Správny výber meracích prístrojov - kategória sa počíta

Výber správneho meracieho prístroja sa týka vašej bezpečnosti (Zdroj obrázku: ElenaK78/iStock/Getty Images Plus)

Pokiaľ ide o bezpečnosť, neexistujú žiadne kompromisy. Výber správneho meracieho prístroja je veľmi dôležitý. Vyberte si preto merací prístroj na základe bezpečnostných aspektov, a nie ceny. Napríklad riziká spojené s manipuláciou s nesprávnymi multimetrami sú zrejmé.

Multimetre sú často vystavené oveľa vyššiemu napätiu, ako očakával používateľ. Ak sa multimetr používa pri napätiach, pre ktoré nie je špecifikované, opakovane sa vyskytujú nehody.

Používanie prístroja určeného na 600 V, napríklad 690 V, je už životu nebezpečné. Rovnako často nemá „úder knockoutom“ nič spoločné s nesprávnou obsluhou, ale skôr s krátkodobým vysokonapäťovým bodom alebo prechodom, ktorý bez varovania vyradí multimetr z činnosti.

Napäťové špičky sú nevyhnutným rizikom

Ako sa distribučné systémy a záťaže stávajú zložitejšími, zvyšuje sa aj pravdepodobnosť prechodného prepätia. Motory, kondenzátory a výkonové meniče, ako napríklad meniče s nastaviteľnou rýchlosťou, môžu generovať napäťové špičky.

Ďalším problémom sú údery blesku do nadzemného vedenia: vedú k extrémne nebezpečným prechodom s vysokou energiou. Pri vykonávaní meraní na elektrických systémoch predstavujú tieto prechodové javy „neviditeľné“ a do veľkej miery nevyhnutné riziká.

Vyskytujú sa pravidelne v nízkonapäťových obvodoch a môžu dosiahnuť špičkové hodnoty až niekoľko tisíc voltov. V týchto prípadoch závisí bezpečnosť používateľa výlučne od toho, či má použitý multimetr príslušnú kategóriu merania v súlade s DIN EN 61010-1.

Podľa IEC-61010 musí byť každé zariadenie klasifikované podľa kategórie prepätia (CAT I, II, III, IV)
a označené príslušným rozsahom napätia (300, 600, 1000 V).
To naznačuje ochranu pred prepätím (prechodom), ktoré sa môže vyskytnúť na meracích prípojkách.

Dôležité poznámky k bezpečnostným rizikám v dôsledku napäťových špičiek vychádzajú z aplikácií, ktoré zahŕňajú merania napájania vlakov premávajúcich. Menovité napätie napájacieho zdroja bolo iba 600 V, ale multimetre, ktoré boli špecifikované na 1 000 V, vydržali iba krátko po pripojení k zdroju napájania a vlak bol v prevádzke.

Bližší pohľad ukázal, že zastavenie a spustenie vlaku generovalo napäťové špičky asi 9 000 V. Tieto prechodné javy zničili vstupné obvody multimetrov.

Ak sú v obvodoch s vysokou energiou prítomné prechodné javy, sú spravidla nebezpečnejšie, pretože tieto obvody môžu dodávať vysoké prúdy. Ak prechodný jav spôsobí vytvorenie oblúka, vysoký prúd môže oblúk udržať a spôsobiť výbuch. K tomu dochádza, keď je okolitý vzduch ionizovaný a stáva sa tak vodivým. Výsledkom je výbuch elektrického oblúka, udalosť, ktorá každoročne spôsobí viac zranení než známejší jav úrazu elektrickým prúdom.

Prechodné situácie - skryté nebezpečenstvo

Môže sa stať:

Spínanie na transformátore spôsobí prechod na napájacom vedení. Výsledný prechodový jav zapáli oblúk medzi vstupnými spojmi vo vnútri multimetra, ktorý sa v súčasnosti používa na kontrolu napätia. Obvody a komponenty, ktoré zabraňujú tomuto výskytu, zlyhali alebo multimetr jednoducho nebol k dispozícii. Možno to nebol multimetr so správnou kategóriou merania.

Možné účinky

Kategórie prepätia

DIN EN 61010-1 definuje kategórie I až IV, často skrátene ako CAT I, CAT II atď.

Rozdelenie energetického systému do kategórií je založené na skutočnosti, že nebezpečný vysokoenergetický prechodový jav, ako napríklad blesk, bude na svojej ceste zoslabený alebo zoslabený impedanciou (striedavým odporom) systému.

Kategória prepätia s vyšším číslom sa týka elektrického prostredia, v ktorom je k dispozícii vyšší výkon a sú možné vyššie energetické prechody. Multimetr navrhnutý podľa CAT IV ponúka lepšiu ochranu pred prechodnými javmi s vyššou energiou ako multimetr navrhnutý podľa kategórie III.

V rámci kategórie vyššia špecifikácia napätia naznačuje vyššiu odolnosť proti prechodným javom: Multimetr kategórie III - 1 000 V má lepšiu ochranu ako multimetr, ktorý je špecifikovaný podľa kategórie III - 600 V.

Obr.: Prehľad maximálnych prechodových napätí pre jednotlivé kategórie

Kategória merania

V súlade s normou EN 61010-1 sú definované nasledujúce kategórie merania:

Krátke spôsoby pochopenia kategórií

Tu je niekoľko tipov, ktoré vám pomôžu uplatniť koncept kategórií pri každodennej práci:

Všeobecné pravidlo: čím bližšie pracujete k zdroju energie, tým väčší je počet kategórií a pravdepodobnosť prechodných javov.
Ďalej platí: čím väčší je skratový prúd v určitom bode k dispozícii, tým väčšie je číslo CAT.
Inými slovami, čím väčšia je impedancia zdroja, tým menšie je číslo CAT. Impedancia zdroja je celková impedancia vrátane impedancie vedenia medzi bodom, ktorý meriate, a zdrojom energie. Táto impedancia tlmí prechodné javy.
Nakoniec, ak máte skúsenosti s používaním zvodičov prepätia, budete vedieť, že zvodič prepätia nainštalovaný na rozvodnej doske musí mať vyššiu energetickú kapacitu ako napríklad zariadenie nainštalované priamo v počítači.

Ako vidíte, koncept kategórií nie je ani nový, ani exotický. Je to jednoducho založené na aplikácii zdravého rozumu, ktorú tí, ktorí sa zaoberajú elektrinou, demonštrujú každý deň.

záver

Ak stojíte pred úlohou vymeniť multimetr, urobte pred zakúpením jednu vec: Určite najťažšie možné miesto svojej práce a zistite, do ktorej kategórie daná aplikácia spadá. Najskôr vyberte multimetr určený pre najvyššiu kategóriu, v ktorej pracujete. Potom nájdite multimetr so špecifikáciou napätia pre danú kategóriu, ktorý vyhovuje vašim potrebám.

A keď už ste pri tom, nezabudnite na testovacie vodiče. Norma IEC 1010 sa vzťahuje aj na testovacie vodiče: Mali by byť certifikované pre kategóriu a napätie, ktoré sú minimálne také vysoké ako multimetr. Pokiaľ ide o vašu osobnú bezpečnosť, nenechajte testovacie káble najslabším článkom v reťazci.

Článok z roku 2008, bol skontrolovaný a aktualizovaný 27. apríla 2020

Komentár používateľa k tomuto príspevku

So záujmom som si prečítal váš článok o správnej kategórii.

Interne diskutujeme o správnom výbere meracieho prístroja, najmä pri ďalšom školení. Ktorá CATegrorie je nevyhnutná v oblasti elektromobility a hlavne merania na VN systéme (max. 600V) na stanovenie neprítomnosti napätia? Podľa môjho názoru stačí na meranie na VN systéme použiť merací prístroj CAT 2 (pretože ide o IT systém). Nemusíte sa obávať žiadnych prechodných javov.

Ako hodnotíte, ktoré meracie zariadenie sa musí/má používať?

Netrpezlivo čakám na vašu odpoveď

Odpoveď odborníka

Je potrebné poznamenať, že všetci výrobcovia HV vozidiel sa pri meraní v systéme VN a pri meraní izolácie odvolávajú na ECER 100 (pozri prílohu). Dodatok 4 k tomuto pravidlu poskytuje aj niektoré informácie o požiadavkách na meracie a monitorovacie zariadenia.

Pri meraní na/vo vozidlách HV prvej generácie bolo niekedy potrebné vykonať merania pomocou komerčne dostupných meracích prístrojov, aby bolo možné spoľahlivo určiť neprítomnosť napätia, aby bolo možné potom bezpečne pracovať na vozidlách. Na tento účel potom výrobcovia vozidiel a Zväz automobilového priemyslu dodali meracie prístroje minimálne s CAT. III odporúčané (podľa môjho názoru v tom čase nebolo rozhodnuté o pridelení CAT a type siete (IT sieť) a o tom, čo je „dobré na trhu“).

V prípade vozidiel novšej generácie je stanovenie nevyhnutnej absencie napätia pre prácu na VN systémoch zabezpečené kontinuálnym (interným) vozidlom merania a zobrazovaním absencie napätia, takže už nie je potrebné pre prístup k prípojkám častí vozidla VN používať ručné meracie prístroje. V niektorých prípadoch k týmto spojeniam už nie je možné získať prístup, pretože sú inštalované pod krytmi alebo štítmi.

Pri meraní neprítomnosti napätia sa to robí v/na VN systémoch čo najbližšie alebo priamo k napájajúcej VN batérii/VN kondenzátore. Nie som oboznámený s meraním neprítomnosti napätia medzi frekvenčným meničom a jednotkou motora/generátora.

Tenorom výrobcu vozidla je:

Keď sa vytiahne takzvaná „servisná zástrčka“/„servisné odpojenie“ a
Neprítomnosť napätia na strane VVN (väčšinou v blízkosti VN akumulátora) bola určená meraním alebo (nové v palubnom systéme vozidla); Môže pracovať na systéme VN bez obáv z ďalších rizík VN.

Spravidla je najmenej jeden pól vysokonapäťovej batérie/vysokonapäťového kondenzátora odpojený od zvyšku elektrického systému, takže elektrina (bezpečne) zostáva v úložnej jednotke vysokého napätia. Vozidlo nie je možné naštartovať bez funkčného a pripraveného systému vysokého napätia (musí byť zapojená vyššie uvedená servisná zástrčka). Preto podľa môjho názoru nemôžu nastať žiadne prechodné situácie.

Čo nie je oddelené vyššie uvedeným opatrením, je klasický napájací zdroj 12V/24 V. - Spravidla sa zachováva.

V prípade úmyselného/hrubého zneužitia úradnej moci by sa mohli zásahy do VN komponentov generovať prechodné situácie v systéme VN. To však nemá absolútne nič spoločné s normálnymi a štandardizovanými opatreniami na údržbu týchto vozidiel.

To isté platí pre merania v systéme VN, keď sú odstránené kryty a vozidlo je v prevádzke. - Tu by sa mohli zobraziť prechodné stavy. Ale ani tento postup nezodpovedá špecifikáciám údržby výrobcu, pretože bolo porušené prvé bezpečnostné pravidlo (odblokovanie - vytiahnutie servisnej zástrčky).

Autor:

Výkonný riaditeľ spoločností MEBEDO Consulting GmbH a MEBEDO Akademie GmbH, ako aj certifikovaného odborníka na elektrotechniku s certifikátom BDSH e.V.

Ťažiskom jeho dnešnej práce je poradenstvo spoločnostiam pri vytváraní právne bezpečnej organizačnej štruktúry v oblasti elektrotechniky. V niektorých prípadoch to zahŕňa aj prevzatie zodpovednosti ako externý zodpovedný elektrotechnický špecialista (VEFK)/dočasný manažér za elektrickú bezpečnosť spoločnosti.