Lucznik to tylko bezpiecznik. Prawda? Wiemy, że bezpiecznik jest tak skonstruowany, że otwiera się po przekroczeniu pewnego poziomu natężenia prądu. Chroni nas to przed porażeniem prądem elektrycznym i pożarami wywołanymi przez przegrzane przewody. Jednak niektóre bezpieczniki chronią nas przed jeszcze poważniejszym niebezpieczeństwem. Ten artykuł wyjaśnia ukryte niebezpieczeństwa związane z dokonywaniem pomiarów napięcia i natężenia prądu za pomocą testera, który nie posiada wbudowanej ochrony bezpiecznikowej – niebezpieczeństwa, które mogą spowodować poważne oparzenia, a być może nawet śmierć.
Dlaczego tester potrzebuje bezpieczników?
Na rynku istnieje wiele różnych testerów, od prostych wykrywaczy napięcia do wysoce zaawansowanych multimetrów cyfrowych (DMM). Testery, które wykonują pomiary napięcia mają wysoką impedancję wejściową, która sprawia, że stan nadprądowy jest mało prawdopodobny. W związku z tym, wejścia do pomiaru napięcia nie są zazwyczaj projektowane z zabezpieczeniem bezpiecznikowym, ale z zabezpieczeniem przepięciowym. Jeśli jednak ten sam tester jest przeznaczony do pomiaru prądu, wymagane jest zastosowanie bezpiecznika. Wejścia pomiarowe prądu zazwyczaj wykorzystują prosty bocznik, przez który przepływa mierzony prąd. Rezystancja tego bocznika jest rzędu 0,01 ohm. Dodaj do tego rezystancję przewodów pomiarowych (ok. 0,04 ohm) i masz zwarcie mniejsze niż 0,1 ohm. Taka rezystancja jest wystarczająca, gdy umieścimy to zwarcie w szeregu z innym obciążeniem, aby zmierzyć prąd w obwodzie. Ale to zupełnie inna historia, gdy umieścisz ten obwód naprzeciwko źródła napięcia, powiedzmy gniazdka w twoim salonie. Jest to zbyt częsty błąd popełniany przez osoby mierzące zarówno napięcie jak i prąd. Po dokonaniu pomiaru prądu z przewodami pomiarowymi w gniazdach wejścia prądowego, użytkownik próbuje dokonać pomiaru napięcia zapominając, że przewody są w gniazdach amperomierza. Powoduje to zwarcie w źródle napięcia. Lata temu, kiedy mierniki analogowe były jedynymi przyrządami do wykonywania takich pomiarów, ten błąd dość dobrze niszczył ruch miernika (igła owijała się wokół górnego kołka), nie wspominając o wewnętrznych obwodach. Aby zabezpieczyć się przed tym częstym zjawiskiem, producenci mierników zaczęli umieszczać bezpiecznik w szeregu z gniazdami przewodów pomiarowych miernika, co stanowiło niedrogie i skuteczne rozwiązanie bardzo prostego błędu. Obecnie większość producentów nadal projektuje swoje testery z zabezpieczeniem bezpiecznikowym w obwodach pomiaru prądu. Ponieważ technologia poszła do przodu, nauka projektowania bezpieczników również się rozwinęła. Chociaż jest to zrozumiałe dla ludzi, którzy budują testery, pełny wpływ bezpieczników jest mało zrozumiały dla większości użytkowników testerów. Kiedy popełnisz prosty błąd, polegający na przepuszczeniu napięcia przez gniazda prądowe i przepalisz bezpiecznik, w pierwszej chwili jesteś wdzięczny, że nie wyczyściłeś miernika. Ale potem możesz się zirytować faktem, że musisz znaleźć nowy bezpiecznik i wymienić go przed wykonaniem następnego pomiaru prądu. Jeszcze bardziej frustrujące jest, gdy dzielisz mierniki z innymi osobami w swoim warsztacie, a ktoś inny przepali bezpiecznik i odłoży miernik, aby problem został odkryty przez niczego niepodejrzewającego użytkownika.
Kiedy tester staje się granatem?
Producenci podają w instrukcjach obsługi, a często także na mierniku, wymagane wartości amperażu, przerwy i napięcia dla bezpieczników zamiennych. Jeśli wybierzesz bezpiecznik bez tych danych znamionowych lub, co gorsza, umieścisz przewód wokół połączeń bezpiecznika, wierz lub nie, właśnie stworzyłeś ręczny granat termiczny. Potrzebne są tylko odpowiednie warunki, aby go uruchomić. Prawdopodobnie nie dojdzie do eksplozji podczas pracy na drukarce, komputerze, kopiarce lub sprzęcie, który ma własne zasilanie (CAT I). Możesz nawet pracować na odgałęzieniach obwodów elektrycznych (CAT II) nie narażając się na wybuch. Te dwa środowiska są dość niskoenergetyczne i często mają wbudowane zabezpieczenia w postaci bezpieczników, wyłączników i zabezpieczeń nadprądowych. Nie jest to jednak ani dobry pomysł, ani bezpieczny sposób pracy. Kiedy przechodzisz do rozdzielni elektrycznej (CAT III) lub linii zasilających (CAT IV), obwody ochronne znacznie się zmieniają. W rozdzielnicy masz wyłączniki pomiędzy Tobą a firmą energetyczną o wartości setek amperów zamiast 15, 20 lub 30 amperowego wyłącznika w obwodzie odgałęzienia. Podczas pomiaru napięcia po stronie wejściowej panelu wyłączników w miejscu zamieszkania, zabezpieczenie znajduje się teraz z powrotem na słupie energetycznym lub w podstacji. Wyłączniki te mogą przenosić tysiące amperów przed otwarciem i potrzebują znacznie więcej czasu na otwarcie niż wyłącznik obwodu odgałęzionego. Tak więc, gdy przypadkowo pozostawisz przewody w gniazdach amperowych i umieścisz przewody miernika przez jedno z tych źródeł napięcia bez odpowiednio zabezpieczonego testera, naraziłeś swoje życie na poważne niebezpieczeństwo.
Plazmowa kula ognia
W tej sytuacji, zwarcie reprezentowane przez niewłaściwy bezpiecznik (lub drut owinięty wokół połączeń bezpiecznika) i przewody testowe są zasilane prawie nieograniczoną ilością energii. Metalowy element w bezpieczniku (lub drucie) bardzo szybko się nagrzewa i zaczyna parować tworząc małą eksplozję. W przypadku niewłaściwego bezpiecznika, obudowa bezpiecznika może pęknąć od siły eksplozji i znaleźć nieograniczoną ilość tlenu do napędzania kuli ognia plazmowego. Przewody testowe również mogą zacząć się topić, a bardzo szybko ogień i gorący metal dostaje się na ręce, ramiona, twarz i ubranie. Jak długo energia pozostaje przyłożona do testera, ilość dostępnego tlenu i obecność wyposażenia ochronnego, takiego jak osłony twarzy i ciężkie rękawice, zadecydują o tym, jak poważne będą twoje obrażenia. Wszystko to odbywa się w ciągu milisekund i pozostawia bardzo mało czasu na reakcję na błąd. Jeśli masz szczęście, możesz zostać wyrzucony z przewodów lub testera i w ten sposób przerwać obwód. Ale na szczęście nie ma co liczyć, zwłaszcza gdy można całkowicie uniknąć problemu stosując odpowiedni bezpiecznik.
Używanie odpowiedniego bezpiecznika
Specjalnie zaprojektowane bezpieczniki „wysokoenergetyczne” mają za zadanie utrzymać energię generowaną przez takie zwarcie elektryczne w obudowie bezpiecznika, chroniąc w ten sposób użytkownika przed porażeniem prądem i poparzeniami. Te wysokoenergetyczne bezpieczniki są zaprojektowane tak, aby ograniczyć czas działania energii oraz ilość tlenu dostępnego do spalania. Bezpieczniki mogą być zaprojektowane nie tylko do otwarcia przy określonym stałym prądzie, ale również przy natychmiastowym wysokim prądzie. Ten wysoki prąd jest określany jako „minimalny prąd przerwania”. Firma Fluke stosuje w swoich testerach bezpieczniki o minimalnej wartości prądu przerwania wynoszącej 10 000 i 17 000 amperów. Jeśli weźmiesz miernik CAT III 1000 V z przewodami testowymi w gniazdach amperowych, będziesz miał rezystancję szeregową około 0,1 ohm (0,01 dla bocznika, 0,04 dla przewodów testowych i 0,05 dla bezpiecznika i przewodów na płytce drukowanej) pomiędzy przewodami. Teraz, gdy przypadkowo umieścisz przewody przez źródło napięcia 1000 V, zgodnie z prawem Ohma wygenerujesz prąd o natężeniu 10000 amperów (E/R=I, 1000/0,1 = 10000). Potrzebujesz bezpiecznika, który przerwie ten prąd i zrobi to szybko. Oprócz specjalnie zaprojektowanego elementu bezpiecznikowego, bezpiecznik wysokoenergetyczny jest wypełniony piaskiem. Piasek nie tylko pomaga pochłonąć energię uderzenia powstałą w wyniku eksplozji elementu, ale również wysoka temperatura (do 10 000 °F) wytworzona przez energię spowoduje stopienie piasku i przekształcenie go w szkło. Szkło powleka element i wygładza kulę ognia poprzez odcięcie dostępnego tlenu, chroniąc Ciebie i testera przed uszkodzeniem. Jak widać, nie wszystkie bezpieczniki o tym samym amperażu i napięciu znamionowym są takie same. Dla własnego bezpieczeństwa musisz być pewien, że bezpieczniki, których używasz są tymi, które inżynier zaprojektował w testerze. Zawsze należy zapoznać się z instrukcją obsługi testera lub skontaktować się z producentem testera, aby upewnić się, że posiadasz właściwy bezpiecznik. Zawsze możesz uzyskać zapasowe bezpieczniki do testerów Fluke zamawiając numer części podany w instrukcji obsługi testera. Twoje bezpieczeństwo jest warte znacznie więcej niż pieniądze potrzebne na zakup właściwego bezpiecznika, do którego tester został zaprojektowany.