4
mgr inż. Fryderyk Łasak
Członek Oddziału Nowohuckiego SEP
Zakład Badań Elektrycznych “El-Fred”
31-621 Kraków oś. Bohaterów Września 61A/23
tel./fax (0-12) 6811541 kom 0-503 750306
e-mail: flasak@tlen.pl
Wykonywanie pomiarów odbiorczych i okresowych pomiarów ochronnych w instalacjach elektrycznych o napięciu znamionowym do 1 kV( aktualizacja Sierpień 2005 r )
1. Wstęp
W latach 90-tych nastąpiły zmiany w zasadach budowy instalacji elektrycznych w obiektach budowlanych oraz zmieniły się zasady ochrony od porażeń prądem elektrycznym. Zmiany wprowadzone przez nowe Prawo Budowlane [15.17], przez Warunki Techniczne jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [15.21] oraz w przepisach dotyczących ochrony przeciwporażeniowej (wieloarkuszowa PN/E-05009 obecnie PN-IEC 60364) [15.1] spowodowały zmiany w wymaganiach dotyczących wykonywania pomiarów odbiorczych pomontażowych i okresowych pomiarów ochronnych, dla oceny stanu ochrony przeciwporażeniowej w eksploatowanych urządzeniach elektrycznych o napięciu znamionowym do 1 kV.
W ostatnim okresie zmianie uległo kilka aktów normatywnych związanych z wykonywaniem pomiarów ochronnych i przyrządami stosowanymi wykonywania pomiarów. Są to następujące akty normatywne:
1. Ustawa o Normalizacji [15.14], która wprowadziła zasadę, że od 1 I 2003r. stosowanie Polskich Norm jest dobrowolne oraz, że PN mogą być powoływane w przepisach prawnych po ich opublikowaniu w języku polskim i wtedy stają się obowiązkowe.
Stosowanie norm w krajach Unii Europejskiej jest dobrowolne, lecz przedstawiają one tam najwyższej rangi uznane reguły techniczne. Nie można ich bezkarnie lekceważyć, omijać i postępować wbrew ich postanowieniom. W razie wątpliwości do jakości produktu lub usługi, kwestie sporne rozstrzygane są przyjmując za podstawę wymagania norm. W razie wypadku z ludźmi, awarii, zagrożenia dla środowiska, sprawdzenie czy urządzenie było zbudowane i eksploatowane zgodnie z zasadami sztuki inżynierskiej, dokonuje się w oparciu o wymagania norm. Na wymagania norm powołują się poszkodowani klienci, organizacje konsumenckie, organy nadzoru rynku, niesłusznie obwinieni producenci, instytucje ubezpieczeniowe, organy ścigania i każda osoba fizyczna lub prawna występująca jako strona albo rozjemca w sporze zarówno w postępowaniu sądowym karnym jak i cywilnym.
Każdy, kto chce, aby zlecano mu projekty, nadzory, wykonawstwo, ekspertyzy, czy okresowe badania stanu urządzeń, ten musi przestrzegać dobrowolnych norm technicznych, bo jest to gwarancją należytej jakości wytworów umysłu i rąk, gwarancją akceptacji obiektu przez firmy ubezpieczeniowe czy inspekcję pracy i gwarancją spokoju wykonawcy ze strony prokuratora.
2. Ustawa z 11 maja 2001r. Prawo o miarach [15.13]
Celem ustawy Prawo o miarach jest zapewnienie jednolitości miar i wymaganej dokładności pomiarów wielkości fizycznych w Rzeczpospolitej Polskiej. Ustawa reguluje zagadnienia legalnych jednostek miar i ich państwowych wzorców, prawnej kontroli metrologicznej przyrządów pomiarowych, kompetencji i zadań organów administracji rządowej właściwych w sprawach miar, sprawowania nadzoru nad wykonywaniem przepisów ustawy.
3. , Ustawa z 27 marca 2003r. [15.18] nowelizuje Prawo Budowlane i wprowadza wymaganie, że kontrolę stanu technicznego instalacji elektrycznych, piorunochronnych i gazowych powinny przeprowadzać osoby posiadające kwalifikacje wymagane przy wykonywaniu dozoru nad eksploatacją urządzeń, instalacji oraz sieci energetycznych i gazowych. Zatem osoba wykonująca pomiary ochronne i podpisująca protokoły z tych pomiarów powinna mieć zaświadczenia kwalifikacyjne D i E z uprawnieniami do wykonywania pomiarów ochronnych.
4. Ustawa z 4 marca 2005r. [15.20] o zmianie ustawy – Prawo energetyczne oraz ustawy – Prawo ochrony środowiska, wprowadziła zmiany do tekstu obowiązującego prawa energetycznego. Zmiana ta przywraca obowiązek sprawdzania co 5 lat kwalifikacji osób zajmujących się eksploatacją urządzeń, instalacji i sieci energetycznych. Wynika stąd konieczność zamieszczania obecnie w świadectwach kwalifikacyjnych terminu ich ważności.
Świadectwa kwalifikacyjne wydawane dotychczas bezterminowo, na podstawie dotychczasowych przepisów, zgodnie z art. 16 nowej ustawy, zachowują moc do dnia 3 maja 2010 r., tj. przez 5 lat od dnia wejścia w życie ustawy wprowadzającej tą nowelizację.
5. Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z 20 lutego 2003 r. w sprawie przyrządów pomiarowych podlegających prawnej kontroli metrologicznej oraz rodzajów przyrządów pomiarowych, które są legalizowane bez zatwierdzenia typu [15.25]
Z powyższego rozporządzenia wynika, iż niektóre przyrządy pomiarowe mogą być legalizowane bez zatwierdzenia typu. Należą do nich odważniki odpowiednich klas dokładności, gęstościomierze zbożowe, wagi nieautomatyczne bez zespołów elektronicznych i bez sprężyny w zespole pomiaru obciążenia oraz cukromierze i densymetry do cieczy innych niż alkohol.
Po wejściu Polski do Unii Europejskiej obowiązkowe stało się oznakowanie wyrobów symbolem CE. Oznakowanie CE symbolizuje zgodność wyrobu ze wszystkimi wymaganiami nałożonymi na wytwórcę danego wyrobu poprzez dyrektywy wymagające takiego oznakowania. Oznakowanie CE zastępuje wszystkie obowiązujące poprzednio krajowe oznakowania zgodności.
Nowe przepisy ochrony przeciwporażeniowej wprowadziły zasadę: najpierw chronić, potem zasilać. Z tej zasady wynika kilka wymagań, których przestrzeganie znakomicie zwiększa bezpieczeństwo użytkowania urządzeń elektrycznych nawet w mało bezpiecznym systemie sieci TN-C.
Należą do nich: sposób przyłączania przewodu ochronno-neutralnego do obudowy urządzeń I klasy ochronności, sposób przyłączania przewodów fazowego i ochronno-neutralnego w gniazdach wtyczkowych (rys. 1), w gniazdach bezpiecznikowych i w oprawach żarówkowych. Prawidłowy sposób podłączania przewodów w gniazdach wtyczkowych jest szczególnie ważny w sieciach komputerowych aby nie eliminować filtrów przeciwzakłóceniowych lub nie podawać napięcia na obudowę urządzeń
Rys. 1
Wykonując pomiary elektryczne uzyskujemy informacje o stanie technicznym urządzeń, z którymi mamy do czynienia. Dobry stan techniczny eksploatowanych urządzeń, czy też dopiero zmontowanych i przekazywanych do eksploatacji, jest gwarancją bezawaryjnej i bezpiecznej pracy tych urządzeń.
2. Pomiary
Wykonując pomiary elektryczne uzyskujemy informacje o stanie technicznym badanych urządzeń. Ich dobry stan techniczny, jest gwarancją bezawaryjnej i bezpiecznej pracy.
Pomiary w okresie eksploatacji służą dla oceny aktualnego stanu technicznego urządzeń pod względem niezawodności i bezpieczeństwa pracy. Wyniki pomiarów są podstawą decyzji o dalszej eksploatacji lub dokonaniu odpowiednich napraw, wymian czy remontów generalnych.
Ogólnie pomiary dzielimy na trzy grupy:
I. pomiary wykonywane na urządzeniach elektrycznych u wytwórcy, dla sprawdzenia, że wykonane urządzenie jest w pełni sprawne i spełnia wymagania określonych norm lub aprobat technicznych. Karta kontroli technicznej jest podstawą udzielenia gwarancji na dane urządzenie.
II. pomiary na urządzeniach elektrycznych zamontowanych w obiekcie przed przekazaniem do eksploatacji. Od tych pomiarów oczekujemy odpowiedzi czy:
Ø urządzenia zostały prawidłowo dobrane,
Ø zamontowane zgodnie z dokumentacją,
Ø nie są uszkodzone,
Ø właściwie wykonano nastawy zabezpieczeń,
Ø sprawdzona została funkcjonalność działania,
Ø sygnalizacja działa poprawnie,
Ø spełniono wszystkie warunki aby obwody elektryczne w całości mogły spełniać stawiane im dokumentacją techniczną wymagania i mogły być bezpiecznie eksploatowane. Efektem pomiarów powinny być protokoły pomiarów pomontażowych.
III Pomiary w okresie eksploatacji urządzeń, mające dać odpowiedź jaki jest aktualny stan techniczny urządzeń pod względem niezawodności i bezpieczeństwa pracy, czy nie uległ on pogorszeniu w ostatnim okresie.
Wyniki tych pomiarów mają być podstawą do podjęcia decyzji o dalszej eksploatacji lub dokonaniu odpowiednich napraw, wymian czy remontów generalnych.
Pomiary zawsze powinny być wykonywane poprawnie, aby wyciągane wnioski były właściwe.
Przed wykonywaniem pomiarów elektrycznych powinniśmy odpowiedzieć na pytania:
1. kto może wykonywać pomiary związane z ochroną życia, zdrowia, mienia i ochroną środowiska,
2. czym należy wykonywać powyższe pomiary,
3. w jaki sposób należy je wykonywać - aby uzyskane wyniki były poprawne.
Ad. 1 - pomiary skuteczności ochrony przeciwporażeniowej z racji swojego charakteru i sposobu wykonywania (urządzenia pod napięciem) niosą zagrożenia zarówno dla osób wykonujących te pomiary, jak i dla osób postronnych. Zgodnie z Zarządzeniem Ministra Gospodarki [15.25], prace przy wykonywaniu prób i pomiarów zaliczane są do prac w warunkach szczególnego zagrożenia dla zdrowia i życia ludzkiego. Dlatego osoby wykonujące pomiary powinny posiadać odpowiednie wykształcenie techniczne, doświadczenie eksploatacyjne oraz posiadać aktualne zaświadczenia kwalifikacyjne, upoważniające do wykonywania pomiarów jako uprawnienia w zakresie kontrolno-pomiarowym.
Ustawa “Prawo Energetyczne” [15.19] postanawia, że osoby zajmujące się eksploatacją sieci oraz urządzeń i instalacji obowiązane są posiadać kwalifikacje potwierdzone świadectwem wydanym przez komisje kwalifikacyjne. Komisje kwalifikacyjne zostały powołane przez Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki (URE) oraz właściwych Ministrów wymienionych w “Prawie Energetycznym”. W tej sprawie obowiązuje obecnie Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z 28 kwietnia 2003r. [15.24] w sprawie szczegółowych zasad stwierdzania posiadania kwalifikacji przez osoby zajmujące się eksploatacją urządzeń instalacji i sieci.” Rozporządzenie to wprowadziło następujące zmiany:
1. zniknął brak wymagania potwierdzenia posiadania kwalifikacji przy eksploatacji w zakresie obsługi urządzeń i instalacji w gospodarstwach domowych i rolnych a § 4.1. obecnie brzmi: „Nie wymaga się potwierdzenia posiadania kwalifikacji w zakresie obsługi urządzeń i instalacji u użytkowników eksploatujących urządzenia elektryczne o napięciu nie wyższym niż 1 kV i mocy znamionowej nie wyższej niż 20 kW, jeżeli w dokumentacji urządzenia określono zasady jego obsługi”.
2. W załączniku nr 1, grupa 1. posiadanie kwalifikacji wymagane jest dla zespołów prądo-twórczych o mocy powyżej 50 kW, poprzednio wymagano „łącznie od 20 kW wzwyż”.
Ad. 2.- Obecnie całokształt spraw związanych z metrologią i wymaganiami dotyczącymi przyrzą-dów pomiarowych reguluje obowiązująca od 1 I 2003r. nowa ustawa p.t. “Prawo o miarach” z dnia 11 maja 2001 r. [15.13], która stanowi, że przyrządy pomiarowe podlegają kontroli metrologicznej GUM, w formie:
1. - zatwierdzenia typu, 2. – legalizacji pierwotnej 3. – legalizacji ponownej (dawne uwierzytelnienie).
Wymagania i kryteria przeprowadzania kontroli metrologicznej GUM zawarte są w Zarządzeniach Prezesa Głównego Urzędu Miar nr 158 z 1996 r oraz nr 29 i 30 z 1999 r) [15.16]
2.1. Legalizacja jest sprawdzeniem, stwierdzeniem i poświadczeniem przez organ administracji miar, że przyrząd pomiarowy spełnia wymagania w przepisów metrologicznych i może być stosowany w obrocie publicznym do wyznaczania ilości albo jakości rzeczy lub usług w celu uzyskania prawidłowej postawy do rozliczeń. Obecnie zgodnie z decyzją Prezesa Głównego Urzędu Miar (Zarządzenie nr 29 z 29 06 1999 r. - Dziennik Urzędowy Miar i Probiernictwa nr 4/99) [15.16] legalizacji pierwotnej (jako przyrządy elektryczne) podlegają: a) - użytkowe liczniki energii elektryczne prądu przemiennego, b) - przekładniki prądowe i napięciowe do współpracy z licznikami,
2.2. Legalizacja ponowna (uwierzytelnienie) przyrządu jest sprawdzeniem, stwierdzeniem i poświadczeniem, że przyrząd pomiarowy spełnia wymagania ustalone w przepisach, normach, zaleceniach międzynarodowych lub innych właściwych dokumentach, a jego wskazania zostały odniesione do wzorców państwowych i są z nimi zgodne w granicach określonych błędów pomiarowych.Obowiązkowi uwierzytelnienia podlegają, określone przez Prezesa Głównego Urzędu Miar (Zarządzenie nr 158 z 18 10 1996 r.)[15.16], mierniki natężenia pola elektrycznego i magnetycznego w zakresie częstotliwości radiowych mające znaczenie dla bezpieczeństwa życia, ochrony zdrowia i ochrony środowiska.
Przyrządy pomiarowe podlegające legalizacji lub obowiązkowi uwierzytelnienia nie mogą być wprowadzone do sprzedaży lub użytkowania przez wytwórcę lub sprzedawcę bez ważnych dowodów legalizacji albo uwierzytelnienia.
Obowiązek przedstawienia do legalizacji lub uwierzytelnienia ciąży także na użytkowniku oraz na wykonawcy naprawy przyrządu pomiarowego.
2.3. Obowiązkowi zatwierdzenia typu podlegają przyrządy do pomiaru wielkości elektrycznych i magnetycznych produkowane w kraju lub sprowadzane z zagranicy, wyszczególnione w Zarządzeniu nr 30 Prezesa Głównego Urzędu Miar z 29 06 1999 r. [15.16.]
W Zarządzeniu wyszczególnione są następujące przyrządy:
1. ¾ Mierniki napięcia prądu, mocy, oporu i przesunięcia fazowego. 2. ¾ Mierniki uniwersalne i multimetry. 3. ¾ Użytkowe liczniki energii elektrycznej prądu przemiennego. 4. ¾ Przekładniki prądowe i napięciowe do współpracy z licznikami. 5. ¾ Mierniki natężenia pola elektrycznego i magnetycznego w zakresie częstotliwości radiowych.
Ad. 3. - Przy wykonywaniu pomiarów należy zwrócić uwagę na warunki mogące mieć istotny wpływ na dokładność pomiaru, mieć świadomość popełnianych błędów i właściwie interpretować uzyskane wyniki.
2. Dokładność wykonywania pomiarów
Dokładność wykonywania pomiarów zależy od klasy dokładności użytych przyrządów, doboru właściwej metody wykonywania pomiarów i uwzględnienia uwarunkowań wynikających ze specyfiki badanego obiektu i jego parametrów. Należy dążyć do wykonywania pomiarów z możliwie dużą dokładnością, z uchybem pomiaru poniżej 20 %.
Dokładność pomiaru zależy od zakresu użytego przyrządu pomiarowego i aby była jak najwięk-sza, odczytu należy dokonywać na takim zakresie aby wskazanie przyrządu wynosiło co najmniej 3/4 zakresu pomiarowego.
Przy pomiarze napięcia 10 V woltomierzem o klasie dokładności 2,5%: - na zakresie 100 V popełniany błąd może wynieść 2,5 V co powoduje uchyb 25% - na zakresie 50 V popełniany błąd może wynieść 1,25 V co powoduje uchyb 12,5% - na zakresie 10 V popełniany błąd może wynieść 0,25 V co powoduje uchyb 2,5%.
2.1 Klasa i zakres użytych przyrządów pomiarowych
Klasa dokładności przyrządu pomiarowego jest to maksymalny błąd bezwzględny popełniany w dowolnym miejscu skali, obliczony jako błąd procentowy w stosunku do pełnego zakresu pomia-rowego, zaokrąglony do jednej z siedmiu znormalizowanych klas: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5 i 5. dm = . 100 % = . 100 % [1]gdzie: dm - uchyb względy przyrządu, Dm - błąd bezwzględny, Wm - wartość mierzona, Wrz - wartość rzeczywista, Wmax - aktualny zakres pomiarowy.Dla przyrządów z zerem pośrodku skali Wmax jest sumą wartości bezwzględnych lewej i prawej strony skali.
2.2 Dobór właściwej metody pomiarów
Zastosowana metoda wykonywania pomiarów powinna być metodą najprostszą, zapewniającą osiągnięcie wymaganej dokładności pomiarów. Wybór metody pomiarów wynika ze znajomości obiektów mierzonych i rozpoznania dokumentacji technicznej obiektu. Sposób przeprowadzania badań okresowych musi zapewniać wiarygodność ich przeprowadzenia (wzorce, metodyka, kwalifikacje wykonawców, protokoły). Zastosowanie nieprawidłowej lub mało dokładnej metody i niewłaściwych przyrządów pomiarowych może być przyczyną zagrożenia, w następstwie dopuszczenia do użytkowania urządzeń, które nie spełniają warunków skutecznej ochrony przeciwporażeniowej.
2.3. Zasady wykonywania pomiarów
Przy wykonywaniu wszystkich pomiarów odbiorczych i eksploatacyjnych należy przestrzegać następujących zasad:
a) pomiary powinny być wykonywane w warunkach identycznych lub zbliżonych do warunków normalnej pracy podczas eksploatacji urządzeń czy instalacji,
b) przed przystąpieniem do pomiarów należy sprawdzić prawidłowość funkcjonowania przyrządów (kontrola, próba itp.),
c) przed rozpoczęciem pomiarów należy dokonać oględzin badanego obiektu dla stwierdzenia jego kompletności, braku usterek oraz prawidłowości wykonania i oznakowania, sprawdzenia stanu ochrony podstawowej, stanu urządzeń ochronnych oraz prawidłowości połączeń.
d) przed przystąpieniem do pomiarów należy zapoznać się z dokumentacją techniczną celem ustalenia poprawnego sposobu wykonania badań,
Przed przystąpieniem do pomiarów należy dokonać niezbędnych ustaleń i obliczeń warunkujących:
Ø wybór poprawnej metody pomiaru,
Ø jednoznaczność kryteriów oceny wyników,
Ø możliwość popełnienia błędów czy uchybów pomiarowych,
Ø konieczność zastosowania współczynników poprawkowych do
Ø wartości zmierzonych.
e) nie należy bez potrzeby dotykać części czynnych i części przewodzących oraz części obcych, pamiętając, że ochrona przeciwporażeniowa może być niesprawna.
f) należy pamiętać, że urządzenia charakteryzujące się dużą pojemnością, jak kable i kondensatory po wyłączeniu napięcia zagrażają jeszcze porażeniem.
2.4. Okresowe sprawdzanie przyrządów pomiarowych
Przyrządy używane do sprawdzania stanu ochrony przeciwporażeniowej dla zachowania wiarygodności wyników badań powinny być poddawane okresowej kontroli metrologicznej co najmniej raz na rok. Zgodnie z Zarządzeniem nr 12 Prezesa Głównego Urzędu Miar z 30 marca 1999 r. [15.30.] w sprawie wprowadzenia przepisów metrologicznych o miernikach oporu pętli zwarcia, okres ważności dowodów kontroli metrologicznej mierników tego typu wynosi 13 miesięcy, licząc od pierwszego dnia miesiąca, w którym dokonano legalizacji ponownej.
Przyrządy używane do pomiaru rezystancji izolacji powinny być poddawane okresowej kontroli metrologicznej uwierzytelnienia w razie uszkodzenia lub stwierdzenia, że błędy wskazań przekraczają błąd graniczny dopuszczalny wynoszący 20 %. Takie wymagania wynikają z Zarządzenia nr 18 Prezesa Głównego Urzędu Miar z 11 lipca 2000r. [15.31] w sprawie wprowadzenia przepisów metrologicznych o miernikach oporu izolacji.
3. Zakres wykonywania pomiarów odbiorczych i okresowych
Na wyniki pomiarów składają się dwie części:
v pierwsza to oględziny mające dać pozytywną odpowiedź, że zainstalowane na s...
obok