Měření elektrických spotřebičů při revizích (2)

Měření elektrických spotřebičů při revizích (2)

Ing. Leoš Koupý, Illko s. r. o.

2. Ověřování spojitosti ochranného obvodu

Spojitost ochranného obvodu lze ověřovat pouze u spotřebičů, které ochranný obvod obsahují, tedy spotřebičů třídy ochrany I. Kontrola ochranného obvodu zmíněných přístrojů je nejdůležitějším měřením. Uvedené měření je třeba vždy vykonávat jako první. Je-li jeho výsledek nevyhovující, nemělo by se v dalších měřeních pokračovat, dokud není závada v obvodu PE (obvod samostatného ochranného vodiče) odstraněna.

2.1 Měření odporu ochranného vodiče
Měří se u elektrického ručního nářadí a ostatních spotřebičů spadajících do kategorií podle ČSN 33 1600 a ČSN 33 1610.

2.1.1 Schéma a popis zapojení
Na obr. 4 je schéma zapojení při měření odporu ochranného vodiče (měření přechodového odporu) elektrických spotřebičů. Je z něj zřejmé, že zdroj měřicího proudu se zapojí mezi vodivou část spotřebiče přístupnou dotyku a přípojné místo obvodu PE k elektrické instalaci. Měřicí přístroj vyhodnocuje měřený odpor.

Požadované parametry měřicího zdroje:

• jmenovitý proud (proud tekoucí obvodem při měření): I = 0,2 až 10 A (DC nebo AC).
• napětí zdroje naprázdno: U = 4 až 24 V.

Parametry měřicího zdroje jsou stanoveny v souladu s ČSN EN 61557-4 a jsou shodné s požadavky norem pro revize elektrických instalací. Pro toto měření tedy lze použít i jakýkoliv přístroj určený k měření při revizích elektrických instalací.

2.1.2 Vyhodnocení naměřených hodnot
Maximální povolené hodnoty odporu ochranného vodiče se podle norem pro ruční nářadí a pro ostatní spotřebiče liší:

• ČSN 33 1600: R_PE Ł 0,2 W pájecího přívodu do 3 m,
  – R_PE + 0,1 W se připočítává na každé další 3 m délky přívodu;
• ČSN 33 1610: R_PE Ł 0,3 W při délce napájecího přívodu do 5 m,
  – R_PE + 0,1 W se připočítává na každých dalších 7,5 m délky přívodu.

2.2 Měření úbytku napětí na ochranném vodiči pracovních strojů
Měření se provádí u spotřebičů spadajících do kategorie strojů podle ČSN EN 60204-1.

2.2.1 Schéma a popis zapojení
Na obr. 5 je schéma zapojení pro ověřování spojitosti ochranného vodiče u elektrického zařízení strojů. Na rozdíl od ostatních spotřebičů se u strojů neměří odpor ochranného obvodu, ale úbytek napětí na tomto odporu. Zdroj měřicího proudu se zapojí mezi vodivou část spotřebiče přístupnou dotyku a přípojné místo PE k elektrické instalaci. Měřicí přístroj vyhodnocuje napětí na odporu ochranného obvodu. Aby byly zajištěny srovnatelné výsledky měření, je třeba měřit zdrojem konstantního proudu 10 A nebo měřit i skutečný proud protékající obvodem a naměřené napětí přepočítat.

Požadované parametry měřicího zdroje:

• jmenovitý proud (proud tekoucí obvodem při měření): I 10 A/50 nebo 60 Hz ze zdroje PELV,
• napětí zdroje U norma nespecifikuje.

2.2.2 Vyhodnocení naměřených hodnot
K vyhodnocení naměřených výsledků je určena tabulka maximálních povolených hodnot úbytku napětí pro různé průřezy ochranného vodiče, která je uvedena v kap. 19 ČSN EN 60204-1.

Tab. 2 platí pro měřicí proud 10 A. Pokud tedy měřicí přístroj přepočet nedělá a neprodukuje konstantní proud 10 A, nebo je použito náhradní zapojení zdroje a voltmetru, je nutné měřit nejen úbytek napětí, ale i měřicí proud a poté provést přepočet:

U_{10 A} = 10 U/I

kde U je naměřený úbytek napětí při měřicím proudu I.

Pozn.: Měřicí přístroje určené k revizím elektrického zařízení strojů již hodnoty přepočítají automaticky; zobrazený výsledek je vztažen k proudu 10 A.

2.3 Ověřování spojitosti ochranného obvodu v praxi
Pro ověření spojitosti ochranného obvodu lze spotřebiče rozdělit podle způsobu připojení k napájecímu zdroji (elektrické síti) na spotřebiče:

• s pohyblivým přívodem zakončeným jednofázovou vidlicí,
• s pohyblivým přívodem zakončeným trojfázovou vidlicí,
• pevně připojené.

Vodivé části spotřebiče třídy I přístupné dotyku lze podle způsobu konstrukce jejich ochrany rozdělit na části:

• spojené s ochranným vodičem,
• nespojené s ochranným vodičem, oddělené od živých částí zesílenou nebo dvojitou izolací,
• průchozí ochranný vodič.

Následující pracovní postupy pro ověření spojitosti ochranného obvodu je možné využít pro běžné spotřebiče i pro stroje; u těch je ovšem nutné vykonat měření proudem minimálně 10 A AC.

2.3.1 Spotřebiče s pohyblivým přívodem zakončeným jednofázovou vidlicí
Na obr. 6 je příklad měření spotřebiče třídy I, v tomto případě automatické pračky. Vidlice napájecího přívodu se zastrčí do měřicí zásuvky přístroje, hrotem měřicí šňůry se obsluha dotkne vodivé, dotyku přístupné části (krytu) spotřebiče a změří odpor.

Je-li kryt spotřebiče celistvý, měří se v nejvzdálenějším místě od vývodu napájecího přívodu ze spotřebiče. Jestliže je kryt spotřebiče smontován z několika částí, je nutné změřit odpor ze všech těchto částí a pro vyhodnocení měření vzít v úvahu nejvyšší z naměřených hodnot. Během měření je zapotřebí zkusit pohybovat napájecím síťovým přívodem spotřebiče především v místě jeho vývodu ze spotřebiče a v místě připojení síťové vidlice a sledovat, zda se měřená hodnota odporu nemění. Jestliže se mění, je spojitost ochranného vodiče narušena a nespolehlivá, a je tedy třeba síťový přívod vyměnit.

Objeví-li se během měření vodivý díl nespojený s vodičem PE, je třeba zkoumat, zda se jedná o závadu (např. díly špatně sešroubované přes lakovací barvu), nebo o konstrukční vlastnost dílu (vruty spojující plastové díly, ozdobná kovová lišta na plastovém dílu apod.). Jde-li o závadu, je třeba ji před dalším měřením odstranit, jde-li o konstrukční vlastnost, měří se na těchto dílech dotykový proud postupem uvedeným v dalších kapitolách.

A. Spotřebiče s odnímatelným napájecím přívodem
U některých spotřebičů není napájecí přívod pevně připojen, ale je odnímatelný (některé typy vařičů, počítače a jejich příslušenství apod.), popř. je spotřebič napájen s využitím prodlužovacího přívodu. Normy ČSN 33 1600 a ČSN 33 1610 v těchto případech požadují ověřovat spojitost ochranného obvodu včetně tohoto odnímatelného či prodlužovacího přívodu. To platí tehdy, je-li spotřebič přes konkrétní odnímatelný nebo prodlužovací přívod trvale provozován a ten je považován za součást spotřebiče.

Odnímatelné a prodlužovací přívody, které mohou náhodně sloužit pro napájení různých spotřebičů, je třeba evidovat jako samostatný spotřebič.

B. Spotřebiče s průchozím ochranným vodičem
Mezi tato zařízení patří především prodlužovací přívody, odnímatelné napájecí přívody, rozdvojky, ale i některé spotřebiče, např. záložní zdroje k počítačům – UPS. U těchto spotřebičů je vodič PE průchozí, neboť mají výstupní zásuvku pro napájení dalšího spotřebiče. Kolík PE této výstupní zásuvky je vodivá část přístupná dotyku. Navíc musí sloužit pro propojení ochranného vodiče k uzemnění dalšího spotřebiče k němu připojeného. Proto je třeba ověřit spojitost tohoto kolíku ochranného vodiče se svorkou PE vidlice napájecího přívodu spotřebiče. Co se týče prodlužovacích šňůr s několikanásobnou zásuvkou, je zapotřebí vyzkoušet spojitost ochranného vodiče u kolíků všech zásuvek.

C. Spotřebiče třídy I bez dotyku přístupných vodivých částí
Občas se lze setkat se spotřebičem, jehož napájecí přívod je opatřen ochranným vodičem, ale na jeho krytu není možné nalézt vodivou část přístupnou dotyku, na které lze změřit odpor ochranného vodiče. Příkladem takového spotřebiče mohou být např. některé monitory.

Ať už se jedná o spotřebič třídy I nebo II (pozná se z jeho typového štítku), odpor ochranného vodiče se neověřuje. V revizní zprávě je třeba tuto skutečnost uvést.

Rozhodně není vhodné „šťourat„ uvnitř spotřebiče dlouhým drátem či hrotem nebo spotřebič rozmontovávat, aby bylo možné dosáhnout na vodivé části spojené s vodičem PE. Tímto postupem totiž lze spotřebič poškodit.

2.3.2 Spotřebiče s pohyblivým přívodem zakončeným trojfázovou vidlicí
Na obr. 7 je ukázán příklad měření trojfázového spotřebiče, stroje – stavební míchačky. V tomto případě je třeba měřit proudem 10 A AC a vyhodnocovat úbytek napětí na ochranném obvodu.

Měřicí šňůra s krokosvorkou se připojí na kolík PE ochranného vodiče ve vidlici síťového přívodu. Hrotem druhé měřicí šňůry se obsluha měřicího přístroje dotkne vodivé části přístupné dotyku (krytu) spotřebiče a změří úbytek napětí nebo odpor, jestliže nejde o stroj.

I v tomto případě je třeba měřit zvlášť všechny části přístupné dotyku a zkusit pohybovat napájecím přívodem.

2.3.3 Pevně připojené spotřebiče
Pevně připojené spotřebiče lze ve smyslu definice normy ČSN 33 1610 považovat za připevněné spotřebiče. Jako takové je smí revidovat pouze revizní technik s patřičným oprávněním.

Na obr. 8 je uveden příklad měření pevně připojeného spotřebiče, elektrických akumulačních kamen. Měřicí šňůra s krokosvorkou se připojí na přípoj PE ochranného vodiče do místa připojení spotřebiče k elektrické instalaci, např. do svorkovnice napájení. Připojení je vhodné udělat tak, aby výsledný odpor obvodu PE spotřebiče zahrnoval i přechodový odpor spoje mezi PE spotřebiče a svorkovnicí. Znamená to, že se krokosvorka připojí např. k hlavě šroubu, kterým je ve svorkovnici přitažen vodič PE spotřebiče, nebo ještě lépe – obsahuje-li svorkovnice více vzájemně propojených kontaktů pro připojení vodiče PE, připojí se krokosvorka na jiný kontakt, než je ten, ke kterému je připevněn vodič PE kontrolovaného spotřebiče. Hrotem druhé měřicí šňůry je zapotřebí se dotknout vodivé části přístupné dotyku (krytu) spotřebiče a změřit odpor obvodu PE spotřebiče nebo úbytek napětí proudem 10 A DC u stroje.

Není-li svorka připojení PE spotřebiče k instalaci přístupná, je možné připojit jeden pól měřicího napětí na kolík PE nejbližší zásuvky elektrické instalace a předepsaným proudem měřit odpor mezi ním a částmi spotřebiče přístupnými dotyku. Tato zásuvka musí být součástí obvodu, ke kterému je připojen měřený spotřebič. K měřenému odporu obvodu PE spotřebiče se ve zmíněném případě připočítá i část odporu obvodu PE instalace.

I v těchto situacích je třeba měřit všechny části přístupné dotyku zvlášť a zkusit pohybovat napájecím přívodem spotřebiče (je-li přístupný).

Pozn.: Norma ČSN 33 1610 požaduje, aby do odporu ochranného vodiče pevně připojeného spotřebiče byl zahrnut i odpor obvodu PE instalace, k níž je spotřebič připojen. V příloze normy je uvedeno doporučené schéma měření, podle kterého se jeden pól měřicího napětí připojí na kolík PE nejbližší zásuvky elektrické instalace a měří se odpor mezi ním a částmi spotřebiče přístupnými dotyku. Zmíněné ustanovení může při měření v praxi způsobit značné potíže. Aby byl odpor obvodu PE instalace zahrnut do odporu obvodu PE spotřebiče, bylo by nutné měřit do bodu uzemnění PE obvodu instalace. To lze v praxi většinou uskutečnit pouze měřičem impedance smyčky. Bude-li se měřit podle schématu zapojení uvedeného v normě, tzn. k PE kolíku nejbližší zásuvky, zahrne se do měřeného odporu pouze nedefinovaná část PE obvodu instalace. Navíc může nastat problém, že oba přípoje PE (tzn. přípoje spotřebiče ve svorkovnici a kolíku PE v zásuvce) jsou spojeny dlouhými přívody s takovou impedancí (odporem), která normě pro revize spotřebičů již nevyhovuje. Potom vyvstává otázka, jak tento případ vyhodnotit. Nevyhovující odpor ochranného obvodu spotřebiče totiž není způsoben závadou na jeho PE, ale impedancí ochranného obvodu instalace, k níž je připojen. Jednou z možností je posoudit ochranu před úrazem elektrickým proudem u daného spotřebiče komplexně, tzn. vzít v úvahu způsob provedení ochrany u dané instalace, předřazeného jištění apod. a celý obvod PE posoudit podle norem pro revize instalací. Druhou možností je nesměšovat revize spotřebičů a instalací a revidovat spotřebič pouze po jeho přípojné místo k instalaci, o které se předpokládá, že je také v pořádku, neboť by měla být pravidelně revidována podle norem pro revize instalací.

2.4 Shrnutí
Ověření spojitosti ochranného obvodu je nejdůležitějším měřením u spotřebičů třídy I. Proto by se mu měla věnovat zvýšená pozornost. Při revizi se uskutečňuje jako první. Při jeho nevyhovujícím výsledku, dokud není závada odstraněna, není možné z bezpečnostních důvodů v měření pokračovat.

Nejdříve je třeba rozhodnout, zda spotřebič patří mezi stroje nebo ostatní spotřebiče. Podle toho je nutné zvolit vhodný měřicí proud.

Pozn.: V případě pochybností o zařazení spotřebiče jistě nebude na závadu vykonat měření oběma proudy; nejdřív proudem 200 mA a poté proudem 10 A. Výhodou tohoto postupu měření je, že velký proud může místo s nejistým kontaktem v obvodu PE přerušit, což malým proudem zjistit nelze. Naopak malým proudem se odhalí vysoký přechodový odpor vadného místa v ochranném obvodu, které by vysoký proud tzv. svařil, a proto by byl nespolehlivě vylepšený ochranný obvod vyhodnocen jako vyhovující.

Výsledky lze vyhodnotit podle obou již uvedených norem.

Měřit je třeba v místě nejvzdálenějším od vývodu napájecího přívodu ze spotřebiče nebo na více místech jeho povrchu, zvláště jestliže se kryt spotřebiče skládá z několika částí. Je zapotřebí také důkladně prověřit všechny vodivé části přístupné dotyku a izolovaně oddělené od ostatních vodivých částí (např. kolík průchozího vodiče PE). Není-li vodivý díl spojen s vodičem PE, je nutné rozhodnout, zda jde o závadu nebo o konstrukční vlastnost. Podle toho je možné stanovit další postup (oprava spojení nebo měření dotykového proudu).

Během měření by se mělo zkusit pohybovat napájecím přívodem a sledovat, zda se údaj na displeji měřicího přístroje nemění.

(pokračování)