Odpowiednie przyrządy pomiarowe pozwalają na pomiar podstawowych wielkości elektrycznych, co jest konieczne podczas diagnostyki instalacji i urządzeń elektroenergetycznych. Szereg pomiarów wykonuje się na etapie odbioru instalacji elektrycznych.

Nowoczesne przyrządy pomiarowe znacznie różnią się od urządzeń, które używane były jeszcze kilkanaście lat temu. Producenci zaczynają stosować w coraz szerszym zakresie ekrany dotykowe, które upraszczają obsługę. Nowe generacje ekranów dotykowych mają większe rozdzielczości, poprawiające czytelność interfejsu obsługi, są bardziej odporne na warunki środowiskowe a wielodotyk zwiększa intuicyjność obsługi. Nowymi rozwiązaniami są systemy bezprzewodowe pozwalające łączyć ze sobą różne przyrządy, dzięki czemu można rozszerzać możliwości pomiarowe, łącząc mierniki w bardziej rozbudowane systemy pomiarowe. Bezprzewodowe przyrządy pracując w grupie, bazują na elementach w postaci modułów pomiarowych. Do tego dochodzi jeszcze współpraca z urządzeniami mobilnymi, co dodatkowo zwiększa elastyczność systemu. Dzięki technologiom bezprzewodowym dane są przesyłane do komputera. Wyniki pomiarów mogą być wyświetlane za pomocą aplikacji mobilnych, w tym bazujących na systemie Android, lub obrabiane przez dedykowane oprogramowanie komputerowe. Przydatne rozwiązanie stanowi możliwość wyodrębnienia sporadycznych zdarzeń lub rejestrowanie ewentualnych wahań sygnałów przy użyciu dziennika modułów. Podczas pomiarów jest możliwa rozmowa wideo pracownika w terenie z pozostałymi członkami zespołu pomiarowego.

Kombajny pomiarowe

Dużym uznaniem wśród elektryków cieszą się wielofunkcyjne przyrządy, bardzo często nazywane kombajnami pomiarowymi. Mierniki tego typu są niezastąpionym narzędziem podczas pomiarów odbiorowych instalacji elektrycznych.
Typowe urządzenie mierzy impedancję pętli zwarciowej, parametry wyłączników RCD, rezystancję izolacji i uziemienia oraz ciągłość połączeń ochronnych i wyrównawczych. W nowoczesnych miernikach instalacji elektrycznych uwzględnia się ergonomiczne i wytrzymałe obudowy. Standardowo może być przeprowadzony automatyczny pomiar rezystancji izolacji przewodów lub kabli 3-, 4- lub 5- żyłowych, przy użyciu dodatkowej przystawki. Pomiar rzeczywistego czasu i prądu zadziałania wyłącznika RCD odbywa się przy jednorazowym uaktywnieniu różnicówki. Typowe przyrządy pozwalają na pomiary rezystancji izolacji napięciem: 50, 100, 250, 500, 1000 lub 2500 V.
Interesujące rozwiązanie stanowi możliwość analizowania jakości zasilania. Mierzone są więc wszelkie anomalie napięciowe. Niektóre modele rejestrują napięcia, prądy i związane z nimi harmoniczne, a także moc czynną i bierną. Dzięki funkcji Live Circuit użytkownik wie o obecności napięcia w obwodzie. Można mierzyć wskaźnik THD napięć i prądów dla wszystkich faz, a dzięki dodatkowym przystawkom odbywa się pomiar temperatury i wilgotności powietrza oraz natężenia oświetlenia.

Mierniki cęgowe

Na rynku pojawiły się mierniki cęgowe, wyposażone w dodatkowy odbiornik, dzięki czemu wynik jest odczytywany w odległości nawet do 100 m od miejsca pomiaru. Niektóre przyrządy odczytują wyniki z kilku odbiorników. Uzyskane dane można przesłać do komputera za pomocą portu USB.
Na uwagę zasługuje funkcja THD-F%, czyli natychmiastowa ocena zawartości harmonicznych w mierzonych przebiegach napięciowych i prądowych. Jest ona definiowana jako stosunek sumarycznej, rzeczywistej wartości skutecznej wszystkich harmonicznych do rzeczywistej wartości skutecznej, odpowiadającej częstotliwości podstawowej. Niektóre modele mierników cęgowych zaprojektowano z myślą o elektrykach pracujących przy serwisowaniu urządzeń i maszyn elektrycznych, zwłaszcza w przemyśle. Stąd też przydadzą się modele przyrządów o niewielkich rozmiarach. Na uwagę zasługują swobodne, otwarte cęgi, które są połączone z przyrządem za pomocą elastycznego przewodu. Dla bezpieczeństwa miernika przewidziano ochronę przed przeciążeniem, wynoszącą np. 600 V DC/AC rms podczas pomiaru ACV oraz 720 V DC/AC rms przy użyciu cęgów. Za pomocą cęgów można przeprowadzić również pomiar częstotliwości.
Interesujące rozwiązanie stanowi podwójny wyświetlacz zapewniający czytelność danych. Jest wyświetlana jednocześnie częstotliwość oraz wartość zmierzonego napięcia lub prądu. Istotną rolę odgrywa pomiar rzeczywistej wartości skutecznej (TrueRMS) oraz możliwość szybkiego przejścia do pomiaru częstotliwości podczas analizy wartości prądu lub napięcia. Przyda się także pomiar napięcia o niskiej impedancji wejścia. Warto zwrócić uwagę na mierniki z cęgami zbudowanymi w oparciu o cewkę Rogowskiego. Jest ona elementem sztywnych cęgów pomiarowych. W niektórych urządzeniach przewidziano cęgi o grubości wynoszącej zaledwie 10 mm, dzięki czemu można łatwo wykonać pomiary w szafach sterowniczych i w tablicach rozdzielczych oraz innych w miejscach o ograniczonej ilości przestrzeni. Cęgi o zmniejszonych rozmiarach sprawdzają się także przy diagnozowaniu usterek w urządzeniach elektrycznych, gdzie połączenia bazują na kablach połączonych w wiązki. Oczywiście za pomocą mierników cęgowych jest możliwy pomiar mocy i współczynnika PF. Analizie poddaje się charakter obciążenia. Niektóre mierniki cęgowe mierzą rezystancję uziemienia bez rozłączania systemu uziemiającego z możliwością wykonania testu wstępnego. Z kolei w warunkach przemysłowych ważną rolę odgrywa filtrowanie szumów. Wynikom pomiarów jest przypisany czas ich wykonania. Niejednokrotnie przewiduje się możliwość pomiaru prądu upływu TRMS od 0,5 mA rms do 35 A rms oraz rezystancji uziemienia od 0,05 Ω do 1500 Ω.
Dzięki eliptycznemu kształtowi szczęk zyskuje się dostęp do przewodów i płaskowników uziemiających o szerokości do 50 mm. Spektrum zastosowania mierników cęgowych jest bardzo szerokie. Pomiary rezystancji uziemienia przeprowadza się bowiem w budynkach, na słupach linii energetycznych, a także na masztach nadajników RF. Mierniki tego typu niejednokrotnie są używane w procesach związanych z kontrolą i weryfikacją ochrony systemów piorunochronnych i dowolnych instalacji, gdzie może być generowany prąd w pętli. W nowoczesnych miernikach cęgowych, również tych, które są przeznaczone do pomiaru rezystancji uziemienia, w dużej mierze stawia się na odpowiednią konstrukcję cęgów. Stąd też niejednokrotnie uwzględnia się płaskie powierzchnie w miejscu otwierania, by nie dochodziło do gromadzenia się zabrudzeń. Szczęki mają pewne zazębienie. W niektórych modelach przewidziano funkcję pomiaru prądu True RMS. O przekroczeniu granic prądu użytkownik jest informowany za pomocą sygnału dźwiękowego.

Inne przyrządy pomiarowe

Podczas diagnostyki urządzeń i instalacji elektrycznych bardzo często stosowane są analizatory jakości zasilania. W nowoczesnych urządzeniach tego typu ważna jest rejestracja szybkich zmian w napięciu. Oprócz tego można analizować sygnały sterujące. Minimalny czas zmiany, która może być zarejestrowana wynosi 650 ns. Niektóre modele spełniają standardy wieloarkuszowej normy IEC 61000 dla analizatorów klasy A. Dotyczy to niepewności pomiarowych, metod pomiarowych oraz synchronizacji czasu z sygnałem wzorcowym. Urządzenie może pracować w sieciach jednofazowych, dwufazowych ze wspólnym przewodem N, trójfazowych gwiazdowych z i bez przewodu N, trójfazowych o układzie trójkąta oraz napięcia stałego.
Interesujące rozwiązania stanowią przyrządy pozwalające na lokalizowanie kabli i infrastruktury podziemnej. W nowoczesnych lokalizatorach uwzględnia się odbiornik i nadajnik. Odbiornik lokalizatora pozwala na wykrywanie i śledzenie trasy rur, kabli oraz innych obiektów infrastruktury podziemnej, przez którą może przepływać prąd. Dla szerokiego spektrum zastosowań do dyspozycji jest ponad kilkadziesiąt częstotliwości oraz kilka trybów pracy. Kluczową rolę odgrywa funkcja pomiaru szumów. Urządzenie analizuje wybrane częstotliwości, wskazując te, które będą najbardziej użyteczne w prowadzonej lokalizacji, przy jednoczesnym odrzuceniu częstotliwości nie zalecanych na danym terenie.
Niejednokrotnie zastosowanie znajdują mierniki pola magnetycznego umożliwiające pomiar pól magnetycznych i elektrycznych wywołanych przez niskie częstotliwości. Wyniki pomiarów są wyświetlane jako wartości bezwzględne oraz względne (procentowo). W niektórych przyrządach pomiarowych przewidziano odwzorowanie zmian pól magnetycznych lub elektrycznych w funkcji czasu lub częstotliwości (FFT).
Udarowe mierniki uziemień pozwalają na pomiar impedancji uziemienia, zapewniając warunki zbliżone do tych, jakie występują podczas wyładowań atmosferycznych. Standardowe modele przyrządów mają wartość szczytową 1 sA przy napięciu wynoszącym 1 kV. Parametry czasowe większości modeli spełniają wymagania normy PN-92/E-04060 i PN-EN 60060- 2:2000. Udarowe mierniki uziemień są używane podczas diagnostyki instalacji odgromowych. Kluczowe pozostają bowiem obiekty, które podlegają obostrzonej i specjalnej ochronie odgromowej. Chodzi przede wszystkim o stacje paliw i gazów, a także zakłady i magazyny, na przykład z branży chemicznej i drzewnej.
Warto zwrócić uwagę na przyrządy do pomiaru przekładni transformatorów mogące mierzyć uchyb kątowy napięcia oraz magnesowanie. Jak wiadomo, współczynnik przekładni transformatora to stosunek liczby uzwojeń wysokiego napięcia do liczby uzwojeń niskiego napięcia. Dzięki przyrządom pomiarowym jest możliwy automatyczny mnożnik w formularzu zapewniający bezpośrednie porównanie ze współczynnikiem umieszczonym na tabliczce znamionowej.

Damian Żabicki

---