Meten is weten

Deze gevleugelde uitspraak is zeker van toepassing bij het meten in medisch gebruikte ruimten. In dit artikel wil ik u informeren over een aantal onderwerpen,  die bij een inspectie en metingen belangrijk zijn, waaronder Power Quality.

Bij het maken van een offerte voor inspectie, met daarbij metingen, moet duidelijk zijn wat er gemeten gaat worden maar ook volgens welke norm en bijbehorende risicoanalyse. Het vaststellen van de kaders is voor opdrachtgever en opdrachtnemer zakelijk en juridisch belangrijk. Vaak wordt toegezegd dat er volgens NEN 1010 wordt geïnspecteerd. Hierbij is het onduidelijk of dat de installatie voor essentiële delen (de noodstroom) wordt beproefd en/of dat ook netvervuiling wordt meegenomen. Deze laatsten kunnen voor de opdrachtgever grote gevolgen hebben voor zijn bedrijfsvoering. Leg goed vast wat een inspectie inhoud. Er zijn tegenwoordig ook goede inspectie softwarepakketten beschikbaar waarbij het afkaderen van de omvang van een inspectie met de relevante normen en extra ontwerpbeslissingen kunnen worden meegenomen.

Tegenwoordig zijn er veel combimeters. Hiermee kunnen meerdere metingen van verschillende principes worden uitgevoerd. Het is goed te weten dat er een aantal vragen gesteld kunnen worden over deze meetapparatuur. Een paar van vragen wil ik met u delen.

De uitlezing op een combimeter is beperkt tot twee cijfers achter de komma. Voor het meten van de inwendige weerstand is dat vaak te beperkt. Het laatste cijfer in het display wordt afgerond. Bij een grote installatie is het noteren van een waarde van 0,01 ohm erg onnauwkeurig als een waarde van 50 m ohm is te verwachten.  Voor deze situatie kan dan beter de spanning afvalmethode worden gebruikt. Hierbij wordt in onbelaste situatie de spanning gemeten U_k. Vervolgens wordt de installatie belast en meet men de opgenomen stroom I_b. Tijdens de belasting wordt op dezelfde plaats in de installatie de spanning  U_b gemeten. Nu kan de inwendige weerstand worden berekend door het verschil in de spanningen te bepalen en deze te delen door de opgenomen stroom: (U_k-U_b)/I_b. Het spreekt voor zich dat de voltmeter en de stroommeter bepalend zijn voor het bereik en de nauwkeurigheid.

Voorbeeld

U_k = 232,54V

I_b = 120,5A, U_b = 231,98V

Dit levert een inwendige weerstand op van R_inw = 4,65 m ohm = 0,00465 ohm.

 

Het bepalen van de inwendige weerstand is belangrijk omdat hiermee de prospectieve kortsluitstroom wordt berekend: U_k / R_inw. Deze stroom geeft de sterkte van het net aan. De sterkte van het net is bepalend voor de effecten van netvervuiling. Bij het meten van netvervuiling wordt er een net-analyzer gebruikt om de harmonische stromen te meten. De waarden van de harmonische stromen worden uitgedrukt als THDR of THDF en geven vaak hoge percentages, omdat deze respectievelijk worden uitgedrukt t.o.v. de RMS waarde van de totale stroom of t.o.v. de basisfrequentie van de stroom. Veel belangrijker is het te weten wat de THD is t.o.v. de prospectieve kortsluitstroom. Of anders gezegd een net met een hoge prospectieve kortsluitstroom kan meer THD hebben dan een net met een lage prospectieve kortsluitstroom. Dit verklaart ook waarom een apparaat dat netvervuiling veroorzaakt bij de ene klant met een lage netimpedantie geen problemen veroorzaakt en hetzelfde apparaat bij een andere klant met een hoge netimpedantie wel voor een onacceptabel netbeïnvloeding zorgt.

Het meten van laagohmige waarde met een combimeter is een aandachtspunt. Over het algemeen hebben deze meters een minimumbereik tot 0,01 ohm. De vraag die gesteld moet worden is wat weten we nu van de weerstand met de aangegeven waarde? Verbindingen moeten bij grote stromen een laagohmige weerstandswaarde hebben om geen warmte te ontwikkelen. Als een meetinstrument een waarde aangeeft van 0,03 ohm weten we feitelijk alleen dat er een verbinding is, maar of de verbinding ook voldoende stroom kan voeren is nog onbekend! Daarvoor zou de meetstroom van het meetapparaat bekend moeten zijn. Of anders gezegd een laagohmige meter, volgens de vierpuntsmethoede, met een meetstroom van 1mA zegt niets over de kwaliteit van laagohmige waarde. Een meetapparaat met een meetstroom van 25A laat bij voldoende meettijd wel de stroomgeleidingskwaliteit van de laagohmige waarde zien. Bij een grote meetstroom kan dan blijken dat de weerstandswaarde  toeneemt of zelfs losbrand! Een dergelijke meter met een hoge meetstroom kan ook schade aanrichten op plaatsen waar de laagohmige verbinding alleen voor potentiaalvereffening is aangebracht. Denk hierbij aan gasaansluitingen in medische ruimten. Dit laatste is een verantwoordelijkheid van de deskundige inspecteur.

Een veiligheidsaspect dat bij meetinstrumenten vaak vergeten wordt is de stoothoudspanning van meters en de accessoires. Dit wordt aangegeven door de aanduiding  CAT.  Er zijn 4 categorieën, waarbij CAT IV een hogere waarde heeft in kV dan CATIII. De meter en de snoeren en meetpennen moeten dezelfde of een hogere CAT waarde hebben als de omgeving waarin gemeten wordt. Op sommige meters staan twee CAT waarden. In Europa wordt de CAT waarde bij 1000V gebruikt.

Goede meetapparatuur met de juiste eigenschappen zijn dus belangrijk voor een goede en betrouwbare inspectie. De ontwikkelingen in meetapparatuur gaan hard en de aanschaf is duur. Het leasen of huren van meetapparatuur kan hierbij een oplossing zijn.

 

Hubert de Veer