Een zekering is maar een zekering. Toch? We weten dat een zekering is gemaakt om open te gaan wanneer een bepaald stroomniveau wordt overschreden. Dit beschermt ons tegen elektrische schokken en brand veroorzaakt door oververhitte bedrading. Sommige zekeringen beschermen ons echter tegen een nog ernstiger gevaar. In dit artikel worden de verborgen gevaren uitgelegd van het verrichten van spannings- en stroommetingen met een tester die niet is voorzien van de zekering die in de tester is ingebouwd – gevaren die ernstige brandwonden en mogelijk zelfs de dood kunnen veroorzaken.
Waarom heeft een tester zekeringen nodig?
Er zijn verschillende soorten testers op de markt, van eenvoudige spanningsdetectoren tot zeer geavanceerde digitale multimeters (DMM’s). Testers die spanningsmetingen verrichten hebben een hoge ingangsimpedantie die een overstroomconditie onwaarschijnlijk maakt. Als gevolg daarvan zijn de ingangen voor spanningsmeting over het algemeen niet ontworpen met zekeringbeveiliging, maar met overspanningsbeveiliging. Maar als diezelfde tester is ontworpen om ook stroom te meten, is een zekering wel vereist. Stroommeetingangen maken meestal gebruik van een eenvoudige shunt waar de gemeten stroom doorheen loopt. De weerstand van deze shunt is in de orde van 0,01 ohm. Voeg daarbij de weerstand van de meetsnoeren (ca. 0,04 ohm), en je hebt een kortsluiting van minder dan 0,1 ohm. Deze weerstand is voldoende wanneer u deze kortsluiting in serie plaatst met een andere belasting om de stroomsterkte van het circuit te meten. Maar het is een heel ander verhaal wanneer u deze stroomkring over een spanningsbron plaatst, bijvoorbeeld het stopcontact in uw huiskamer. Dit is een maar al te vaak gemaakte fout door mensen die zowel spanning als stroom meten. Nadat een stroommeting is uitgevoerd met de meetsnoeren in de stroomingangen, probeert de gebruiker een spanningsmeting uit te voeren terwijl hij vergeet dat de meetsnoeren in de versterkeraansluitingen zitten. Dit veroorzaakt een kortsluiting over de spanningsbron. Jaren geleden, toen analoge meters het enige instrument waren om deze metingen te verrichten, vernietigde deze fout zo goed als de beweging van de meter (de naald wikkelde zich rond de bovenste pin), om nog maar te zwijgen van het interne circuit. Om zich tegen dit voorval te beschermen, plaatsten de fabrikanten van meters een zekering in serie met de meetsnoeraansluitingen van de meter, voor een goedkope en doeltreffende oplossing voor een zeer eenvoudige fout. Vandaag de dag ontwerpen de meeste fabrikanten hun testers nog steeds met zekeringbescherming in de stroommeetcircuits. Naarmate de technologie voortschreed, is de wetenschap van het ontwerpen van zekeringen ook voortgeschreden. Hoewel de mensen die testers bouwen het wel begrijpen, wordt het volledige effect van zekering door de meeste gebruikers van testers nauwelijks begrepen. Wanneer u een fout maakt door spanning over de stroomaansluitingen te zetten en de zekering springt, bent u in eerste instantie dankbaar dat u de meter niet heeft vernield. Maar dan kan het zijn dat u zich ergert aan het feit dat u een nieuwe zekering moet zoeken en deze moet vervangen voordat u uw volgende stroommeting kunt doen. Nog frustrerender is het wanneer u meters deelt met andere mensen in uw winkel en iemand anders een zekering doorbrandt en de meter weglegt om het probleem te laten ontdekken door een nietsvermoedende gebruiker.
Wanneer wordt een tester een granaat?
Fabrikanten specificeren in handleidingen en vaak op de meter de vereiste stroomsterkte, onderbrekings- en spanningswaarden voor vervangende zekeringen. Als u een zekering kiest zonder deze waarden, of nog erger, een draad rond de zekering aansluitingen plaatst, geloof het of niet, dan heeft u zojuist een thermische handgranaat gemaakt. U hebt alleen de juiste omstandigheden nodig om hem af te laten gaan. U zult waarschijnlijk geen explosie krijgen als u werkt aan een printer, computer, kopieermachine of apparatuur met een eigen stroomvoorziening (CAT I). Je kunt zelfs aan aftakcircuits (CAT II) werken zonder dat het ontploft. Deze twee omgevingen zijn vrij energiezuinig en hebben vaak ingebouwde zekering-, stroomonderbreker- en overstroombeveiligingscircuits. Dit is echter geen goed idee en ook geen veilige manier om te werken. Wanneer u naar een elektrische verdeelkast (CAT III) of primaire toevoerleidingen (CAT IV) gaat, veranderen de beveiligingscircuits aanzienlijk. In het distributiepaneel bevinden zich tussen u en het elektriciteitsbedrijf stroomonderbrekers van honderden ampères in plaats van de onderbreker van 15, 20 of 30 ampère op een aftakcircuit. Bij het meten van spanning aan de ingangszijde van een onderbrekerpaneel bij een woning, bevindt de beveiliging zich nu weer bij de elektriciteitspaal of het onderstation. Deze stroomonderbrekers kunnen duizenden ampères aan alvorens te openen en hebben aanzienlijk meer tijd nodig om te openen dan een onderbreker van een vertakt circuit. Dus wanneer u per ongeluk de kabels in de ampèreaansluitingen laat zitten en de meetsnoeren over een van deze spanningsbronnen plaatst zonder een passend gezekerde tester, hebt u uw leven in groot gevaar gebracht.
De plasma-vuurbal
In deze situatie worden de kortsluiting die wordt vertegenwoordigd door de verkeerde zekering (of de draad die om de zekeringaansluitingen is gewikkeld) en de testsnoeren gevoed door een bijna onbeperkte hoeveelheid energie. Het metalen element in de zekering (of draad) warmt zeer snel op en begint te verdampen waardoor een kleine explosie ontstaat. In het geval van de verkeerde zekering, kan de zekeringbijlage van de kracht van de explosie openbarsten om een onbeperkte hoeveelheid zuurstof te vinden om een plasmavuurbal te stoken. De meetsnoeren kunnen ook beginnen te smelten, en zeer snel komt er vuur en heet metaal op uw handen, armen, gezicht en kleding. Hoe lang de energie op de tester blijft, de beschikbare zuurstof en de aanwezigheid van veiligheidsuitrusting zoals gezichtsschermen en zware handschoenen zullen bepalen hoe ernstig uw verwondingen zullen zijn. Dit alles vindt plaats in milliseconden en laat heel weinig tijd over om op de fout te reageren. Als u geluk hebt, kunt u van de kabels of de tester worden geslingerd en zo het circuit verbreken.
Het gebruik van de juiste zekering
Speciaal ontworpen “hoogenergetische” zekeringen zijn ontworpen om de energie die door zo’n elektrische kortsluiting wordt opgewekt binnen de behuizing van de zekering te houden, en zo de gebruiker te beschermen tegen elektrische schokken en brandwonden. Deze hoog-energie zekeringen zijn ontworpen om de duur van de toegepaste energie en de hoeveelheid zuurstof die beschikbaar is voor verbranding te beperken. Smeltveiligheden kunnen niet alleen worden ontworpen om te openen bij een bepaalde constante stroom, maar ook bij een onmiddellijke hoge stroom. Deze hoge stroom wordt gespecificeerd als “minimale onderbrekingsstroom”. Fluke gebruikt zekeringen met een minimale onderbrekingsstroom van 10.000 en 17.000 ampère in hun testers. Als u een CAT III 1000 V meter neemt met de meetsnoeren in de ampèreaansluitingen, dan heeft u een serieweerstand van ongeveer 0,1 ohm (0,01 voor de shunt, 0,04 voor de meetsnoeren en 0,05 voor de geleiders van de zekering en de printplaat) tussen de meetsnoeren. Als u nu per ongeluk de meetsnoeren over een bron van 1000 Volt legt, zult u volgens de wet van Ohms een stroom van 10.000 Ampère opwekken (E/R=I, 1000/0.1 = 10.000). U wilt een zekering die deze stroom kan onderbreken en wel snel. Naast het speciaal ontworpen zekeringelement is de hoogenergetische zekering gevuld met zand. Het zand absorbeert niet alleen de schokenergie die door het exploderende element wordt opgewekt, maar de hoge temperaturen (tot 10.000 °F) die door de energie worden opgewekt, smelten het zand en veranderen het in glas. Het glas omhult het element en maakt de vuurbal gladder door de beschikbare zuurstof af te snijden, zodat u en de tester geen schade oplopen. Zoals u ziet, zijn niet alle zekeringen van dezelfde stroomsterkte en spanningswaarde hetzelfde. Voor uw eigen veiligheid moet u er zeker van zijn dat de zekeringen die u gebruikt ook de zekeringen zijn die de technicus in het testapparaat heeft ingebouwd. Raadpleeg altijd de handleiding van de tester, of neem contact op met de fabrikant van de tester om er zeker van te zijn dat u de juiste zekering hebt. U kunt altijd vervangende zekeringen voor Fluke-testers krijgen door het onderdeelnummer te bestellen dat in de handleiding van de tester wordt vermeld. Uw veiligheid is veel meer waard dan het geld dat het kost om de juiste zekering te kopen waarvoor de tester is ontworpen.