Kontrola instalacji elektrycznych w budynkach. Niezbędne narzędzia pomiarowe
Kontrola instalacji elektrycznej i urządzeń w niej wykorzystywanych jest bardzo ważna ze względu na zapewnienie bezpieczeństwa użytkowników danego obiektu. Regularne sprawdzanie stanu instalacji jest wymagane prawem, o czym powinni pamiętać zarządcy i właściciele budynków. Obowiązkowych przeglądów i pomiarów elektrycznych mogą jednak dokonywać jedynie osoby do tego uprawnione, używając przy tym odpowiednich narzędzi pomiarowych.
Spis treści
- Uprawnienia do przeprowadzania pomiarów
- Bezpieczne przeprowadzanie obowiązkowych przeglądów instalacji elektrycznych
- Inspekcja instalacji
- Pomiary kontrolne i narzędzia do ich przeprowadzania
- Na co zwracać uwagę przy wyborze urządzenia pomiarowego?
- Podsumowanie
Kontrola instalacji elektrycznych w budynkach odbywa się na podstawie wytycznych normy PN-HD 60364-6 „Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 6: Sprawdzanie”. Aktualna wersja normy to PN-HD 60364-6:2016-07, która zastąpiła wersje PN-HD 60364-6:2008 oraz PN-IEC 60364-6-61:2000. Zawiera ona wymagania dotyczące odbiorczego oraz okresowego sprawdzania instalacji elektrycznych.
Sprawdzanie odbiorcze ma miejsce po wykonaniu nowej instalacji lub po zakończeniu uzupełnień lub zmian instalacji istniejących. Sprawdzanie okresowe instalacji elektrycznej należy przeprowadzać, by określić (w stopniu możliwym do realizacji), czy istniejąca instalacja i wszystkie elementy jej wyposażenia znajdują się w stanie pozwalającym na ich dalsze użycie. W normie znajdują się również wymagania dotyczące protokołowania wyników sprawdzania okresowego. Można ją nabyć na stronie Polskiego Komitetu Normalizacyjnego.
Uprawnienia do przeprowadzania pomiarów
Pomiary elektryczne wykonuje się pod napięciem, dlatego trzeba pamiętać, że zgodnie z polskimi przepisami BHP prace takie zaklasyfikowane są jako niebezpieczne. Należy je przeprowadzać w dwuosobowym zespole, w którym obie osoby zostały przeszkolone w zakresie postępowania i udzielania pomocy w przypadku porażenia prądem.
Aby móc wystawić protokół pomiarowy, konieczne jest, aby w zespole tym znajdowała się osoba lub osoby posiadające świadectwo kwalifikacji SEP (potocznie zwane uprawnieniami SEP-owskimi) na stanowisku eksploatacji oraz dozoru w zakresie czynności kontrolno-pomiarowych, w grupie G1– punkt 10 „aparatura kontrolno-pomiarowa”. Często pojawiają się wątpliwości, czy kwalifikacje z samym punktem 10, ale bez zakresu kontrolno-pomiarowego, uprawniają do przeprowadzenia pomiarów elektrycznych, niestety – niezbędne są oba zapisy.
Bezpieczne przeprowadzanie obowiązkowych przeglądów instalacji elektrycznych
Zarządcy i właściciele budynków (szczególnie jednorodzinnych) mają bardzo małą świadomość tego, że sprawdzenie stanu instalacji jest wymagane przez prawo budowlane. Najdłuższy dopuszczalny okres międzypomiarowy to 5 lat. Brak aktualnego przeglądu instalacji elektrycznej w przypadku awarii skutkującej np. pożarem i dużymi stratami materialnymi może spowodować odmowę wypłaty odszkodowania przez ubezpieczyciela. Dopiero informacja o takim nieszczęściu powoduje falę przeglądów wśród sąsiadów i znajomych poszkodowanej osoby.
Przed rozpoczęciem kontroli trzeba uzgodnić z właścicielem lub zarządcą nieruchomości czas i zakres planowanych prac. Część pomiarów odbywa się bez napięcia, a więc należy uprzedzić użytkowników instalacji elektrycznej o planowanym wyłączeniu i czasie jego trwania. Trzeba pamiętać, że niezapowiedziane wyłączenie prądu może spowodować straty materialne i niematerialne, a także sprowadzić niebezpieczeństwo dla zdrowia i życia użytkowników.
Otwierając urządzenia elektryczne, należy zabezpieczyć ich wnętrze przed dostępem osób niepowołanych. W budynkach mieszkalnych często przebywają dzieci, dlatego pozostawianie otwartej rozdzielnicy bez nadzoru osoby przeprowadzającej pomiary może być bardzo niebezpieczne. Samo odgrodzenie czy tabliczki ostrzegawcze są w takim wypadku niewystarczające.
Wyposażenie współczesnych rozdzielnic jest wykonywane w stopniu ochrony IP2x, czyli zapewniającym ochronę przed przypadkowym dotknięciem części, która pozostaje pod napięciem. Należy jednak pamiętać, że jeszcze 20 lat temu aparaty nie miały takiej ochrony, a i współcześnie w wyniku nieprawidłowego montażu np. szyn łączeniowych albo uszkodzenia części pod napięciem mogą być niewidoczne na pierwszy rzut oka.
Inspekcja instalacji
Pierwszym punktem każdej kontroli jest inspekcja instalacji ze szczególnym uwzględnieniem wnętrz rozdzielnic elektrycznych. Wiele usterek można stwierdzić za pomocą wzroku, węchu i słuchu. Czasami wykorzystuje się również dodatkowe urządzenia, które są pomocne, ale nie niezbędne, dlatego zostaną omówione na końcu artykułu.
Wzrokowo można ocenić stan aparatów i okablowania. Należy szukać widocznych śladów przebarwień, które mogą świadczyć o przegrzaniu, oraz bardziej oczywistych uszkodzeń, np. pęknięć, nacięć lub ukruszeń. Za pomocą węchu można także wykryć przegrzane elementy – zapach spalenizny albo rozgrzanego plastiku zawsze powinny alarmować. Z kolei słuch może pomóc zlokalizować iskrzenie na luźnych połączeniach.
W przypadku dużych uszkodzeń, już na tym etapie dyskwalifikujących instalację z użytkowania, należy wydać zakaz użytkowania i odstąpić od dalszych czynności pomiarowych, które można wznowić po naprawie uszkodzeń.
Po pozytywnej inspekcji można przystąpić do pomiarów
Pomiary kontrolne i narzędzia do ich przeprowadzania
Ciągłość przewodów
Pierwszym testem powinno być sprawdzenie ciągłości przewodów ochronnych i wyrównawczych. Wymagane jest testowanie prądem równym lub większym niż 200 mA. Proste multimetry nie sprawdzą się jako urządzenia pomiarowe, ale dostępne na rynku wielofunkcyjne mierniki instalacji elektrycznych już tak.
Rezystancja izolacji
Kolejnym testem jest badanie rezystancji izolacji. W obwodach elektrycznych o napięciu nominalnym 230 V/400 V – zgodnie z przywołaną wcześniej normą – napięciem testowym jest 500 V. Wartość tę (oraz większe aż do 1000–1500 V) zweryfikują wszystkie wielofunkcyjne mierniki instalacji elektrycznych oraz małe mierniki rezystancji izolacji. Przy wyższych napięciach potrzeba bardziej specjalistycznych urządzeń, jednak w typowych instalacjach w budynkach mieszkalnych nie są one wymagane.
Pomiar wykonuje się pomiędzy przewodami czynnymi a ochronnym. Norma dopuszcza zwarcie przewodów czynnych przy tym pomiarze, aby uchronić przyłączone urządzenia przed pojawieniem się napięcia 500 V.
Badanie przeprowadza się bez napięcia z sieci, jednak należy pamiętać, że w obwodach oświetleniowych wszystkie łączniki powinny być włączone (warto to sprawdzić przed wyłączeniem napięcia). Minimalna uzyskana wartość to 1 MΩ, ale w przypadku nowych instalacji te wartości zwykle są poza zakresem pomiarowym miernika, czyli np. >2 GΩ. Pomiar należy przeprowadzić na początku instalacji – przy źródle zasilania.
Jeśli wartość rezystancji jest wyższa niż wymagana w normie, to jest ona wyższa również na każdym z obwodów, wtedy kontroli można dokonać na wszystkich obwodach łącznie. W przypadku wartości poniżej normy obwody należy rozłączyć i przeprowadzić pomiar indywidualnie na każdym z nich.
Test polaryzacji
Po sprawdzeniu rezystancji izolacji trzeba przeprowadzić test polaryzacji. W przypadku wszelkiego rodzaju zabezpieczeń i łączników należy sprawdzić, czy rozłącza się przewód fazowy. Niedopuszczalne jest rozłączenie przewodu neutralnego, gdyż urządzenie w dalszym ciągu pozostaje pod napięciem. Zgaszona lampa może wydawać się bezpieczna, bo źródło światła się nie świeci, tymczasem w przypadku rozłączania przewodu neutralnego cały czas pozostaje pod napięciem.
Samoczynne wyłączenie zasilania
Kolejnym krokiem jest sprawdzenie skuteczności samoczynnego wyłączenia zasilania (SWZ). Współcześnie w instalacjach warunek ten realizują dwa różne wyłączniki: nadmiarowo-prądowy oraz różnicowo-prądowy (RCD). Pierwszy to zwykle popularna „eska”, w domach spotyka się najczęściej B10 i B16A. Należy sprawdzić impendancję pętli zwarcia, czyli wartość impendancji (w uproszczeniu rezystancji) w omach, na pętli powstałej z: przewodu fazowego od transformatora aż do urządzenia oraz uziemionej obudowy urządzenia aż do punktu neutralnego transformatora. W przypadku zwarcia do obudowy urządzenia wartość ta odpowiada za prąd zwarciowy, jaki popłynie w takim obwodzie. Ideą zabezpieczenia jest, aby prąd zwarciowy był tak duży, by zabezpieczenie zadziałało natychmiastowo (poniżej 0,2 s). Zgodnie z kartami charakterystyki zabezpieczeń w pewnych zakresach prądów zabezpieczenie nie zadziała lub jego zadziałanie jest niepewne.
Dla przykładu wyłącznik nadmiarowo-prądowy o charakterystyce B16A do natychmiastowej reakcji wymaga prądu zwarciowego ponad 80 A. Wartości minimalne wynikają z charakterystyk zabezpieczeń. Współczesne mierniki, np. Sonel MPI-530 i wyższe modele, pozwalają wprowadzić parametry zabezpieczenia na testowanym obwodzie i ocenić prawidłowość wyniku. W przypadku długich obwodów na przewodach o zbyt małym polu przekroju, chronionych przez zabezpieczenia o charakterystyce C lub D i wysokich prądach nominalnych, często warunek ten nie jest spełniany. Należy wtedy skonsultować możliwość i zasadność zmniejszenia zabezpieczenia lub wymiany przewodu.
W przypadku pętli zwarcia L-PE w czasie tego testu pojawia się prąd upływu. We współczesnych instalacjach chronionych przez wyłączniki różnicowo-prądowe prąd ten nie może przekroczyć wartości ich zadziałania, czyli zwykle 15 mA. Starsze urządzenia pomiarowe, które nie mają opcji mierzenia pętli zwarcia małymi prądami, nie nadają się do pomiarów we współczesnych instalacjach, warto to sprawdzić szczególnie przed zakupem używanego starszego miernika. Pomiar pętli zwarcia w trybie RCD odbywa się pod napięciem i zajmuje dużo więcej czasu z uwagi na wahania napięcia sieciowego. Mierniki zwykle wykonują kilka pomiarów przed zaprezentowaniem wyniku.
Wyłącznik różnicowo-prądowy RCD
Drugim zabezpieczeniem, obecnie już wymaganym, jest wyłącznik różnicowo-prądowy RCD. Można go stosować jedynie w układzie sieciowym TN-S i TT, tak więc nie spotkamy go w starych dwużyłowych instalacjach, popularnych jeszcze w nieremontowanych lokalach z XX wieku. Warto nadmienić, że w przypadku remontu lokalu z dwużyłową instalacją wymagana jest jej wymiana na współcześnie obowiązującą – trójżyłową z przewodem ochronnym PE. Wyłącznik różnicowo-prądowy RCD jest bardzo czuły i reaguje na prąd upływu 15–30 mA (dla wyłączników różnicowo-prądowych o znamionowym prądzie upływu 30 mA). Prąd ten powstaje np. w przypadku rażenia człowieka dotykającego części pod napięciem.
W tym momencie warto rozwiać pewne mity powstałe wokół tego zabezpieczenia. RCD nie chroni przed porażeniem, dlatego że działa w momencie, gdy porażenie już występuje. Jego zadaniem jest skrócenie czasu rażenia do wartości rzędu kilkunastu/kilkudziesięciu milisekund. Dodatkowo jego działanie dla niewielkiego prądu upływu nie oznacza, że w przypadku rażenia tylko taki popłynie przez ciało porażonego. A nawet jeśli jest to prąd tylko rzędu 30 mA, to staje się niebezpieczny m.in. w przypadku dzieci, osób starszych czy z rozrusznikami serca – może spowodować migotania komór przedsionka i doprowadzić do śmierci. Przy pracy na wysokości porażenie takim prądem może nie być śmiertelne, ale wywołany nim upadek może przyczynić się do znacznych obrażeń.
Kolejną kwestię stanowi konieczność regularnego testowania wyłącznika różnicowo-prądowego RCD, który jest dużo bardziej skomplikowanym urządzeniem niż wyłącznik nadmiarowo-prądowy. Pomiary w lokalach mieszkalnych odbywają się zwykle raz na 5 lat, a ponadto bardzo często zdarza się, że w trakcie pomiarów nie przeprowadza się wszystkich testów, w tym testów samego wyłącznika. W efekcie może on nie zadziałać wtedy, gdy jest najbardziej potrzebny i mógłby uratować czyjeś życie lub zdrowie. Warto więc w trakcie pomiarów edukować użytkowników instalacji, aby regularnie (przynajmniej raz na pół roku) naciskali przycisk TEST wyłącznika RCD, a stwierdzone nieprawidłowości natychmiast zgłaszali do naprawy. Nie można zatem traktować wyłączników RCD jako panaceum na wszystkie problemy i przyzwolenie na lekceważenie innych zabezpieczeń czy pracę pod napięciem.
W instalacjach najpopularniejsze są wyłączniki różnicowo-prądowe typu A lub AC dla prądu upływu 30 mA. Warto jednak, by miernik pozwalał także testować mniej popularne modele, jak typ B, selektywny czy dla nietypowych prądów upływu, używanych do celów ochrony przeciwpożarowej – 100 lub 300 mA. W instalacjach spotyka się czasami dwa wyłączniki różnicowo-prądowe o tym samym prądzie upływu, chroniące ten sam obwód. Pierwszy z nich powinien być selektywny, jednak nie zawsze jest prawidłowo zastosowany. W takim przypadku tradycyjnie przeprowadzony test wyłącznika RCD spowoduje zadziałanie niewłaściwego wyłącznika albo obu naraz. Należy wówczas zastosować dość prosty sposób: pomiar przeprowadza się na wyłączniku, sondy L i N umieszcza na odpowiednich zaciskach wyjścia, a sondę PE na zacisku wejścia N. W efekcie prąd upływu pojawia się na testowanym urządzeniu, ale nie ma go na wyłączniku bliżej źródła zasilania.
Prawidłowo należy wykonać łącznie 10 pomiarów wyłącznika różnicowo-prądowego: czas zadziałania dla prądu o wartości ½ jego nominalnego prądu upływu (wymagany brak zadziałania), a dla prądów 1x, 3x i 5x – nominalny prąd upływu oraz próg zadziałania dla prądu narastającego. Wszystkie te pomiary wykonuje się po obu stronach sinusoidy prądu przemiennego. Aby przyspieszyć pomiary, wykorzystywany do nich miernik powinien mieć tryb RCD AUTO, w którym rola pomiarowca ogranicza się jedynie do podnoszenia dźwigni zabezpieczenia po jego zadziałaniu, a miernik przeprowadza komplet pomiarów automatycznie. Pomiar odbywa się pod napięciem. Należy mieć na uwadze, że ciągłe włączanie i wyłączanie zasilania może mieć negatywny wpływ na podłączone urządzenia, dlatego trzeba je odłączyć albo przeprowadzać pomiar w rozdzielnicy przy wyłączonych zabezpieczeniach chroniących obwody.
Na co zwracać uwagę przy wyborze urządzenia pomiarowego?
Wybierając urządzenie pomiarowe, należy pamiętać, że niezbędne są okresowe kontrole kalibracji urządzeń. Do protokołu powinno zostać załączone potwierdzenie aktualnej kalibracji, wystawione przez stosowne laboratorium. Lepiej unikać urządzeń, które choć nowe, to nie mają odpowiedniej dokumentacji, może się bowiem okazać, że nigdy nie uzyskają one należytej dokładności pomiarowej i będą przydatne jedynie w trakcie poszukiwania usterki. Dyskwalifikuje je to z zastosowań do pomiarów kończących się protokołem. Dotyczy to szczególnie tanich mierników.
Osobne urządzenie do każdego pomiaru czy kombajn do wszystkiego?
Na rynku istnieje bardzo szeroki wybór urządzeń pomiarowych. Zaletą tzw. kombajnu, czyli wielofunkcyjnego miernika instalacji elektrycznej, który pozwala przeprowadzić wszystkie powyższe testy, na pewno jest niższa cena niż suma zakupu każdego urządzenia oddzielnie. Ponadto łatwiej go przenosić w trakcie pomiarów, a koszt okresowej kalibracji dotyczy tylko jednego urządzenia. Wadą takiego rozwiązania jest jednak to, że mając jeden miernik, ograniczamy się do tylko jednego pomiaru w danym momencie, a w przypadku usterki lub wysłania urządzenia do kalibracji zostajemy całkowicie bez urządzenia. Dodatkowo mierniki wielofunkcyjne zwykle mają jedynie najbardziej popularne ustawienia pomiarów, np. napięcie pomiarowe rezystancji izolacji do 1000 V, jeśli potrzebne jest wyższe, wymusza to zakup miernika tylko do pomiaru rezystancji izolacji.
Decyzję co do zakupu jednego, wielofunkcyjnego miernika czy kilku oddzielnych urządzeń każdy powinien podjąć samodzielnie i dokonać wyboru, biorąc pod uwagę specyfikę najczęściej wykonywanych pomiarów.
Opisane rodzaje pomiarów oraz urządzenia do ich wykonywania są wymagane normą, ale na rynku dostępne są inne narzędzia, które mogą dodatkowo pomóc w znalezieniu ewentualnej nieprawidłowości w kontrolowanych instalacjach.
Kamera inspekcyjna
Pierwszym takim urządzeniem jest kamera inspekcyjna. Na rynku można znaleźć modele podłączane do telefonu, których koszt jest niewielki i stanowi ok. kilkudziesięciu złotych. Przydają się bardzo, gdy trzeba zajrzeć np. w przepusty, nad sufity podwieszane czy w głąb rozdzielnicy. Kamery te zwykle mają formę usztywnianego przewodu zakończonego kamerą i diodami LED podłączonymi do telefonu lub własnego ekranu LCD. Kamerę można wyposażyć w różnego rodzaju akcesoria, m.in. haczyki lub magnesy. Oprócz podglądu na żywo mogą mieć funkcje umożliwiające wykonywanie zdjęć bądź nagrywania filmów.
Dużą popularność – ze względu na coraz niższe ceny – zyskują kamery termowizyjne. Również wśród nich można spotkać modele podłączane do telefonu komórkowego, np. FLIR One, telefony komórkowe z wbudowaną kamerą termowizyjną, np. CAT S62 Pro, czy też kompletne kamery wraz z wyświetlaczami.
Obraz w termowizji pozwala szybko zauważyć przegrzewające się przewody, słabe, grzejące się zaciski aparatów czy brak wystarczającego chłodzenia w rozdzielnicy. Należy jednak pamiętać, by zdjęcia wykonywać w czasie obciążenia instalacji, gdy temperatury są najwyższe. Przydatny może być także wyszukiwacz bezpieczników (np. HT Instruments HT38), pozwalający bez wyłączania zasilania zlokalizować zabezpieczenie, do którego podłączone jest dane gniazdo wtyczkowe. Urządzenie to sprawdzi się, gdy instalacja nie ma odpowiedniej dokumentacji.
Podsumowanie
Statystyki mówią, że niemal 20% wszystkich pożarów budynków powstaje z powodu niesprawnej instalacji elektrycznej. Szacuje się, że rocznie od 100 do 200 osób ginie od porażenia prądem elektrycznym, a kilkakrotnie więcej odnosi trwały uszczerbek na zdrowiu. Dlatego tak ważne jest systematyczne i poprawne wykonywanie przeglądów instalacji elektrycznych, aby nie były one zagrożeniem, a w razie wypadku chroniły ludzi i mienie.
Przeczytaj również:
- Strefa wejścia w pokoju hotelowym - dobór osprzętu elektrycznego
- Kto przeprowadza kontrole instalacji elektrycznych w budynkach komercyjnych?
