Měření při kusových zkouškách rozváděčů dle normy ČSN EN 61439-1 ed. 2 - 2. díl

Podobně jako každý jiný prvek elektrické soustavy, tak i rozváděč musí projít výchozí a následně během provozování i pravidelnou kontrolou, aby byla zajištěna jeho provozuschopnost a bezpečnost před úrazem nebo škodami způsobenými elektřinou.

Kusové ověřování rozváděčů – kap. 11

Ověření konstrukce a technických parametrů rozváděče
Kusové zkoušky se provádí na každém rozváděči během výroby nebo po vyrobení. Nemusí se provádět na přístrojích a samostatných součástech vestavěných do rozváděče, pokud byly instalovány podle pokynů výrobce. Během kusového ověřování se provedou úkony, kterými se prověří konstrukce rozváděče a jeho technické parametry.
Zkouškami se ověří:

• Stupeň ochrany skříní
• Vzdušné vzdálenosti a povrchové cesty
• Ochrana před úrazem elektrickým proudem a integrita obvodů
• Vestavění vestavěných součástí
• Vnitřní elektrické obvody a spoje
• Svorky pro připojení vnějších vodičů
• Mechanická funkce
• Dielektrické vlastnosti
• Zapojení, pracovní charakteristiky a funkce

Stupeň ochrany skříní – kap. 11.2
Vizuální prohlídkou se potvrdí, že rozváděč obsahuje předepsaná opatření pro dosažení určeného stupně ochrany. Popis opatření je uveden v kap. 8.2 normy a zahrnuje ochranu před mechanickými rázy, ochranu před vniknutím cizích těles a vody a podmínky pro konstrukci rozváděčů s odnímatelnými částmi.

Vzdušné vzdálenosti a povrchové cesty – kap. 11.3
Vizuální prohlídkou a měřením se zjistí, zda jsou dodrženy vzdušné vzdálenosti a povrchové cesty. Vzdušné vzdálenosti jsou uvedeny v tab. 1 normy a minimální povrchové cesty stanovuje tab. 2 normy.
Pokud vzdálenosti nelze ověřit prohlídkou či měřením nebo v případě, že některé vzdálenosti jsou menší než předepsané, je třeba provést zkoušku impulzním výdržným napětím, případně alternativní zkoušku přiložením napětí průmyslového kmitočtu po dobu minimálně 15 s (viz kap. 2.3).

Ochrana před úrazem elektrickým proudem a integrita obvodů – kap. 11.4
Vizuální prohlídkou a měřením se prověří ochranná opatření základní ochrany a ochrany při poruše. U šroubových spojů se namátkově prověří jejich pevnost.
Přestože podle normy není měření spojitosti při kusové zkoušce povinné, lze důrazně doporučit, aby se spojitost PE vodiče od svorky pro připojení vnějšího PE vodiče k vodivým neživým částem, především ke svorkám a svorkovnicím pro připojení PE vodiče uvnitř rozváděče, ověřila mimo prohlídky i měřením podle kap 2.1 (kap. 10.5.2 normy). Nekvalitní propojení PE obvodu v rozváděči totiž negativně ovlivní zemní spojení PE obvodu v části nebo i v celé elektrické instalaci za rozváděčem.

Vnitřní obvody, spoje, přístroje, mechanická funkce – kap. 11.5–8
Vizuální prohlídkou se ověří, že všechny vestavěné přístroje a součásti odpovídají dokumentaci pro výrobu rozváděče. Stejným způsobem se zkontrolují i spoje a vodiče, a to jejich existence a správnost zapojení. Namátkově se dotažením zkontroluje pevnost šroubových spojů.
Zkontroluje se funkčnost mechanických částí rozváděče (dvířka, zámky apod.).

Dielektrické vlastnosti – kap. 11.9
Pro ověření dielektrických vlastností izolací se provede zkouška výdržným napětím průmyslového kmitočtu po dobu 1 s podle kap. 2.2 (kap. 10.9.2 normy). Zkouška se nemusí provádět na pomocných obvodech, pokud na nich proběhla zkouška funkce při jejich jmenovitém pracovním napětí nebo pokud jsou chráněny jistícím prvkem o jmenovitém vypínacím proudu In ≤ 16 A.
U rozváděčů s ochranou přívodu do 250 A se ověření vlastností izolací může provést měřením izolačního odporu napětím DC 500 V. Velikost izolačního odporu musí být minimálně 1000 Ω/V vztaženo k pracovnímu napětí obvodu proti zemi.

Zapojení, pracovní charakteristiky, funkce – kap. 11.10
Prověří se kompletnost značení a informace na rozváděči. V závislosti na složitosti rozváděče se zkontrolují zapojení a elektrické funkce rozváděče.

Příklad kusové zkoušky přístrojem MI 3394 CE Multi Tester XA
Ověření konstrukce a technických parametrů prohlídkou
Popišme si příklad kusové zkoušky hlavního rozváděče CAT IV konstruovaného pro provozní jmenovité napětí 230 V / 400 V. Pro zpracování kompletního protokolu o zkoušce pomocí SW Metrel ES Manager, který se k přístroji dodává, je třeba vykonat a vyhodnotit výsledky vizuální prohlídky. Příklad vyznačení výsledků jednotlivých bodů prohlídky na dotykovém displeji přístroje je vyobrazen na obr. 4.

Ověření vzdušných a povrchových vzdáleností pomocí napětí průmyslového kmitočtu
Přístroj MI 3394 neumožňuje měření impulzního výdržného napětí průběhem napěťové vlny 1,2 / 50 μs. Proto se pro ověření dostatečných vzdáleností použije alternativní zkouška zdrojem napětí průmyslového kmitočtu AC nebo DC. Podle kategorie přepětí a jmenovitého pracovního napětí se nastaví parametry měření. Pro výše uvedený rozváděč je to zkušební napětí AC 5000 V, doba přiložení napětí minimálně 15 s a proud pro odpojení při průrazu 100 mA (viz obr. 5).
Přístroj změří a zobrazí i velikost odporové a kapacitní složky proudu tekoucího mezi měřenými částmi rozváděče. Tento údaj lze potom využít k vyhodnocení, zda celkový tzv. unikající proud je způsoben kapacitní vazbou mezi měřenými částmi (tedy konstrukčními vlastnostmi) nebo jde o vodivé spojení, což může indikovat závadu na rozváděči.

Ochrana před úrazem elektrickým proudem a integrita obvodů
Provede se zkouška spojitosti PE obvodu rozváděče proudem 10 A. Lze nastavit i mezní hodnotu odporu pro vyhodnocení zkoušky, tedy 0,1 Ω podle obr. 6. Pro přesné měření lze využít čtyřvodičovou metodu měření.

Dielektrické vlastnosti
Pro ověření dielektrických vlastností izolací se provede zkouška výdržným napětím průmyslového kmitočtu po dobu 1 s. Naprogramuje se průběh měřicího napětí tak, aby odpovídal požadavkům normy, tedy velikost počátečního napětí 50 % velikosti zkušebního napětí, dále nárůst napětí na plné zkušební napětí a doba výdrže zkušebního napětí 1 s. Zkušební napětí pro rozváděče s pracovním napětím 230 V / 400 V je AC 1890 V. Příklad nastavení parametrů měření je na obr. 7.

Měřicí přístroje

Univerzální přístroje
Pro kompletní testování rozváděčů, a to jak při ověření návrhu, tak i pro kusové zkoušky, je určen přístroj MI 3394 CE MultiTester XA. Přístroj je vybaven i dalšími měřicími funkcemi umožňujícími provádění výchozích kontrol strojů podle ČSN EN 60204–1 ed. 2 nebo spotřebičů (ČSN 33 1600 ed. 2) a možnost programování měřicích autosekvencí jej předurčuje pro použití ve výstupní kontrole při výrobě nejrůznějších elektrických výrobků.
Přístroj se dodává ve čtyřech provedeních s různou výbavou příslušenstvím. Pro zkoušky rozváděčů je vhodná verze MI 3394 Euro set. Pro automatizované zkoušky při sériové výrobě stejných typů výrobků lze potom využít modul A 1460, který je součástí sady MI 3394 Line set.

Vybrané měřicí funkce vhodné pro zkoušky rozváděčů:

• VN AC: 0 V ÷ 5,25 kV / > 200 mA (alternativní zkouška k impulznímu výdržnému napětí)
• VN AC programovatelné: 0 V ÷ 5,25 kV / > 200 mA (výdržné napětí průmyslového kmitočtu)
• VN DC: 0 V ÷ 6,3 kV (alternativní zkouška k impulznímu výdržnému napětí)
• VN DC programovatelné: 0 V ÷ 6,3 kV (výdržné napětí průmyslového kmitočtu)
• Měření odporu: 0,00 Ω ÷ 999 Ω / 200 mA, 10 A, 25 A (integrita obvodů)
• Izolační odpor: 0,00 MΩ ÷ 199,9 MΩ / 50, 100, 250, 500, 1000 V

Další vlastnosti:

• Unikající a dotykové proudy (proud PE vodičem, rozdílový proud, náhradní proud)
• Výkony, proudy, napětí, účiník, harmonické zkreslení
• Vybíjecí čas
• Možnost programování autosekvencí (měřicích postupů) pro použití při výstupní výrobní kontrole

Jednoúčelové přístroje
Jednoúčelové přístroje umožňují provádět jen některé zkoušky popisované v normě ČSN EN 61439-1 ed. 2. V určitých případech to však pro kusové zkoušky rozváděčů může stačit.
Pro měření spojitosti PE obvodu rozváděče (integrita obvodů) lze využít jednoúčelový ohmmetr ALF 10. Z důležitých technických parametrů lze uvést:

• Měřicí proud: > 10 A (AC)
• Měřicí rozsah: 0,00 Ω ÷ 1,50 Ω

Závěr

Článek se zabývá požadavky na kusové zkoušky rozváděčů, a to především částí týkajících se měření. Proto jsou v něm rozebrány jen ty části normy ČSN EN 61439-1 ed. 2, které se kusových zkoušek týkají. Popis měření, a zvláště tabulky hodnot zkušebních napětí jsou pro zjednodušení zredukovány pouze na rozváděče určené k použití v nejčastěji se vyskytujících instalacích mimo distribuční rozvody, tedy pro kategorie přepětí CAT IV a CAT III. Zájemce o parametry zkušebních napětí pro jiné druhy rozváděčů lze odkázat na příslušné tabulky normy.
Část článku je potom věnována příkladu kusové zkoušky rozváděče za použití přístroje MI 3394 CE MultiTester XA, který je pro tuto činnost určen.