Kritéria výběru měřicího přístroje pro elektrorevize

Soustava elektrotechnických norem v mnoha případech ukládá ověřit bezpečnost el. zařízení měřením jejich parametrů. K tomu je nutno použít vhodné měřicí přístroje. Od měřicího přístroje se očekává, že bude mít takové vlastnosti, které umožní ověřit bezpečnost el. zařízení alespoň v rozsahu požadovaném příslušnými normami a samozřejmě by měl být cenově přijatelný.

Jaké otázky bychom si tedy měli před nákupem měřicího přístroje zodpovědět, aby co nejlépe splňoval jak naše potřeby, tak i požadavky norem, a aby náklady na jeho pořízení a provoz odpovídaly jeho užitné hodnotě?

Kritéria výběru měřicího přístroje lze rozdělit do několika skupin.

I. Výběr podle potřeb
Nejdříve je třeba si ujasnit, jaký přístroj potřebujeme a musíme si tedy zodpovědět následující otázky:

• 1. Jaké veličiny by měl přístroj měřit?
• 2. Revize čeho a v jakých podmínkách budeme provádět?
• 3. Potřebujeme pouze doplnit současné vybavení nebo potřebujeme kompletně vybavit?

Odpověď na prvou otázku si ujasníme podle požadavků příslušných norem. V ČSN najdeme, co máme na revidovaném el. zařízení změřit. Např. jiné požadavky jsou normou kladeny na revizi el. instalací dle ČSN 33 2000 6., jiné zase na revizi spotřebičů nebo strojních zařízení podle ČSN EN 60204-1. V mnoha případech se sice požadavky na měření překrývají (např. izolační či přechodový odpor u instalací a spotřebičů), ale mnohdy jsou speciální (měření úbytku napětí na ochr. obvodu u strojů) a vyžadují pro provedení revize speciální měřicí přístroj. Požadavky norem na měření je třeba si prostudovat především při úvahách o koupi univerzálního přístroje. Jen málokterý univerzální přístroj je opravdu univerzální a umí změřit vše, co příslušné normy požadují. Na druhou stranu se ovšem může stát, že v praxi některá měření provádíme jen ojediněle nebo vůbec ne.

Proto je třeba předem uvážit, jaké revize jakých zařízení a v jakých podmínkách budeme provádět. Například při revizích domovních instalací budou požadavky na měřicí přístroj jistě menší, než při revizích v průmyslových objektech, kde se mohou v síti vyskytovat nejrůznější rušivé vlivy, impedance ochranné smyčky mohou být velmi malé, neboť objekt má například vlastní trafostanici apod. Jiným příkladem mohou být třeba revize el. zařízení strojů. Při výchozích revizích je nutno provést měření speciálním přístrojem pro stroje, periodickou revizi lze naopak za určitých okolností vykonat i pomocí měřiče impedance smyčky.

Se třetí otázkou souvisí rozhodnutí, zda volit přístroje jednoúčelové nebo univerzální. Potřebujeme-li se kompletně vybavit měřicím zařízením, je finančně jednoznačně výhodnější pořídit univerzální přístroj. Přesto i tato varianta má své nevýhody a mnozí revizní technici dávají přednost jednoúčelovým přístrojům. Jaké jsou výhody a nevýhody univerzálních přístrojů?

Výhody:

• vše je pohromadě, nemusíme s sebou na revize nosit tašku s mnoha přístroji
• ulehčení zpracování výsledků na počítači
• finanční úspora (pořízení jednoúčelových přístrojů v takovém rozsahu, v jakém dokáže měřit univerzální přístroj, je finančně značně náročnější)

Nevýhody:

• dražší přístroj = větší škoda při ztrátě nebo poškození
• při odeslání přístroje na kalibraci či opravu nemůžeme žádné revize provádět, při případné ztrátě se musíme znovu kompletně vybavit
• přístroj bývá větší a těžší než jednoúčelový a musíme jej s sebou nosit, i když nepotřebujeme využívat všech jeho funkcí

II. Výběr podle ceny
Cenové kritérium bývá často při nákupu rozhodující, ale u tohoto sortimentu, který není běžným spotřebním zbožím, je třeba pečlivě zvážit, jestli levnější přístroje budou pro naše účely stačit, zda vyhovují normám, jak je zajištěný a co stojí servis, kalibrace apod. Nízká cena by neměla být rozhodujícím kritériem.

Naopak drahé přístroje mohou být drahé ne pro svou vyšší užitnou hodnotu, ale často se platí tzv. značka nebo spousta funkcí, které v praxi nevyužijete.

Je třeba důrazně varovat před nákupem podezřele levných přístrojů bez průvodní dokumentace například z bazaru. Kupujeme-li starší, již používaný přístroj, je třeba k němu vyžadovat alespoň platný kalibrační list s co nejčerstvějším datem kalibrace, a pokud možno i návod k obsluze s technickými parametry výrobku.

III. Výběr podle technických parametrů
Aby přístroj splňoval nejen naše požadavky, ale i požadavky ČSN, je třeba prostudovat jeho technické parametry. Výběr přístroje podle jeho technických parametrů je daleko důležitější, než výběr podle jeho ceny, neboť nebude-li přístroj splňovat naše požadavky na měření a zároveň požadavky ČSN kladené na revizní přístroje, může se zdánlivá úspora při nákupu levného přístroje obrátit ve ztrátu. Nespoléhejme se proto na ujištění prodejce, že přístroj lze pro revize použít a posuďme jeho technické parametry sami.

1. Jakým normám by měl přístroj pro revize el. zařízení odpovídat?
Je zřejmé, že přístroj pro provádění revizí musí splňovat podmínky příslušných ČSN, a to jednak obecných norem, podle kterých musí být konstruován, a jednak musí umožnit měření parametrů revidovaného el. zařízení takovým způsobem a v takové kvalitě, jak to požadují příslušné normy pro revizi měřeného zařízení.

Aby mohl být měřicí přístroj uveden na trh v České republice, nesmí především jeho provoz ohrozit bezpečnost obsluhy nebo jiných osob. Toto by měla zajistit jeho shoda s bezpečnostními normami, především s ČSN EN 61010-1 (bezpečnostní požadavky na elektrická měřicí, řídící a laboratorní zařízení) nebo s jejími evropskými ekvivalenty.

Dále by měl přístroj splňovat požadavky na elektromagnetickou kompatibilitu (EMC), tzn. odolnost přístroje vůči vnějším elektromagnetickým rušivým vlivům a naopak rušení, které přístroj sám produkuje, musí být v tolerancích daných příslušnými normami.

Soulad parametrů přístroje s obecnými normami by měl zajistit výrobce nebo u dovážených výrobků posoudit dovozce a tuto shodu deklarovat vydáním prohlášení o shodě. Pokud výrobce či dovozce neuvede seznam příslušných norem v průvodní dokumentaci k přístroji, například v návodu k použití, není na škodu vyžadovat při nákupu přístroje od prodejce prohlášení o shodě se seznamem norem, podle kterých byla shoda posuzována.

Z hlediska použití přístroje pro elektrorevize je ovšem důležité, aby přístroj splňoval požadavky příslušné normy pro provádění revizí daného el. zařízení. Pro některá, při elektrorevizích prováděná měření, nám parametry měřicího přístroje předepisují normy ČSN EN 61557 (zařízení ke zkoušení, měření nebo sledování prostředků ochrany). Jde o řadu norem upravujících požadavky na konstrukci, přesnost, dokumentaci a zkoušení měř. přístrojů pro revize:

• 1. všeobecné požadavky
• 2. izolační odpory
• 3. impedance smyčky
• 4. odpor uzemnění, ochranného spojení a vyrovnání potenciálu (přechodové odpory)
• 5. zemní odpor
• 6. proudové chrániče v sítích TT a TN
• 7. sled fází
• 8. monitorování izolačního odporu v izolovaných sítích (hlídače izolace)
• 9. zařízení k lokalizování místa poruchy izolace v IT sítích

Uvede-li tedy výrobce například u měřiče impedance smyčky v technických parametrech, že odpovídá normě ČSN EN 61557 část 3, můžeme jej, samozřejmě pouze v deklarovaných pracovních podmínkách, při revizi použít.

Pokud přístroj měří veličiny, jejichž měření normy ČSN EN 61557 neupravují, je třeba hledat požadované parametry přístroje v normě, která toto měření vyžaduje (např. měření unikajících proudů dle ČSN 33 1610).

2. Jak se orientovat v technických podmínkách?
Součástí průvodní dokumentace přístroje musí být jeho technické parametry, které jsou obvykle uvedeny v návodu k použití a na základě kterých se můžeme rozhodnout, zda přístroj bude vyhovovat našim požadavkům. Vysvětleme si tedy alespoň základní pojmy, se kterými se v technických podmínkách můžeme setkat.

• Kategorie přepětí
  Kategorie přepětí udává, jaké impulsní přepětí musí přístroj vydržet. U revizních přístrojů určených pro měření v sítích 230V/400V to musí být minimálně CA T II nebo CA T III, tj. impulsní přepětí 2500V nebo 4000V.
• Stupeň znečištění
  Stupeň znečištění udává, s jakým znečištěním izolací počítali konstruktéři přístroje, aby byl zajištěn jeho bezchybný a bezpečnost neohrožující provoz.

Stupeň znečištění 1 znamená, že přístroj lze provozovat pouze tehdy, pokud případné znečištění izolací přístroje nezhorší jejich izolační vlastnosti. Je-li uváděn stupeň znečištění 2, znamená to, že přístroj je konstruován tak, že je počítáno s běžným znečištěním izolace neovlivňujícím izolační odpor, nebo jeho snížením při kondenzaci vodní páry.

Revizní přístroje musí být konstruovány se stupněm znečištění 2.

• Krytí
  Stupeň krytí udává, jak kryt přístroje zajišt'uje ochranu proti vniknutí cizích předmětů a vody dovnitř. Stupeň krytí vyjadřují písmena IP a dvojčíslí, kde první číslo udává ochranu před vniknutím cizích těles a druhé ochranu před vniknutím vody. Pro revizní přístroje je minimální požadované krytí alespoň IP20.
• Základní chyba měření
  Udává, s jakou přesností měří přístroj při tzv. referenčních podmínkách. Tento údaj je důležitý pro kalibraci přístroje.
• Referenční podmínky
  Jde o souhrn vnějších podmínek (teplota, relativní vlhkost vzduchu, napájecí napětí apod.), při kterých přístroj měří v toleranci dané tzv. základní chybou měření. Kalibrační středisko při těchto referenčních podmínkách zjišťuje, zda přístroj dosahuje přesnosti definované základní chybou měření.
• Pracovní podmínky
  Jde o souhrn vnějších podmínek (teplota, relativní vlhkost vzduchu, napájecí napětí apod.), při kterých lze přístroj provozovat. V těchto pracovních podmínkách přístroj dosahuje přesnosti udané tzv. pracovní chybou měření a jde tedy o údaj důležitý pro uživatele.
• Pracovní chyba měření
  Udává, s jakou přesností měří přístroj při tzv. pracovních podmínkách. Pracovní chybu stanoví výrobce tak, že základní chybu zvětší o souhrn nepříznivých účinků vnějších podmínek na přesnost měření. Pracovní chyba tedy nemůže být menší, než základní chyba měření. Provádíme-li revizi, musíme při vyhodnocení měření vždy počítat s údajem zhoršeným pracovní chybou měření.
• Měřicí rozsah
  Je to rozsah měření, ve kterém je přístroj schopen zobrazit měřenou veličinu. Neznamená to ovšem, že v celém tomto rozsahu můžeme s přístrojem provádět měření při revizích.
• Jmenovitý rozsah
  Tento údaj je při výběru přístroje jeden z nejdůležitějších, neboť udává, v jakém rozsahu lze přístrojem měřit, aby měření splnilo požadavky příslušných ČSN především z hlediska maximální povolené pracovní chyby měření. V praxi to znamená, že přístroj, který je vyhovující pro měření v určitých podmínkách, nemusí při jiných revizích stačit.

Uveďme si příklad. Provádíme revizi rodinného domu s měřičem impedance, který má jmenovitý rozsah 0,30n - 19,99n. Naměřené hodnoty se pohybují od 0,40n do 1,10n a lze je tedy i po přičtení příslušné pracovní chyby měření považovat za vyhovující. Jdeme-li ovšem stejným měřicím přístrojem provádět revizi do továrny s vlastní trafostanicí a naměříme hodnoty menší než 0,30n, neprovedli jsme měření dostatečně přesně (s pracovní chybou měření povolenou normou ČSN EN 61557 - 3) a lze je považovat pouze za orientační měření. Pro revizi v těchto podmínkách tedy musíme použít přesnější měřicí přístroj.

Pokud některé z výše uvedených údajů v technických podmínkách chybí, je třeba si je od výrobce nebo dovozce přístroje vyžádat. Není-li v nich uvedena základní chyba a referenční podmínky, mohou nastat problémy při kalibraci přístroje. Chybí-li pracovní chyba, nelze s ním prakticky měření provést, neboť nevíme, s jakou chybou máme při vyhodnocení měření počítat.

Není-li v technických podmínkách uveden jmenovitý rozsah měření, lze jej vypočítat z udané pracovní chyby, pokud známe požadavky příslušné normy na maximální relativní pracovní chybu měření. Pro veličiny, jejichž měření upravují normy řady ČSN EN 61557, je maximální povolená pracovní relativní chyba měření 30%. Známe-li tedy pracovní chybu přístroje, vypočteme spodní hranici jmenovitého rozsahu ze vzorce:

Δjm = 100 x ρMR / (ρprac - ρMH)

kde:
Δjm je hledaná spodní hranice jmenovitého rozsahu,
ρMR je pracovní chyba z měřicího rozsahu,
ρprac je maximální, příslušnou normou povolená pracovní chyba měření
ρMH je pracovní chyba z měřené hodnoty.

Máme-li tedy například v technických podmínkách měřiče impedance s měřicím rozsahem 0,00-19,99Ω uvedenu pracovní chybu měření ±(2% z MH + 5 D), vypočteme spodní hranici jmenovitého rozsahu Δjm= 100x0,05/(30%-2%) = 0,18Ω. Jmenovitý rozsah přístroje tedy je 0,18-19,99Ω.

3. Mechanické provedení a konstrukce přístroje
Při posuzování technických parametrů se zaměřme také na mechanické provedení a praktičnost konstrukce přístroje.

Je třeba zvážit konstrukční provedení přístroje z hlediska jeho odolnosti proti nešetrnému zacházení. I když přístroj na první pohled nevypadá robustně, jsou moderní plasty natolik houževnaté, že mechanické poškození krytu nárazem nebo pádem je spíše výjimečné. Zranitelné, a při ulomení obvykle neopravitelné, jsou různé držáky hrotů, závěsných popruhů nebo panty otevíratelných krytů apod. Na nárazy jsou poměrně choulostivé analogové (ručkové) přístroje.

Hlavní pozornost je pak třeba při posuzování vnějšího vzhledu věnovat praktičnosti provedení přístroje a zvážit, co nám může při jeho používání vadit. Představme si (nebo i vyzkoušejme), jak přístrojem v praxi měříme. Budeme přístroj provozovat zavěšený na krku, budeme jej při měření držet v ruce nebo bude při měření někde položený? Jak je při měření vidět na displej? Je dostatečně čitelný i v přítmí? Máme při měření volné ruce na držení hrotů? Jak je to se spouštěním měření, nechybí nám tzv. "třetí ruka"? Dostaneme se s hroty i do méně přístupných míst?

Jak se přístroj drží v ruce, nemá snahu vyklouznout?

Jaká je váha přístroje a jeho rozměry (při držení v ruce nebo zavěšení na krk). Vysoká váha přístroje při celodenním nošení na krku je jednou z revizními techniky nejčastěji udávaných "vad" přístrojů.

IV. Spolehlivost provozu
Spolehlivost provozu je další kritériem, které je při výběru přístroje velmi důležité. Vždyť měřící přístroj je často naším pracovním prostředkem, a je tedy v našem zájmu, aby spolehlivě sloužil a nebyl často v opravě.

1. Poruchovost přístroje
Jak je to s poruchovostí přístroje nejlépe zjistíme dotazy u kolegů vlastnících vybraný přístroj, případně u servisní organizace, pokud není zároveň prodejcem přístrojů. Je vhodné si u několika uživatelů zjistit jejich zkušenosti s provozem vybraného přístroje, jaké mají zkušenosti s přístupem prodejce nebo výrobce k řešení technických problémů apod. Spokojenost uživatelů vytipovaného přístroje je jednou z nejlepších referencí, kterou můžeme dostat.

Je dobré se také zajímat o kalibrovatelnost přístroje (zvláště u levnějších přístrojů s tím mohou být problémy). Vzhledem k tomu, že chcete-li přístroj používat pro provádění revizí, musíte jej mít zkalibrovaný, vyžadujte k němu kalibrační list již při nákupu.

2. Zajištěni a cena servisu
Zajištěnost a cena servisu je jedním z nejdůležitějších kriterií výběru hlavně u dražších přístrojů. Vzhledem k tomu, že složitější opravy moderních přístrojů již z velké části není možné provádět jinak než u výrobce, je dobré se zajímat především o přístup dovozce k servisu, a to nejen k opravám, ale i k poradenské službě. Mnoho problémů může být vyřešeno i po telefonu nebo e-mailem po vzájemných konzultacích zákazník - dovozce - výrobce. Vyžaduje to ovšem dostatečnou odbornou fundovanost pracovníků dovozce.

U zahraničních přístrojů je hodně drahá a dlouhá už doprava přístroje na opravu a zpět a většinou i cena servisu a náhradních dílů. Rozsáhlejší oprava může být někdy i srovnatelná s cenou nového přístroje. Také lhůtyy oprav v zahraničí bývají poměrně dlouhé především díky složité cestě k výrobci a zpět.

V tom je velká přednost českých výrobků. Případné potíže s přístrojem můžeme konzultovat přímo s výrobcem a doba a cena opravy bude výhodnější minimálně o dopravu k výrobci a zpět.

K servisu patří i zajištění kalibrací, problémy mohou nastat hlavně u speciálních přístrojů (např. analyzátory) nebo u přístrojů, u nichž výrobce použil netradiční nebo technicky ne příliš zdařilá řešení.

Přístup prodejce (dovozce) k zajištění servisu zjistíme dotazy u kolegů, posouzením úrovně české dokumentace, návodů, technickou zdatností pracovníků prodejce apod.

Vhodné je orientovat se na rozšířené značky přístrojů a zavedené dovozce s dobrou pověstí nebo na české výrobky, u nichž je servis u výrobce snadno dosažitelný.

V. Závěr
Z uvedeného výkladu vyplývá, že před pořízením měřicího přístroje bychom měli věnovat značnou pozornost jeho pečlivému výběru. Je třeba si především ujasnit, k jakému účelu by měl sloužit, jakým normám tedy musí odpovídat a jaké technické parametry od něj očekáváme. Zvažme praktičnost vytipovaného přístroje pro naše účely, představme si, jak jej budeme v praxi používat. Nebojme se konzultovat případné nejasnosti v technických parametrech s někým zkušenějším a vyžádejme si od prodejce přístrojů podrobnější údaje (např. návod k použití), pokud nám údaje v propagačních materiálech nestačí.

Potom zvažme poměr mezi jeho užitnou hodnotou a cenou a do cenových kalkulací zahrňme i potenciální budoucí náklady na údržbu, kalibrace a servis. Uvědomme si, že zdánlivá cenová úspora při nákupu přístroje se nám později může vymstít např. na drahém a nekvalitním servisu.

Teprve tehdy, až zvážíme všechna pro a proti se rozhodněme pro konkrétní měřicí přístroj. Vždyť jeho pořízení rozhodně není malá ani krátkodobá investice.

Ing. Leoš Koupý,  Illko Blansko