Ölçüm Kategorisi (CAT) sınıfı: Neden önemli

Her gün elektrikle çalışmak tehlikeli bir durumdur. Elektrikle çalışanların olası kazalardan korunmasına yardımcı olmak için kıyafet, eldiven, bot vb. güvenlik ekipmanları kritik öneme sahiptir. Daha az belirgin olan güvenlik önlemi ise elektrik sisteminin bakımı için kullanılan herhangi bir test ekipmanının tasarımıdır.

Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC) 61010 standardı, elektrikli ekipmanlar için ölçüm, kontrol ve laboratuvar kullanımına yönelik güvenlik gerekliliklerini belirtmektedir. Test ve ölçüm devreleri ile cihazlar için gereklilikleri içerir.

Standardın en önemli unsurlarından biri, normal ve tekli arıza koşullarında (kısa devreler, açık devreler, topraklama arızaları, aşırı yükler vb.) elektrik çarpmasına karşı koruma sağlamaktır. Cihazın nerede kullanıldığı, gerekli koruma seviyesinin belirlenmesinde önemli bir rol oynar. Bu makalede Ölçüm Kategorisi (CAT) sınıfı ve bu sınıfın, cihaz tasarımı ve kullanıcı seçimindeki önemli rolü incelenmektedir.

Arka plan

Güç hatlarındaki geçici aşırı gerilimler, bağlı ekipmana zarar verme potansiyeline sahiptir ve bu da kullanıcılar için güvenlik riskleri oluşturabilecek arızalara yol açabilir. Yıldırım düşmesinden kaynaklananlar gibi büyük geçici akımlar nadirdir fakat orta dereceli akımlar (nominal gerilimin 1,5-2,0 katı ve bazen 4,0 katına kadar), dağıtım sisteminde anahtarlanan yükten dolayı düzenli olarak meydana gelir. Operatör doğru şekilde sınıflandırılmış bir cihaz kullanmıyorsa bu akımlar meydana geldiğinde yaralanmaya ve ölüme yol açabilir.

Elektrik güvenliğinde iki anahtar kelime "kaçak" ve "açıklık"tır. Kaçak, bir izolasyon malzemesinin yüzeyi boyunca farklı elektrik potansiyelinde olan iki nokta arasındaki en kısa mesafedir. Açıklık, iki iletken parça arasında havadaki en kısa mesafedir. Önemli ölçüde farklı gerilimlerdeki iletken parçalar birbirlerine güvenli bir mesafe uzaklıkta olmalıdır, aksi takdirde ark arızası meydana gelebilir. Ark arızaları devre hasarına, aşırı ısınmaya ve hatta yangına neden olur. En önemlisi, özellikle el tipi cihazlarda kullanıcı için elektrik çarpması tehlikesine neden olmalarıdır.

Güvenli bir mesafe, cihazın, besleme sisteminin neresinde kullanıldığına bağlıdır.

Ölçüm Kategorisi (CAT) Sınıfı

Ölçüm Kategorisi, test ve ölçüm ekipmanı terminallerini, bağlanacakları güç devresi tipine göre sınıflandırmanın bir yoludur. Ölçüm kategorileri; geçici aşırı gerilim tepe değerlerini, kısa devre akımı seviyelerini, bina tesisatında testin veya ölçümün gerçekleştirileceği konumu ve bina tesisatına dahil olabilecek bazı enerji sınırlama ya da geçici koruma biçimlerini dikkate alır.

CAT sınıfı, cihazın dayanabileceği geçiş seviyesini (artış veya dalgalanma) tanımlar. Geçişlerin boyutu ve süresi, kaynağa bağlı olarak farklılık gösterir. Bir geçişin büyüklüğü birkaç kV olabilir, süresi ise son derece kısa olabilir. Tipik aralık 50 µsn'dir (mikrosaniye). Başlıca tehlikesi, sinüs dalgası geriliminin üzerinde hareket ettiğinde bir ark oluşturmasıdır. Bu ark, çevrimin sonuna kadar devam edebilir.

Ölçüm kategorileri IEC 61010-2'de tanımlanmıştır.

Ölçüm Kategorisi II: Düşük gerilimli güç tesisatının kullanım noktalarına (soket çıkışları ve benzer noktalar ancak kurulu aydınlatma hariç) doğrudan bağlı test ve ölçüm devreleri için geçerlidir.

Ölçüm Kategorisi III: Binanın düşük gerilimli güç tesisatının Ölçüm Kategorisi II ve Ölçüm Kategorisi IV arasında bağlı test ve ölçüm devreleri için geçerlidir.

Ölçüm Kategorisi IV: Binanın düşük gerilim besleme kaynağı ile tüm hat ve nötr bağlantıların bağlantısını kesebilecek ilk erişilebilir izolatör anahtar arasında bağlı test ve ölçüm devreleri için geçerlidir. Bu devrelerde bulunan ve genellikle 50 kA'nın üzerinde olan yüksek potansiyel kısa devre akımları, ölçüm yaparken kazara meydana gelen kısa devre yoluyla tehlikeli ve yüksek enerjili bir ark parlaması yaratabilir.

Her kategoride ayrıca, normalde 50 V, 100 V, 150 V, 300 V, 600 V veya 1000 V olan maksimum güvenli fazdan toprağa sistem gerilimini gösteren bir gerilim sınıfı bulunur. İlişkili bir gerilime sahip olmayan bir CAT sınıfı faydasızdır.

Aşağıdaki grafik, çalışma alanına göre hangi CAT sınıfının gerekli olduğunu göstermektedir:

CAT IV ortamında, mevcut kısa devre akımı 1000 amp'i aşabilir. Bu, devreyi test eden cihazın içindeki küçük bir alanda birkaç saniye boyunca yüzlerce kilovatlık ısı oluşturabilir. Havanın hızlı genleşmesi cihazın parçalanmasına veya patlamasına neden olarak yangına, yanıklara ve uçuşan tehlikeli kalıntılara yol açabilir.

CAT IV sınıfına sahip bir cihaz, CAT III sınıfına sahip bir cihazdan daha fazla kaçak ve açıklık mesafesi gerektirir. Canlı devrelere bağlı olmayan cihazlar, cihazı çalıştıran giriş gerilimine göre bir kategori sınıfını karşılamalıdır. Standart, CAT II 300 V'dir. Bu cihazlar ayrıca, şebeke devresinden türetilen ikincil devrelerin (çıkış gerilimi) test gerilimlerinin kaçak ve açıklık mesafelerini karşılamalıdır.

CAT sınıfının kullanımı

CAT sınıfı iki parametrede verilir. Biri sistem seviyesini, diğer ise anma çalışma gerilimini belirtir. "CAT IV 600 V" gösterimi, ünitenin CAT IV dahil CAT IV'e kadar herhangi bir elektrik ortamında, anma değeri 600 volt'a kadar olan kabloda veya aygıtlarda güvenli şekilde kullanılabileceği anlamına gelir. Test ortamının ve test edilecek cihazın en yüksek gerilim değerinin anlaşılması, gerekli CAT değerini belirtir.

CAT sınıfını belirten ancak gerilim seviyesini listelemeyen ürünlerden uzak durun. Bir gerilim düzeyinin verilmemesi eksik bilgi anlamına gelir ve bu eksiklik güvenli çalışma açısından pahalıya mal olabilir. Ayrıca veri sayfasında sadece "CAT sınıfına sahiptir" ifadesi bulunan herhangi bir cihazı değerlendirirken iki kez düşünün. Bu terim, gerçek elektrik testi dünyasında hiçbir şey ifade etmez. Saygın cihaz tedarikçileri, kategori sınıfını ve gerilim sınıfını net şekilde tanımlayacaktır.

Sonuç

Bir test ekipmanı parçası için CAT sınıfını anlamak, güvenliğinizi sağlamanın kritik bir parçasıdır. Nerede çalıştığınız, kullandığınız herhangi bir test cihazında gerekli olan CAT sınıfını etkiler. CAT sınıfı ne kadar yüksek olursa cihaz içindeki kaçak ve açıklık mesafeleri de o kadar büyük olur ve bu da cihaz tasarımını etkileyebilir.

Test cihazlarını değerlendirirken göz önünde bulundurulması gereken önemli noktalar şunlardır:

• Gereken CAT sınıfı için, en kötü senaryodaki test ortamını ve aygıtları temel alın.
• "Ölü" cihazları test eden cihazlar bile bir CAT sınıfına sahip olmalıdır (giriş geriliminden elde edilen çıkış gerilimi).
• Bir CAT sınıfının iki parçası olmalıdır: Ölçüm seviyesi ve gerilim seviyesi. İlişkili bir gerilim seviyesi bulunmayan bir CAT sınıfı için dikkatli olun.
• Tek CAT sınıfı referansı olarak genel "CAT sınıfı" terimine karşı dikkatli olun.

Test ortamı için uygun veya daha yüksek CAT sınıfına sahip bir cihaz, kullanılacak en güvenli cihaz olacaktır.