Kontroly a zkoušení svařovacích zařízení podle nové ČSN EN 60974-4 ed. 3. - 2. díl

Nebezpečí jeho poškození a riziko snížení bezpečnosti práce s ním je proto poměrně vysoké. Legislativa zavazuje zaměstnavatele, aby zajistili bezpečnost svých zaměstnanců na pracovišti, a mezi povinnosti zaměstnavatele lze tedy zařadit i zajištění bezpečného používání elektrických zařízení, mezi něž svářečky nepochybně patří.

Unikající proud

Měřením velikosti unikajícího proudu se ověřuje stav izolací měřeného zařízení. Lze jím tedy nahradit měření izolačního odporu v případech, kdy použití měřicího zdroje DC 500 V není z technického hlediska možné. Vzhledem k tomu, že převážná část moderních svářeček obsahuje elektronické obvody, je často měření unikajícího proudu jedinou možností, jak stav izolací svařovacího zařízení
ověřit.

Proud procházející ochranným vodičem

Měří se proud tekoucí ze síťové části zkoušeného zařízení jeho ochranným obvodem do uzemnění. V edici 2 normy ČSN EN 60974-4 je nazýván primárním unikajícím proudem z důvodu odlišení od unikajícího proudu svařovacího (sekundárního) obvodu. Tento proud lze zjistit buď přímo – miliampérmetrem zapojeným do obvodu PE vodiče (obr. 7) nebo nepřímo měřením rozdílu proudů tekoucích pracovními vodiči zkoušeného zařízení (obr. 8).
Během měření je třeba dodržet následující podmínky:

• Zkoušené zařízení musí být během zkoušky v chodu.
• Odrušovací kondenzátory nesmí být odpojeny.
• Svařovací obvod je ve stavu naprázdno.
• Zkoušené zařízení musí být izolováno od podlahy a nesmí být připojeno k žádnému uzemnění jinak, než přes měřicí přístroj. Nelze-li tuto podmínku splnit, je nutno měřit proud nepřímo, tedy metodou rozdílu proudů tekoucích pracovními vodiči.

Velikost unikajícího proudu svařovacího zařízení nesmí překročit 10 mA s výjimkou zařízení s trvalým připojením a se zesíleným ochranným vodičem. U těchto zařízení nesmí velikost unikajícího proudu překročit 5 % jmenovitého napájecího proudu v každé fázi a takové zařízení se musí zkoušet podle specifikace výrobce.
V ČSN EN 60974-4 ed. 2 je maximální povolená hodnota unikajícího proudu pro svářečky připojované vidlicí do 32 A včetně stanovena na 5 mA. Mezní hodnoty ostatních svařovacích zařízení se v ed. 3 normy nezměnily.
Praktické provedení měření primárního unikajícího proudu u svářeček připojených k napájením standardní vidlicí 230 V / 50 Hz je totožné s měřením běžných spotřebičů. Kontrolovaná svářečka se připojí přes měřicí přístroj k napájení a uvede se do chodu. Svařovací obvod je ve stavu naprázdno, tzn. pouze pod napětím, ale neprochází jím žádný svařovací proud. Provedou se dvě měření při opačném připojení pracovních vodičů k napájení (tzn. při prvním měření je v měřicí zásuvce přístroje fázové napětí v levé zdířce, při druhém měření pak v pravé). Pro vyhodnocení se použije vyšší z obou naměřených hodnot. Příklad zapojení je na obr. 9.

Pokud je síťový přívod kontrolované svářečky zakončen trojfázovou vidlicí, potom je nutno pro měření primárního unikajícího proudu použít trojfázový adaptér. Svářečka se připojí k napájení přes adaptér a uvede se do chodu. Svařovací obvod je ve stavu naprázdno, tzn. pouze pod napětím, ale neprochází jím žádný svařovací proud. Měřicí transformátory v adaptéru snímají unikající proud, jehož velikost je zobrazována na displeji měřicího přístroje.

Příklad zapojení při měření je znázorněn na obr. 10 a trojfázový adaptér je vyobrazen na obr. 11.

U pevně připojených zařízení lze unikající proudy snímat pomocí klešťového měřiče proudů – miliampérmetru. Klešťovým miliampérmetrem lze měřit buď proud ochranným vodičem, nebo rozdílový proud, pokud se kleštěmi obemknou všechny pracovní vodiče síťového přívodu kromě PE vodiče. Příklad zapojení při měření proudu ochranným vodičem nebo rozdílového proudu je na obr. 12.
Vzhledem k povoleným mezním hodnotám unikajícího proudu pro trvale připojená svařovací zařízení je zřejmé, že k měření je nutno použít přístroj, který má rozlišovací schopnost alespoň 0,1 mA.

 
Dotykový proud svařovacího obvodu

V ed. 2 normy se toto měření nazývá měřením unikajícího proudu svařovacího obvodu. Měří se proud tekoucí mezi výstupem svařovacího obvodu, tj. držákem elektrod nebo svorkou zpětného svařovacího proudu a ochranným obvodem, tj. uzemněním instalace. Cílem zkoušky je zjistit, zda není porušena izolace mezi síťovou (primární) částí a svařovacím obvodem a nedošlo tím k průniku síťového napětí na svařovací obvod. To se prověří tak, že výstupy svařovacího obvodu se přes měřicí přístroj připojí k uzemnění a zjišťuje se, zda z některé části svařovacího obvodu neuniká do země vyšší, než povolený proud.
Praktické provedení měření na jednofázově připojené svářečce je znázorněno na obr. 13. Svářečka se připojí k napájecímu napětí přes měřicí zásuvku přístroje nebo do zásuvky elektrické instalace, uvede se do chodu a měřicím hrotem se snímá unikající proud postupně z jednoho a pak z druhého výstupu svařovacího obvodu. Měření by mělo proběhnout i se záměnou připojení pracovních vodičů do napájecí zásuvky a pro vyhodnocení výsledku zkoušky se použije nejvyšší z naměřených výsledků. Proud unikající ze svařovacího obvodu do země přes měřicí přístroj nesmí přesáhnout 10 mA.
Pokud je svářečka připojena k napájení přes měřicí zásuvku přístroje, je třeba si uvědomit, že naměřený výsledek je součtem proudu unikajícího ochranným vodičem a proudu tekoucího zkušební sondou ze svařovacího obvodu. Pro zjištění správného výsledku je proto třeba tyto proudy od sebe odečíst. V praxi by tedy měření unikajících proudů na svářečce vypadalo tak, že by se nejdříve změřil a zaznamenal primární unikající proud, potom by se přiložil měřicí hrot sondy postupně k jednomu a druhému výstupu svařovacího obvodu a zvýšení hodnoty měřeného proudu by se rovnalo unikajícímu proudu svařovacího obvodu. Totéž se potom opakuje pro opačné zapojení pracovních vodičů napájení.

Dotykový proud za normálních podmínek

Tímto poněkud záhadně znějícím názvem se míní měření dotykového proudu na vodivých částech krytu svářečky, které nejsou spojeny s ochranným vodičem. Vodivé části krytu nechráněné uzemněním přes PE vodič se mohou vyskytnout především u svářeček třídy ochrany II a výjimečně i třídy ochrany I. Měření probíhá za stejných podmínek a stejným způsobem, jako měření dotykového proudu svařovacího obvodu, ale maximální povolená hodnota je 0,5 mA.

Napětí naprázdno

Při zkoušce se měří napětí mezi svorkami svařovacího obvodu a zjišťuje se, zda nepřekračuje hodnoty bezpečného napětí uvedeného v příslušných normách.
Zkouška se neprovádí u zdrojů svařovacího proudu pro plazmové řezání. Vrcholová hodnota jmenovitého napětí naprázdno je značně vyšší než bezpečná a bezpečnost před úrazem elektrickým proudem tedy musí být u těchto zařízení zajištěna jiným způsobem.

V průběhu zkoušky se měří:

1. efektivní hodnota výstupního napětí svařovacího obvodu
2. vrcholová hodnota výstupního napětí při postupném proudovém zatěžování svařovacího obvodu

Vyhodnocuje se v souladu s pokyny uvedenými v ČSN EN 60974-1 ed. 4, kap. 11.1.5. a naměřené výsledky při všech možných nastaveních zdroje nesmí přesáhnout hodnoty uvedené v tabulce 13 této normy.

Měření musí probíhat za podmínek stanovených normou:

1. Pro měření podle bodu 1. musí být použit přístroj měřící skutečnou efektivní hodnotu napětí (TRMS) a svařovacím obvodem musí během měření procházet proud tekoucí přes zatěžovací odpor 5 kΩ.
2. Při měření podle bodu 2. musí být svařovací obvod zatěžován postupně rostoucím proudem tekoucím přes proměnný zatěžovací odpor 0,2 kΩ - 5 kΩ. Měří se maximální vrcholová hodnota napětí, která se při postupném proudovém zatížení na svařovacím obvodu vyskytne, přičemž se vyloučí impulzy, které nejsou nebezpečné.
3. Pokud svářečka obsahuje zařízení pro zapálení a stabilizaci oblouku, musí být toto zařízení vyřazeno z činnosti, pokud je to možné. Jinak může jeho činnost znemožnit provedení zkoušky.

Jakými technickými prostředky lze zajistit splnění výše uvedených podmínek je v normě podrobně popsáno a budeme se jimi zabývat v kapitole věnované požadavkům na měřicí přístroje. Je zřejmé, že výše uvedené podmínky nelze zajistit použitím běžného voltmetru. Proto se měření provádí buď měřicím přístrojem speciálně určeným k měření na svářečkách, nebo se použije přídavné zařízení, které ve spojení s voltmetrem zajistí správné změření výstupního napětí svařovacího obvodu.

Popišme si provedení zkoušky za použití speciálního adaptéru, který je určen k použití s přístroji REVEX. Adaptér obsahuje procesorem řízený proměnný odpor a efektivní voltmetr;  jako zobrazovací jednotka je pak využit displej připojeného přístroje REVEX.
Svářečka se připojí do sítě a zapne se, aby byl svařovací obvod pod napětím. V tom okamžiku se na adaptéru rozsvítí zelená kontrolka signalizující, že probíhá měření efektivní hodnoty napětí Uo
a na displeji přístroje REVEX se toto napětí zobrazí.  Potom se tlačítkem na adaptéru odstartuje měření vrcholové hodnoty napětí při postupném zatěžování svařovacího obvodu rostoucím proudem. Po ukončení měřicího cyklu se rozsvítí červená kontrolka na adaptéru a na displeji přístroje REVEX se zobrazí změřená vrcholová hodnota napětí.
Pokud je adaptér použit s přístrojem REVEXprofi, potom oba měřicí cykly proběhnou automaticky, na displeji se zobrazí obě změřené hodnoty napětí současně a lze je uložit do paměti přístroje.
Sestava pro měření výstupního napětí svařovacího obvodu a příklad měření jsou vyobrazeny na obr. 15.

Zkouška funkce

Pro ověření bezpečnosti svařovacího zařízení po opravě je požadováno provedení funkční zkoušky. Tato zkouška se při pravidelné kontrole nepožaduje, ale lze ji doporučit.
Při funkční zkoušce je nutno prověřit každou funkci, která se týká bezpečnosti. Kontroluje se zejména:

• Zařízení pro zapínání a vypínání napájecího obvodu – funkčnost spínačů a indikace zapnutí a vypnutí. Kontroluje se vizuálně a měřením.
• Zařízení pro snížení napětí – ověření funkčnosti a indikace činnosti. Ověřuje se vizuální kontrolou indikátoru při zatížení a bez zatížení svařovacího obvodu proudem.
• Elektromagnetický plynový ventil – funkce ventilu a jeho těsnost. Ověřuje se natlakováním systému a následnou kontrolou poklesu tlaku.
• Signalizační a kontrolní světelná návěští – jejich správná činnost. Ověřuje se vizuální kontrolou.