Bezpiecznik multimetru - jego znaczenie.

Jeżeli użytkownik multimetru się pomyli i np. na zakresie mierzącym natężenie spróbuje zmierzyć napięcie, to powinno zadziałać zabezpieczenie (bezpiecznik), które rozłączy obwód chroniąc:
- Użytkownika.
- Multimetr.
Wiele mierników nie ma takiego zabezpieczenia, lub jest ono wykonane w sposób nazwijmy to "ekonomiczny". Rolą bezpiecznika jest nie tylko przerwanie obwodu, jeżeli zajdzie taka potrzeba, ale i rozłączenie łuku elektrycznego, który może powstać. Można sobie zadać pytanie: czy łuk elektryczny powstanie przy moich pomiarach? Czy to na prawdę jest to groźne i dotyczy mnie? Proszę zobaczyć poniższe filmy. Pierwszy z użytym stosunkowo niewielkiego napięcia:

W drugim wykorzystano coraz powszechniejsze instalacje fotowoltaiczne:

Spawarka z akumulatorów:

Teraz można wyobrazić sobie jakie efekty spowoduje moc zasilania elektrycznego domu, czy mieszkania.


UWAGA: poniższy film przedstawia drastyczna scenę:

Ile osób zawsze, kiedy jest to możliwe, rozłącza obwody zasilające 230 V, czy 400 V, przy pomiarach? Zresztą często potrzebujemy tego zasilania do wykonania pomiarów. Dlatego zabezpieczenia są ważne.

Jeżeli do zasilania używamy baterie, czy zasilacze wtyczkowe, lub inne o wysokiej oporności uzwojeń wtórnych, to ich wydajność prądowa jest mała. Bezpiecznik chroni wtedy głównie multimetr, ale... w przypadku zwarcia zasilacz może nagrzać się tak, że się stopi lub zapali (jeżeli jest to też konstrukcja "ekonomiczna").


Również przewody pomiarowe, mogą nagrzać się tak, że spali się ich izolacja. Nawet, gdy ogień nie będzie intensywny i szybko sobie z nim poradzimy to możemy zniszczyć biurko, jakieś urządzenia, wykładziny, ściany, itp.  Gdy dokonujemy pomiarów w samochodzie tak samo nie chcemy spalić izolacji kabli lub zniszczyć tapicerki. Generalnie staramy się nie zostać bohaterem historii opowiadanych latami...


Coraz częściej mamy do czynienia z UPS'ami (większej mocy z szeregowo połączonymi akumulatorami), transformatorami od mikrofalówek, akumulatorami litowymi. Tak więc już nie tylko zasilanie energetyczne 230 V i 400 V wymaga zwrócenia uwagi na zabezpieczenia torów pomiarowych multimetrów.

***

W multimetrach gorszych firm stosuje się często bezpieczniki, które potrafią rozłączyć prąd wynoszący do 35 A (0,035 kA). Taki prąd rozłączający ma większość popularnych bezpieczników miniaturowych (rurkowych, szklanych), o wymiarach 5x20 mm. Są dostępne w tym rozmiarze bezpieczniki potrafiące rozłączyć 300 kA (prąd nominalny 5 A) 1,5 kA (prąd nominalny 10 A), ale w mniej markowych multimetrach ich nie spotkałem.
Istnieje więc możliwość, że uda się zwiększyć bezpieczeństwo poprzez instalację bezpiecznika potrafiącego rozłączyć większy prąd. Należy tylko dobrać bezpiecznik o tej samej charakterystyce czasowej!
Zastanawiające jest to, że marne zabezpieczenia nie są domeną tylko najtańszych mierników - można je też spotkać w konstrukcjach całkiem drogich.

W dobrych miernikach ogólnego przeznaczenia producent stosuje (zazwyczaj) bezpieczniki potrafiące rozłączyć od 20 kA do 100 kA. Oczywiście taki bezpiecznik nie kosztuje złotówki tylko od 5 do 30 zł (choć widziałem je też po 70 zł, ale to już wynikało z marży sklepu).

Przykładowe bezpieczniki stosowane w multimetrach - oprócz pierwszego. Dla zobrazowania skali pierwsza od lewej jest wkładka stosowana w moim bloku jako zabezpieczenie przedlicznikowe. 
Taka uwaga: skoro może zdarzyć się użycie multimetru do wykonania pomiarów bezpośrednio za licznikiem, to czy w multimetrze może być taki bezpiecznik, jak pierwszy od prawej strony? Można takie kupić za prąd nominalny 20 A, a przecież ten od lewej strony ma tylko 25 A. Prąd nominalny podobny, a więc skąd różnica w rozmiarze? Tym pytaniem staram się przekazać, dlaczego bezpieczniki są takie ważne - nie tylko w multimetrach.

Tak wygląda automatyczne zabezpieczenie miernika rosyjskiego:
Zachowuje się jak bezpiecznik automatyczny. Po zadziałaniu przyciskiem uzbrajamy je ponownie.


***

Mam przygotowane  małe pudełko z ośmioma bateriami AA (maksymalna ilość baterii w mierniku RLC) i wszystkimi typami bezpieczników występujących w moich przenośnych multimetrach. Zawsze staram się zabierać to pudełko w "teren".



***

Poniżej przedstawię linki do stron ze zdjęciami wnętrz multimetrów. Ocenie czytającego pozostawię, który z mierników zapewnia większe bezpieczeństwo. Proszę zwrócić uwagę, że bezpieczniki różnią sie nie tylko średnicą, ale i długością.




Miernik mający już swoje lata, bez kategorii pomiarowej (nie wiem nawet, czy były zdefiniowane jakieś w tamtych latach), a jednak dobrze zabezpieczony.

Gdy dobry producent nie stosuje bezpiecznika w przyrządzie:
To nie umożliwia nim bezpośredniego pomiaru prądu. Powyższym Metrahit Base można mierzyć natężenie tylko za pomocą cęg prądowych. Wszystkie wejścia są wysokoomowe.

Mierniki - bo liczy się wnętrze (zdjęcia)

***
Ciekawe jest, że w dwóch analogowych multimetrach znalazło się miejsce na bezpieczniki zapasowe:

Dwa(!) zapasowe bezpieczniki chroniące zakres mA:

Widoczne są cztery bezpieczniki, dwa robocze i dwa zapasowe:

Poniżej kolejny przykład dobrej konstrukcji. Polski multimetr UM-112B. Bezpiecznik widoczny w prawym górnym rogu jest w stanie rozłączyć duży prąd zwarciowy. Nie ustępuje tu bezpiecznikom w multimetrach Metrahit. Dla porównania w prawym dolnym rogu znajduje się standardowych rozmiarów bezpiecznik (20x5), a w lewym dolnym rogu bezpiecznik z GI83.
Multimetry UM-112B są nadal produkowane i cieszą sie opinia niezniszczalnych. Często można spotkać ja w szkołach, na uczelniach, gdzie możliwość popełnienia błędu jest szczególnie duża.



***

Film z EEVblog (zaczyna się przy omówieniu zabezpieczeń):


***

Występują też multimetry laboratoryjne, najczęściej stołowe, gdzie nie stosuje sie bezpieczników, lub nie zabezpiecza wszystkich torów pomiarowych. Są to jednak zabiegi celowe i niezbędne by uzyskac np.: pomiary o odpowiedniej dokładności. Nie rozpatruję tu przyrządów specjalnych, tylko uniwersalne.
Tak wyglądają bezpieczniki w multimetrze laboratoryjnym 7 1/2 cyfry:

W przypadku multimetrów ogólnego przeznaczenia warto stosować zasadę, że dobry (uniwersalny) multimetr można poznać po jego bezpiecznikach. 
Wybierając multimetr ogólnego przeznaczania podążaj za bezpiecznikami....


*****

Zagrożeniem może być zarówno natężenie jak i napięcie, a najczęściej ich kombinacja... Przedstawię więc jeszcze link do filmu, gdzie Dawid z EEVblog prezentuje, co się stanie, gdy multimetr spotka na swojej drodze życia przepięcie:
Który z mierników z filmu chciałbyś trzymać?

Dobre multimetry przechodzą testy zgodne z normami (procedury badawcze IEC 61010) odporności na przepięcia, np.:
- Kategoria II 1000 V, 20 powtórzeń po 6000 V.
- Kategoria III 1000 V, 20 powtórzeń po 8000 V.
Warto zaznaczyć, że np.: miernik kategorii III 600 V jest znacząco lepiej zabezpieczony niż miernik kategorii II 1000 V. Wynika to z możliwości (rezystancji) źródeł zasilania do których miernik powinien być podłączany. 

W taki sposób przechodzimy do kategorii pomiarowych mierników zgodnie z IEC 61010-1 (Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna). W stosunkowo łatwy sposób można się zorientować o jakości miernika odczytując z jego obudowy oznaczenia kategorii pomiarowej. Jednak UWAGA!
Czy oznaczenia naniesione na obudowę są wiarygodne? Czy potrafisz stwierdzić, że Twój multimetr posiada realne kategorie bezpieczeństwa KAT III, lub KAT IV?

Dobrze, gdy na mierniku, lub w instrukcji obsługi, kategorie te są potwierdzone przez niezależne (i uznane) instytucje (laboratoria), jak TUV, CSA, UL, VDE.




*

Kategorie pomiarowe i ich opisy zgodnie IEC 61010-1:

Kategoria I
Elektronika.
Pomiary w systemach elektrycznych nie podłączonych bezpośrednio do sieci zasilającej: np. systemy zasilania w pojazdach silnikowych, samolotach, akumulatory, baterie. Źródła niskoenergetyczne, jak wysokonapięciowe elementy powielaczy.

Kategoria II
Jednofazowe odbiorniki energii.
Pomiary w obwodach elektrycznych podłączonych bezpośrednio do systemów zasilania niskiego napięcia przez wtyk, np. urządzenia do użytku w gospodarstwie domowym, biurach, laboratoriach.

Kategoria III
Trójfazowe systemy rozdzielcze, tablice rozdzielcze.
Pomiary w instalacjach budowlanych: odbiorniki podłączone na stałe, podłączenia szafek dystrybucyjnych i urządzeń do nich podłączonych, wielofazowe silniki, oświetlenie w dużych budynkach.

Kategoria IV
Przyłącza, w tym trójfazowe; przewody zewnętrzne.
Pomiary źródła instalacji niskiego napięcia: urządzenia pomiarowe, doprowadzenia główne, urządzenia zabezpieczające przed przetężeniem, linie napowietrzne do wolnostojących budynków, linie podziemne do pomp studziennych.




***

Wiem, że są ludzie nieomylni, którym nigdy nie zadziałał bezpiecznik w multimetrze. Są też tacy, którzy wszelkie zabezpieczenia traktują jako ujmę na swojej męskości... No cóż, jeżeli taki mały bezpiecznik może być ujmą, to hmm... Mój wpis jest przeznaczony dla osób, którym zdarzają się pomyłki (lub liczą się z taką możliwością), którzy wykonują wiele pomiarów, pracują przy wysokoenergetycznych źródłach zasilania, bywają zmęczeni, przepracowani. Mam nadzieję, że jeżeli do tej pory nie zwracali na to uwagi to teraz odrobinę rozszerzyli swoją wiedzę.
Oczywiście, zawsze znajdą sie "ludzie wiedzący lepiej":



***

Powrót do głównej strony o: 

Strona z zestawieniem parametrów mierników: 

***




Update: 2015.10.12
Create: 2015.03.22

4 komentarze:

  1. Zawsze mam problem z tymi liczbami i ułamkami co do wyświetlania.

    Co do bezpieczników to z jednej strony fajnie że stosują ale jak przepali się to nie wiem co gorsze cena czy dostępność. Miałem jazdę z 400mA TME mnie uratowało. 13zł szt.

    Zaś co do sensu stosowania bezpieczników ceramicznych to maja większa zdolność wyłączania zwarcia niż zwykłe szklane ale nie wiem czy z lekka producenci nie traktują bezpieczników jak dodatkowego dochodu.
    W przemysłówce można spotkać prądy zwarciowe na poziomie nawet 5kA lub więcej ale w mieszkaniówce to max spotkałem ok. 1.4kA z drugiej strony kwestia tego co ma wyłączyć zwarcie.
    Weźmy kategorie IV niech się elektryk pomyli i zmierzy aldą za 10zł zamiast napięcie to prąd bocznik ma ok. 1.5mm2 zaś czas wyłączenia zwarcia może dojść do 5s miernik w ogniu o ile prędzej przewody się nie przepalą ale to scenariusz gdzie by się przykleiły sądy :) bezpiecznik odetnie i po kłopocie.
    W I kategorii to tylko zagrożenie z akumulatorów, wiele razy zdarzało się robić zwarcie na kołkach aku i prawie odparowywało z 3m3 kołka :) a tak jakoś czasem wyszło coś na krótko a gdyby się przykleił przewód to grzałka wyparuje. Dobre aku potrafi klucz upalić :)



    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Ja mam zapas bezpieczników do multimetrów, które używam - ale i to nie zawsze się sprawdza! Dwa dni temu zadziałał bezpiecznik w multimetrze. Myślałem, że pobór prądu jest mniejszy, ale nie doceniłem kondensatorów na wejściu. Więc otwieram walizkę, gdzie trzymam pudełeczko z bezpiecznikami do multimetrów i... okazało się, że córka była pierwsza.
      Nadal szukam tego pudełeczka z bezpiecznikami...

      Mi zdarza się zniszczyć bezpiecznik dosyć rzadko - przynajmniej tak sądzę. Oprócz historii sprzed dwóch dni to zapewne nie wymieniałem bezpiecznika w multimetrze z rok lub dwa. Tak więc koszt tych bezpieczników nie boli .

      Masz oczywiście rację, prądy w mieszkaniówce powinny być takie jak podałeś. Ja nie miałem okazji mierzyć np. instalacji 3F na prąd zwarciowy.
      To może oznaczać, że może warto próbować wymienić najtańsze bezpieczniki (np. w UNI-T) rozłączające 35A na takie troszkę lepsze, do 1,5kA? W TME kosztują około 6 zł.

      Wiesz, widziałem taki klucz odłożony na akumulator 12V 45Ah. Dawno temu mój dziadek sie pomylił i po tym co wtedy zobaczyłem, bardzo starannie odkładam klucze przy samochodzie.

      Usuń
  2. A ja uwaliłem bezpiecznik 400mA w torze pomiarowym 600mA mierzyłem i miałem ograniczenie prądowe na zasilaczu tak ok 500mA bo samoróbka ale ( i tak poniżej było 600mA ) uważałem by nie spalić bezpiecznika bo plomba na obudowie i ... przepalony. Na logikę powinien być 630mA w instrukcji polskiej tak było ja kupiłem FF500mA a w oryginalnej jest F 400mA i taki tez był tyle że FF400mA SIBA bo to FF to charakterystyka. ( bardzo szybki do półprzewodników jak pamiętam ) Zawiodłem się na brymerze bo taka różnica w instrukcjach to szok.

    Zaś co do wymiany zawsze można na lepszy wszystko można na lepsze byle nie gorsze :) Ceramiczne maja gasik w środku lepiej mogą wyłączyć niż szklany gdzie się upala opada na rurkę i może ciągnąć łuk dalej.



    OdpowiedzUsuń
  3. A jeśli posiadam budżetowy multimetr jak np unit m890g i jest w nim bezpiecznik szklany, to czy mogę go bez przeszkód wymienić na bezpiecznik ceramiczny o takich samych parametrach i wymiarach? Chcę to zrobić w celu zwiększenia bezpieczeństwa, już się naoglądałem filmików co się może stać gdy podłączymy coś niewłaściwie.

    OdpowiedzUsuń