Elektromos biztonságtechnikai mérések
2005/6. lapszám | Pástyán Ferenc | 6272 |
Figylem! Ez a cikk 21 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Az elektromos berendezések, készülékek potenciális veszélyforrások, ezért csak állandó ellenőrzéssel kerülhető el az áramütés veszélye. A vizsgálatok lefolytatását és kiértékelési szempontjait szabványok rögzítik. Ezek közül az egyik legfontosabb az IEC 1010 nemzetközi szabvány. Az ellenőrző műszereknek szintén eleget kell tenniük a szabvány(ok) előírásainak, hiszen a biztonságos használat rájuk is vonatkozik. Ugyanakkor a vizsgáló készülékeknek eleget kell tenniük a vizsgálatokra vonatkozó előírásoknak is. Az alábbiakban néhány – az elektromos biztonság szempontjából alapvető – ellenőrzést ismertetünk.
Szigetelésvizsgálat
Az elektromos biztonságtechnikai vizsgálatok közül az egyik legfontosabb vizsgálat. A szabvány az alkalmazástól függően rögzíti a készülékekre, berendezésekre, kábelekre vonatkozó szigetelési vizsgálat feltételeit, a vizsgálófeszültséget, a vizsgálat időtartamát, a vizsgálatok ismétlési idejét, a hőmérsékletet, a vizsgálófeszültség fel- és lefutási idejét, stb. A szabványos vizsgálat időtartama 10 perc, a vizsgálófeszültség fel- és lefutási ideje 1-1 perc. A szabvány elfogadja a rövidített időtartamú vizsgálatot is, amikor a vizsgálat teljes időtartama 1 perc. A szigetelés tényleges állapotáról azonban a 10 perces mérés ad felvilágosítást. Fontos a vizsgálatnál a polarizációs tényező ismerete is. Ez abból adódik, hogy a műanyag szigetelések az anyag polarizálódása miatt a vizsgálat kezdetén kisebb szigetelési ellenállást mutatnak, mint egy bizonyos idő eltelte után. A vizsgálat szempontjából fontos a környezeti hőmérséklet is, tekintettel arra, hogy a szigetelőanyagok tulajdonságai a hőmérséklet függvényében változnak. A szigetelések vizsgálata azonban nem csak biztonságtechnikai kérdés. Az időszakosan elvégzett vizsgálatok mért értékei felvilágosítást adnak a szigetelés romlásáról, így a szigetelés cseréjéről időben lehet gondoskodni, azaz a karbantartást tervezni lehet, ami gazdaságosabb üzemvitelt tesz lehetővé. Ahhoz, hogy a szigetelések vizsgálatát megbízhatóan el tudjuk végezni, olyan készülékre van szükségünk, amely kielégíti a mérésekre vonatkozó szabványos előírásokat. Jól használható erre a célra az ISOTEST 2010 típusú készülék.
A készülékkel a következő mérések végezhetők el: földelővezetők folytonosságmérése 200 mA-nél nagyobb árammal, szigetelési ellenállás mérése 50 V, 100 V, 250 V, 500 V, 1000 V DC feszültséggel 2 GOhm-ig. Ideális az IEC 61557 szabványnak megfelelő mérések végzésére. A készülék optikai kábel segítségével számítógéphez csatlakoztatható. A magyarnyelvű szoftverrel a mérési adatok könynyen kiértékelhetők, ill. a szükséges mérési jegyzőkönyv elkészíthető.
A HT7050 típusjelű programozható szigetelésvizsgáló segítségével 500-5000 V DC vizsgálófeszültséggel mérhetünk szigetelési ellenállást. A feszültség 25 V-onként növelhető, ill. csökkenthető. Szintén magyar-nyelvű szoftver segíti a mérési adatok kiértékelését. Mindkét készülék ISO 9001 szerinti kalibrációs jegyzőkönyvvel kerül forgalomba.
Földelési ellenállás mérése
A földelési ellenállás mérése szintén fontos biztonságtechnikai mérés. Különösen fontos ez a mérés földelések helyének meghatározásához. A földelési ellenállás mérési elvét a fenti ábra mutatja.
Az E(x) és a H(z) elektródák között az áramgenerátor árama a földön folyik keresztül. Az ES(Xv) és S(Y) elektródák között helyezkedik el a mérőműszer, amely az „a” távolságra elhelyezett mérőelektródák közötti feszültséget méri, mely feszültség arányos a két elektróda közötti föld ellenállásával. A távolságokat az ábrának megfelelően választva a mérő-készülék ellenállás mértékegységben skálázható. Az ábra egyben a négyvezetékes mérés elvét is mutatja. Az „a” távolság általában 10 m, és a szondákat egy vonalba és kb. 30 cm mélységbe kell leverni a talajba. A négy vezeték megfelelő módon redukálható 3, ill, 2 vezetékre. A GEOTEST 2016 típusjelű készülékkel, 2-, 3- és négyvezetékes elrendezésben mérhető földelési ellenállás. Kiemelkedő tulajdonsága a készüléknek, hogy az „a” távolságnak csak a minimális értéke van megkötve. Alkalmazható TT és TN rendszerek, valamint külső eszközök ellenállásának mérésére.
Életvédelmi relék vizsgálata
A biztonság szempontjából a fi-relék (életvédelmi relék, RCB-k) igen fontos elemei a hálózatnak. Meghibásodás esetén ezek az eszközök megszakítják az áramkört, ezzel minimalizálva az esetleges áramütés hatásának idejét. Érthetően ezen eszközök megfelelő állapota, és ezzel összefüggésben az időszakos ellenőrzésük a biztonság szempontjából alapvető. Az ellenőrzéskor ellenőrizni kell, hogy az életvédelmi 
relé megfelelő áramnál és megfelelő idő alatt lép-e működésbe. A vizsgálatkor a névleges meghúzó áram 50%-ával ellenőrzik a relé működését, és a vizsgáló készüléknek kell biztosítania a megfelelő áramot, valamint az időtartamot, amíg a vizsgáló áram fennáll. A vizsgálatnak ki kell terjednie a kontaktfeszültség és az érintési áram ellenőrzésére is. Az életvédelmi relék vizsgálatára alkalmas készülékek általában nem szorítkoznak csak a relé működésének vizsgálatára, hanem egyéb paraméterek mérésére is alkalmasak. Jó példa erre a SPEEDTEST 2018 típusjelű készüléke, amely az „A”, „AC” és szelektív fi-relék-típusú RCD-k
működési idejének és működtető áramának mérésén kívül alkalmas az érintési feszültség és a teljes földelési ellenállás mérésére az életvédelmi relék működtetése nélkül, a hurokellenállás mérésére, a várható rövidzárási áram kiszámítására szintén az életvédelmi relék működtetése nélkül, valamint a fázissorrend meghatározására háromfázisú rendszerekben. A készülékhez tartozó magyar-nyelvű szoftver és optikai csatlakozás nagymértékben megkönnyíti a készülék használatát.
Egyedi mérésekre használhatunk különálló műszereket. Ezek általában több szolgáltatással rendelkeznek és jobb mérési feltételeket biztosítanak, mint a kombinált műszerek, esetlegesen a használatuk is egyszerűbb és kényelmesebb. Ugyanakkor, ha munkánk során többfajta mérést kell elvégeznünk, célszerű kombinált műszereket használni, mivel ezek lehetővé teszik az összes szükséges mérés elvégzését egy műszerrel. Milyen feltételeket támasszunk az ilyen típusú műszerekkel szemben? Két alapvető szempont az, amit mindenek előtt figyelembe kell venni. Az egyik a biztonságos használat, azaz a műszer feleljen meg a vonatkozó – jelen esetben pl. az IEC 1010 – előírásainak. Ez általában egyszerűen ellenőrizhető, részben a készüléken fel kell legyen tüntetve az IEC 1010 felirat, részben a – lehetőleg magyar-nyelvű – 
használati utasításban külön bekezdés taglalja, hogy a műszer mely előírásoknak, szabványoknak felel meg. A másik alapvető szempont, hogy a készülékkel a mérések a szabványban rögzített módon legyenek elvégezhetők. Kérjünk a műszerhez magyarnyelvű használati utasítást, és jó szolgálatot tehet, ha a készülék rendelkezik kalibrációs jegyzőkönyvvel is. További szempontok lehetnek természetesen a kényelmes használhatóság, a hosszú garanciaidő, a kis súly stb.
A méréseket tekintve mit kívánunk meg egy ilyen kombinált műszertől? Az előzőkből következően azt, hogy egy készülékkel lehessen elvégezni a szigetelésvizsgálatot, a hurokellenállás mérését, a várható rövidrezárási áram meghatározását, az életvédelmi relék ellenőrzését, a kontaktfeszültség mérését, esetlegesen a talaj vezetőképességének mérését, szivárgó áram mérését, fázissorrend meghatározhatóságát, és természetesen – amennyiben számítógépet is használunk – megfelelő kiértékelő szoftvert. A számítógépes csatlakozásnál győződjünk meg arról, hogy a műszer a számítógéptől galvanikusan le legyen választva, azaz lehetőleg optikai csatlakozással rendelkezzen.
A fenti szempontoknak igen jól megfelel a MACROTEST 5035 típusjelű, kifejezetten IEC 1010 előírás szerinti mérésekre alkalmas műszere. A készülék háztartási és ipari elektromos berendezések vizsgálatára alkalmas. Segítségével a következő mérések végezhetők el: folytonosságmérés 200 mA-nél magasabb mérőárammal, szigetelésellenállás-mérés 50 V, 100 V, 250 V, 500 V vagy 1000 V DC mérőfeszültséggel, Fi-relék működési ideje, Fi-relék működtető árama, érintési feszültség mérése, hurokellenállás/impedancia mérése (0,1 mOhm-tól!) az életvédelmi relék működtetése nélkül, várható rövidrezárási áram meghatározása, földelési ellenállás és vezetőképesség mérése, fázissorrend meghatározása.
Harmonikustartalom vizsgálata
Jóllehet ez a vizsgálat nem közvetlenül tartozik az elektromos biztonságtechnikai mérések közé, mégis egyre fontosabb szerephez jut. Ennek magyaráza/strong align= width=ta abban rejlik, hogy az iparban egyre több félvezetős kapcsolóval épített vezérlő és szabályozó berendezés, szünetmentes tápegység jelenik meg, melyek eltorzítják a hálózat szinuszos jelét, harmonikusokat hoznak létre. Ezek a harmonikusak rontják a hálózat hatásfokát, melegedéseket idéznek elő, a kapcsolási tüskék – megfelelő védekezés hiányában – feleslegesen veszik igénybe a berendezések, kábelek szigetelését. A harmonikustartalom csökkentésére, megszüntetésére különböző módszerek vannak, ám ezek alkalmazásához ismernünk kell a hálózat paramétereit, jelen esetben a hálózat harmonikus-tartalmát. Erre a célra szolgálnak a különböző, erre a célra kifejlesztett műszerek, amelyek a kiviteltől függően 16-32 harmonikus tartalomig alkalmasak mérésre egyfázisú vagy háromfázisú rendszerekben. Ritka az a készülék, amely csak a harmonikus-tartalom meghatározására alkalmas, általában több hálózati paraméter határozható meg ezekkel a készülékekkel. Ilyen paraméterek: csillag és delta feszültségek, fázisáramok, valódi, meddő és látszólagos teljesítmény, valódi és meddő fogyasztás, teljesítménytényező és cos fi, feszültség-anomáliák (tüskék és feszültség-kimaradások) és persze a harmonikus-tartalom. A mérésekhez a készülékek nyitható áramváltókkal (lakatfogókkal) rendelkeznek. Az LCD kijelzési technika lehetőséget ad a jelalakok megjelenítésére, ezzel is megkönnyítve a mért értékek kiértékelését. A VEGA 76 típusjelű készülék alkalmas a fenti paraméterek mérésére, és természetesen a mért értékek számítógépes gyűjtésére és kiértékelésére is. A SIRIUS 89 névre hallgató készülék igazi kombinált műszer, a teljesítmény, a THD, a harmonikusok és a feszültség-anomáliák mérésén kívül a következő mérésekre is alkalmas: folytonosságmérés 200 mA-nél magasabb mérőárammal, szigetelés ellenállásmérés 50 V, 100 V, 250 V, 500 V vagy 1000 V DC mérőfeszültséggel, Fi-relék működési ideje, Fi-relék működtető árama, érintési feszültség mérése, hurokellenállás/impedancia mérése (0,1 mOhm-tól!) az életvédelmi relék működtetése nélkül, várható rövidrezárási áram meghatározása, földelési ellenállás és vezetőképesség mérése, fázissorrend meghatározása, szivárgó áram mérése és frekvenciamérés.
