Turvallisia mittauslaitteita todelliseen käyttöön

Sähköllä on valtava voima, joka voi olla vaarallinen, jos sitä ei kunnioiteta. Epäasianmukaisten sähkötyökalujen käyttäminen voi johtaa kuolemaan.

Hyvin rakennettu yleismittari suojaa sähköiskuilta ja valokaarilta. Tällaisella mittarilla on mittausluokan CAT III luokitus ja riippumattoman testilaboratorion antama kolmannen osapuolen sertifiointi. Jos mittarilla ei ole asianmukaista luokitusta ja sertifiointia, ei voida tietää, suojaako mittari riittävästi sähköisiltä transienteilta, jotka voivat rikkoa eristyksen ja synnyttää valokaaria.

Siksi Fluke suhtautuu tuotetestaukseen vakavasti. Vaatimustenmukaisuudesta vastaava Fluken laboratorio varmistaa, että Fluken testaus- ja mittauslaitteet ylittävät määritetyt standardit ja turvallisuusvaatimukset. ”Testaamme työkaluja erilaisissa ennakoitavissa olevissa tilanteissa ja virheellisissä käyttötilanteissa, joiden olosuhteet vastaavat asiakkaiden kokemuksia”, sanoo tuotteiden vaatimustenmukaisuudesta vastaava päällikkö Thomas Smith. ”Kun olemme varmistaneet tuotteiden riittävän turvamarginaalin ja kestävyyden, voimme olla myös varmoja siitä, että ne tarjoavat erinomaisen suojauksen myös todellisessa käytössä.”

Ennen kuin Fluke-tuote annetaan kolmannen osapuolen sertifioitavaksi, Fluke tekee sille useita suorituskyky- ja turvallisuustestejä. Se kuumennetaan, jäädytetään, upotetaan veteen ja pölyyn, tärisytetään, pudotetaan lattialle ja altistetaan toistuvasti sähköiskuille.

Tuotteiden vaatimustenmukaisuudesta vastaava työryhmä vasemmalta oikealle: Becky Faulk, Michael Meisner, James Lenker, Thomas Smith, John Morton, Chris Settle, Gary Allen ja Shahram Pourmoghadam.

Turvallisuuden ja käyttövarmuuden testaus

Suuri ja valoisa laboratoriohuone on täynnä työpisteitä aina seinistä huoneen keskelle. Siellä varmistetaan Fluke-tuotteiden vaatimustenmukaisuus. Testausprotokollien ja eri turvallisuusstandardien asiantuntijat testaavat Fluken työkaluja ja mittauslaitteita niiden rikkoutumispisteeseen saakka. ”Testeissä standardi ylitetään vähintään yhdellä tasolla. Työmme on myös johtanut uusien standardivaatimusten kehittämiseen, kun olemme käsitelleet ennakoivasti väärinkäyttötilanteita”, Smith sanoo.

Fluke etsii erilaisilla testeillä tuotteistaan suunnitteluheikkouksia ja -vikoja, jotka voidaan korjata lopputuotteessa. Näin tuote suojaa sähköjärjestelmätöiden luontaisilta vaaroilta mahdollisimman hyvin.

Fluke tekee yhteistyötä merkittävimpien kansallisesti tunnistettujen testilaboratorioiden (NRTL) kanssa. Näitä ovat esimerkiksi CSA (Canadian Standards Association), UL (Underwriters Laboratories), TÜV (Technischer Überwachungs-Verein) ja ETL/Intertek. Fluke-tuotteiden vaatimustenmukaisuuslaboratoriolla on CSA:n hyväksyntä testata ja sertifioida tuotteita omalla sertifiointimerkinnällään. Testausmenetelmät on määritetty yksityiskohtaisesti, ja niitä noudatetaan tarkasti. Kun tuote on läpäissyt asianmukaiset testit, sen asiakirjat lähetetään hyväksyttäväksi ja rekisteröitäväksi.

Fluken laboratorio tarkastetaan säännöllisesti ja varmistetaan, että se täyttää kansallisten ja kansainvälisten viranomaisten ja standardien vaatimukset. Jokainen testi määritetään ja kalibroidaan tarkasti siihen liittyvän standardin vaatimusten mukaisesti.

Alla on esimerkkejä Fluken testausmenetelmistä. Kaikille kestäville ja huippulaatuisille mittalaitteille on käytettävä samanlaista testausta.

Impulssitesti

Impulssitestissä simuloidaan sähköjärjestelmän transientti, joka voisi olla peräisin läheisestä salamaniskusta tai muusta kytkinlaitteesta johtuvasta suuresta sähköhäiriöstä. Mittari asetetaan kammioon ja siihen kohdistetaan tuhansien volttien sähköpulssi. Näin selvitetään, johtaako tämä mittarisuojauksen murtumiseen, rikkoutumiseen tai kaaripurkaukseen. Erikoistestissä luodaan suurjännitetransientti ja vikavirta kansallisten ja kansainvälisten standardien mukaisesti.

Michael Meisner valmistelee Fluke-mittaria impulssitestiin.

Kaikkien toimintojen ylikuormitustesti

Mittauslaitteen on kestettävä myös tilanteita, joissa sen eri toiminnot ylikuormittuvat tahattomasti. Tämä vaatimus on niin tärkeä, että se on kirjattu nykyisiin turvallisuusstandardeihin. Fluke simuloi tilanteen kaikkien toimintojen ylikuormitustestillä. Tässä testissä jännitteettömiin mittaustoimintoihin kohdistetaan korkea jännite. Näin testataan tilanne, jossa käyttäjä vahingossa kytkee jännitteen jännitteettömään mittaustoimintoon. Niin voi käydä, jos käyttäjä jättää johtimet virranmittausnapoihin ja kytkee sitten johdot vahingossa jännitelähteeseen. Tämä luo oikosulun mittauslaitteen kautta.

Hyvin nopeutettu käyttöikätesti (HALT)

Fluke varmistaa työkalujensa pitkän käyttöiän hyvin nopeutetuilla käyttöikätesteillä (HALT). Testissä yhdistetään korkeataajuuksinen 6-akselin tärinä yli 150 GRMS:ssä (neliöllisen keskiarvon kiihdytys) ja äärimmäisen nopeat lämpötilanvaihtelut, joilla simuloidaan käyttöiän aikaista kulumista. Kammion lämpötilaa voidaan muuttaa –100 °C:sta (–148 °F) 200 °C:een (392 °F) vain minuuteissa, millä testataan työkalun kykyä kestää suuria ja yhdistettyjä kuormituksia.

Kuljetus vaativissa olosuhteissa

Toisessa testissä simuloidaan mittarien vaativia kuljetusolosuhteita, jotka ovat tyypillisiä esimerkiksi armeijan maastoajoneuvoissa. Testausinsinöörit asettavat mittarin tärinätestauspöydälle, missä sitä ravistellaan akselikohtaisesti yli 3 GRMS:ssä vähintään 30 minuuttia. Yksi kerta ei riitä. Flukella mittarit testataan monta kertaa useassa eri asennossa, jotta kaikki mahdolliset olosuhteet huomioidaan.

Värähtelytestissä mittari kiinnitetään paikalleen.

Muut testit

• Sähköstaattinen purkaus (ESD) – staattisen sähkön kestävyys
• Kotelointiluokan (IP) pöly- ja vesitestit – tuotteen pöly- ja vesitiiviys (tippuva tai roiskuva vesi tai veteen upotus luokituksen mukaan)
• Pudotustesti – tahattoman putoamisen kestävyys jopa tuotteen matalimmassa nimelliskäyttölämpötilassa
• Radiokaiuton laboratoriotesti – tuotteen kestävyys säteileviä sähkömagneettisia häiriöitä vastaan niin, ettei tuote anna virhelukemia tai lähetä häiritsevää säteilyä
• Lämpötila-/kosteus-/korkeuskammiotestit – ympäristön äärimmäisten ilmaolosuhteiden kestävyys

Käyttöturvallisuuden varmistaminen

Teollisuuden toimintakatkokset voivat seisauttaa satojen työntekijöiden työt, pysäyttää miljoonien arvoiset laitteet sekä keskeyttää tuotannon ja tuoton. Huoltotiimeillä on oltava käytössään luotettavia työkaluja, jotka kestävät teollisuusympäristöissä tyypilliset tekijät, esimerkiksi pölyn, veden, putoamiset ja iskut. Ammattilaiset edellyttävät työkaluiltaan samaa tarkkuutta, suorituskykyä ja luotettavuutta kuin mitä he vaativat itseltään. Fluken testaus- ja mittauslaitteet on suunniteltu ja rakennettu tällaisiksi.

Tärkeät turvallisuusstandardit

Sveitsissä toimivan kansainvälisen sähköteknisen standardoimisjärjestön (International Electrotechnical Commission, IEC) standardissa 61010 on määritetty sähköympäristöjen mittausluokat (CAT) ja jänniteluokitukset. CAT-luokitukset perustuvat siihen, kuinka suuren energian transientit kulkevat sähköjärjestelmien verkkovastuksen läpi. Luokituksilla voidaan määrittää, mitkä sähköiset mittauslaitteet on suunniteltu kestämään tietyn työtyypin jännitetransientit.

• CAT II – yksivaiheiset pistotulppakytketyt kuormat, kuten sähkölaitteet ja kannettavat työkalut
• CAT III – kolmivaiheiset jakelujärjestelmät, mukaan lukien yksivaiheiset kaupalliset valaistuslaitteet ja kiinteästi asennetut laitteet, esimerkiksi kytkinlaitteet ja monivaihemoottorit
• CAT IV – kolmivaiheinen sähkönjakeluverkon liitäntä, ulkojohtimet, sähkömittarit ja päätaulut

Suurempi CAT-numero viittaa esimerkiksi sähköympäristöön, jossa on enemmän tehoa ja suuremman energian transientit. Siten CAT III -standardin mukaan suunniteltu yleismittari kestää suurempia energiatransientteja kuin CAT II -standardien mukainen mittari.

Rikosteknisissä tutkimuksissa on huomattu, että jos käytetään riittämättömiä mittauslaitteita, joilla ei ole mittausluokitusta tai tehtävää vastaavaa luokitusta, ne voivat mahdollisesti räjähtää, jos niitä ei käytetä asianmukaisesti. Siksi on erittäin tärkeää varmistaa, että riippumaton toimija on arvioinut sähkömittauslaitteet, vahvistanut niiden kestävän jännitetransientteja ja sertifioinut ne turvallisuusstandardien mukaisesti. IEC:n ja NFPA:n kaltaiset standardisointilaitokset eivät ole vastuussa mittauslaitteen turvallisuusstandardien noudattamisesta. Jokaisella käyttämälläsi mittauslaitteella on oltava merkintä vähintään yhden riippumattoman testauslaitoksen sertifioinnista.

Jopa huolellisimmat henkilöt tekevät joskus virheitä. Siksi mittauslaitteillasi on oltava riittävä turvamarginaali myös niissä tilanteissa, joissa se altistuu vääränlaiselle jännitteelle. Fluken kaltaisten laatuvalmistajien on parannettava mittauslaitteitaan aina turvallisemmiksi ja luotettavammiksi, jotta ne vastaisivat nykypäivän työpaikkojen suurjännitejärjestelmien ja suurten vaaratekijöiden asettamia vaatimuksia. Fluke menee astetta pidemmälle turvallisten tuotteiden suunnittelussa ja rakentamisessa. Mittauslaitteemme vankka tulosuojaus takaa niiden kestävyyden.