Pomiar rezystancji styku miernikiem mikroomowym (DLRO) — weryfikacja połączeń, które może pominąć termografia

W przewodniku o badaniach termograficznych omówiono wykrywanie słabych połączeń na podstawie ciepła, jakie wytwarzają pod obciążeniem. Ten artykuł dotyczy metody uzupełniającej, bardziej bezpośredniej: rzeczywistego pomiaru rezystancji połączenia za pomocą miernika mikroomowego, znanego też jako DLRO (digital low resistance ohmmeter).

Dlaczego zwykły multimetr nie wystarcza

Rezystancja sprawnego połączenia śrubowego lub zaciskanego wynosi zazwyczaj rzędu od kilkudziesięciu do kilkuset mikroomów — znacznie poniżej zakresu pomiarowego i dokładności zwykłego multimetru. Miernik mikroomowy został zaprojektowany specjalnie do niezawodnego pomiaru tak niskich rezystancji i posiada dwie cechy, których brakuje zwykłemu pomiarowi rezystancji:

• 4-przewodowy pomiar metodą Kelvina: dwa oddzielne przewody doprowadzają prąd probierczy, dwa inne, oddzielne przewody mierzą spadek napięcia bezpośrednio na samym połączeniu. Eliminuje to z wyniku rezystancję przewodów pomiarowych oraz rezystancję styku samych zacisków pomiarowych — przy zwykłym pomiarze 2-przewodowym zostałyby one uwzględnione w wyniku, co mogłoby prowadzić do niesłusznego zdyskwalifikowania lub zatwierdzenia połączenia.
• Stosunkowo wysoki prąd probierczy (w wielu przyrządach do 100 A DC): przebija to ewentualne cienkie warstwy tlenków na powierzchni styku, które przy niskim prądzie pomiarowym wykazywałyby sztucznie zawyżoną rezystancję, dając bardziej realistyczny obraz rezystancji, jaką połączenie ma przy rzeczywistym prądzie roboczym.

Co wykrywa miernik mikroomowy

• Połączenia szynowe (złącza szynoprzewodów, zob. przewodnik o systemach szynoprzewodowych)
• Połączenia końcówek kablowych (zob. przewodnik o końcówkach kablowych i połączeniach zaciskanych)
• Połączenia śrubowe w rozdzielnicach i urządzeniach rozdzielczych
• Styki wyłączników mocy i rozłączników obciążeniowych

Dlaczego może to sygnalizować problem wcześniej niż termografia

Termografia czyni problem widocznym dopiero, gdy obciążenie pobiera wystarczający prąd, aby wytworzyć zauważalne ciepło — w przypadku obwodu lekko obciążonego w chwili kontroli lub połączenia, które staje się problematyczne dopiero przy obciążeniu szczytowym, pogarszające się połączenie może pozostać niezauważone przez dłuższy czas. Miernik mikroomowy mierzy rezystancję bezpośrednio, niezależnie od aktualnego obciążenia roboczego w chwili pomiaru — podwyższona rezystancja zostaje więc wykazana jeszcze zanim połączenie w normalnych warunkach pracy wytworzy wystarczająco dużo ciepła, aby stać się widoczne w termografii.

Uwaga: sprawia to, że obie metody są komplementarne, a nie zamienne. Zaletą termografii jest to, że można stosunkowo szybko, bezdotykowo i przy normalnym obciążeniu roboczym przeskanować całą instalację; miernik mikroomowy wymaga odłączonego od napięcia połączenia oraz celowanego pomiaru w każdym punkcie połączenia, ale ujawnia pogarszające się połączenie niezależnie od aktualnej sytuacji obciążeniowej.

Zastosowanie praktyczne

Nie istnieje uniwersalna wartość graniczna obowiązująca dla każdego połączenia — dopuszczalna rezystancja zależy od typu połączenia, przekroju i producenta. W praktyce stosuje się więc często porównanie:

1. Zmierz rezystancję wszystkich porównywalnych połączeń w tej samej instalacji (np. wszystkich złączy szynowych tego samego typu).
2. Połączenie, które wyraźnie odbiega od pozostałych, porównywalnych połączeń (np. stanowi wielokrotność wartości średniej), jest podejrzane, nawet bez przekroczenia jakiejkolwiek uniwersalnej wartości granicznej.
3. Zarejestruj zmierzone wartości przy oddaniu instalacji do eksploatacji lub przy pierwszej kontroli, aby późniejsze pomiary okresowe można było porównać z wartością wyjściową — stopniowy wzrost rezystancji tego samego połączenia na przestrzeni kilku rund kontrolnych jest wczesnym ostrzeżeniem, nawet jeśli sama wartość bezwzględna nie wydaje się jeszcze niepokojąca.

Znaczenie praktyczne

Podczas okresowej kontroli NEN 3140 połączeń szynowych, połączeń śrubowych lub przyłączeń końcówek kablowych w rozdzielnicy pomiar mikroomowy stanowi cenne uzupełnienie badania termograficznego — szczególnie dla instalacji, które w chwili kontroli nie pracują przy obciążeniu szczytowym, gdzie termografia nie wykazałaby jeszcze pogarszającego się połączenia.

Częste błędy

1. Stosowanie zwykłego multimetru do tego pomiaru — jego dokładność i zakres pomiarowy są niewystarczające dla rezystancji w zakresie mikroomów.
2. Stosowanie pomiaru 2-przewodowego zamiast 4-przewodowej metody Kelvina — powoduje to uwzględnienie w wyniku rezystancji przewodów pomiarowych i zacisków, co może prowadzić do niesłusznego zdyskwalifikowania lub zatwierdzenia.
3. Poleganie wyłącznie na termografii i pomijanie pomiaru mikroomowego w instalacji lekko obciążonej w chwili kontroli — pogarszające się połączenie może wówczas pozostać niezauważone aż do następnego obciążenia szczytowego.
4. Brak zarejestrowania pomiaru wyjściowego przy oddaniu do eksploatacji, przez co późniejszych pomiarów okresowych nie można porównać z wartością początkową.

Powiązane

• Badanie termograficzne
• Końcówki kablowe i połączenia zaciskane
• Systemy szynoprzewodowe (busbar trunking)