Biztonság és minőség

2008/9. lapszám | Pástyán Ferenc |  10 346 |

Figylem! Ez a cikk 18 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Ma már a digitális multiméterek általánosan használt eszközökké váltak. Multiméter vásárlásakor a legtöbben –áltakarékosság megfontolásból – csak a készülék árát nézik, nem törődnek azzal, hogy az adott eszköz valójában biztonságosan használható-e. A...

Ma már a digitális multiméterek általánosan használt eszközökké váltak. Multiméter vásárlásakor a legtöbben –áltakarékosság megfontolásból – csak a készülék árát nézik, nem törődnek azzal, hogy az adott eszköz valójában biztonságosan használható-e. A CAT IV besorolású multiméterek használata azonban kiküszöböli a használatból adódó felesleges kockázatot.

Ma a hangsúly a költségmegtakarításon van: tehát legyen az adott eszköz olyan olcsó, amennyire csak lehetséges. Multiméterek ma már akár néhány dollár értéken vásárolhatók. Fontos azonban tudni, hogy ezek az eszközök általában nem elégítik ki a biztonságra vonatkozó előírásokat!

Nagyon sokan figyelmen kívül hagyják azt a veszélyt, aminek akkor teszik ki magukat, amikor veszélyes feszültséget mérnek olcsó multiméterekkel. A használati utasítás szerint (már ha adnak ezekhez a készülékekhez és az magyar nyelvű!) ezek az eszközök legtöbbször tranzisztor mérésére, hőmérsékletmérésre alkalmasak, illetve 1000 V-os feszültség mérésére is, de a használati biztonságra nincs általában semmiféle hivatkozás. Vajon hány felhasználó van tudatában a multimétereken, általában a mérőműszereken található, a biztonságra vonatkozó feliratok fontosságának és jelentésének? Vajon hányan tudják, hogy a CAT minősítések mit jelentenek, vagy azt, hogy méréskor milyen szempontokat kell figyelembe venni, hogy a mérés biztonságos legyen?

A felhasználó hogyan lehet biztos benne, hogy a megvásárolni kívánt multiméter a mérésekkel kapcsolatos elvárásoknak megfelel-e, és mindenek előtt abban, hogy biztonságosan használható-e? Az alábbiakban néhány olyan, a multiméteren található jelölést ismertetünk, amelyek felvilágosítással szolgálhatnak az előbb feltett kérdésekre.

CE-jel
Az Európai Unióban gyártott termékeken kötelező a CE jelzést feltüntetni. Ez a jelzés azt igazolja, hogy az eszköz az egészséget, a biztonságot, a környezetet és a fogyasztóvédelmet illetően teljesíti az európai uniós követelményeket. A jelzést viselő terméknek tehát meg kell felelnie a vonatkozó európai uniós előírásoknak, szabványoknak.

Az egyik ilyen szabvány az EN 61010-1 vagy IEC 61010-1 (A mérésre, irányításra és laboratóriumi használatra alkalmas elektromos eszközök biztonsági követelményei). Az IEC 61010-nek ez a része általános biztonsági követelményeket állít fel az ipari folyamatokban, a kereskedelemben és oktatásban használt elektromos eszközökre. De van-e valaki, aki ennek a szabványnak egy másolatát az asztalfiókjában tartja vagy elolvassa, mielőtt csatlakoztatja a mérőkábeleket az elektromos hálózathoz?

Mérési kategóriák

 

Mérések olyan elektromos áramkörben, amelyek közvetlenül nem csatlakoznak a hálózathoz	Mérések olyan áramkörökben, amelyek dugaszon keresztül közvetlenül csatlakoznak a kisfeszültségű hálózatokra, pl. irodai, háztartási, laboratóriumi eszközök
Mérések épületekben, üzemhelyiségekben: immobil fogyasztók, elosztóterminálok, fixen a hálózathoz kötött eszközök	Mérések kisfeszültségű tápforrásoknál: fogyasztásmérők, kapcsolószekrények, elsődleges túlfeszültség-védelem többfázisú motorok]

A mérési kategória ennek a szabványnak egyik igen fontos fejezete. Hol végezzük a mérést? A laborban, a biztosítóval ellátott mérőasztalon, egy 230 V-ról működő terhelésen/fogyasztón (pl. mosógép) a fali csatlakozóban vagy az elosztódobozban?

A mérőműszeren a mérési kategóriát a CAT rövidítés és a névleges feszültség jelzi. Az ábra jó áttekintését adja a 61010-1 szabvány szerinti mérési kategóriáknak. Ha például egy multiméter 1000 V CAT II jelzéssel rendelkezik, akkor vele 1000 V névleges feszültségű fogyasztón mérhető feszültség, de a multiméter nem szükségszerűen alkalmas az elektromos telepítésen belüli mérésekre.

Digitális multiméter

Az elektromos rendszerben olyan túlfeszültségek jöhetnek létre, amit a multiméter nem mér (nem jelez). Rövid, tranziens feszültségeket hozhatnak létre légköri hatások (például közvetlen villámcsapás, a villámlás által kiváltott elektromágneses terek stb.). Statisztikai adatok, valamint a hálózat kialakítása alapján meghatározható az adott berendezés impulzus letörési feszültsége (1. táblázat).

Túlfeszültség kategória	Névleges feszültség (DC vagy AC a földhöz képest)	Tranziens csúcsértéke (20 ismétlődő tüske)	Forrás ellenállás (ohm=V/A)
CAT I	600 V	2500 V	30 ohm
CAT I	1000 V	4000 V	30 ohm
CAT II	600 V	4000 V	12 ohm
CAT II	1000 V	6000 V	12 ohm
CAT III	600 V	6000 V	2 ohm
CAT III	1000 V	8000 V	2 ohm
CAT IV	600 V	8000 V	2 ohm

1. táblázat: Impulzus vizsgálófeszültség (EN 61010-1, 17. táblázat)

A legegyszerűbb esetben a tranziens feszültség egy hibás mérést okoz, de a műszer nem hibásodik meg. Ha a műszer meghibásodik, akkor már számolni kell a kieső idővel és a javítási költségekkel is. Legrosszabb esetben azonban a mérést végző személy sérülést vagy halálos balesetet szenvedhet, ha a műszer kigyullad, felrobban vagy átütés történik.

Mindazonáltal a baleseti veszély nem csak a rejtett túlfeszültségből származik. A mérést végző személy maga sokkal gyakrabban okoz balesetet. Azt, hogy ilyen esetet milyen könnyű előidézni, jól példázza, amikor a mérést végző személy árammérésből gyorsan feszültségmérésre (vagy fordítva) kapcsol át. Áramméréskor a multiméter gyakorlatilag rövidzár (<100 mΩ). Amikor hirtelen nagyimpedanciájú feszültségmérésre kapcsolunk át (10 MΩ) és a mérőműszer nincs ellátva megfelelő biztosítékkal (1000 V /30 kA), akkor a következmények katasztrofálisak lehetnek. Mi történik a multiméterben ilyen esetben, mekkora maximális áram lép fel maximális feszültségnél és a biztosíték kiég-e megfelelő megbízhatósággal?

Az árammérő áramkört (amelyik még mindig aktív, amikor a mérőkábelt bedugják a „V” feszültségmérő hüvelybe az árammérés után) a 3. ábra mutatja. Legrosszabb esetet feltételezve a mérőműszerben a következő történik.

A multiméter névleges feszültségénél Un, például 1000 V CAT III, az árammérő áramkör bemeneti ellenállása önmaga korlátozza a rövidzárási áramot. A bemeneti ellenállás (Rtot) a mérőkábelek ellenállásából (Rkab), a sönt (mérő) ellenállásból (Rsönt), a biztosíték (Rbizt) és a nyomtatott áramkör vezetékeinek ellenállásából (Rpcb) tevődik össze.

Rtot = 2 Rkab + Rsönt + Rbizt + Rpcb = ca. 90 mΩ
A rövidzárási áramot a következő összefüggés adja.
Irövidzár. = Un/Rot = 1000 V/90 mΩ = 11 kA.

Ezt figyelembe véve látható, hogy az 1000V-al történő érintkezés pillanatában 11000 A állna elő, azaz 11 MW (ha ezt a mért objektum tudná szolgáltatni). Könnyű elképzelni, hogy ez – ha nincsenek a műszerbe védelmi elemek (pl. ívkioltó biztosító beépítve) – a műszeren belül hatalmas robbanást idéz elő, életveszélyes helyzetbe hozva a mérést végző személyt.

A biztosítékot gondosan kell megválasztani, hogy az még a legrosszabb feltételek mellett is megbízhatóan oltsa ki az ívet. Jó minőségű műszereknél nagyteljesítményű ívkioltó biztosítékok gondoskodnak a biztonságról, amelyek akár 30 000 A-es rövidzárlati áramoknál is megfelelő ívkioltást biztosítanak – még a fentebb ismertetett legrosszabb körülmények között is.

Természetesen a kiemelkedő letörési megbízhatósággal rendelkező biztosítékok magas technikai szintet képviselnek és nem olcsók. A biztosíték megvédi a felhasználót és az eszközt a sérüléstől, így csökkentve a kieső időt, szükségtelenné téve a drága javításokat és megakadályozva a baleseteket. Olyan lehetséges károkkal összehasonlítva, ami egy nem megfelelő biztosító hibájából állhatna elő, a kb. 5 euro-s ár határozottan olcsónak nevezhető.

Egyes gyártók multiméterei a fenti biztonsági eszközökön felül el vannak látva szabadalmaztatott ABS-ként ismert ún. „automatikus blokkoló mérőhüvelyekkel” is (lásd piros mérőhüvely takaró, 4. ábra). Ez a nagyon megbízható csatlakozó rendszer megakadályozza a mérőkábelek helytelen csatlakoztatását a kiválasztott mérőfunkcióban, továbbá a helytelen mérőfunkció választását a mérőkábelek csatlakoztatása után. Figyelemre méltó, hogy ezzel a módszerrel mennyivel kevesebb drága biztosíték ég ki, a karbantartási költségek és a potenciális balesetveszély pedig jelentősen csökkennek.

Összefoglalás
Olyan felhasználóknak, akik rendszeres karbantartási és szolgáltatói tevékenységet végeznek kisfeszültségű rendszereken, tanácsos elsődlegesnek a biztonságot tekinteni, amikor multimétert vásárolnak. Egy ilyen multiméter megfelel a vonatkozó szabványoknak (IEC/EN 61010-1). A biztonságot tovább növeli, ha a műszer további jóváhagyásokkal (GS, CSA, UL, stb.) rendelkezik.

Források: EN 61010-1 2. kiadás, 2001 VDE sorozat No. 73 és 83

---