách 10
143 00 Praha 4
tel.: 241 762 724-5, 244 403 022
e-mail: info@blue-panther.cz
http://www.blue-panther.cz