Проверка электробезопасности оборудования для дуговой сварки

Тестирование оборудования для дуговой сварки включает в себя проведение необходимых испытаний данного оборудования в соответствии с современными требованиями и стандартами. 01.01.2018 года вступил в силу специальный стандарт VDE 0544-4 / ДСТУ EN 60974-10:2016, в котором расписаны все требования к испытаниям.

В связи с повышенным потенциальным риском получения травм, испытание источников сварочного тока во время ремонта электрооборудования должно выполняться специалистом, максимально знакомым со сваркой, резкой и связанными с ними процессами. Процедура испытаний согласно упомянутого выше стандарта следующая:

На старте проводится визуальный осмотр;
Проводится тестирование сопротивления защитного проводника;
Проводится тестирование сопротивления изоляции или тока утечки;
Проводится испытание напряжения холостого хода;
Проводится функциональный тест;
Документирование результатов измерений.

Осмотр оборудования проводится для определения внешних видимых дефектов и его пригодности к условиям эксплуатации. При этом особое внимание стоит уделить следующим моментам:

Повреждениям и дефектам горелки или электрододержателя, клемм возврата сварочного тока;
Повреждениям и дефектам исполнительных механизмов и индикаторов;
Повреждениям и дефектам электросети;
Повреждениям и дефектам корпуса;
Повреждениям и дефектам сварочной цепи;
Другим признакам неправильной эксплуатации.

Измерение сопротивления защитного проводника (проверка целостности цепи)

Целью измерения сопротивления защитного проводника является проверка правильности соединения между точкой соединения защитного проводника на устройстве и любой доступной для прикосновения частью корпуса, подключенной к защитному проводнику, которая может оказаться под напряжением в случае неисправности. Чтобы оценить целостность защитного провода необходимо использовать подходящий испытательный зонд, перемещая его по всей длине (площади) корпуса во время измерения. Если во время движения наблюдаются изменения сопротивления, следует предположить, что защитный провод поврежден или нет надлежащего соединения. Особое внимание следует уделять точкам крепления, кабельным вводам и штекерным контактам.

Для кабелей длиной до 5 м сопротивление защитного проводника не должно превышать предельное значение 0,3 Ом. Для более длинных кабелей предельное значение может быть увеличено на 0,1 Ом на каждые 7,5 м дополнительной длины до максимального значения 1 Ом. Хотя поперечное сечение соединения защитного провода не учитывается в стандарте, его следует учитывать, в частности, для соединительных кабелей с большим поперечным сечением, как того требует стандарт VDE 0701-0702.

Предельное значение в 1 Ом неприемлемо для подключенных нагрузок >32 A, так как автоматические выключатели в сети больше не срабатывают в течение предписанного времени и т.о. представляют опасность в случае неисправности. Возможно, что обрыв или другая неисправность защитного проводника не могут быть определены, несмотря на правильное применение метода измерения, потому что место повреждения перекрывается параллельным соединением. Это возможно, если тестируемое устройство (часть, соединенная с проводом защитного заземления) имеет заземляющий контакт со своим окружением и кроме того, измерительная система подключена к проводу защитного заземления системы питания. Если такое соединение присутствует в испытательном устройстве, но оно не распознает или не принимает во внимание параллельные соединения, то тестируемое устройство должно быть изолировано от земли и отключено от заземленных систем во время измерения. Только тогда можно определить точное состояние защитного проводника.

Измерение сопротивления изоляции

Основная цель измерения сопротивления изоляции — оценка состояния изоляции и путей утечки тока. Однако такая оценка невозможна в полной мере для электрооборудования с переключающими элементами, которые могут активироваться только при подаче сетевого напряжения. Во время измерения сопротивления изоляции переключающие элементы, расположенные за переключающими контактами, не срабатывают и следовательно не могут быть обнаружены во время измерения.

Во время испытания необходимо следить за тем, чтобы испытуемое устройство было надежно отключено от цепи питания. Во время теста все переключатели, регуляторы и прочие элементы должны быть замкнуты, чтобы полностью определить изоляцию всех активных частей. Горелки отключаются во время теста.

Предельные значения сопротивления изоляции:

Цепи питания: 2,5 МОм;
Сетевой контур от сварочного контура или соприкасающихся поверхностей класса ІІ: 5 МОм;
Сварочные цепи: 2,5 МОм.

Чтобы иметь возможность оценить опасность во время работы, токи утечки должны измеряться в рабочем состоянии, а не при испытании изоляции.

Измерение тока утечки

Возможны 2 вида токов утечки, возникающих в электрооборудовании:

Ток, протекающий в землю через пользователя при его прикосновении к проводящей части, которая не соединена с проводом защитного заземления - ток прикосновения. Этот ток не должен превышать 0,5 мА за исключением тока прикосновения, протекающего от сварочной цепи к земле, который не должен превышать 10 мА. Измерение необходимо проводить прямым методом;
Ток, протекающий в защитном проводе для устройств класса защиты I. Представляет опасность для пользователя только в случае обрыва защитного проводника, поскольку ток прикосновения называется током защитного проводника. Сила тока не должна превышать 10 мА за исключением постоянно подключенных устройств с усиленным защитным проводником. В этом случае ток может составлять до 5% от потребляемого фазного тока. Измерение может быть выполнено в соответствии с методом дифференциального тока или прямым методом.

Оборудование для дуговой сварки часто оснащено нелинейными компонентами или деталями, поэтому любые токи утечки также содержат доли с частотами выше 50 Гц. Эти токи оказывают меньшее влияние на людей при протекании через них, чем такой же большой ток с частотой 50 Гц, поэтому допустимы более высокие предельные значения для защитного проводника и тока прикосновения чем те, которые указаны в стандартах — на основе токов с частотой 50 Гц. Большинство испытательного оборудования учитывает это используя однополюсный фильтр низких частот с частотой среза прибл. 1 кГц.

Измерение тока защитного проводника трехфазных устройств обычно выполняется с помощью переходников, так как испытательные устройства обычно имеют однофазное испытательное гнездо. В идеале метод измерения — прямой или метод дифференциального тока — можно настроить на адаптере с помощью переключателя.

Измерение тока утечки в сварочной цепи обычно выполняется путем измерения постоянного тока. Следует отметить, что сигналы высокой частоты или высокого напряжения, поступающие на сварочные выходы, необходимо отключить во время испытания, иначе можно повредить измерительную систему.

Рисунок 1: Трехфазный адаптер AT16-DI

Тестирование выходов напряжения прикосновения

Обычно измеряется пиковое значение напряжения холостого хода U₀. Если на паспортной табличке производителем указано U_R (пониженное напряжение холостого хода) или U_S (коммутируемое напряжение холостого хода), эти напряжения тоже измеряются. Однако на оборудовании для плазменной сварки проведение измерений не требуется.

По соображениям безопасности и для защиты используемых измерительных устройств, устройства зажигания и стабилизации не должны приводиться в действие или должны быть сняты и перекрыты для проверки.

Функциональное тестирование

Функциональная проверка оборудования для дуговой сварки включает в себя следующие этапы:

Проверку устройств включения / выключения сети;
Тестирование функции световых сигналов и индикаторов;
Тестирование функции устройств понижения напряжения;
Тестирование функции газового соленоидного клапана.

Документирование измерений

Все проведенные тесты должны быть тщательно задокументированы. Документация должна содержать как минимум следующую информацию:

Обозначение испытуемого сварочного оборудования;
Результаты теста;
Подпись, имя и фамилию технического специалиста, учреждение;
Обозначение испытательного оборудования.

К устройству должна быть прикреплена этикетка, указывающая, что оно прошло испытание. На этикетке должна быть указана дата текущего испытания или дата следующего испытания.

Измерительное и испытательное оборудование

Применяемое измерительное и испытательное оборудование должно быть сконструировано в соответствии с международными стандартами на продукцию IEC 61010-1-2014 / ДСТУ EN 61010-1:2014 и (частично) IЕС 61557-2-2013 / ДСТУ EN 61557-2:2014. Эти стандарты определяют требования к безопасности, точности, методам измерения и условиям воздействия.

Измерительные приборы, используемые для испытаний сварочного оборудования, в обязательном порядке подлежат регулярной поверке и калибровке.