MĚŘENÍ PŘI OP a OS ELEKTRICKÝCH INSTALACÍ A ELEKTRICKÝCH SPOTŘEBIČŮ

Transkript

1 MĚŘENÍ PŘI OP a OS ELEKTRICKÝCH INSTALACÍ A ELEKTRICKÝCH SPOTŘEBIČŮ Ing. Josef Škvařil METRA BLANSKO, a.s. Poříčí Blansko ČR 1 ODBORNÉ PROHLÍDKY A ZKOUŠKY ELEKTRICKÝCH INSTALACÍ U elektrických instalací jsou odborné prohlídky a zkoušky pro ověřování bezpečnosti velmi aktuální. Domovní instalace nejsou výrobkem a zákon 22/1997 Sb., který ukládá výrobci elektrických zařízení povinnosti z hlediska bezpečnosti výroku, se na se na ně nevztahuje. Navíc existuje hodně starých instalací, které jsou v nevyhovujícím stavu a jsou často trvale přetěžovány. 1.1 Norma Norma ČSN : Elektrické instalace budov, Část 6-61: Revize Výchozí revize - platí v ČR od dubna S účinností od se ruší původní ČSN z roku Znamená to, že do tohoto data budou platit obě normy souběžně. Norma pojednává o Elektrické instalaci budov (místo dosavadního označení Elektrická zařízení ) a není v zásadě určena pro připojená (např. strojní) zařízení, tedy spotřebiče. O revizi veškerých elektrických zařízení pojednává norma ČSN Zde platí definice: Elektrické zařízení je to, které využívá pro svoji činnost působení účinky elektrické energie. Za elektrickou instalaci je považována soustava vzájemně propojených elektrických předmětů, které mají koordinované charakteristiky a které slouží k zejména k rozvodu elektrické energie. To znamená, že ČSN nehovoří o rozsáhlých strojních zařízeních ale o tom, co je pevně nainstalováno, je nepohyblivé - co je uloženo ve zdi. Norma je tedy zaměřena na vymezení rozsahu revize elektrické instalace a neřeší bezpečnost napojených zařízení a spotřebičů to je věcí dalších požadavků podle jiné normy. Revizní technik sleduje elektrickou bezpečnost a náležitosti elektrické instalace, která nesmí: a) ohrožovat lidské zdraví b) ohrožovat užitková zvířata c) poškodit majetek d) ohrozit okolní prostředí Norma zdůrazňuje, že každá instalace musí být před uvedením do provozu revidován nejen po dokončení celé instalace, ale i po dokončení oprav a změn Prohlídky a zkoušky elektrických instalací U elektrických instalací musí být podle normy podrobena prohlídkám a zkouškám ta zařízení na ochranu před účinky elektřiny, které mohou ohrozit lidské zdraví, užitková zvířata nebo majetek. 71

2 Bezpečnosť práce na elektrických inštaláciách a elektrických zariadeniach Výchozí revize Nové elektrické instalace je možno uvádět do provozu jen pokud byl jejich stav ověřen z hlediska bezpečnosti mimo jiné výchozí revizí, která má tři části: Prohlídka vizuální zjištění řádného stavu elektrické instalace je předpokladem pro další postup. Zkoušení činnost za účelem prokázání účinnosti a funkčnosti ochranných a signálních prvků, použitých v elektrické instalaci. Měření zjišťování hodnot pomocí měřicích přístrojů za účelem posouzení účinnosti ochranných zařízení. Pro měření musí revizní technik používat pověřené měřicí přístroje, které mají ověřenou funkčnost a přesnost formou kalibrace a jsou konstruované pro dosažení požadované přesnosti měření. U každého měření musí být proveden odhad možné chyby měření, jak u přístroje, tak také u použité metody měření Pravidelné revize Aby byla záruka bezpečného provozu v čase, musí být elektrická instalace pravidelně revidována.tato povinnost provádět pravidelné revize je stanovena zákoníkem práce, přičemž lhůty jsou určeny normou. Pro zemědělskou výrobu je rozhodující ustanovení pro lhůty pravidelných revizí z pohledu druhu prostředí v němž je elektrická instalace umístěna. Tabulka 1. Lhůty pro provádění pravidelných prohlídek a kontrol instalací. Prostředí Lhůta /rok/ Základní, normální 5 Venkovní, pod přístřeškem, horké, vlhké 3 Se zvýšenou korozní agresivitou, prašné s nehořlavým prachem 1 V revizní zprávě musí být uvedeno, zda je elektrická instalace schopna provozu z hlediska bezpečnosti. Pokud některá závada přímo ohrožuje bezpečnost, je revizní technik povinen ihned na tuto skutečnost upozornit prokazatelnou formou majitele nebo provozovatele zařízení. Majitel je povinen na zjištěné závady reagovat. Zpráva o pravidelné revizi musí být uložena nejméně do doby vystavení další zprávy o pravidelné revizi. 1.3 Odborné zkoušky a měření. V nové versi normy jsou vypuštěny dvě zkoušky: zkouška elektrické pevnosti zkouška tepelných účinků Zkoušky a měření elektrických instalací (od domovního rozvaděče včetně po jednotlivé zásuvky v místnostech) lze rozdělit na: měření odporu a spojitosti ochranného vodiče měření izolačního odporu měření impedance ochranné smyčky měření zemního odporu kontroly proudových a napěťových chráničů měření izolačního odporu stěna podlah U domovních rozvaděčů se kontroluje jejich smontování, seřízení, upevnění a nainstalování. Seřízení ochranných přístrojů, které souvisí s provozem instalace se kontroluje např. zkušebním 72

3 tlačítkem vpínání proudových chráničů. Ověřuje se účinnost a funkčnost bezpečnostních zařízení instalace. Proudové chrániče se ověřují generováním reziduálního proudu až do velikosti jmenovité hodnoty I N. Čas vybavení se přitom nemusí měřit. Norma povoluje po elektrická měření pracovní chybu 30%. S touto nejistotou chybou je třeba počítat při porovnávání výsledku měření s požadavkem normy. 1.4 Měření podle typu sítě Sítě TN: změření impedance ochranné smyčky - při nesplnění hodnoty je třeba provést doplňující pospojování a zkontrolovat jeho účinnost. měření impedance je možné nahradit výpočtem pokud lze impedanci smyčky a odpor ochranného vodiče vypočítat tj. když je možné zjistit délky a průřezy vodičů instalace. spojitost ochranných vodičů je však nutné ověřit měřením vždy. Dále se zkouší funkce odpojovacích přístrojů (jmenovitý proud jističů, jmenovitý proud pojistek a zkouška proudových chráničů) Sítě TT: změření odporu zemničů neživých částí instalace ověření proudových chráničů jako u TN měření odporu a spojitosti ochranných vodičů Pokud nelze měřit zemni odpor (ve městech) je možné změřit impedanci smyčky: fázový vodič - uzemnění neživé části - uzemnění zdroje. Naměřená hodnota je vždy větší než skutečný odpor zemniče neživé části (chyba je ve prospěch bezpečnosti) Sítě IT: ověření, že žádný pracovní vodič není uzemněn ověření, že neživé části jsou spojený ochranným vodičem ověření, že je použit hlídač izolace Měřením nebo výpočtem se zjistí proud první poruchy. 1.5 Měření při odborných zkouškách elektrických instalací Měření izolačního odporu elektrických instalací Měření izolačního odporu v instalacích nn (sítě TN, TT, IT) se provádí: a) vždy mezi dvěma pracovními vodiči (po skončení prací na rozvodech a rozvaděčích) b) mezi každým pracovním vodičem a ochranným vodičem (zemí). Při měření mohou být krajní a neutrální vodiče spojené. U instalací s napětím do 500 V je izolační odpor měřen napětím 500 V a hodnota izolačního odporu má být minimálně 0,5 MΩ. U obvodů s napětím nad 500 V je požadován izolační odpor minimálně 1 MΩ. Použité revizní přístroje mají zdroj stejnosměrného měřicího napětí a musí být schopny toto napětí udržet při zatížení proudem 1 ma po celou dobu měření. 73

4 Bezpečnosť práce na elektrických inštaláciách a elektrických zariadeniach Měření impedance ochranné smyčky Před měřením se ověřuje spojitost ochranných vodičů toto již měřicí přístroje splňují. Platí vzorec pro odpor pospojování: R<50/I a kde R je odpor pospojování mezi neživými částmi I a je vypínací proud ochranného prvku 50 je max. povolené dotykové napětí Při ochraně nadproudovými odpojovacími prvky se z naměřené hodnoty impedance ochranné smyčky vypočtem ověří, zda smyčkou bude protékat dostatečně velký vypínací proud, potřebný pro dosažení požadované vypínací doby pojistky nebo jističe. Impedanci smyčky je třeba s ohledem na ochranu před nebezpečným dotykem měřit mezi: krajním vodičem a ochranným vodičem PE krajním vodičem a vodičem PEN krajním vodičem a neutrálním vodičem N Měření splní svůj účel, když se měří impedance smyčky na nejvzdálenějším místě elektrického rozvodu. Dále je třeba kontrolovat impedanci smyčky také na jednotlivých zásuvkových obvodech a jejich odbočkách, aby byla jistota, že v místě odbočení není odpojen ochranný vodič PE nebo není přerušen vodič PEN. V obvodech s proudovými chrániči se nabízí podle okolností několik řešení: impedanci smyčky vypočítat po změření odporu jednotlivých částí obvodu (pokud to jde), měřit impedanci při vymontovaném proudovém chrániči (může být nebezpečné), použít tzv. znecitlivovače proudových chráničů (jsou na trhu) nebo měřit metodou bez vybavení chrániče (malým proudem) Měření odporu a spojitosti ochranných vodičů a pospojování Spojitost ochranných vodičů, vodičů pospojování a vodičů pro vyrovnání potenciálu je velmi důležitým kriteriem při revizi bezpečnostních opatření elektrických instalací. Měření se provádí přístrojem, který má vnitřní zdroj stejnosměrného nebo střídavého napětí naprázdno od 4 V do 14 V a je schopen dodat proud minimálně 200 ma. Při ochraně samočinným odpojením napájení norma doporučuje spojit neživé části s ochranným vodičem. V každé budově musí vodič hlavního pospojování (vyrovnání potenciálu) spojovat hlavní ochranný vodič, hlavní uzemňovací vodič anebo hlavní ochrannou propojku, potrubí a kovové části rozvodů v budově (plyn, voda), kovové konstrukční části, ústřední topení a klimatizaci a to bez ohledu na to, zda je elektrická instalace v budově realizována v soustavě TN, TT nebo IT. Při výchozí i pravidelné revizi se kontroluje a proměřuje spojitost tohoto ochranného pospojování. Odpor ochranných vodičů se měří mezi kteroukoli neživou částí a nejbližším místem spojení s ochranným vodičem distribuční sítě Měření odporu uzemnění Při zemnění elektrických instalací je snaha dosáhnout co nejmenšího odporu uzemnění, který je fyzicky možný a přitom ekonomicky únosný. Odpor uzemnění se skládá z odporu samotného zemniče, z připojení k zemniči (obecně velmi malý odpor), z přechodového odporu mezi zemničem a okolní půdou (hlavní podíl odporu) a z odporu okolní půdy. S moderní multimetry pro měření zemních odporů lze měřit klasickou čtyřvodičovou metodou, klešťovou metodou nebo měřit jednotlivé zemniče selektivně bez jejich odpojení. 74

5 1.5.5 Měření proudových chráničů Norma předepisuje způsoby měření a kontroly funkčnosti proudových chráničů vyvoláním poruchového proudu na chrániči. Měřením se prokáže, že chránič vypíná při dosažení daného jmenovitého vybavovacího rozdílového proudu. Přitom musí použitý revizní přístroj současně změřit hodnotu trvalého dotykového napětí, které musí být menší, než je hodnota stanovená pro dané zařízení. Moderní revizní multimetry měří také dobu mezi okamžikem vyvolání jmenovitého vypínacího rozdílového proudu a okamžikem vybavení odpojovacího mechanizmu kontrolovaného proudového chrániče. Proudové chrániče zabezpečí nejen odpojení napětí a tím ochranu před úrazem elektrickým proudem, ale dokáží reagovat na poruchy izolace podstatně rychleji než pojistka nebo jistič. Nereagují však na mezifázové zkraty a proto mají nadproudové jisticí prvky (pojistky, jističe) vedle proudových chráničů svůj význam. Při periodických revizích je třeba provádět kontrolu funkčnosti proudových chráničů: kontrola vypnutí při hodnotě jmenovitého vypínacího proudu (50% až 100%) kontrola dotykového napětí U d = I P. R A napětí nesmí překročit stanovenou hodnotu (50 V st, 120 V ss), kde I P je poruchový proud, R A je odpor uzemnění spotřebiče (R A <50 V/I A ) Přezkoušení proudového chrániče musí být provedeno postupně narůstajícím rozdílovým proudem, přičemž musí být změřen vybavovací rozdílový proud chrániče a dotyková napětí, která se při tom vyskytují Měření izolačního odporu stěn a podlah Tento odpor lze měřit megaohmmetrem se zdrojem 500 V DC. Izolační odpor je měřen mezi zkušební elektrodou a ochranným vodičem instalace. Avšak při ochraně nevodivým okolím je dotykový proud u sítí se střídavým napětím omezen nejen odporem stanoviště, ale také impedancí stanoviště. Proto je nutné měřit izolační odpor pomocí střídavého proudu dle STN přílohy A. 2 ODBORNÉ PROHLÍDKY A ZKOUŠKY ELEKTRICKÝCH SPOTŘEBIČŮ Pro výrobce elektrických spotřebičů platí v ČR zákon 22/1997 Sb., který jim ukládá povinnost dodržet normy a vydávat prohlášení o shodě výrobku s příslušnými normami.. Revizní technik potom jen ověřuje, zda je spotřebič bezpečný. Je možné říci, že výrobci se snaží dosáhnout co největší bezpečnost užitím moderních konstrukcí a konstrukčních materiálů, které minimalizují možnost úrazu. Při ověřování stavu izolace spotřebičů se obvykle revizním přístrojem nenaměří konkrétní hodnoty: Hodnota izolačního odporu (pokud je měřen ) přesahuje nejvyšší měřicí rozsah revizního přístroje např. 400 MΩ (což je dobře) a unikající proudy mají při dobré izolaci velmi malé hodnoty, běžným revizní přístrojem neměřitelné. To rovněž dokazuje dobrý stav izolace spotřebiče. 2.1 Norma STN Revize a kontroly elektrických spotřebičů Revizní technik musí: rozhodnout, do které skupiny revidovaný předmět zařadit a jaká měření a jak často má volit. 75

6 Bezpečnosť práce na elektrických inštaláciách a elektrických zariadeniach Postup kontroly elektrického spotřebiče Prohlídka stavu spotřebiče Postup revize elektrického spotřebiče Prohlídka stavu spotřebiče Měření podle třídy ochrany Zkouška chodu Zkouška chodu Vyplnění dokladu o kontrole Kontrola nebo oprava označení Postup kontroly elektrického spotřebiče Zpracování dokladu o revizi 2.2 Měření při odborných zkouškách spotřebičů Měření odporu R PE ochranného vodiče spotřebiče. Měří se odpor mezi ochrannou zdířkou vidlice a přístupnými kovovými částmi spojenými s ochranným vodičem. Princip zapojení při měření odporu u spotřebičů je stejný s měřením odporu ochranného vodiče u ručního nářadí. Měření má prokázat, že spojení neživých částí spotřebiče s ochranným vodičem napájecí sítě je dokonalé a že je ochranný vodič schopen zajistit při poruše izolace včasné odpojení spotřebiče svedení unikajících proudů do země V případě poruchy izolace mezi živou a neživou částí prochází poruchový proud fázovým a ochranným vodičem přičemž způsobí vybavení ochranného prvku. Dostatečně nízký odpor ochranného vodiče dále zajistí odvedení unikajících proudů tak, aby neprotékaly tělem uživatele do země. Podle normy má být při délce přívodu 5 m odpor 0,3 Ω a na každých dalších 7,5 m délky další odpor 0,1 Ω. U spotřebičů s přípojnou vidlicí se musí měřit odpor ochranného vodiče mezi neživými částmi, na nichž se může v případě poruchy objevit napěti a ochranným kontaktem vidlice. Je-li spotřebič pevně připojen k síti, musí se měřit odpor ochranného vodiče mezi neživou částí a připojovací svorkou ochranného vodiče na svorkovnici rozvodu nebo připojením na kolík blízké zásuvky stejného okruhu. Zdroj měřicího přístroje musí dodávat minimální proud 200 ma při zkratu Měření izolačních vlastností spotřebiče Elektrická měření při zjišťování kvality izolace lze rozdělit na měření, kdy spotřebič není v provozu a jsou na něho připojena vnější neprovozní napětí tj : měření izolačního odporu RISO měření náhradního unikajícího proudu ID a na měření, kdy je spotřebič připojen k síti a je zapnutý do svého pracovního režimu. 76

7 Během provozu spotřebiče se posuzují jeho izolační vlastnosti podle:: měření proudu I PE ochranným vodičem měření rozdílového proudu I měření dotykového proudu I PE Tato tři měření za normálního provozu spotřebiče jsou naprosto bezpečná jak pro vlastní spotřebič, tak také pro technika. Kvalita izolace je vyjádřena velmi malými naměřenými unikajícími střídavými proudy mezi živými a neživými částmi Měření izolačního odporu R ISO Vypínač spotřebiče je pokud možno v sepnutém stavu. Mezi živé a neživé části je připojeno napětí 500V DC. Naměřené hodnoty izolačního odporu spotřebiče musí být větší než 2 MΩ u spotřebičů třídy ochrany I držených v ruce 7 MΩ u spotřebičů třídy ochrany II držené v ruce (u svítidel postačí 4 MΩ) 1 MΩ u ostatních spotřebičů třídy ochrany I 2 MΩ u ostatních spotřebičů třídy ochrany II Měření náhradního unikajícího proudu I D Při nezměněném zapojení jako při měření izolačního odporu je mezi živé a neživé části připojeno střídavé napětí do 35 V AC a je měřen náhradní unikající proud I D (údaj na displeji revizního přístroje je v tomto případě přepočten na proud jako by při napětí 230 V AC). Metodu měření náhradních unikajících proudů střídavým napětím lze použít jen když předtím byla naměřena vyhovující hodnota izolačního odporu R ISO Měření proudu I PE ochranným vodičem. Proud ochranným vodičem je unikající nebo poruchový proud, který protéká ochranným vodičem spotřebičů třídy ochrany I. Lze předpokládat, že tento naměřený proud I PE ochranným vodičem by v případě jeho poruchy protékal tělem obsluhy, která by se zapojeného spotřebiče dotýkala. Podle normy musí být proud ochranným vodičem menší než 3,5 ma tak, aby člověku neublížil. U zařízení informační techniky držených v ruce musí být tento proud menší než 0,75 ma Měření rozdílového proudu I Rozdílový proud spotřebiče je součet všech proudů živými vodiči přívodu spotřebiče. U jednofázového spotřebiče je to rozdíl proudu přitékajícího do spotřebiče fázovým vodičem a proudu odtékajícího ze spotřebiče středním vodičem. Metoda nepřímého měření rozdílového proudu (metoda delta) využívá podobný princip jako proudové chrániče. Neměří se tedy jednotlivé proudy z živých částí přes izolace do ochranného vodiče a do země a do uzemnění zdroje. Zjišťuje se rozdíl proudů, které do spotřebiče vstupují a které za spotřebiče vycházejí. Pokud je rozdíl nenulový, vzniká magnetický tok v jádře proudového transformátoru revizního přístroje a v jeho sekundárním vinutí přístroj přímo měří naindukovaný proud. 77

8 Bezpečnosť práce na elektrických inštaláciách a elektrických zariadeniach Měření dotykového proudu I F Vlivem vždy přítomné nepatrné vodivosti isolačních materiálů prochází obsluhou, která se dotýká zapnutého spotřebiče třídy ochrany II určitý malý elektrický proud. Ten proniká z živých částí přes konstrukční a izolační materiály na povrch spotřebiče. Dotykový proud je unikající proud, který z elektrických spotřebičů třídy ochrany II a z těch vodivých částí spotřebičů třídy ochrany I přístupných dotyku, jež nejsou spojeny konstrukčně s ochranným vodičem ( např. ozdobné části), při používání spotřebiče protéká přes osobu obsluhující spotřebič do země. Hodnota IF musí být menší než 0,5 ma Na rozdíl od spotřebičů třídy ochrany I nemá spotřebič třídy II ochranný vodič, který by prosakující proudy sváděl do země. Člověk, který se dotýká částí spotřebiče třídy ochrany I nespojených s ochranným vodičem a elektrického spotřebiče třídy ochrany II působí jako uzemnění povrchu spotřebiče a jeho tělem prochází dotykový unikající proud. Při měření se zjišťuje proud procházející z povrchu elektrického spotřebiče propojovacím měřicím vodičem přes odpor 2 kω (simuluje přibližnou impedanci lidského těla) do země. Naměřená hodnota dotykového proudu z vodivých částí, kterých se lze dotknout rukou, nesmí přesáhnout hodnotu 0,5 ma, což je práh citlivosti lidského těla Shrnutí postupů při OP a OS spotřebičů Postup u elektrických spotřebičů dle ČSN a) Postup kontroly elektrického spotřebiče b) Postup revize elektrického spotřebiče Prohlídka Prohlídka Měření podle třídy ochrany Zkouška chodu Zkouška chodu Kontrola nebo oprava označení Vyplnění dokladu o kontrole Vyplnění dokladu o revizi Měření spotřebičů třídy ochrany I: Rozhoduje revizní technik a) Měření R ISO je proveditelné b) Měření R ISO je neproveditelné Měření odporu ochranného vodiče R PE Měření odporu ochranného vodiče R PE Měření isolačního odporu R ISO Měření proudu ochranným vodičem I PE Měření proudu I PE ochranným vodičem nepovinné Měření náhradního unikajícího proudu I D 78

9 Měření spotřebičů třídy ochrany II (a vodivých částí nespojených s ochranným vodičem u spotřebičů třídy ochrany I): Rozhoduje revizní technik a) Měření R ISO je proveditelné b) Měření R ISO je neproveditelné Měření isolačního odporu R ISO Měření dotykového proudu I F nepovinné Měření náhradního unikajícího proudu I D provádí se pouze Měření dotykového proudu I F Měření spotřebičů třídy ochrany III: Měření spotřebičů třídy ochrany III provádí se pouze Měření izolačního odporu R ISO (Pokud nelze měřit R ISO, měří se dotykový proud I F ) METRA BLANSKO a. s. v souladu se zákonem o metrologii č. 505/1990 Sb. provádí na základě objednávky prvotní kalibraci veškerých vyráběných přístrojů. Zajišťuje také za výhodných podmínek a ve velmi krátkých lhůtách kalibraci jak vlastních výrobků, tak výrobků jiných firem. Současnou produkci měřicích přístrojů METRY BLANSKO a. s. je možné si prohlédnout i objednat prostřednictvím internetu na stránkách: 79