1. Вступ
2. Уражені електричним струмом
3. Системи електропостачання будівель
4. категорії вимірювань
5. Категорії вимірювань - що це значить для вас?
6. спалах дуги
7. Запобіжник для мереж з високим енергопотенціалом
8. сертифікація
9. Що означає маркування CE?
10. висновок

28 Ноября 2018

Вступ

Що ви будете робити, якщо вам знадобиться виміряти потужність, передану по електричної мережі або генерується високовольтним потужним джерелом електроенергії? Візьмете перший-ліпший під руку портативний мультиметр? Звичайно ж ні!

Те ж саме можна сказати і про шоломах. Всі типи шоломів призначені для захисту голови, але їх конструкція, дизайн і захисні властивості різняться в залежності від видів діяльності, для яких вони призначені. Шолом, спроектований для скелелазіння, служить для захисту від падіння невеликих каменів або предметів. Велосипедний шолом призначений для захисту голови при ударі об дорогу або капот автомобіля.

Аналогічно конструкції портативних мультиметров відрізняються наявністю різних ступенів захисту від поширених загроз ураження електричним струмом.

Щоб забезпечити власну безпеку і безпеку оточуючих, потрібно вибирати мультиметр, який спроектований і випробуваний на відповідний клас захисту від загроз ураження електричним струмом, з якими ви можете зіткнутися.

Уражені електричним струмом

У сучасному житті ми маємо справу з електрикою повсюдно - як вдома, так і на роботі. І в будильнику, і в духовці - всюди використовується електрика. Бути може, через те, що електрику стало невід'ємною частиною нашого повсякденного життя, багато хто з нас не дуже замислюються про небезпеки, з ним пов'язаних.

Інженери, електрики - це ті категорії працівників, повсякденна трудова діяльність яких безпосередньо пов'язана з електрикою. Вони схильні до найбільшого ризику ураження електричним струмом.

Продавці та працівники офісів, наприклад, використовують електрообладнання, конструктивні особливості якого забезпечують захист користувача від ураження електричним струмом. Вони в меншій мірі схильні до небезпеки, пов'язаних з електрикою.

Таким чином, інструменти та обладнання, яке ви використовуєте, має конструктивно відповідати певному класу електробезпеки для застосування в конкретних робочих умовах.

Системи електропостачання будівель

Електрика невидимо. Ми можемо не підозрювати про присутність чогось невидимого. Оскільки візуально визначити присутність електричного струму не завжди представляється можливим, ви можете торкнутися небезпечних струмоведучих частин і отримати ураження електричним струмом, яке за певних умов може виявитися смертельним. Щоб не наражатися на ризик ураження електричним струмом, при виборі портативних мультиметров для вимірювань в мережах електропостачання будівель вам слід враховувати три ключові характеристики.

По-перше, це номінальне значення напруги в електромережі і допустиме відхилення від нього. Ви повинні знати максимальне значення напруги, яке може бути присутнім в конкретній електромережі. Існує безліч стандартизованих номінальних значень напруги в мережах електропостачання, призначених для побутових і комерційних (невиробничих) потреб, а також освітлення. У всіх країнах Європи і більшості країн Південної Америки, Африки та Азії використовується напругу живлення 230 В ± 10%, а в Японії, Північній Америці і деяких північних регіонах Південної Америки використовують напруги від 100 до 127 В.

Принаймні ви повинні вибрати мультиметр, розрахований на вимір очікуваного напруги в електромережі.

Однак, якщо вам відомий номінал напруги в електромережі, це тільки перший крок. При виборі портативного мультиметра для виконання вимірювань ви також повинні взяти до уваги можливі скачки напруги, що виникають внаслідок перехідних процесів в електричних ланцюгах. Можливо, вам доводилося чути про електриках, що стали жертвами короткочасних коливань напруги в електромережі, які збивали їх з ніг.

Звідки ж беруться ці скачки напруги в мережі?

Два основних джерела стрибків напруги в мережі електропостачання включають природні (природні) причини, такі як блискавка поза будівлею, або перехідні процеси в результаті комутації елементів системи електропостачання. Усередині системи електропостачання можуть відбуватися комутаційні процеси, пов'язані з включенням, відключенням і перемиканням обмоток трансформаторів розподільних підстанцій, генераторів, елементів ланцюгів з високою індуктивністю, а також раптовими змінами станів навантаження і спрацьовування автоматичних переривників.

Пікові значення амплітуди таких стрибків можуть бути від сотень до 6000 В. Вони являють собою імпульси високої напруги тривалістю від 50 до 200 мкс. Якщо захисна система вашого вимірювального приладу не має достатнього запасу міцності, щоб витримати подібні скачки напруги, вони можуть привести до серйозних травм або навіть загибелі.

На додаток до перепадів напруги, викликаним перехідними процесами в електромережах, вам слід враховувати енергоємність мереж (енергопотенціал). Щоб убезпечити себе, ви повинні знати енергоємність мережі, в якій ви проводите виміру, ще до їх початку.

Мережі з більш високою енергоємністю можуть доставити в місце пошкодження (короткого замикання) більше струму і енергії, ніж мережі з меншою енергоємністю. Таким чином, при виконанні вимірювань в електромережах з більш високою енергоємністю небезпека ураження електричним струмом вище, ніж в мережах з низькою енергоємністю.

Енергоємність електромережі визначається трьома показниками: робочою напругою, комплексним опором (імпедансом) мережі і характеристиками запобіжником або автоматичного переривника. Чим ближче ваша електромережу до джерела енергопостачання, тим менше її імпеданс. Іншими словами, струм короткого замикання буде вище, і потрібні додаткові запобіжні заходи.

категорії вимірювань

Міжнародна електротехнічна комісія (IEC) встановила три категорії вимірювань для систем електропостачання будівель. Чим вище порядковий номер категорії, тим на більші перепади напруги в системі електропостачання розраховане вимірювальне обладнання. Ці три категорії вимірювань позначають: Категорія II (CAT II), Категорія III (CAT III) і Категорія IV (CAT IV).

Таблиця 1. Визначення категорій вимірювань відповідно до стандартів IEC

В даному сімействі стандартів безпеки електричних контрольно-вимірювальних приладів і лабораторного обладнання також визначена категорія вимірювань I, але вона не може бути застосована до обладнання для мереж електропостачання. Вона поширюється на всі прилади, за винятком застосовуваних для контролю параметрів мереж електропостачання. У майбутніх версіях стандартів IEC 61010 таке обладнання буде розглядатися, як обладнання без категорії, а не як Категорія вимірювань I.

Малюнок 3. Ілюстрація категорій вимірювань.

Категорії вимірювань - що це значить для вас?

В існуючих стандартах IEC 61010 категорії вимірювань визначають максимальну амплітуду коливань напруги, викликаних перехідними процесами, які можуть бути присутніми в напрузі мережі електропостачання. Такі скачки напруги визначаються відповідно до таблиці 2.

Таблиця 2. Амплітуда стрибків напруги для різних категорій вимірювань

Всі виробники портативних мультиметров зобов'язані наносити на них маркування, що відповідає категорії вимірювань (CAT II, ​​CAT III або CAT IV). Таке маркування дозволяє користувачам легко визначити максимальний рівень короткочасного стрибка напруги, який даний вимірювальний прилад може безпечно витримати. На більшості портативних мультиметров ці показники нанесені поблизу вхідних клем для вимірювань напруги / струму. Деякі виробники (включаючи Keysight Technologies) наносять дві різні категорії вимірювань. Як видно з наведеної вище таблиці, CAT III для мереж електропостачання з напругою 1000 В має той же показник стійкості до стрибків напруги, що і CAT IV для мереж 600 В. Таким чином, поширеною практикою є нанесення комбінованої маркування на портативні універсальні вимірювальні пристрої, як показано нижче :

Однією тільки інформації про стійкість до короткочасних стрибків напруги недостатньо. Це всього лише одна з характеристик, яку вам слід розглянути при виборі портативного мультиметра. У цьому випадку визначення категорій вимірювань змінюються.

У наступних версіях стандартів електробезпеки обладнання все портативні мультиметри на додаток до короткочасних стрибків напруги повинні безпечно витримувати певні рівні енергетичних викидів. Дані вимоги ще не відображені в діючих стандартах IEC 61010, але деякі виробники, включаючи Keysight, вже розробляють портативні цифрові мультиметри , Які будуть відповідати цим новим вимогам.

спалах дуги

Ваш помічник і ви виконуєте ряд вимірювань параметрів мережі електропостачання будівлі в розподільному щитку. Ви тільки що закінчили вимірювання параметрів слабкострумових ланцюгів якогось допоміжного обладнання і збираєтеся виміряти напругу в електромережі для розрахунку споживаної потужності. Ваш помічник тримає мультиметр в руках і перемикає його з вимірювань струму на вимірювання напруги, але при цьому забуває перемкнути щупи в клеми для вимірювань напруги.

Коли ви торкаєтеся щупами струмоведучих частин з'єднувальних шин, відбувається коротке замикання джерела електроживлення через низькоомний резистор всередині мультиметра. Через вимірювальні дроти і прилад протікає дуже високий струм. Якщо ви працюєте в зоні дуже низького повного опору електромережі, цей струм короткого замикання може бути величиною в тисячі або навіть в десятки тисяч ампер.

Вимірювальні дроти і внутрішні ланцюга приладу не розраховані на такі високі струми. Вимірювальні дроти або прилад, перегорівши, розірвуть ланцюг. Коли це трапиться, в місці розриву виникне електрична дуга.

Якщо цей процес негайно не взяти під контроль, дуга викличе розігрів повітря і перехід його в стан плазми (яка проводить електричний струм), що призведе до протікання ще більшого струму по повітрю. Це називається спалахом дуги. В екстремальних випадках при цьому вивільняється стільки ж енергії, як при вибуху пари динамітних шашок. Жертва спалаху дуги може отримати несумісні з життям травми у вигляді опіків від сильного жара. Чи може таке статися? Безумовно!

Запобіжник для мереж з високим енергопотенціалом

Вимоги безпеки при виконанні вимірювань в умовах, що визначаються Категоріями вимірювань III і IV, досить суворі, і багато керівників наказують своїм працівникам використовувати захисний одяг (вогнестійкі жилети, ізоляційні рукавички, щитки для обличчя і ізольовані ручки інструментів) в зонах проведення подібних робіт.

Keysight рекомендує ознайомитися з діючими інструкціями з електробезпеки на місцях.

Виробники високоякісних портативних мультиметров борються з цим явищем шляхом включення до складу своїх приладів спеціальних плавких запобіжників для роботи в мережах з великим енергопотенціалом. Ці запобіжники спроектовані таким чином, щоб взяти під контроль і погасити спалах дуги до того, як вона вийде за межі приладу.

На це здатні далеко не всі плавкі запобіжники.

Багато мультиметри укомплектовані маленькими скляними вставками, які не завжди здатні взяти під контроль спалах дуги і в деяких випадках можуть і самі вибухати. деякі вимірювальні прилади взагалі не мають яких-небудь плавких запобіжників на вході ланцюгів для вимірювання сили струму, що робить їх реакцію в подібних випадках непередбачуваною.

Сучасні стандарти електробезпеки обладнання не вимагають наявності плавких запобіжників для роботи в електромережах з високим енергопотенціалом, але статистика травм вказує на необхідність застосування таких запобіжників в портативних мультиметр. Для вашої ж безпеки, вам слід наполягти на виборі портативного мультиметра з даним типом запобіжником на вході ланцюгів, призначених для вимірювань сили струму.

Таблиця 3. Характеристики запобіжником

сертифікація

Сертифікація на відповідність стандартам і вимогам безпеки вкрай важлива. Більшість електрообладнання несе на собі маркування, що засвідчує, що даний продукт відповідає вимогам відповідних стандартів і був випробуваний на відповідність цим стандартам незалежною організацією.

Відповідальні виробники, такі як Keysight, отримують сертифікати відповідності вимогам безпеки від незалежних випробувальних лабораторій таких організацій, як Канадська асоціація по стандартизації (CSA). Однак, ці органи сертифікації не «схвалюють" продукцію. Швидше, вони оцінюють відповідність продукції або систем конкретним вимогам.

Перш ніж купити мультиметр, не забудьте перевірити наявність знака якості визнаної випробувальної організації. Такий знак якості може бути використаний тільки в тому випадку, якщо продукт успішно пройшов всі перевірки на відповідність стандартам організації, які зазвичай ґрунтуються на національних або міжнародних стандартах. Як правило, ви зможете знайти таке маркування на задній частині мультиметра.

Аналогічно, щупи мультиметра теж повинні бути промарковані за результатами проходження випробувань побутової техніки на електро- логотипом незалежної організації.

Що означає маркування CE?

Маркування «CE» є абревіатурою словосполучення Відповідає Європейським Стандартам (від французької фрази «Conformité Européene»). Маркування CE не є ні знаком країни виробництва, ні знаком якості.

Це маркування означає відповідність продукту всім застосовним стандартам Європейського Союзу з безпеки і недопущення шкоди здоров'ю і навколишньому середовищу. Це обов'язковий знак відповідності для всіх продуктів, що реалізуються на території Європейського Союзу.

Виробникам дозволяється проводити сертифікацію самостійно. Вони повинні відповідати стандартам, опублікувати свою Декларацію про Відповідно і промаркувати випускається продукт «CE». Тому маркування «CE» не є гарантією проходження незалежних випробувань.

У Декларації про Відповідно виробник перераховує стандарти, які він використовував при оцінці відповідності свого вимірювального обладнання. Як мінімум у своїй Декларації про Відповідно виробник повинен вказати стандарт безпеки продукції EN 61010-1: 2001.

З метою особистої безпеки купувати портативний мультиметр, який має тільки знак CE, можна тільки в тому випадку, якщо ви впевнені в тому, що виробник заслуговує довіри, і ви ознайомилися з його Декларацією про Відповідно.

висновок

При вимірах потужності мережі електропостачання або інших джерел електроенергії вам слід серйозно потурбуватися своєю безпекою. Ніхто не повинен ставити свою особисту безпеку під загрозу ні з яких причин. Щоб відчувати себе в безпеці, рекомендуємо вибирати для вимірювань мультиметр, що дозволяє вимірювати більше номінальну напругу, ніж очікується в досліджуваній електромережі. Завжди вибирайте мультиметри з маркуванням CAT III для вимірювань параметрів елементів системи електропостачання і CAT IV для вимірювань поблизу джерела електроживлення мережі. Для захисту від спалаху дуги переконайтеся, що ви вибрали портативний цифровий мультиметр, що має запобіжник для роботи в мережах з великим енергопотенціалом на вході ланцюгів, що вимірюють силу струму.

Не забудьте перевірити наявність на корпусі мультиметра і щупів, які ви збираєтеся використовувати, маркування про проходження випробувань на відповідність в одній з незалежних організацій, таких як CSA, ETL, TÜV або VDE. Не забувайте про безпеку щупів! Пам'ятаючи про безпеку, ви будете впевнені, що висока напруга піде в ваш вимірювальний прилад, а не в вас!