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

Dokumentace

Po provedené zkoušce je nutno zkontrolované zařízení  označit štítkem dokladujícím provedení kontroly a vyhotovit protokol o zkoušce.
Štítek musí obsahovat datum provedení kontroly nebo doporučené datum příští kontroly zařízení. Příklady štítků jsou zobrazeny na obr. 16.

Obsah protokolu o zkoušce specifikuje norma ČSN EN 60974-4 ed. 3 v kapitole 7.1. Protokol musí obsahovat:

• Identifikaci zkoušeného zařízení (typ, výrobce, výrobní číslo apod.).
• Datum zkoušky.
• Napětí napájecí sítě.
• Provedené zkoušky a jejich výsledek.
• Neprovedené zkoušky.
• Identifikaci a podpis zkušebního technika.
• Identifikaci konkrétního zkušebního zařízení (typ, výrobce, výrobní číslo apod.).

Lze doporučit, aby v protokolu byly uvedeny i další skutečnosti dokládající, že kontrola proběhla v souladu s normou a že uživatel byl s výsledkem kontroly a se stavem svařovacího zařízení seznámen. Proto je vhodné do protokolu uvést i další údaje:

• Popis takových technických parametrů kontrolovaného zařízení, které jsou důležité pro stanovení postupu a vyhodnocení jednotlivých částí kontroly.
• Platnost kalibrace měřicího zařízení.
• Vyhodnocení zkoušek a závěr jednoznačně určující, zda je zkontrolované zařízení schopné bezpečného provozu.
• Jméno a podpis uživatele zařízení stvrzující, že uživatel byl s výsledkem kontroly a stavem svařovacího zařízení seznámen. Toto je důležité zvláště v případě, že stav bezpečnosti zařízení byl vyhodnocen jako nevyhovující.

Příklady protokolů o zkoušce svářečky jsou vyobrazeny na obr. 17.

Technické požadavky na měřicí zařízení

Svařovací zařízení jsou svým charakterem elektrické spotřebiče, je tedy přirozené, že pro ověřování jejich bezpečnosti se používají víceméně stejné postupy, jako pro kontrolu ostatních spotřebičů. Popis měřicích metod a požadavky na měřicí zařízení obecně upravují jednotlivé části skupiny norem ČSN EN 61557 a proto se na ně odkazuje i norma určená pro kontroly svářeček. Ty měřicí postupy, které nejsou obecně upraveny normami řady ČSN EN 61557, potom norma pro kontroly svářeček podrobně popisuje a technické požadavky na měřicí zařízení pro tato měření přebírá z normy ČSN EN 60974-1 ed. 4 určené pro konstrukci a typové zkoušky zdrojů svařovacího proudu.
Z výše uvedeného vyplývá, že značnou část měření při kontrolách svářeček lze vykonat pomocí měřicích přístrojů určených k revizím elektrických spotřebičů a ručního nářadí. Tyto měřicí přístroje jsou značně rozšířené, a proto kontrolní technici jistě přivítají možnost jejich využití i pro kontroly svářeček. Přesto ovšem měření svářeček vykazují jisté odlišnosti, což vede výrobce měřicí techniky ke konstrukci doplňků rozšiřujících použitelnost přístrojů pro revize spotřebičů i na svářečky, nebo k výrobě speciálních přístrojů určených k měření svářeček.
Popišme si tedy požadavky normy ČSN EN 60974-4 ed. 3 na technické parametry měřidla a uvažme, která měření lze provádět přístroji určenými k revizím běžných spotřebičů, a kdy je třeba použít speciální měřicí zařízení.

Odpor ochranného obvodu a izolační odpor
Dvě základní měření prováděná při kontrolách a revizích jakýchkoliv zařízení charakteru elektrických spotřebičů jsou z hlediska technických parametrů měřicího zařízení upravena normami ČSN EN 61557-4 pro měření malých odporů, v tomto případě odporu ochranného obvodu a ČSN EN 61557-3 pro měření izolačních odporů. Jakékoliv ne příliš historické měřicí přístroje určené k měření spotřebičů, by tedy měly vyhovovat i pro měření spojitosti ochranného obvodu a izolačního odporu svářeček.
Je třeba ovšem upozornit na skutečnost, že zdroje měřicího napětí pro měření izolačního odporu mohou u některých měřicích přístrojů mít výstupní napětí naprázdno značně vyšší než požadovaných DC 500 V, které teprve při zatížení měřicím proudem klesá k jmenovitému napětí.
A toto vysoké napětí již může být pro elektronické obvody některých svařovacích zdrojů nebezpečné. Proto lze doporučit, aby si uživatel ověřil, jaké je skutečné výstupní napětí měřicího zdroje naprázdno, a pokud dosahuje velikosti cca 550 V a výše, raději takový měřič izolačního odporu pro měření svářeček s elektronickými obvody nepoužíval.

Unikající proud
Proud protékající ochranným vodičem
Jak bylo již popsáno, lze proud unikající ze síťové části svářečky měřit buď metodou přímého měření proudu protékajícího ochranným vodičem, nebo metodou měření rozdílu proudů v pracovních vodičích zkoušené svářečky. Tyto dvě měřicí metody se liší způsobem snímání unikajícího proudu, ale v obou případech musí být měřicí zařízení zkonstruováno tak, aby jeho parametry byly totožné s vlastnostmi elektrického obvodu nakresleného v normě. Obvod má za úkol odfiltrovat harmonické frekvence unikajícího proudu vyšší než cca 1 kHz, aby bylo možno u svářecích zařízení vybavených elektronikou dosáhnout různými měřicími zařízeními shodných výsledků.
Schéma zapojení je na obr. 18. Frekvenční charakteristika obvodu a její srovnání s charakteristikou měřicího obvodu použitého v přístrojích REVEX lze vidět na obr. 19. Je zřejmé, že obě charakteristiky jsou téměř totožné, přestože přístroje REVEX jsou navrženy podle požadavků přílohy D normy ČSN 33 1600 ed. 2 pro revize elektrických spotřebičů. Z toho plyne pro revizní techniky potěšitelná skutečnost, že požadavky norem na měření unikajícího proudu při revizích elektrických spotřebičů i při kontrolách svářeček jsou prakticky shodné a lze tedy k oběma měřením použít stejný měřicí přístroj.

Dvě v normě popsané měřicí metody se liší tím, že při použití přímého měření unikajícího proudu se měří pouze proud, který odtéká do uzemnění přes ochranný vodič, zatímco při použití nepřímého měření jako rozdílu proudů tekoucích pracovními vodiči je měřen veškerý proud unikající ze síťové části svářečky, tedy i ten, který odtéká do země náhodným přizemněním svářečky.
Při výběru měřicí metody pro konkrétní svářečku je tedy vhodné zvážit následující výhody a nevýhody obou metod a zvolit tu metodu, která je pro konkrétní svářečku výhodnější. Z hlediska normy jsou ovšem obě metody rovnocenné.

• Přímá metoda měření změří pouze proud odtékající PE vodičem, ale dokáže změřit celé frekvenční spektrum unikajícího proudu dané vestavěným filtrem (0 ÷ cca 1000 Hz) včetně případné stejnosměrné složky proudu.
  Přednostně by se tedy měla použít pro měření svářeček, které jsou k uzemnění připojeny jen přes PE vodič síťového přívodu.
• Nepřímá (rozdílová) metoda měření změří kompletně celý proud unikající ze síťové části svářečky, tedy část tekoucí PE vodičem i část odtékající případným náhodným uzemněním. Vzhledem k tomu, že proud je snímán měřicím transformátorem, který na DC složku proudu nereaguje, je touto metodou změřena pouze AC část unikajícího proudu.
  Metoda se použije u svářeček, jejichž vodivé, dotyku přístupné části jsou uzemněny i jinak než jen přes PE vodič síťového přívodu.

Dotykový proud svařovacího obvodu
Měřicí obvod pro snímání dotykového proudu svařovacího obvodu i tzv. dotykového proudu za normálních podmínek musí mít parametry shodné s obvodem znázorněným ve schématu uvedeném v normě. Parametry obvodu simulují odpor těla člověka dotýkajícího se zkoumané části svařovacího zařízení. Stejné parametry mají přístroje, které měří dotykový proud elektrických spotřebičů v souladu s požadavky ČSN 33 1600 ed. 2. Vždyť v podstatě se u svařovacího obvodu jedná také o měření proudu tekoucího z izolované, s PE obvodem nespojené části elektrického spotřebiče.

Napětí svařovacího obvodu
Jak bylo již uvedeno v kapitole 2.5, nelze k měření výstupního napětí svařovacího obvodu použít libovolný voltmetr, protože norma ČSN EN 60974-4 ed. 3 stanovuje takové požadavky na měřicí zařízení, které nelze prostým voltmetrem zajistit. Měřicí zařízení pro provádění zkoušek musí splňovat tyto požadavky:

1. Pro měření napětí Uo musí být použit přístroj měřící skutečnou efektivní hodnotu napětí (TRMS) s přesností měření minimálně ± 5%. Při měření musí být svařovací obvod zatížen proudem tekoucím přes zatěžovací odpor 5 kΩ.
2. Při měření vrcholové hodnoty napětí 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. Tyto parametry měření zabezpečí obvod znázorněný v normě a skládající se z proměnného odporu dimenzovaného na průtok dostatečně velkého proudu, z filtru odstraňujícího krátké napěťové pulzy a z vrcholového detektoru zabezpečujícího zachycení maximální hodnoty napětí vyskytující se v průběhu zkoušky. Schéma obvodu je nakresleno na obr. 21.

Závěr

Závěrem si shrňme nejdůležitější změny, které přináší edice 3 normy z června 2013:

• Změna názvosloví. Pojem „primární unikající proud“ byl nahrazen výrazem „proud tekoucí ochranným vodičem“, „unikající proud svařovacího obvodu“ byl nahrazen výrazem „dotykový proud svařovacího obvodu“ a pro měření vodivých neuzemněných částí krytu byl zaveden výraz „dotykový proud za normálních podmínek“
• Formální změny, které nemají vliv na průběh zkoušky (schémata a příklad vzorového protokolu v příloze B)

Ustanovení normy ČSN EN 60974-4 ed. 3, která se týkají měření při kontrole, jsou v souladu s normami řady EN 61557 a tam, kde kontrola svářecího zařízení vyžaduje specifický postup odlišný od postupů prováděných při kontrolách a revizích jiných elektrických zařízení, přebírá požadavky z normy EN 60974-1 určené ke konstrukci svářeček. Vzhledem k tomu, že svářečka je svým charakterem elektrický spotřebič, je zřejmé, že měřicí metody sloužící ke kontrole její elektrické bezpečnosti musí být v podstatě shodné s metodami používanými při revizích ostatních elektrických spotřebičů. Proto nepřekvapí, že jednotlivá ustanovení normy ČSN EN 60974-4 ed. 3, především co se měření týče, jsou velice podobná částem normy ČSN 33 1600 ed. 2 popisující revize elektrických spotřebičů.
Z výše uvedeného je zřejmé, že pro kontroly svářeček se sice nabízí použití přístrojů určených k revizím elektrických spotřebičů, ovšem ty nemusí vždy splňovat ustanovení EN 60974-4 týkající se parametrů měřicích obvodů. Proto je vhodné orientovat se na přístroje, u kterých výrobce výslovně deklaruje možnost jejich použití i pro měření svářeček.
Norma ČSN EN 60974-4 ed. 3 poměrně podrobně upravuje problematiku zkoušení bezpečnosti provozu svařovacích zařízení, a to nejen v oblasti měření, ale detailně jsou v ní rozepsány i jednotlivé kroky při provádění vizuální prohlídky a zkoušky chodu. Předpokládám tedy, že kontroly a zkoušení svařovacích zařízení nebudou technikům, kteří se touto problematikou zabývají, činit větší obtíže a nezbývá, než jim závěrem popřát mnoho úspěchů v jejich práci.