IN THE FIELD  
Maintenance Magazine 150 – november 2020

Krijg grip op stroommetingen voor onderhoud, reparaties en MRO

Ergonomie in kantoren is big business. Voor onderhoudsmonteurs gelden echter andere regels. Slecht verlichte elektriciteitskasten, ladders tegen kabelgoten, het metingen in krappe schachten en kanalen … Dit betekent echter niet dat de tools die ze dagelijks gebruiken, geen extra gemak kunnen bieden. Stroommeting, een algemene analyse bij het bewaken van apparatuur of het lokaliseren van een storing, vormt vaak een uitdaging vanwege vastgezette kabelbomen en krappe werkomstandigheden. De nieuwste instrumenten bieden echter een antwoord op deze uitdagingen.

Stroommetingen zijn een gebruikelijke functie van de meeste multimeters, maar normaal gesproken moet het circuit worden onderbroken om deze metingen te kunnen uitvoeren. De stroommeetfuncties zijn doorgaans beperkt tot een piek van 10 A en het type meting kan verder worden beperkt door de locatie in het elektrische systeem waarin de meting wordt uitgevoerd. Metingen met instrumenten die via een stekker op het net zijn aangesloten behoren bijvoorbeeld tot veiligheidscategorie CAT II, terwijl metingen aan vaste elektrische apparatuur zoals liftmotoren worden uitgevoerd in CAT III. Deze CAT-specificatie definieert de hoogste spanning die met de multimeter kan worden gemeten op basis van de hoogste transiënte spanning die kan optreden als gevolg van bijvoorbeeld een blikseminslag in een voedingskabel.

Stroomtangen

Bij het uitvoeren van stroommetingen aan geïnstalleerde bedrijfsapparatuur kan het verbreken van het circuit om een meting uit te voeren zowel tijdrovend als gevaarlijk zijn. Met stroomtangen kan stroom worden gemeten aan spanningvoerende systemen, met een laag risico voor de technicus die de meting uitvoert. Deze maken gebruik van de relatie tussen het magnetische veld dat rondom een geleider wordt gegenereerd en de elektrische stroom die er doorheen gaat. Stroomtangen kunnen zo simpel zijn als een draadlus die om de te meten kabel wordt aangebracht, tot een klem van ferrietmateriaal die dankzij een veerbelaste bekconstructie sluit en zichzelf op zijn plaats houdt rond de geleider. Gewoonlijk worden met flexibele draadlussen, soms ook wel flexibele stroomtangen genoemd, railmetingen uitgevoerd, terwijl op ferriet gebaseerde stroomtangen worden gebruikt voor geïsoleerde vaste bedradingsinstallaties. Draadlusstroomtangen maken ook een nauwkeurigere meting van lage stromen mogelijk door de draad meerdere malen om de geleider te wikkelen. De resulterende meetwaarde wordt vervolgens gedeeld door het aantal lussen, om de werkelijke stroom te bepalen.

Energiebesparing of niet

Bepaalde stroomtangtypes kunnen als adapters worden aangesloten op standaardmultimeters, zodat zij hoge stroomsterktes kunnen meten. Dit is nuttig voor teams die onregelmatig metingen moeten uitvoeren en instrumenten kunnen delen. Dergelijke instrumenten worden gevoed door batterijen en kunnen worden voorzien van een kalibratiecertificaat. Het meetresultaat wordt gewoonlijk weergegeven in mV/A, waardoor een eenvoudige meting mogelijk is met een standaardmultimeter met resoluties tussen 1 mV/A en 100 mV/A, afhankelijk van het meetbereik. Adapters beschikken vaak over een automatische uitschakelfunctie om de batterijen te sparen. Als er langdurige metingen zijn gepland, is het de moeite waard om te controleren of deze energiebesparende functie ook kan worden genegeerd.

Meetadapters voor veiliger meten

Stroommetingen aan apparatuur die met een stekker is aangesloten, worden veiliger gemaakt door meetadapters te gebruiken die toegang bieden tot de afzonderlijke geleiders van een meerdraads enkelfasige of driefasige kabel. Ze zijn voorzien van zowel mannelijke als vrouwelijke stekkers en worden tussen de door te meten apparatuur en een stopcontact geplaatst. De afzonderlijke geleiders (inclusief aarde) zijn toegankelijk via duidelijk gemarkeerde lussen waarop een of meer stroomtangen kunnen worden aangebracht. Sommige adapters zijn tevens voorzien van meetaansluitingen conform CAT II, zodat de spanning parallel kan worden gemeten. Stroomtangen beschikken soms over een inschakelstroomfunctie waarmee de kortstondige energiepiek voorafgaand aan de constante stroom van een machine kan worden beoordeeld.

Volledig geïntegreerde stroomtang

Voor onderhoudsteams die regelmatig stroommetingen uitvoeren, is het de moeite waard om te investeren in een volledig geïntegreerde stroomtang. Ze bieden onder meer de mogelijkheid om te schakelen tussen verschillende meetbereiken. Ze kunnen ook andere parameters meten, zoals spanning (zowel DC als AC), doorgang, frequentie, weerstand en capaciteit bij gebruikmaking van meetsnoeren. Hier is het de moeite waard om niet alleen de functionaliteit van het meetinstrument te controleren, maar ook te beoordelen hoe het zal functioneren in de daadwerkelijke gebruiksomstandigheden. Warme omgevingen leiden vaak tot transpiratie van de handen waaruit een slecht ontworpen instrument kan wegglijden. Zowel de vorm als het buitenmateriaal spelen hier een rol, met groeven of rubberen elementen die vaak in het product zijn geïntegreerd. De afleesbaarheid van het display is ook belangrijk. Veel multimeters hebben alleen een standaard LCD-display met zeven segmenten. In een donkere kast vormt het aflezen van meetwaarden dan een uitdaging. Bij de nieuwste generatie meetinstrumenten is gekozen voor negatieve LCD-displays en geïntegreerde ledlampen. Deze hebben een zwarte achtergrond met de segmenten duidelijk in wit gedefinieerd. Dit hogere contrast maakt het gemakkelijker om het display af te lezen, zelfs op slecht verlichte plaatsen.

Uitdagingen en aandachtspunten

De huidige industriële apparatuur is afhankelijk van solid-state vermogensomvormers, zoals dimmers en schakelende voedingen, waarmee machines efficiënter kunnen werken. Waar vroeger kon worden aangenomen dat vloeiende stromen ongeveer sinusvormig waren, is dit niet langer een vast gegeven. Het wordt aanbevolen te controleren of meetinstrumenten True-RMS stroommetingen (root mean square) uitvoeren voor nauwkeurige gegevens, zelfs bij asymmetrische stromen. Stevig gebundelde kabels vormen een tweede bijzondere uitdaging bij het gebruik van stroomtangen. Grote stroomtangen en dikke ferrietbekken kunnen moeilijk rond één geleider worden geplaatst. In dergelijke gevallen kunnen stroomtangen met een smalle bek bijzonder nuttig zijn.

Conclusie

Hoogwaardige stroommetingen vereisen duurzame, betrouwbare en nauwkeurige instrumenten die de gebruiker voordeel bieden, ondanks de moeilijke omstandigheden waaronder ze moeten werken. Stroomtangen bieden verschillende klemoplossingen (draadlus en tang), waarvan de voordelen moeten worden afgewogen ten opzichte van de typische operationele vereisten van het onderhoudsteam. De nieuwste meetinstrumenten bieden geavanceerde mogelijkheden voor datalogging in combinatie met de huidige smart-phones, voor een vertrouwde gebruikerservaring en meer comfort, zelfs onder fysiek lastige omstandigheden. Ten slotte zorgen de contrastrijke negatieve LCD-schermen, de achtergrondverlichting en de geïntegreerde ledverlichting en antislipcoatings ervoor dat ogen en handen tijdens het werk niet te lijden hebben.

Door Harald Lehner