Příprava bezpečných měřicích přístrojů na použití v reálném provozu

Elektřina je dravá síla. Pokud k ní nebudete mít respekt, může být nebezpečná. A může být i smrtící, pokud používáte nevhodné přístroje.

Dobře navržený multimetr vás ochrání před úrazem elektrickým proudem a výbuchem v důsledku vzniku elektrického oblouku. Bude označen kategorií měření III a certifikací třetí strany od nezávislé testovací laboratoře. Pokud není měřicí přístroj dostatečně dimenzován a certifikován, nemáte žádnou možnost zjistit, zda tento měřicí přístroj nabízí dostatečnou ochranu proti elektrickým přechodovým jevům, které mohou způsobit průrazy izolace nebo výbuch způsobený obloukem.

Proto bere společnost Fluke testování velmi vážně. Laboratoř společnosti Fluke zabývající se ověřováním shody výrobků s požadovanými parametry posouvá testovací a měřicí přístroje daleko nad rámec stanovených norem tak, aby nejen splňovaly, ale i překračovaly bezpečnostní předpisy. „Podrobujeme přístroje celé řadě nejrůznějších situací správného i nesprávného použití, přičemž vycházíme z podmínek, které jsme zjistili u našich zákazníků,“ říká Thomas Smith, Product Compliance Manager. „Jakmile víme, že přístroje v těchto podmínkách prokazují dostatečnou bezpečnostní rezervu a odolnost, máme jistotu, že poskytnou vysokou úroveň ochrany v reálném provozu.”

Než obdrží výrobek Fluke certifikaci třetí strany, je u společnosti Fluke podroben celé řadě testů z hlediska provozních vlastnostní a bezpečnosti. Je opakovaně, mnohokrát za sebou, vystaven velmi vysokým i velmi nízkým teplotám a elektrickým rázům, potápěn pod vodu, vkládán do oblaků prachu, natřásán vibracemi a otloukán o podlahu.

Tým laboratoře pro ověřování shody výrobků – zleva doprava Becky Faulk, Michael Meisner, James Lenker, Thomas Smith, John Morton, Chris Settle, Gary Allen a Shahram Pourmoghadam.

Testování z hlediska bezpečnosti a spolehlivosti

Laboratoř společnosti Fluke pro ověřování shody výrobků s požadovanými předpisy je zaplněna přístroji sahajících od stěn směrem ke středu velké a dobře osvětlené místnosti. Bezpečnostní technici – odborníci na měřicí protokoly vybavení dobrou znalostí nejrůznějších bezpečnostních norem – podrobují přístroje a nástroje společnosti Fluke zkouškám až na hranice možností. „Testujeme přinejmenším o úroveň výše, než vyžadují normy. Mimoto naše práce zabývající se častými případy nesprávného použití vyústila ve vypracování nových standardních požadavků,“ uvádí pan Smith.

Společnost Fluke hledá pomocí celé řady testů konstrukční slabiny nebo chyby, které lze následně pro konečnou verzi přístroje uváděnou na trh odstranit. Nabízí proto maximální možnou ochranu před nebezpečími, která s sebou práce na elektrických systémech přináší.

Společnost Fluke spolupracuje se všemi významnými oficiálními zkušebními laboratořemi (NRTL), například: CSA (Canadian Standards Association), UL (Underwriters Laboratories), TÜV (Technischer Überwachungs-Verein) a ETL/Intertek. Laboratoř společnosti Fluke pro ověřování shody výrobků je akreditována asociací CSA pro testování a certifikování výrobků, které pak smí opatřit její certifikační značkou. Testovací postupy jsou podrobně rozepsány a velmi přísně dodržovány. Jakmile určitý výrobek úspěšně absolvuje příslušné testy, je odeslána dokumentace ke schválení a registraci.

Laboratoř společnosti Fluke pravidelně absolvuje audity, které zaručují, že testování splňuje požadavky kladené národními a mezinárodními institucemi a normami. Každý test je přesně sestaven a kalibrován tak, aby splňoval požadavky příslušné normy.

Níže je uvedeno několik příkladů testovacích postupů uplatňovaných ve společnosti Fluke. Všechny odolné, vysoce kvalitní měřicí přístroje by měly obdobné testy absolvovat.

Rázová zkouška

Rázová zkouška simuluje přechodový jev na elektrické instalaci způsobený zásahem blesku v blízkosti nebo jiným silným elektrickým rázem v rozvodné soustavě. Na měřicí přístroj vložený do komory je přiveden napěťový impulz o amplitudě tisíců voltů a zjišťuje se, zda dojde u jeho ochrany k poškození, průrazu nebo přeskočení výboje. Ke generování vysokonapěťových přechodových jevů a poruchového proudu definovaného národními a mezinárodními normami se používá speciální testovací stroj.

Michael Meisner připravuje měřicí přístroj Fluke na rázovou zkoušku.

Multifunkční test přetížení

Měřicí přístroj by měl také odolat náhodným přetížením spojeným s různými funkcemi měřicího přístroje. Tento princip je tak důležitý, že byl začleněn do současných bezpečnostních norem. Společnost Fluke tento stav simuluje pomocí multifunkčního testu přetížení. Tento test zahrnuje zavedení napětí o vysoké energii při funkcích, které napětí neměří. Takováto situace simuluje případ, kdy obsluha omylem připojí napětí při zapnutých jiných funkcí měřicího přístroje než je funkce měření napětí. Příkladem může být situace, kdy uživatel ponechá kabely ve vstupních zdířkách pro měření proudu a pak se kabely omylem dotkne zdroje napětí: tím okamžitě vytvoří v měřicím přístroji zkrat.

Vysoce zrychlená zkouška životnosti (HALT)

Společnost Fluke se snaží zajistit dlouhou životnost svých přístrojů, a právě za tímto účelem využívá takzvanou zkoušku HALT (angl. highly accelerated lifetime testing) – vysoce zrychlenou zkoušku životnosti. Tento test spojuje vysokofrekvenční vibrace v 6 osách s přetížením přesahujícím 150 Gef (efektivní hodnota zrychlení) a extrémně rychlé kolísání teploty, s cílem zjistit odolnost proti opotřebení a poškození. Při testování odolnosti přístroje proti zvýšenému a kombinovanému zatížení umožňuje zkušební komora změnit teplotu z −100 °C na 200 °C během několika minut.

Přeprava v náročných podmínkách

Další test simuluje okolnosti při přepravě přístrojů v náročných podmínkách, například za jízdy v terénním voze používaném armádou. Technici umístí přístroj na vibrační stůl, kde je v každé ose namáhán vibracemi se zrychlením přes 3 Gef po dobu 30 minut. Jednou to nestačí. Ve společnosti Fluke jsou přístroje opakovaně testovány v několika polohách, aby byly vzaty v úvahu všechny možné podmínky.

Měřicí přístroj je při vibrační zkoušce upevněn popruhy.

Další testy

• Elektrostatický výboj (ESD) – odolnost proti statické elektřině
• Testy ochrany proti vniknutí (IP) prachu a vody – odolnost proti pronikání jak prachu, tak vody (kapající voda, vodní tříšť nebo ponoření, podle stupně krytí)
• Odolnost proti pádu z výšky – odolnost proti náhodným pádům i při těch nejnižších teplotách odpovídajících specifikaci daného výrobku
• Laboratorní test v bezodrazové komoře – odolnost proti vyzařovanému elektromagnetickému rušení bez zobrazování chybných hodnot měření a nevyzařování elektromagnetického rušení z přístroje
• Komory simulující různou teplotu / vlhkost / nadmořskou výšku – odolnost v extrémních atmosférických podmínkách

Zajištění bezpečnosti

Výpadky v průmyslu mohou způsobit zastavení výroby s následkem prostojů stovek zaměstnanců a vybavení za miliony, které přináší velké ztráty. Je velmi důležité, aby byly údržbářské týmy vybaveny přístroji, na které se mohou spolehnout – přístroji odolávajícími prachu, vodě, pádům a nárazům, ke kterým v průmyslovém prostředí často dochází. Profesionálové vyžadují od svých přístrojů a nástrojů stejnou míru přesnosti, výkonnosti a spolehlivosti při odváděné práci, jako od sebe. A přesně takto jsou testovací a měřicí přístroje společnosti Fluke vyrobeny.

Bezpečnostní normy pro život

Dokument Mezinárodní komise pro elektrotechniku (International Electrotechnical Commission) se sídlem ve Švýcarsku (IEC) 61010 stanovil kategorie měření (CAT) a jmenovitá napětí v prostředí s výskytem elektřiny. Tyto kategorie CAT vychází z fyzikálního principu průchodu vysokoenergetických přechodových jevů přes odpor soustavy elektrické instalace. Kategorie pomáhají určit, které elektrické měřicí přístroje byly navrženy tak, aby odolávaly napěťovým přechodovým jevům u určitých druhů prací.

• CAT II – Zátěže připojené k jednofázovým zásuvkám, například různé spotřebiče a přenosné přístroje
• CAT III – 3fázový rozvod včetně jednofázového komerčního osvětlení a zařízení v pevných instalacích, například rozvaděče a vícefázové motory
• CAT IV – 3 fáze na domovní přípojce, libovolné venkovní vodiče, elektroměry a vstupní přípojky

Například vyšší číslo kategorie CAT odpovídá elektrickému prostředí s vyšší dostupnou energií a vyšší energií přechodových jevů. Multimetr navržený pro kategorii CAT III je tak odolnější vůči přechodovým jevům s vyšší energií než ten, který je navržen podle standardů kategorie CAT II.

Forenzním zkoumáním bylo zjištěno, že měřicí zařízení bez kategorie měření nebo s kategorií, která neodpovídá prováděné činnosti, může někdy při nesprávném použití explodovat. Je proto naprosto zásadní zajistit, aby elektrické měřicí přístroje, které používáte, byly přezkoumány nezávislým subjektem a schváleny jako odolné proti napěťovým přechodovým jevům v souladu s bezpečnostními normami. Normotvorné instituce, jako jsou IEC a NFPA, neodpovídají za dodržování bezpečnostních norem pro měřicí přístroje, které stanovily. Všechny měřicí přístroje, které používáte, by měly nést označení dokládající, že jsou certifikovány nejméně jednou nezávislou testovací organizací.

I ti nejopatrnější z nás někdy udělají chybu. Proto by vám měřicí přístroje měly krýt záda dostatečnou ochranou při přivedení nesprávného napětí. V souladu s požadavky současných vysokoenergetických pracovišť se značnými riziky se renomovaní výrobci, jako je například společnost Fluke, neustále snaží o zdokonalování svých měřicích přístrojů tak, aby byly ještě bezpečnější a spolehlivější. Společnost Fluke dělá při konstrukci a výrobě svých měřicích přístrojů z hlediska bezpečnosti něco navíc. Díky masivní ochraně na vstupu jsou naše přístroje předurčeny vydržet.