Okresowe i serwisowe badania urządzeń elektrycznych i elektronarzędzi w oparciu o aktualne normy

Wykonywanie testów weryfikujących bezpieczeństwo urządzeń elektrycznych i elektronarzędzi jest niezbędne, aby zapobiec wypadkom w miejscach pracy, użyteczności publicznej czy domu. W przypadku usterki zagrożone może być zdrowie lub nawet życie użytkownika. Z punktu widzenia przedsiębiorstw coraz częściej wymaga się od strony bezpieczeństwa i higieny pracy, aby urządzenia będące w strukturach firmy były regularnie kontrolowane, a wyniki archiwizowane. Jest to bezpośrednio skorelowane z odpowiedzialnością karną w razie wypadku w miejscu pracy. Pewność rzetelnie przeprowadzonych badań i gwarancję ich poprawności daje osobie wykonującej pomiar zapoznanie się i opieranie na obowiązujących normach.

Badania okresowe zostały opisane w normie PN-EN 50699:2021-07. Dokument określa wymogi dotyczące okresowego testowania urządzeń elektrycznych i sprzętu w celu weryfikacji skuteczności środków ochronnych. Norma PN-EN 50678:2020-11 określa wymagania do badań bezpieczeństwa urządzeń elektrycznych po naprawie, mając na celu sprawdzenie, czy wykonane prace serwisowe nie wpłynęły na podstawowe środki ochronne. Wymienione wyżej normy mają zastosowanie dla urządzeń przyłączonych w miejscach pracy do obwodów odbiorczych o napięciu znamionowym w zakresie 25…1000 V AC i 60…1500 V DC oraz prądach do 63 A.

Niezależnie od tego, czy mowa o badaniach okresowych, czy po naprawie, należy pamiętać, aby testy były prowadzone przez osoby posiadające wymagane kwalifikacje oraz przeszkolenie. Ponadto sam sprzęt pomiarowy musi być odpowiednio dobrany. Badania należy wykonywać w warunkach odpowiadających tym, w których urządzenie pracuje (temperatura, wilgotność, ciśnienie powietrza). Jeżeli testowane urządzenie jest zabrudzone, to należy je oczyścić i ewentualnie poczekać, aż wyschnie. Kolejność wykonywanych testów powinna być zgoda z kolejnością opisaną w normach. Każdy indywidualny pomiar musi zakończyć się oceną pozytywną. W sytuacji, kiedy wynik jest negatywny, nie ma możliwości przystąpienia do kolejnego etapu sprawdzenia.

Jeżeli nie jest możliwe wykonanie określonego typu badania, to pomiarowiec na bazie swojej wiedzy decyduje, czy bezpieczeństwo kontrolowanego sprzętu można potwierdzić z pominięciem tego kroku bez wykonywania niemożliwego do wykonania pomiaru lub czy można go zastąpić testem innego typu. Decyzję należy uzasadnić i zamieścić w protokole.

Tabela 1. Klasyfikacja klas ochronności urządzeń

Klasa ochronności	Symbol	Opis
Klasa I		Urządzenia posiada izolację podstawową, zapewniającą ochronę przed dotykiem pośrednim, i zacisk ochronny (PE)
Klasa II		Urządzenia posiada izolację podwójną lub wzmocnioną
Klasa III		Urządzenie zasilane jest napięciem obniżonym, nie przekraczającym dopuszczalnego napięcia dotykowego

Test wizualny

Test ma na celu weryfikację, czy urządzenie nie ma widocznych uszkodzeń mogących mieć wpływ na bezpieczeństwo, oraz potwierdzić kompletność jego elementów. Normy zalecają, aby zwrócić uwagę na:

czytelność i kompletność całego oznakowania, etykiet i symboli,
brak uszkodzeń mechanicznych lub zanieczyszczeń mogących mieć wpływ na prawidłowe działanie bądź bezpieczeństwo,
prawidłowe podłączenie przewodów i ich oznaczenie, brak zamienienia kolejności faz, brak zamieniania polaryzacji oraz prawidłowe podłączenie przewodu uziemiającego,
mechaniczne sprawdzenie włączników, rozłączników itp.,
stan wtyczki sieciowej, złączy i przewodów zasilających,
stan mocowania przewodu,
stan i rodzaj bezpiecznika lub bezpieczników (czy zastosowane elementy są zgodne z wymaganiami producenta),
drożność kanałów wentylacyjnych,
oznaki przeciążenia lub przegrzania urządzenia, mogące mieć wpływ na jego znaczącą degradację,
oznaki korozji mogące mieć wpływ na bezpieczeństwo,
stan oleju,
stan akcesoriów (czy spełniają wymogi bezpieczeństwa),
stan izolacji (niedopuszczalne są jakiekolwiek jej przecięcia lub przetarcia!).

Pomiar rezystancji, pomiar ciągłości przewodu ochronnego

Pomiar ten ma na celu weryfikację, czy połączenia uziemiające urządzenie, które zapewniają użytkownikowi ochronę, są zrealizowane poprawnie. W trakcie pomiaru przewody nie mogą być wyprostowane. Muszą być zgięte tak, jak w naturalnych warunkach pracy badanego obiektu – zwłaszcza końcówki po stronie urządzenia oraz przyłącza sieciowego. Pomiar należy wykonać przyrządem generującym prąd pomiarowy o natężeniu co najmniej 200 mA według normy 50699:2021-07 i PN-EN 50678:2020-11.

Tabela 2. Maksymalna rezystancja przewodu PE

Norma	Prąd testowy	Dopuszczalna wartość R_PE dla przewodu ochronnego o długości do 5 m i przekroju 1,5 mm²
PN-EN 50699	≥200 mA	0,3 mΩ
PN-EN 50678	≥200 mA	0,3 mΩ

Dla przekroju innego niż 1,5 mm² maksymalną rezystancję przewodu należy wyliczyć ze wzoru:

lub:

gdzie:
R – rezystancja (Ω)
p – wartość przewodności elektrycznej (konduktywności) metalu użytego na przewód PE (m/Ωmm²)
l – długość przewodu (w metrach)
γ – konduktywność (S/m)
A – przekrój poprzeczny przewodu PE (mm²)

Dla przewodów dłuższych niż 7,5 m do limitu rezystancji należy doliczyć 1 mΩ na każde kolejne 5 m przewodu zasilającego. Całkowita rezystancja nie powinna jednak przekroczyć 1 Ω.

Rys 1. Pomiar rezystancji przewodu ochronnego miernikiem Sonel PAT-8x

Pomiar rezystancji izolacji

Pomiar należy wykonać pomiędzy częściami będącymi pod napięciem a każdą dostępną częścią przewodzącą (w tym uziemieniem ochronnym). Test należy wykonywać do momentu ustabilizowania się wyniku pomiarowego. Należy zwrócić uwagę na wszystkie elementy załączające/rozłączające/odłączające, które mogą znaleźć się w układzie zasilania urządzenia – podczas pomiaru rezystancji izolacji muszą być w pozycji załączonej (przewodzącej). Na rynku są urządzenia, które mają zamontowany elektryczny łącznik mechanizmowy, np. stycznik. W takich przypadkach wykonanie omawianego badania jest niepełne – w zastępstwie należy wykonać pomiar różnicowego prądu upływu.

Tabela 3. Wymogi pomiaru rezystancji izolacji dla urządzeń w ramach testów okresowych oraz po naprawie zgodnie z normami PN-EN 50699 oraz PN-EN 50678

Zakres testowy		Klasa ochronności	Limit
Między częściami pod napięciem a dostępnymi dla dotyku częściami metalowymi podłączonymi do uziemienia	Ogólne	I	1,0 MΩ
	Z elementami grzewczymi	I	0,3 MΩ
	Z elementami o mocy powyżej 3,5 kW	I	0,3 MΩ
Między częściami pod napięciem a dostępnymi dla dotyku częściami metalowymi nie podłączonymi do uziemiania		I i II	2,0 MΩ
Między częściami pod napięciem a częściami metalowymi izolowanymi od części pod napięciem		I i II i III	2,0 MΩ
Między częściami pod napięciem ze środkiem ochrony SELV/PELV przed dostępnymi częściami przewodzącymi		III	0,25 MΩ

Rys 2. Pomiar rezystancji izolacji urządzenia klasy I miernikiem Sonel PAT-8x

Rys 3. Pomiar rezystancji izolacji urządzenia klasy II miernikiem Sonel PAT-8x

Pomiar prądów upływu

Pomiar prądu upływu jest wymagany dla urządzeń posiadających takie połączenie ochronne, które nie jest podłączone na stałe do sieci zasilającej. Rozróżniamy następujące typy prądów upływu.

Prąd zastępczy (alternatywny). Jest to prąd teoretyczny. Badane urządzenie zasilane jest ze źródła o obniżonym napięciu bezpiecznym, a wynikowy prąd skalujemy w górę, wyliczając taki, jaki popłynąłby przy zasilaniu napięciem znamionowym (co jednocześnie sprawia, że pomiar ten jest dla operatora miernika najbezpieczniejszy). Pomiar prądu zastępczego nie znajdzie zastosowania dla urządzeń, które wymagają pełnego napięcia zasilania do uruchomienia.

Prąd w przewodzie PE (bezpośredni). Jest to prąd, który płynie przez przewód ochronny, gdy urządzenie pracuje. Nie wolno go jednak utożsamiać z całkowitym prądem upływu – oprócz przewodu PE mogą istnieć jeszcze inne drogi upływu. Dlatego w czasie badania urządzenie testowane powinno być odseparowane od ziemi.

Prąd różnicowy. Jest to zgodna z I prawem Kirchhoffa różnica wartości prądów płynących w przewodach L i N badanego obiektu, gdy ten pracuje. Pomiar pozwala określić całkowity prąd upływu obiektu, czyli sumę wszystkich uciekających prądów, a nie tylko tego płynącego przez przewód ochronny (dla urządzeń klasy I). Pomiar wykonuje się w zastępstwie pomiaru rezystancji izolacji.

Tabela 4. Wymagania dla pomiarów prądu upływu zgodnie z normami PN-EN 50699 oraz PN-EN 50678

	Limit według normy
	PN-EN 50699	PN-EN 50678
Maksymalny dopuszczalny prąd upływu	3,5 mA	3,5 mA

Wymaganie dla urządzeń z elementami grzewczymi o mocy >3,5kW 1mA/kW, gdzie max. 10mA

Prąd dotykowy – jest to prąd spływający do ziemi z elementu odizolowanego od obwodu zasilania w sytuacji, gdy ten element zostaje doziemiony.

Tabela 5. Wymagania dla pomiarów dotykowego prądu upływu zgodnie z normami PN-EN 50699 oraz PN-EN 50678

	Limit według normy
	PN-EN 50699	PN-EN 50678
Dotykowy prąd upływu	0,5 mA	0,5 mA

Uwaga: Dla urządzeń w klasie III pomiar tego typu nie jest wykonywany.

Rys 4. Pomiar prądów upływu miernikiem Sonel PAT-8x

Badanie urządzeń zasilanych napięciem SELV/PELV

Dla urządzeń SELV/PELV zasilanych za pomocą transformatora separacyjnego skuteczność ochrony sprawdza się poprzez:

potwierdzenie zgodności napięcia zasilającego transformatora ze specyfikacją urządzenia,
pomiar rezystancji izolacji pomiędzy stroną pierwotną i wtórną transformatora,
pomiar rezystancji izolacji pomiędzy częściami czynnymi a elementami metalowymi niepodłączonymi do PE.

Potwierdzenie działania pozostałych środków ochrony

Dla urządzeń posiadających dodatkowe środki ochrony w rodzaju wyłączników RCD, PRCD lub innych należy wykonać test zadziałania wyłącznika zgodnie z jego specyfikacją i charakterystyką. Jest to wymagane przez normę PN-EN 50678.

Uwaga: Dodatkowo wymagane jest, aby po naprawie zweryfikować poprawność podłączenia przewodów zasilających (polaryzację)!

Test funkcjonalny

Zgodnie z normą PN-EN 50678 sekwencja pomiarów kończy się testem funkcjonalnym. Zmierzone wartości należy porównać z danymi tabliczki znamionowej badanego obiektu, a następnie dokonać jego oceny.

Dokumentacja i raportowanie

Po testach urządzeń należy wykonać raport z badań. Powinny znajdować się w nim dane takie jak:

dane pozwalające jednoznacznie zidentyfikować urządzenie (np. numer identyfikacyjny),
data wykonanej kontroli,
wyniki pomiarów,
końcowy wynik testów (pozytywny/negatywny),
rekomendowana data kolejnego testu,
dane urządzenia testującego oraz potwierdzenie jego sprawności metrologicznej,
dane osoby wykonującej pomiary (imię, nazwisko, numer uprawnień…),
podpis osoby odpowiedzialnej za wykonanie raportu i pomiarów,
komentarz – jeśli potrzebny.

Należy wystawić ocenę wyników testów, która odpowie na pytanie, czy zbadany obiekt nadaje się do dalszej eksploatacji.

Rys. 5. Sonel PAT-86 z akcesoriami

Autor:
Michał Cichoń
SONEL S.A.