A biztosíték csak egy biztosíték. Igaz? Tudjuk, hogy a biztosítékot úgy készítik, hogy egy bizonyos áramszint túllépésekor kinyíljon. Ez megvéd minket az áramütéstől és a túlmelegedett vezetékek által okozott tűztől. Néhány biztosíték azonban még ennél is komolyabb veszélytől véd meg minket. Ez a cikk a feszültség- és árammérések olyan teszterrel történő elvégzésének rejtett veszélyeit mutatja be, amely nem rendelkezik a teszterbe tervezett biztosítékvédelemmel – olyan veszélyeket, amelyek súlyos égési sérüléseket, esetleg halált is okozhatnak.
Miért van szüksége egy teszternek biztosítékokra?
A piacon számos teszter létezik, az egyszerű feszültségérzékelőktől a rendkívül kifinomult digitális multiméterekig (DMM). A feszültségmérést végző teszterek nagy bemeneti impedanciával rendelkeznek, ami valószínűtlenné teszi a túláramos állapotot. Ennek eredményeként a feszültségmérő bemeneteket általában nem biztosítékvédelemmel, hanem túlfeszültségvédelemmel tervezik. Ha azonban ugyanezt a tesztert úgy tervezték, hogy áramot is mérjen, akkor biztosítékra van szükség. Az árammérő bemenetek általában egy egyszerű söntöt alkalmaznak, amelyen keresztül a mért áram folyik. Ennek a söntnek az ellenállása 0,01 ohm nagyságrendű. Ha ehhez hozzáadjuk a tesztvezetékek ellenállását (kb. 0,04 ohm), akkor kevesebb mint 0,1 ohm rövidzárlatot kapunk. Ez az ellenállás megfelelő, ha ezt a rövidzárlatot egy másik terheléssel sorba kapcsolja az áramkör áramának méréséhez. De teljesen más a helyzet, amikor ezt az áramkört egy feszültségforrással, mondjuk a nappaliban lévő konnektorral szemben helyezi el. Ez egy túlságosan gyakori hiba, amelyet a feszültséget és az áramot mérő emberek követnek el. Miután elvégezte az árammérést az áram bemeneti csatlakozókban lévő mérővezetékekkel, a felhasználó megpróbál feszültségmérést végezni, elfelejtve, hogy a vezetékek az erősítők csatlakozóiban vannak. Ezzel gyakorlatilag rövidre zárja a feszültségforrást. Évekkel ezelőtt, amikor az analóg mérőműszerek voltak az egyetlen eszköz az ilyen mérések elvégzésére, ez a hiba eléggé tönkretette a mérőműszer mozgását (a tű a felső csap köré tekeredett), nem is beszélve a belső áramkörről. Azért, hogy védekezzenek ez ellen a gyakori eset ellen, a mérőműszerek gyártói elkezdtek egy biztosítékot sorba kapcsolni a mérőműszer mérővezeték-csatlakozóival, hogy olcsó és hatékony megoldást találjanak egy nagyon egyszerű hibára. A legtöbb gyártó ma is biztosítékvédelemmel tervezi a mérőműszereit az árammérő áramkörökben. A technológia fejlődésével a biztosítéktervezés tudománya is fejlődött. Bár a tesztereket építő emberek megértik, a biztosítékok teljes hatását a legtöbb teszter-felhasználó kevéssé érti. Amikor elköveti azt az egyszerű hibát, hogy feszültséget kapcsol az áramcsatlakozókon, és kiégeti a biztosítékot, először hálás, hogy nem törölte ki a mérőműszert. De aztán bosszankodhat azon, hogy a következő árammérés előtt új biztosítékot kell felkutatnia és kicserélnie. Még frusztrálóbb, amikor a műhelyben megosztja a mérőműszereket másokkal, és valaki más kiégeti a biztosítékot, majd elteszi a mérőműszert, hogy a problémát egy gyanútlan felhasználó fedezze fel.
Mikor válik egy mérőműszer gránáttá?
A gyártók a kézikönyvekben és gyakran a mérőműszeren is megadják a cserebiztosítékokhoz szükséges amerage-, megszakítási és feszültségértékeket. Ha olyan biztosítékot választ, amely nem rendelkezik ezekkel a névleges értékekkel, vagy ami még rosszabb, drótot helyez a biztosíték csatlakozói köré, akár hiszi, akár nem, éppen most hozott létre egy termikus kézigránátot. Már csak a megfelelő körülményekre van szükség a működésbe lépéséhez. Valószínűleg nem fog robbanást kapni, miközben nyomtatón, számítógépen, fénymásolón vagy olyan berendezésen dolgozik, amely saját tápegységgel rendelkezik (CAT I). Még az is lehet, hogy megússza, ha elágazó áramkörökön (CAT II) dolgozik anélkül, hogy felrobbanna. Ez a két környezet meglehetősen alacsony energiájú, és gyakran rendelkeznek beépített biztosítékvédelemmel, megszakítókkal és túláramvédelmi áramkörökkel. Ez azonban nem jó ötlet és nem is biztonságos módja a munkavégzésnek. Amikor elektromos elosztószekrénybe (CAT III) vagy elsődleges tápvezetékekbe (CAT IV) lépünk, a védelmi áramkörök jelentősen megváltoznak. Az elosztószekrényben több száz amperre méretezett megszakítók vannak Ön és az áramszolgáltató között a 15, 20 vagy 30 amperes megszakítók helyett egy elágazó áramkörön. A lakóhelyen lévő megszakítótábla bemeneti oldalán a feszültség mérésekor a védelem most már a közműoszlopon vagy az alállomáson van. Ezek a megszakítók több ezer ampert is elbírnak, mielőtt kinyílnának, és jelentősen több időbe telik a kinyitásuk, mint egy elágazó áramköri megszakítóé. Ha tehát véletlenül az ampercsatlakozókban hagyja a vezetékeket, és megfelelő biztosítékkal ellátott tesztelő nélkül helyezi a mérővezetékeket az egyik ilyen feszültségforráson keresztül, komoly életveszélybe sodorta magát.
A plazma tűzgolyó
Ebben a helyzetben a rossz biztosíték (vagy a biztosítékcsatlakozók köré tekert vezeték) és a tesztvezetékek által képviselt rövidzárlat szinte korlátlan mennyiségű energiával táplálkozik. A biztosítékban (vagy a vezetékben) lévő fémelem nagyon gyorsan felmelegszik, és egy kis robbanást létrehozva párologni kezd. Rossz biztosíték esetén a biztosíték burkolata a robbanás erejétől felrobbanhat, és korlátlan mennyiségű oxigént találhat, amely egy plazma tűzgömböt táplál. A tesztvezetékek is elkezdhetnek olvadni, és nagyon gyorsan tűz és forró fém kerül a kezére, karjára, arcára és ruházatára. Az, hogy mennyi ideig marad a tesztelőre alkalmazott energia, a rendelkezésre álló oxigén és az olyan biztonsági felszerelések, mint az arcvédő és a nehéz kesztyű, jelenléte határozza meg, hogy mennyire súlyosak a sérülései. Mindez ezredmásodpercek alatt történik, és nagyon kevés idő marad a hibára való reagálásra. Ha szerencséje van, akkor a vezetékektől vagy a tesztelőtől távolabbra kerülhet, és így megszakíthatja az áramkört. De a szerencsére nem nagyon lehet számítani, különösen akkor, ha a megfelelő biztosíték használatával teljesen elkerülhetné a problémát.
A megfelelő biztosíték használata
A kifejezetten “nagy energiájú” biztosítékokat úgy tervezték, hogy az ilyen elektromos rövidzárlat során keletkező energiát a biztosítékházon belül tartsák, így védve a felhasználót az áramütéstől és az égési sérülésektől. Ezeket a nagy energiájú biztosítékokat úgy tervezték, hogy korlátozzák az energia alkalmazásának időtartamát és az égéshez rendelkezésre álló oxigén mennyiségét. A biztosítékok nemcsak úgy tervezhetők, hogy egy meghatározott állandó áramnál, hanem pillanatnyi nagy áramnál is kinyíljanak. Ezt a nagy áramot “minimális megszakítási áramként” határozzák meg. A Fluke 10 000 és 17 000 amperes minimális megszakítási áramerősségű biztosítékokat használ a tesztelőiben. Ha egy CAT III 1000 V-os mérőműszert veszünk a tesztvezetékekkel az ampercsatlakozókban, akkor a vezetékek között körülbelül 0,1 ohm soros ellenállás lesz (0,01 a söntnél, 0,04 a tesztvezetékeknél és 0,05 a biztosíték és az áramköri lap vezetőinél). Ha most a vezetékeket véletlenül egy 1000 voltos forráson keresztül helyezi el, az Ohms-törvény szerint 10 000 amper áramot fog generálni (E/R=I, 1 000/0,1 = 10 000). Olyan biztosítékot szeretne, amely ezt az áramot gyorsan megszakítja. A speciálisan kialakított biztosítékelem mellett a nagyenergiájú biztosítékot homokkal töltik meg. A homok nem csak segít elnyelni a robbanó elem által keltett lökésenergiát, de az energia által keltett magas hőmérséklet (akár 10 000 °F) megolvasztja a homokot és üveggé változtatja azt. Az üveg bevonja az elemet, és a rendelkezésre álló oxigén elzárásával elsimítja a tűzgolyót, így Ön és a tesztelő biztonságban van. Mint láthatja, nem minden azonos áramerősségű és feszültségű biztosíték egyforma. Saját biztonsága érdekében meg kell győződnie arról, hogy az Ön által használt biztosítékok azok, amelyeket a mérnök a teszterbe tervezett. Mindig olvassa el a tesztelő kézikönyvét, vagy érdeklődjön a tesztelő gyártójánál, hogy biztosan a megfelelő biztosítékot használja. A Fluke tesztelőkhöz mindig kaphat csere biztosítékokat, ha megrendeli a tesztelő kézikönyvében szereplő cikkszámot. Az Ön biztonsága sokkal többet ér, mint a megfelelő biztosíték megvásárlására fordított pénz, amelyhez a tesztelőt tervezték.