S. 04-05 T&M III 19.09.2005 16:20 Uhr Seite 2 FACHBEITRAG MULTIMETER Sicherheit und Qualität Digitalmultimeter gehören heute zur Standardausrüstung eines jeden Werkzeugkoffers. Wer jedoch die Sicherheitsaspekte vernachlässigt, spart am falschen Ende. Mit CAT IV konformen Multimetern geht man kein unnötiges Risiko ein. paren ist angesagt, alles soll möglichst billig sein. Der Einkauf beim Discounter ist „in“, und es sind nicht nur ALDI, LIDL, Norma, etc., die ungleiche Vorstellungen wecken:„Dort bekomme ich schon ein Multimeter mit allen Funktionen für ein paar Euro.“Und weiter:„Sogar bis 1 000 V kann man mit dem Gerät messen.“ S Viele Benutzer sind sich nicht der Gefahrensituation bewusst, wenn sie mit einem ”lowcost” Multimeter an berührgefährlichen Spannungen messen. Viele dieser Geräte haben Features wie Transistortest, Temperaturmessung, Spannungsmessung bis 1 000 V, aber der Sicherheitsaspekt gerät in den Hintergrund. Wer kennt denn die inhaltliche Bedeutung der Beschriftungen auf den Multimetern? Wer weiß über die CAT-Angabe bescheid? Welche Einschränkungen muss der Benutzer beachten? Auf der Suche nach Antworten sollte man pragmatisch vorgehen und Vergleiche mit anderen Investitionsvorhaben anstellen. Auch der Service-Aspekt ist nicht zu vernachlässigen: Muss man die Geräte im Schadens- oder Reparaturfall in die Ferne schicken, unter Umständen nach Fernost? Viele schmeißen es in solchen Fällen lieber gleich in den Müll? Wer also qualitätsbewusst denkt, zieht den Fachhändler vor, sucht nach Qualität und Sicherheit. bung und Verbraucherschutz erfüllt. Das bezeichnete Produkt muss mit den Vorschriften der Europäischen Richtlinien übereinstimmen. Der Nachweis erfolgt durch die Einhaltung entsprechender Normen. Messkategorie Ein wichtiger in dieser Norm beschriebener Punkt ist die Messkategorie. Wo messe ich: Auf meinem abgesicherten Labortisch, an einem 230 V Verbraucher (Waschmaschine, etc.), an der Steckdose oder im Verteilerkasten im Keller? Die Messkategorie wird durch die Buchstabenkombination CAT und der Nennspannung auf dem Gerät gekennzeichnet. Doch weiß der Anwender, was die Beschriftung „600V CAT III“ auf dem Multimeter bedeutet? Die untenstehende grafische Übersicht zeigt die Messkategorien entsprechend der Norm EN 61010-1: Wenn auf einem Multimeter 1 000 V CAT II steht, könne man zwar an einem elektrischen Verbraucher bis zu 1 000 V Nennspannung messen, das Gerät ist aber nicht unbedingt für Messungen im Bereich der Installation geeignet. Es können Überspannungen auf dem Netz auftreten, die das Multimeter nicht unmittelbar anzeigt. Kurze Überspannungsimpulse, sogenannte Transienten, können auf Grund von atmosphärischen Einflüssen (z. B. direkter Blitzeinschlag, elektromagnetische Blitzfelder) oder durch Schalthandlungen (z. B. Abschalten von Kurzschlüssen, betriebsbedingtes Schalten von Lasten, etc.) hervorgerufen werden. Auf Grund statistischer Untersuchungen erhält man unter Berücksichtigung der Häufigkeit des Auftretens, z. B. atmosphärischer Überspannungen und des Aufbaus des Stromversorgungssystems, eine sinnvolle Zuordnung zwischen der Art des Betriebsmittels und der erforderlichen Stehstoßspannung. Doch welche Qualität und Sicherheit verspricht ein Multimeter? Wie kann sich nun ein Anwender absichern, wenn er ein robustes und vor allem sicheres Multimeter kaufen will? CE-Kennzeichnung 4 Die Europäische Union schreibt die Kennzeichnung der Geräte mit dem CE Zeichen vor. Damit wird darauf verwiesen, dass das Gerät die Anforderungen der EU bezüglich Gesundheit, Sicherheit, Umge- 06105/401-234 06105/401-100 S. 04-05 T&M III 19.09.2005 16:20 Uhr Seite 3 FACHBEITRAG MULTIMETER Im einfachsten Fall führt die kurzzeitige Überspannung zu einem reversiblen Fehler im Multimeter. Messergebnisse werden verfälscht oder das Gerät stürzt ab. Wird das Gerät hingegen irreversibel beschädigt, muss mit Ausfallzeiten und Reparaturkosten gerechnet werden. Im schlimmsten Fall aber kann es zur Verletzung oder sogar zum Tode des Bedieners führen, wenn das Gerät explodiert, abbrennt oder es sogar zum Spannungsüberschlag auf die Person kommt. Die Gefahren für den Benutzer gehen aber nicht nur von den versteckten Überspannungen aus. Viel häufiger sind gerade Fehlbedienungen die Ursache von Unfällen. Wie schnell hat man gerade noch Strom gemessen und schaltet dann in die Spannungsmessung oder umgekehrt. In der Spannungsmessung hochohmig (10 MΩ), wird das Multimeter zum Kurzschluss (<100 mΩ) in der Strommessung. Wenn jetzt das Messgerät nicht mit ausreichend abschaltfesten Sicherungen (1 000 V/30 kA) ausgerüstet ist, kommt es zu katastrophalen Auswirkungen. Was spielt sich in diesem Fall im Gerät ab, welche maximalen Ströme fließen bei maximaler Spannung und kann die Schmelzsicherung mit genügender Sicherheit trennen? Die Messschaltung beider Strommessung (und sie ist noch wirksam, wenn die Messleitungen nach einer Strommessung nicht auf die “V”-Buchse umgesteckt wurde) erfolgt nach dem in Abb. 3 dargestellten Prinzip. Hierbei spielt sich im Gerät unter „worstcase“ Bedingungen folgendes ab: Bei Nennspannung UN (des Multimeters, z. B. 1 000 V bei CAT III) begrenzt nur der Eingangswiderstand im Strommesskreis den entstehenden Kurzschlussstrom. Der Eingangswiderstand Rges setzt sich aus den Messleitungen (RKS), dem Shunt (RShunt), der Sicherung (RSi) und der Leiterbahnen (RLP) zusammen. Rges = 2 RKS + RShunt + RSi + RLP Ω = ca. 90 mΩ Daraus ergibt sich der Kurzschlussstrom: IK = UN / Rges Ω? = 11kA IK typ. = 1 000 V / 90 mΩ Abb. 3 Wenn man sich vorstellt, dass im Augenblick der Kontaktierung des Messobjektes an der Einspeisung der Energie bei 1 000 V Nennspannung Kurzschlussströme von 11 000 A fließen (entsprechen im Auslösemoment 11 MW!), kann man sich leicht vorstellen, dass bei nicht sorgfältig dimensionierter, d. h. nicht löschender Sicherung, im Gerät eine schwere Explosion entstehen kann und höchste Lebensgefahr für den Anwender bestünde. (rote Buchsenabdeckung). Dieses sichere Anschlusssystem verhindert den fehlerhaften Anschluss von Messleitungen (z. B. an “A-Buchse”) bei gewählter Messfunktion (z. B.“V”) bzw. beigesteckten Messleitungen die Wahl einer falschen Messfunktion. Dadurch werden gleichzeitig weit weniger der kostenintensiven Sicherungen ausgelöst, die Unterhaltskosten deutlich reduziert und die potenzielle Gefährdung des Anwenders noch weiter reduziert. Die Sicherung muss also so bemessen sein, dass sie auch unter diesen “worstcase”-Bedingungen noch sicher löscht. Die im Multimeter METRA Hit der Firma Gossen-Metrawatt eingesetzte Hochleistungs-Schmelzsicherung wurde in einem unabhängigen Prüfinstitut mit einem Kurzschlussstrom von 30 000 A erfolgreich getestet und bietet daher auch unter vorstehend beschriebenen Bedingungen eine ausreichende Löschsicherheit. Natürlich sind Sicherungen mit einer hohen Abschaltsicherheit technologisch äußerst anspruchsvoll und nicht als “Pfennigartikel” verfügbar. Die Sicherung schützt den Anwender vor Verletzung und das Gerät vor Beschädigung bzw. Zerstörung, verhindert also Unfälle und teuere Reparaturen bzw. Ausfallzeiten des Geräts. Ein Preis von etwa 5 Euro ist sicher im Vergleich zu den möglichen Schäden, die beim Einsatz eines nicht ausreichend gesicherten Messgerätes entstünde, angemessen. Die Multimeter der Firma GossenMetrawatt besitzen zusätzlich zu den vorgeschriebenen Sicherheitseinrichtungen die bewährte, patentierte “Automatische BuchsenSperre ABS” Angebote & Beratung zur Messtechnik: Messtechnik-Hotline unter 06105/401-800 5
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