Elektrische Sicherheit:Vorbereitung auf Spannungsfreiheitsprüfung

OSHA und der NFPA 70E-Standard für elektrische Sicherheit am Arbeitsplatz weisen die Arbeiter an, alle spannungsführenden Teile, denen ein Mitarbeiter ausgesetzt sein könnte, stromlos zu machen, es sei denn, für die Fehlersuche sind spannungsführende Bedingungen erforderlich Sichere Arbeitsbedingungen mögen einfach erscheinen, aber es sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen.

• Durch die richtige Planung und Vorbereitung wird jede Art von Tests einfacher und sicherer.
• Die Arbeit unterbrechen zu müssen, um andere Tools oder Tester zu holen, unterbricht den Fokus und kann zu einem Unfall beitragen.

Bevor Sie eine einzelne Messung durchführen, stellen Sie zunächst Folgendes fest:

• Werden Sie Fehler beheben oder auf Spannungsfreiheit testen?
• Welche Tools werden Sie verwenden, um den erregten oder nicht erregten Zustand zu überprüfen?
• Welche persönliche Schutzausrüstung (PSA) wird benötigt?
  • Welche Spannung hat der Stromkreis?
  • Was ist die Flash-Schutzgrenze?
  • Wie viel einfallende Energie ist bei Ihrem Arbeitsabstand möglich?
• Ist Ihre Sperrung/Ihre Tagout abgeschlossen?
• Funktioniert Ihr Testtool richtig?

Wenn Sie auf Spannungsfreiheit prüfen, d. h. um sicherzustellen, dass keine Spannung vorhanden ist, bevor Sie mit der Arbeit beginnen, können Sie einen berührungslosen Näherungstester (Abbildung 1), einen elektrischen Tester (Abbildung 2) oder ein Multimeter verwenden (Abbildung 3).

Abbildung 1. Verwenden Sie für Ihren ersten Test einen berührungslosen Spannungsprüfer.

Abbildung 2. Wählen Sie für Ihren zweiten Test ein digitales elektrisches Testgerät, kein Magnetventil.

Abbildung 3. Ein DMM mit einer Option mit niedriger Impedanz ist die beste Wahl für einen Live-Dead-Live-Test.

Zu verwendende Tools
A) Niederspannungs-Näherungs- oder berührungslose Spannungsprüfer
Diese kleinen Werkzeuge sind gut für einen ersten Test, sollten aber immer mit einem Direktkontakt-Messgerät verfolgt werden. Bei Shermco Industries geben wir jedem unserer Techniker einen Näherungstester wie den in Abbildung 1 gezeigten aus, den er in der oberen Tasche aufbewahren oder an einem leicht sichtbaren Ort aufbewahren kann, wenn er unter Spannung aufleuchtet.

Denken Sie daran, dass die Messwerte des Näherungstesters verworfen werden können, wenn:

• der isolierte Testpunkt berührt geerdetes Metall;
• das zu prüfende Kabel ist teilweise erdverlegt;
• der Benutzer ist von Masse isoliert;
• es wird in einem Metallgehäuse verwendet.

Näherungstester erkennen auch keine abgeschirmten Kabel. Um besser zu verstehen, warum Näherungstester diese Einschränkungen haben, lesen Sie den Anwendungshinweis von Fluke zu diesem Thema, „Grundlegendes zu kapazitiven Spannungssensoren“. Das Schlüsselwort ist „Nähe“.

Die Nähe variiert nicht nur durch die Entfernung, sondern auch durch die Stärke des Spannungsfeldes. Und der „Abstand“ muss alles zwischen dem Tester und der Stromquelle berücksichtigen, einschließlich Luft, Isolierung, Unterbrechermaterial, Twistlocks und so weiter. Das eigentliche Problem besteht darin, dass Näherungstester je nach bestimmten Umständen Spannung anzeigen können oder nicht. Um keine Spannungsprüfung durchzuführen, ist eine andere, absolut zuverlässige Prüfmethode erforderlich.

B) Elektrische Tester (früher Magnetspule)
Damals waren Magnetprüfgeräte die Waffe der Wahl, vor allem weil alles andere so teuer war. Es gibt ein paar große Probleme damit.

• Wenn die Spannung je nach verwendetem Testgerät unter etwa 70 bis 90 Volt abfällt, zeigt das Gerät keine Spannung an. Ich wurde deswegen mehr als einmal genagelt. Einmal habe ich einen Motorcontroller getestet, der eine durchgebrannte Sicherung hatte. Diese Phase wurde durch einen Steuertransformator (CPT) rückgespeist und hätte Spannung zeigen sollen. Aufgrund der Impedanz des CPT und des Testers habe ich keine Anzeige erhalten. Ich habe wie ein Huhn geschrien, als ich Kontakt hatte.
• Selbst Magnetspuleneinheiten mit Kontrollleuchten hören bei ungefähr 30 Volt auf zu leuchten. Dies wird eine Person nicht in Flimmern versetzen, aber es könnte dazu führen, dass sie in etwas zurückfällt, das es könnte.
• Magnetprüfer verschleißen und die Spannungsskala wird vernarbt. Wenn Sie die Spannungsanzeige nicht ablesen können und das Magnetventil so schwach ist, dass es kaum vibriert, ist die Verwendung nicht zuverlässig.
• Magnetschalter sind nicht abgesichert und entsprechen nicht den Anforderungen der CAT-Sicherheitsbewertung. Wenn ein Transient das System trifft, während Sie verbunden sind, gibt es nichts, was Sie vor ernsthaften Verletzungen schützt.

Fluke empfiehlt dringend, die neuere Generation von abgesicherten elektronischen Testern zu verwenden. Sie vibrieren und leuchten immer noch, aber sie sind viel genauer, sie messen bis zu 10 Volt und sind zum Schutz vor Transienten abgesichert.

C) Digitalmultimeter
Multimeter sind das beste Standardwerkzeug, um genaue Kontaktmessungen durchzuführen, um festzustellen, ob ein Stromkreis unter Spannung steht. Allerdings:Das Drehen des Multimeter-Einstellrads auf die falsche Funktion (z. B. Ampere statt Volt) ist einer der häufigsten Fehler bei der Verwendung eines Multimeters. Ältere Modelle, die keine automatische Bereichseinstellung haben, könnten in einen zu hohen Bereich gebracht werden, wodurch die Spannung viel kleiner erscheint, als sie tatsächlich ist. Jemand, der es eilig, gestresst oder unvorsichtig hat, könnte in Schwierigkeiten geraten. Die Verwendung neuerer Messgeräte behebt das Problem und bringt neue Funktionen ein.

Das Fluke Modell 117 beispielsweise verfügt über eine Niederimpedanzfunktion für Spannungsprüfungen, die ein hervorragendes Sicherheitsmerkmal sein kann. Das Fluke 117 verfügt außerdem über eine integrierte berührungslose Spannungstestfunktion für Personen, die mit einem Näherungstest beginnen und dann mit demselben Gerät zu einem Kontakttest übergehen möchten.

Jedes direkt berührende Messgerät kann gefährlich sein, wenn es an einen Stromkreis angeschlossen wird, der höher als der Nennwert ist. Auf meinen Reisen durch das Land kam es in mehreren Einrichtungen zu Todesfällen, weil ein Elektriker einen 2,3- oder 4,16-Kilovolt-Motorstarter-Steuerkreis behebt. Das CPT wird oft seitlich am Einschub montiert und die Klemmen sind nicht deutlich zu erkennen. Der Techniker versucht den 480-Volt-Kreis zu testen und kommt stattdessen mit dem Mittelspannungskreis in Kontakt. Wenn dies passiert, passieren schlimme Dinge.

OSHA gibt an, dass Testgeräte und deren Zubehör für die Stromkreise ausgelegt sein müssen, an die sie angeschlossen werden. Die NFPA 70E enthält ähnliche Aussagen.

Persönliche Schutzausrüstung
Klingt es seltsam, PSA für einen Test ohne Energie zu verlangen? Bis ein elektrischer Stromkreis oder Teile getestet wurden und keine Spannung festgestellt wurde, muss davon ausgegangen werden, dass sie unter Spannung stehen. Tragen Sie die für die Umgebung geeignete PSA, bis sie nachweislich stromlos ist. Bevor ich für Shermco arbeitete, war ich der elektrische Außendienstleiter und der Compliance-Manager für SUNOHIO. Eines frühen Morgens nahm ich eine Crew mit, um einen Leistungstransformator zu testen, der bei einem Industriekunden Probleme hatte. Bei der Ankunft bat ich um eine Zeile, um das Sperr-/Tagout-Verfahren zu schreiben. Die Zeichnung, die ich bekam, war so alt, dass sie vergilbt war. Sowohl vom Werksleiter als auch vom Elektromeister wurde mir versichert, dass die Einleitung in Ordnung sei und am 4,16-kV-System nie etwas geändert worden sei.

Meine Crew fuhr damit fort, das System zu verriegeln und zu kennzeichnen, und da es sich um ein doppelseitiges Umspannwerk handelte, war es ziemlich einfach, den problematischen Transformator zu isolieren. Die Abdeckung der Klemmenkammer wurde entfernt und da ich absolut sicher war, dass der Stromkreis spannungsfrei war, war ich im Begriff, die Verbindungen zur Vorbereitung des Tests abzukleben. Im letzten Moment beschloss ich, der guten Sicherheitspraxis zu folgen und die Strecke zu testen, obwohl ich wusste, dass sie tot war. Der Spannungsdetektor leuchtete auf und ich wurde fast ohnmächtig. Eine weitere Lektion gelernt. Ein alternativer Stromkreis war irgendwann in der Vergangenheit installiert worden und niemand, der dort arbeitete, wusste (oder erinnerte sich daran). Nehmen Sie mein Wort, es ist nicht tot, bis es bewiesen ist, dass es tot ist. Mach nicht meinen Fehler. An diesem Vorfall war nichts Lustiges.

Das Fluke Safety Program bietet ein kostenloses Poster http://shop.csepromo.com/Fluke/ an, das sowohl die Bewertungskategorien der Prüfgeräte als auch die PSA-Kategorien beschreibt. Es hilft zu klären, was in bestimmten elektrischen Umgebungen zu verwenden und zu tragen ist.

Sperre/Tagout
Elektriker sind von der OSHA verpflichtet, Geräte in einen elektrisch sicheren Arbeitszustand zu versetzen (obwohl sie diese Worte nicht verwenden) in 1910.333(b) und der NFPA 70E in Artikel 120, die Lockout, Tagout und Testbetrieb beinhaltet , Prüfung an der Kontaktstelle und Erdung, falls erforderlich. Die Erdung kann bei Niederspannungssystemen praktikabel sein oder nicht, sollte jedoch nach Möglichkeit erfolgen.

Kondensatoren, USV-Systeme und lange Kabelwege können eine gespeicherte Ladung aufrechterhalten. Das Anbringen von Schutzerdungen beseitigt diese Gefahr, indem die gespeicherte Energie entladen wird. Es können auch induzierte Spannungen auftreten, wenn die Leiter von einer langen Kabelrinne stammen, die andere, ungeschirmte Leiter enthält, die noch unter Spannung stehen. Die Erdung von Niederspannungssystemen ist nicht immer einfach und manchmal nicht möglich. Stellen Sie sicher, dass eine positive Verbindung zum Boden besteht – sonst könnten sie unter Kurzschlussbedingungen abblasen.

Funktion des Spannungsprüfers überprüfen
Bevor Sie mit der Spannungsfreiheitsprüfung beginnen, überprüfen Sie das Prüfgerät, um sicherzustellen, dass es richtig funktioniert.

• Messen Sie mit geeigneter PSA eine Spannung ähnlich der Spannung des zu prüfenden Geräts. Dazu gehört, ob es sich um Wechselstrom oder Gleichstrom handelt und ungefähr gleich groß ist.
• Testen Sie nun den Stromkreis, der stromlos sein soll.
• Wenn der Test abgeschlossen ist, überprüfen Sie erneut, ob das Messgerät noch richtig funktioniert, indem Sie zu derselben bekannten Spannungsquelle gehen und eine weitere Messung durchführen.

Dies ist als "Live-Dead-Live"-Test bekannt und wird von der OSHA vorgeschrieben, wenn Spannungen über 600 Volt liegen. Sie wird auch von der NFPA 70E in Artikel 110.9(A)(4), „Operation Verification. Wenn Prüfgeräte zum Prüfen auf Spannungsfreiheit an Leitern oder Schaltungsteilen verwendet werden, die mit 50 Volt oder mehr betrieben werden, muss die Funktion des Prüfgeräts vor und nach der Durchführung einer Spannungsfreiheitsprüfung überprüft werden.“

Diese Live-Dead-Live-Anforderung ist neu im 70E für die Ausgabe 2009. Prüfgeräte führen ein hartes Leben, und wenn Ihr Leben davon abhängt, ist Live-Dead-Live der einzige Weg, für Spannungen jeder Höhe.

Über den Autor:
Jim White ist der Schulungsleiter für Shermco Industries in Irving, Texas, und ein NETA-Techniker der Stufe IV. Jim vertritt NETA in den NFPA 70E- und B-Ausschüssen sowie in der Arc Flash Hazard Work Group und ist Vorsitzender des IEEE Electrical Safety Workshops 2008.