Bezpečnost práce a ochrana elektronických zařízení před poškozením při vykonávání revizí - 2. díl

Měřicí metody

Měření malých odporů
Použití měřicí metody:
Měření malých (přechodových) odporů se používá především při prověření:

• Spojitosti ochranného uzemnění používaného v systému ochrany automatickým odpojením od zdroje.
  Spojitosti vodičů pro vyrovnání potenciálů použitých v systému ochrany před nebezpečným dotykovým napětím.

Technické parametry měřicího přístroje:
Pro měření malých (tzv. přechodových) odporů se používají ohmmetry, jejichž parametry splňují požadavky ČSN EN 61557-4 (v aktuálně platné edici):

• Měřicí proud minimálně 0,2 A až 10 A (AC nebo DC) do zátěže 1 Ω.
• Napětí zdroje naprázdno 4 V až 24 V (SELV).
• Měření musí proběhnout při obou polaritách měřicího napětí a proudu.

Technická omezení:
Měřicí proud 0,2 A je pro měření odporů ochranných obvodů s vyššími průřezy vodičů poměrně malý, což vede k nižší přesnosti měření. Proto je vhodné v případě měření větších průřezů PE vodičů použít vyšší měřicí proud. Použití vyššího měřicího proudu může vést také k lepšímu výsledku v případě, že odpor měřeného obvodu je zhoršen vlivem zkorodovaných spojů a kontaktů.
Při měření elektrických spotřebičů, které mají v obvodu PE vodiče zabudovánu odrušovací tlumivkou s feromagnetickým jádrem, může dojít k ovlivnění naměřené hodnoty odporu, pokud je k měření použit ohmmetr s AC měřicím proudem. Induktivní reaktance (odpor vůči průchodu AC proudu) tlumivky potom pro relativně malý AC měřicí proud představuje dodatečný odpor, který se při průtoku případného velkého poruchového proudu neprojeví. U měřeného spotřebiče se pak obvykle naměří nevyhovující odpor PE vodiče. V těchto případech je třeba použít buď ohmmetr měřící DC proudem, nebo ohmmetr s velkým měřicím proudem (>10 A).

Bezpečnostní rizika:
Vzhledem k tomu, že měření je prováděno bezpečným malým napětím a funkčnost této ochrany, tedy dostatečně malý odpor vodivého spojení PE obvodu či ochranného pospojování, je základním předpokladem bezpečného provozu elektrického zařízení, je třeba tuto zkoušku při revizi vykonat jako první a v případě zjištění závady je nutno revizi přerušit, dokud není závada odstraněna. Pokud by přesto bylo nutno provést některé další zkoušky, např. měření impedance smyčky při vyhledání závady PE obvodu, je třeba zajistit, aby během měření nemohlo dojít k úrazu nebo ke škodě na elektrickém zařízení.
Také použití většího měřicího proudu než 10 A je třeba zvážit hlavně v případech, kdy vodiče měřeného obvodu mají natolik malý průřez, že by je velký měřicí proud mohl poškodit. U běžných elektrických zařízení napájených ze sítě 230 / 400 V, 50 Hz toto nebezpečí nehrozí. U zařízení s choulostivou elektronikou je ovšem nutno vzít do úvahy možnost vzniku jiskření na vadných kontaktech PE obvodu.

Měření impedance smyčky
Použití měřicí metody:
Měření impedance smyčky se používá především pro zjištění velikosti odporu (impedance) obvodu, kterým v případě poruchy proteče poruchový proud. Takto zjištěný odpor je potom využit k posouzení funkčnosti ochrany automatickým odpojením od zdroje u:

• Poruchové smyčky tvořené vodiči L-PE pokud porucha izolace vznikne mezi živou a neživou částí elektrického zařízení.
• Smyčky tvořené vodiči L-N (vnitřní odpor sítě), jako prevence vniku požáru nebo poškození elektrického zařízení, pokud porucha vznikne mezi pracovními vodiči nebo zařízení jeví zvýšený odpor kontaktů spojů.

Technické parametry měřicího přístroje:
Pro měření impedance smyčky se používají měřiče impedance, jejichž parametry splňují požadavky ČSN EN 61557-3 (v aktuálně platné edici):

• K měření odporu (impedance) smyčky je třeba použít natolik přesný přístroj, aby mezní hodnota impedance měřené poruchové smyčky, při které dojde k odpojení jistícího prvku v předepsaném čase, byla uvnitř jmenovitého rozsahu přístroje.
• Přístroj musí zajistit, aby během měření nedošlo k překročení bezpečného dotykového napětí na neživých částech měřeného elektrického zařízení.

Technická omezení:
Odpor, který poruchový obvod klade průchodu poruchového proudu, může být tvořen nejen činným odporem vodičů, ale i induktivní reaktancí. Induktivní složka je tvořena především induktancí vinutí napájecího transformátoru.
Indukční složku impedance lze ve většině případů zanedbat, jestliže je impedance smyčky větší než 0,4 Ω. Pokud se ovšem měření provádí v blízkosti napájecího transformátoru může mít indukční složka impedance (induktivní reaktance) hodnoty srovnatelné s odporovou částí (rezistancí). Pokud měřicí přístroj měří pouze odpor poruchové smyčky, a nikoliv skutečnou impedanci, je v těchto případech naměřena nižší hodnota odporu poruchové smyčky, než je její skutečná impedance, a to může mít vliv na správnost rozhodnutí o správné funkci ochrany automatickým odpojením od zdroje.
Při měření malých impedancí v obvodech jištěných jistícími prvky s vysokými vypínacími proudy je třeba počítat s nejistotou měření měřicího přístroje. Na přesnost měření mají především vliv:

• Přesnost měření napětí v přístroji
• Nestabilita síťového napětí
• Rušení v síti
• Zkreslení tvaru síťového napětí

Použití nedostatečně přesného přístroje pro měření impedance může být důvodem ke zpochybnění výsledků měření impedance především v obvodech jištěných jistícími prvky s vyšším vypínacím proudem (nad cca 50 A až 100 A podle typu jištění). Ze schématického diagramu na obr. 2 je zřejmé, že požadavek na vyšší přesnost měřicího přístroje roste s velikostí jmenovitého vypínacího proudu jistícího prvku použitého v měřeném obvodu elektrického rozvodu.

Bezpečnostní rizika:
Při měření impedance smyčky je třeba si uvědomit, že přístroj způsobí v síti umělou poruchu, kdy je fázové napětí přivedeno na ochranný obvod (PE). Pokud je PE vodič přerušený, špatně uzemněný nebo má příliš velkou impedanci, vznikne během měření na všech částech PE obvodu, tedy i na spotřebičích připojených do sítě, nebezpečné dotykové napětí. Aby v tom případě nedošlo ohrožení osob dotýkajících se např. spotřebiče připojeného k síti, je měřicí proud připojen mezi L a PE jen po velmi krátkou dobu, za kterou nemůže dojít k úrazu elektrickým proudem.
Z důvodu možného zavlečení fázového napětí na PE obvod je zakázáno používat starší měřicí přístroje, které připojí měřicí proud do poruchové smyčky po delší, než bezpečnou dobu a neobsahují ani jiné bezpečnostní zařízení, které by vyloučilo vznik nebezpečného dotykového napětí na PE obvodu během měření. Jedná se především o dnes již nevyráběné přístroje QU 130 a PU 130.
S možností zavlečení nebezpečného napětí na PE obvod během měření je třeba počítat i tehdy, pokud jsou k síti připojena elektronická či elektrická zařízení, která by mohla být nebezpečným napětím poškozena. K PE vodiči bývá často připojena tzv. zem elektronických obvodů, bývají k němu připojeny odrušovací obvody a vysoké napětí na PE by je mohlo v některých případech poškodit. Toto nebezpečí ovšem hrozí jen tehdy, pokud je spojitost PE obvodu nebo jeho připojení k uzemnění porušeno.
V případě pochybností o spojitosti nebo uzemnění PE obvodu a s tím spojených obav z poškození elektronických zařízení je vhodné před zahájením měření impedance ověřit dotykové napětí. Toto měření je dostupné jako jedna z funkcí při měření parametrů RCD.
V dalším díle se zaměříme na bezpečnost při měření proudových chráničů, měření izolačního odporu a unikajících proudů.