Parę słów o przyrządach probierczych

Dwubiegunowe testery elektryczne, jakie będą omawiane w artykule, znane są również pod nazwą testerów napięcia, przyrządów probierczych lub też wskaźników elektrycznych. Tego typu testery są powszechnie stosowane w Polsce w energetyce i w pracy elektryków instalatorów. Nic więc dziwnego, że są one oferowane w Polsce przez cały szereg firm i dystrybutorów. Poniżej omawiane są testery dwubiegunowe o zaawansowanych funkcjach pomiarowych, także najnowszej generacji, ale już popularne wśród użytkowników.

Jakie są zalety testera dwubiegunowego?

W odróżnieniu od testera jednobiegunowego (który w zasadzie może tylko wykryć obecność napięcia), przy testowaniu dwubiegunowym sprawdzanie i pomiar napięcia instalacji odbywa się przy odpowiednio dobranej impedancji wejściowej, znacznie mniejszej od typowych 10 MW dla mierników elektronicznych. To powoduje pewne obciążenie prądowe sprawdzanego obwodu, co z kolei będzie eliminować wpływ na wskazania napięć indukowanych od innych np. przebiegających równolegle przewodów pod napięciem. Tester dwubiegunowy daje też możliwości wyposażenia przyrządu w wiele innych funkcji, niemożliwych do zrealizowania za pomocą testera jednobiegunowego, jak test ciągłości, pomiar rezystancji, kierunku wirowania faz czy też wreszcie test wyłączników RCD.

Szczegółowe aspekty bezpieczeństwa

Wymagania związane są z zapewnieniem bezpieczeństwa obsługi, odpowiednich funkcji i zakresów testów (pomiarów) oraz ergonomią, tak aby zwiększyć funkcjonalność i zakres zastosowań. Testery powinny być skonstruowane tak, aby spełniały wymagania europejskich norm EN61010-1 i IEC/EN61243-3. Z uwagi na charakter testowanych instalacji, bezpieczeństwo powinno być zapewnione dla instalacji kat. IV 600V a stopień szczelności obudowy min. IP64 ze względu na pracę w środowisku przemysłowym i w terenie. Występowanie w czasie testów napięcia niebezpiecznego powinno być odpowiednio sygnalizowane.

Oczywiście testery powinny spełniać wymagania unijnych dyrektyw: 73/23/EEC tzw. niskonapięciowej i 89/336/EEC (dyrektywa kompatybilności elektromagnetycznej) i posiadać oznakowanie CE.

Ponadto należy zaznaczyć, że duże znaczenie dla bezpieczeństwa pomiarów mają przewody pomiarowe testera, gdyż są one najbardziej narażone na uszkodzenia, a z drugiej strony od ich stanu w dużym stopniu zależy bezpieczeństwo operatora.

Ważnym potwierdzeniem bezpieczeństwa jest posiadanie przez testery certyfikacji związanych z obszarem dystrybucji/stosowania, będzie to np. VDE w Niemczech, KEMA w Holandii, a w Polsce dobrowolny znak bezpieczeństwa B.

Wymagania na znak B, związane z bezpieczeństwem użytkowania, przeprowadzane są zgodnie z normą PN-EN61010-1: 2004 i obejmują między innymi:

• sprawdzenie oznakowania ostrzegawczego i jego trwałości,
• sprawdzenie izolacji (podwójna lub wzmocniona),
• sprawdzenie stopnia ochrony IP (zgodnie   z IEC/EN 60259),
• sprawdzenie, jak używanie niezgodnie z przeznaczeniem może wpływać na pogorszenie się stopnia bezpieczeństwa,
• badanie ochrony przed porażeniem, w tym badanie wytrzymałości elektrycznej izolacji po kondycjonowaniu przez 48 godzin w wilgoci,
• badanie sztywności obudowy,
• badanie dopuszczalnej temperatury i odporności na ciepło,
• badanie ochrony przed eksplozją i implozją.

W Polsce znak bezpieczeństwa B jest nadal ceniony, zwłaszcza w energetyce, gdyż potwierdza jakość i bezpieczeństwo wyrobu przez niezależne badania. Zwiększa tym samym pewność co do bezpiecznej eksploatacji danego wyrobu. Ważniejsze aspekty obsługi i ochrony testerów można znaleźć w tabeli na następnej stronie.

Funkcje pomiarowe

Najważniejsze z nich to: testowanie (pomiar napięć) od możliwie niskich do min. 690/700 V – obecnie wzrasta już zapotrzebowanie na pomiar napięć do 1000 V; test ciągłości połączeń z wyraźną sygnalizacją akustyczną i wizualną; test diod; test kierunku wirowania faz; ewentualne wyposażenie testera w inne funkcje zwiększające jego możliwości, takie jak – pomiar rezystancji, test diod, test kierunku wirowania faz.

Wymagania ergonomii obejmują możliwość przeprowadzania testów, kształt sond, dopasowany do dłoni operatora (pożądane nakładki antypoślizgowe), proste i jednoznaczne wybieranie funkcji i czytelny odczyt, wyraźna sygnalizacja optyczna czy też akustyczna – to tylko podstawowe cechy stawiane konstrukcji pod względem ergonomii.

Jaka oferta jest najlepsza, czyli propozycje producentów

W tabeli porównawczej uwzględnione są testery, mające stosunkowo dużą liczbę funkcji pomiarowych i „porównywalne” ze sobą co do stopnia ochrony, spełniania norm bezpieczeństwa itp., wymaganych przez sektor energetyczny. Najszerszą ofertę testerów elektrycznych na naszym rynku posiada niemiecka firma Benning, mająca też chyba największe doświadczenie w produkcji tego typu wyrobów. Oferuje ona łącznie ponad 10 testerów, od najprostszych, służących do testowania ciągłości, do specjalizowanych (np. do kontroli liczników elektrycznych). Charakterystyczną cechą testerów firmy Benning jest możliwość prowadzenia testów przy przełączanym lub stałym (stosunkowo dużym) obciążeniu 50 W lub 100 W (prąd probierczy do 200 mA). W przeglądzie prezentujemy dwa testery nowej generacji – jeden z nich jest przedstawiony na fot. 1. Firma Brymen z Tajwanu wprowadziła na rynek amerykański testery serii T50, charakteryzujące się pomiarem napięcia do 1000 V – w przeglądzie prezentujemy najwyższy model serii (fot. 2). Natomiast pozostałe testery firmy Fluke (seria T100) i holenderskiej firmy Nieaf-Smiff (seria EasyVolt) mają bardzo podobne funkcje pomiarowe i właściwości. W przeglądzie przedstawiono dwa modele firmy Fluke (jeden przedstawiamy na fot. 3) i odpowiadające im właściwościami, dwa modele firmy Nieaf-Smitt (jeden z modeli na fot. 4).

^{Fot. 2. Tester Brymen BT 59}

Charakterystyczne cechy testerów

Porównanie podstawowych cech testerów przedstawione jest w tabeli. Zasadą w konstrukcji wszystkich testerów jest automatyczny wybór i dostosowywanie się testera do mierzonej funkcji. Jedynym wyjątkiem jest wybór funkcji pomiaru rezystancji (EasyVolt II i T140 – tylko te dwa testery mają tę funkcję), jednak opuszczenie tej funkcji odbywa się już automatycznie. Wszystkie testery mają też wysoką ochronę wszystkich funkcji (najczęściej do poziomu maksymalnej wartości mierzonego napięcia).

Pomiar napięć i prądy probiercze. Testery z wyświetlaczem LED wskazują napięcie stałe i przemienne najczęściej od 12 do 690 V na pasmowym wskaźniku z diod świecących, zapalających się kolejno przy osiągnięciu napięć progowych 12-24-50-120-230-400-690 V AC lub AC. Podobnie testery z pomiarem napięcia (odczyt cyfrowy na LCD) mają podobne zakresy pomiarowe. Testery Easy Volt mierzą te napięcia od 6 V i mają na wyświetlaczu LCD także wskaźnik analogowy (tzw. bargraf), a DUSPOL digital plus (odczyt cyfrowy) nawet od 1,5 V do 750 V, natomiast BT 59 mierzy napięcia stałe i przemienne od 6 do 1000 V (wskaźnik pasmowy LED) i 4 do 999 V (pomiar na LCD). Dodatkową zaletą BT 59 jest automatyczne zapamiętanie wyniku pomiaru na wyświetlaczu i wskaźniku pasmowym. Testery firmy Fluke serii T100/T120/T140 mierzą napięcia od 12 V do 690 V, w tym napięcie przemienne w paśmie 50 – 400 Hz. Z pomiarem napięć związane jest zapewnienie bezpieczeństwa pomiaru (prąd probierczy jak najmniejszy) i takie obciążenie punktu probierczego, aby wyeliminować wpływ pasożytniczych, indukowanych napięć na wskazania i zbliżyć możliwie warunki testu do typowych obciążeń, występujących w czasie eksploatacji (prąd probierczy możliwie największy). W większości konstrukcji prąd probierczy wynosi poniżej 3,5 mA.

Testery Eazy Volt i T100/T140 mają wewnętrzne, automatycznie dopasowujące się obciążenie: np impedancja wejściowa wynosi ok. 75 kW przy pomiarze 230 V i ok 225 kW przy 690 V (co odpowiada prądowi probierczemu ok. 3 mA). Tester BT 59 ma dużą stałą impedancję wejściową (ok. 0,47 MW dla 230 V AC), co jest koniecznością ograniczenia prądu probierczego poniżej 3,5 mA przy pomiarze najwyższych napięć. Natomiast prąd probierczy obydwu testerów DUSPOL wynosi aż 200 mA, co oczywiście w największym stopniu ogranicza wpływ zakłóceń na wskazania i najbardziej przybliża test do warunków eksploatacji.

Takie obciążenie powoduje wydzielanie mocy rzędu 46 W, ale tylko w czasie testu (konieczne jest naciśnięcie przycisków w rękojeściach sond probierczych). Zgodnie bowiem z IEC/EN 61243-3, dla prądu testu >3,5 mA każda z sond probierczych musi być wyposażona w przyciski przyłączające obciążenie. Dodatkowo testery DUSPOL mają wyłącznik bezpieczeństwa wyzwalany przy prądzie 30 mA.

Test ciągłości. To typowa funkcja występująca w większości testerów. Trzeba zaznaczyć, że ma ona pewne ograniczenie z uwagi na małą wartość prądu testu, a samo napięcie testu nie przekracza kilku wolt. Natomiast istotne jest, aby sygnalizacja testu była wyraźna – ten warunek spełniają w różny sposób prezentowane testery (patrz tabela).

Test wyłączników różnicowo-prądowych RCD. BT 59 oraz testery EasyVolt i T100/T140 mają unikalną funkcję wyzwalania wyłączników RCD o nominalnym prądzie zadziałania <–30 mA. Testerem BT 59 możemy mierzyć napięcie L-N i L-PE bez wyzwalania wyłącznika. Natomiast naciskając przycisk RCD podczas mierzenia napięcia w układzie L-PE, spowodujemy wyzwolenie wyłącznika RCD. W pozostałych testerach funkcja ta jest realizowana dzięki automatycznemu obciążeniu. W celu wyzwolenia wyłącznika RCD należy dokonać pomiaru napięcia w układzie L-PE. Natomiast wcześniejszy pomiar przez okres ok. 5 s napięcia w układzie L-N powoduje takie zwiększenie wartości obciążenia, że następny pomiar napięcia w układzie L-PE nie spowoduje wyzwolenia wyłącznika.

Test wirowania faz. Część testerów (patrz tabela) posiada praktyczny test oznaczania kierunku wirowania faz metodą dwubiegunową (przez podłączenie tylko do dwu faz).

Test jednobiegunowy fazy. Proste jednobiegunowe wykrywanie przewodu fazowego oferują w zasadzie wszystkie testery. Przy wykonywaniu testu należy jednak pamiętać, że na wolnej sondzie probierczej pojawia się napięcie niebezpieczne. Nie dotyczy to testerów DUSPOL, gdzie w czasie badania należy nacisnąć tylko przycisk na sondzie z wyświetlaczem, której końcówką probierczą sprawdzamy fazę.

Sygnalizacja napięcia niebezpiecznego. Ta sygnalizacja to jeden z wymogów bezpiecznej obsługi. Najczęściej jest to realizowane przez jednoczesne świecenie diody i sygnał akustyczny. Natomiast testery DUSPOL wyposażone są dodatkowo w sygnalizację za pomocą wbudowanego w sondę wibratora – to najnowszy trend w sygnalizowaniu niebezpiecznych napięć.

Bezpieczeństwo. Standardem bezpieczeństwa jest kat. IV 600V.

Ze względów bezpieczeństwa testery mają też na stałe podłączone przewody pomiarowe.

Jedynie BT 59 ma dołączane przewody pomiarowe jak do multimetru. Ma to jednak tę zaletę, że w przypadku ich uszkodzenia lub osiągnięcia określonego czasu eksploatacji można je wymienić bez wielkich nakładów na nowe. Fabrycznie z testerem BT-59 są dostarczane wysokiej klasy bezpieczne przewody silikonowe kat. IV 1000V (oznakowanie CE).

Wygoda i ergonomia obsługi. Wszystkie testery zapewniają wygodną obsługę, najczęściej jednak, za wyjątkiem testu jednobiegunowego fazy, niezbędne jest posługiwanie się dwoma rękoma. Jedna z sond pomiarowych jest zawsze zintegrowana z obudową zawierającą wskaźnik i elementy obsługi (w przypadku testera BT50 możliwe jest umieszczenie jednej lub dwu końcówek pomiarowych w specjalnie ukształtowanych uchwytach obudowy), podczas gdy druga sonda jest połączona elastycznym przewodem z obudową. Testery T100/T140 umożliwiają zamocowanie ruchomej w odpowiednich wycięciach obudowy, przy czym końcówki probiercze uzyskują standardowy 19 mm rozstaw gniazd L i N typowego gniazda sieciowego. Pozwala to na przeprowadzanie testu napięciowego gniazd sieciowych jedną ręką. Testery EasyVolt zaopatrzone są natomiast w końcówki probiercze z nakręcanymi nasadkami o średnicy 4 mm, co zapewnia uzyskanie pewnego kontaktu w gnieździe sieciowym. Po odkręceniu 4 mm nasadek sondy mamy do dyspozycji typowe – ostrzowe sondy probiercze o średnicy 2 mm. Najbardziej ergonomiczne, co do ukształtowania i pewności chwytu, wydają się testery firm Fluke i Nieaf-Smitt, rękojeści tych ostatnich wyposażone są w zintegrowane nasadki antypoślizgowe. Rękojeści testerów Benning ukształtowane są również prawidłowo pod względem wygody i bezpieczeństwa i są zaopatrzone w bariery ochronne. Trzeba pamiętać, że w celu spełnienia wymagań normy EN-61243-3 są one dodatkowo wyposażone w przyciski załączania obciążenia podczas testu.

Podsumowanie

Powyższy przegląd jest dość fragmentaryczny. Na rynku jest oferowanych wiele testerów, które również są stosowane w praktyce. W artykule, przy okazji omawiania konkretnych testerów, z jednej strony staraliśmy się pokazać wymagania i przedstawić kryteria oceny pomocne przy wyborze odpowiedniego testera, z drugiej strony przedstawiliśmy modele, które wyróżniają się dużą liczbą funkcji lub specjalnymi właściwościami, są wyrobami stosunkowo nowymi na rynku, ale już uznanej jakości i szeroko stosowane w testach elektrycznych nie tylko w Polsce.

Autor artykułu pracuje w firmie Biall sp. z o.o., która zajmuje się dystrybucją elektrycznej aparatury pomiarowej i testującej. Kontakt: sbinder@poczta.fm

Autor: mgr inż. Sławomir Binder, Biall sp. z o.o.