Практические приёмы работы мультиметром при повышенной влажности и запылённости

Оглавление

• 1. Введение
• 2. Влияние повышенной влажности и запылённости на работу мультиметра
• 3. Подготовка мультиметра к работе в сложных условиях
• 4. Средства и приёмы защиты прибора от влаги и пыли
• 5. Практические приёмы проведения измерений
• 6. Выбор режимов, пределов измерения и контроль показаний
• 7. Обслуживание прибора после работы во влажной и запылённой среде
• 8. Типичные ошибки и способы их предотвращения
• 9. Нормативные требования

1. Введение

Мультиметр остаётся основным средством оперативных электрических измерений на объектах различного назначения. Однако условия, в которых приходится выполнять эти измерения, далеко не всегда соответствуют лабораторным. Повышенная влажность воздуха и значительная запылённость характерны для многих производственных помещений, строительных площадок, подземных сооружений, котельных, насосных станций, сельскохозяйственных объектов и открытых площадок в период осадков или тумана. Работа в таких условиях предъявляет особые требования как к самому прибору, так и к методике выполнения измерений.

Влага и пыль воздействуют на мультиметр комплексно. Влага снижает сопротивление изоляции, способствует образованию токопроводящих плёнок на поверхности печатных плат и контактных групп, ускоряет коррозию металлических деталей. Пыль, особенно токопроводящая (металлическая, угольная, цементная), создаёт пути утечки тока, загрязняет переключатели и разъёмы, ухудшает теплоотвод. Совместное действие влаги и пыли приводит к образованию проводящих грязевых отложений, которые способны вызвать ложные показания, нестабильность результатов и даже повреждение входных цепей прибора.

Цель настоящего материала — систематизировать практические приёмы, позволяющие выполнять измерения мультиметром в условиях повышенной влажности и запылённости с минимальным риском для прибора и с приемлемой достоверностью результатов. Рассматриваются вопросы подготовки, защиты, методики измерений, контроля состояния прибора и его обслуживания после работы. Материал ориентирован на специалистов, выполняющих измерения в реальных производственных и полевых условиях.

Закажите цифровой мультиметр CEM DT-9908 для работы при повышенной влажности и запылённости — прочный корпус с двойной изоляцией и надёжная защита обеспечивают стабильные измерения в сложных условиях монтажа и ремонта.

2. Влияние повышенной влажности и запылённости на работу мультиметра

Понимание механизмов воздействия окружающей среды на мультиметр необходимо для правильного выбора приёмов защиты и методики измерений. Рассмотрим основные факторы влияния.

Повышенная относительная влажность воздуха (свыше 80–85 %) приводит к адсорбции влаги на поверхности изоляционных материалов. Даже при отсутствии видимой конденсации тонкая плёнка воды существенно снижает поверхностное сопротивление. Для печатных плат мультиметра это означает появление паразитных путей утечки тока. Особенно критично это проявляется при измерении высоких сопротивлений (от единиц мегаом и выше) и при работе в режиме проверки изоляции, если такой режим предусмотрен. Кроме того, влага способствует окислению контактных поверхностей переключателя режимов и входных гнёзд, что вызывает нестабильность показаний и увеличение переходного сопротивления.

При достижении точки росы влага конденсируется. Капли воды на плате или внутри корпуса создают прямые токопроводящие мостики. В этом случае возможны грубые ошибки измерений, срабатывание защиты прибора или выход из строя входных цепей. Конденсация особенно опасна при резком переносе прибора из холодного помещения в тёплое влажное или наоборот.

Запылённость оказывает двоякое влияние. Непроводящая пыль (цемент, гипс, органическая) в первую очередь механически загрязняет подвижные элементы — переключатель режимов, кнопки, разъёмы. Со временем пыль набивается в зазоры, затрудняет переключение, приводит к «залипанию» контактов. Токопроводящая пыль (металлическая, угольная, графитовая) создаёт параллельные пути тока. При измерении сопротивления и в режиме прозвонки это приводит к занижению показаний. При измерении напряжения и тока пыль может вызывать паразитные токи утечки, искажающие результат.

Наиболее опасна комбинация влаги и токопроводящей пыли. Образующаяся грязь обладает относительно высокой проводимостью и гигроскопичностью. Даже после просушки прибора такие загрязнения остаются и продолжают влиять на точность. Кроме того, влажная пыль ускоряет коррозию металлических деталей щупов, зажимов и контактных групп.

Дополнительным фактором является температура. При работе на открытом воздухе зимой или в неотапливаемых помещениях низкая температура снижает ёмкость элементов питания и может вызывать конденсацию при последующем нагреве прибора. Высокая температура в сочетании с влажностью ускоряет старение уплотнений и изоляционных материалов.

Учёт перечисленных факторов позволяет осознанно выбирать степень защиты прибора и корректировать методику измерений.

3. Подготовка мультиметра к работе в сложных условиях

Подготовка прибора начинается задолго до выхода на объект. Правильно подготовленный мультиметр значительно реже выходит из строя и даёт более стабильные результаты.

Прежде всего необходимо убедиться, что выбранный мультиметр соответствует условиям применения по степени защиты оболочки. Согласно ГОСТ 14254 (IEC 60529) степень защиты обозначается кодом IP. Для работы в условиях повышенной влажности и запылённости целесообразно использовать приборы с защитой не ниже IP54. Код IP54 означает защиту от пыли в количестве, не нарушающем работу прибора, и защиту от брызг воды с любого направления. Для более жёстких условий (прямое попадание струй воды, высокая концентрация пыли) предпочтительны приборы с IP65 или IP67. Следует помнить, что заявленная степень защиты относится к закрытому корпусу с установленными заглушками и закрытой крышкой батарейного отсека.

Перед выездом на объект рекомендуется выполнить следующие действия:

• проверить состояние уплотнений корпуса, крышки батарейного отсека и заглушек входных гнёзд;
• убедиться в отсутствии трещин и сколов корпуса;
• проверить чистоту и надёжность крепления щупов, отсутствие повреждений изоляции проводов;
• установить свежие элементы питания (при работе при низких температурах предпочтительны щелочные или литиевые элементы);
• при наличии — включить подсветку дисплея и убедиться в её исправности;
• проверить работу прибора на известных величинах (эталонное сопротивление, сетевое напряжение) в нормальных условиях.

Если предстоит работа в условиях возможной конденсации, прибор следует заранее выдержать при температуре, близкой к температуре окружающей среды на объекте. Резкий перенос холодного прибора в тёплое влажное помещение почти гарантированно вызывает образование конденсата внутри корпуса. Время выдержки зависит от разницы температур и обычно составляет от 30 минут до нескольких часов.

Щупы и соединительные провода также требуют подготовки. В условиях высокой влажности предпочтительны щупы с силиконовой изоляцией, которая сохраняет гибкость при низких температурах и менее подвержена растрескиванию. Наконечники щупов должны быть чистыми. При работе в пыльной среде целесообразно использовать щупы с защитными колпачками, которые снимаются непосредственно перед измерением.

Дополнительно рекомендуется иметь при себе комплект запасных предохранителей, соответствующих типу прибора, а также мягкую сухую ткань и кисточку для оперативной очистки корпуса и разъёмов.

4. Средства и приёмы защиты прибора от влаги и пыли

Даже прибор с высокой степенью защиты IP нуждается в дополнительных мерах предосторожности при длительной работе в неблагоприятных условиях. Рассмотрим практические приёмы защиты.

Основным средством защиты является правильное использование штатных уплотнений. Перед началом измерений необходимо убедиться, что все заглушки входных гнёзд установлены (если измерения не проводятся), крышка батарейного отсека плотно закрыта, а поворотный переключатель находится в положении, соответствующем выбранному режиму (некоторые конструкции обеспечивают лучшую герметичность в определённых положениях). Не следует оставлять прибор с открытыми гнёздами в пыльной или влажной среде даже на короткое время.

При работе на открытом воздухе или в помещениях с высокой запылённостью целесообразно помещать мультиметр в прозрачный полиэтиленовый пакет подходящего размера. Щупы выводятся наружу через небольшие отверстия, которые затем уплотняются изолентой или специальными герметизирующими втулками. Пакет позволяет визуально контролировать показания и положение переключателя, одновременно защищая корпус от прямого попадания пыли и капель. Важно, чтобы пакет не создавал парникового эффекта: при длительной работе во влажной среде внутри пакета может образоваться конденсат. В таких случаях пакет следует периодически проветривать или использовать пакеты с клапаном.

Альтернативой пакету служат специальные защитные чехлы и боксы, выпускаемые производителями измерительных приборов. Жёсткие боксы обеспечивают механическую защиту и более стабильную герметичность, однако снижают удобство работы. Мягкие чехлы с прозрачным окном для дисплея занимают промежуточное положение.

При измерениях в условиях возможного попадания брызг или капель воды прибор следует ориентировать дисплеем вверх или под небольшим углом, чтобы вода стекала с корпуса, а не затекала в щели. Нельзя класть работающий мультиметр на мокрые поверхности или на пол в зоне возможного образования луж.

Щупы также нуждаются в защите. После каждого измерения наконечники следует очищать от пыли и влаги сухой тканью. При работе с токопроводящей пылью рекомендуется периодически проверять сопротивление самих щупов в режиме омметра (при замкнутых наконечниках). Увеличение сопротивления сверх обычных значений (обычно доли ома) свидетельствует о загрязнении или коррозии контактов.

В перерывах между измерениями прибор желательно убирать в закрытый ящик или сумку, а не оставлять на открытом месте. Это снижает накопление пыли и защищает от случайных брызг.

Соблюдение перечисленных мер значительно продлевает срок службы прибора и снижает вероятность получения недостоверных результатов.

5. Практические приёмы проведения измерений

Даже при наличии защиты методика выполнения измерений в сложных условиях имеет особенности. Рассмотрим основные практические приёмы.

Перед началом любой серии измерений необходимо дать прибору «акклиматизироваться». Если мультиметр только что извлечён из сумки или из отапливаемого помещения, следует выдержать его в зоне проведения работ 10–15 минут при закрытых заглушках. Это снижает риск конденсации внутри корпуса.

Подключение щупов рекомендуется выполнять в следующей последовательности. Сначала устанавливается требуемый режим и предел измерения на мультиметре. Затем щупы подключаются к прибору (если они были отсоединены). Только после этого производится касание измеряемой цепи. Обратная последовательность увеличивает риск случайного попадания напряжения на вход в режиме омметра или тока. В условиях плохой видимости или работы в перчатках эта последовательность особенно важна.

При измерении напряжения в пыльной или влажной среде особое внимание уделяется качеству контакта. Загрязнённые клеммы, окисленные поверхности и пыль на наконечниках щупов создают переходное сопротивление, которое при малых токах потребления мультиметра может не оказывать заметного влияния, но при измерении в цепях с высоким внутренним сопротивлением источника приводит к занижению показаний. Практический приём — перед измерением слегка потереть наконечником щупа по поверхности контакта, чтобы удалить окисную плёнку и пыль. При работе с сильно загрязнёнными клеммами целесообразно использовать зажимы типа «крокодил» с большой площадью контакта.

Измерение сопротивления и проверка целостности цепи в условиях повышенной влажности требуют особой осторожности. Поверхностная утечка по загрязнённой изоляции или по корпусу может существенно занижать результат. Перед измерением высоких сопротивлений рекомендуется очистить место подключения щупов и по возможности изолировать точку измерения от окружающих поверхностей. При прозвонке цепей в пыльной среде ложные срабатывания звукового сигнализатора возможны из-за токопроводящей пыли между близко расположенными проводниками. В таких случаях следует ориентироваться не только на звуковой сигнал, но и на показания дисплея.

При измерении силы тока в режиме последовательного включения мультиметр становится частью цепи. В условиях высокой влажности возрастает риск поражения электрическим током при случайном касании токоведущих частей. Поэтому перед разрывом цепи для включения амперметра необходимо убедиться в отсутствии напряжения (предварительное измерение вольтметром) и по возможности снять напряжение с участка. Работа под напряжением в режиме тока в условиях повышенной влажности крайне нежелательна.

Важным практическим приёмом является периодический контроль «нуля» и опорных значений. В процессе длительной работы во влажной среде показания мультиметра могут «уплывать» из-за изменения сопротивления утечек. Рекомендуется каждые 15–20 минут выполнять контрольное измерение известной величины (например, сопротивления образцового резистора или напряжения исправного источника) и при обнаружении существенного отклонения прекращать измерения до выяснения причины.

В условиях сильной запылённости переключение режимов следует выполнять как можно реже. Каждое переключение переносит часть пыли внутрь контактной группы. Если предстоит серия однотипных измерений, целесообразно заранее установить нужный режим и не менять его до окончания серии. При необходимости смены режима переключатель поворачивают уверенным движением, без многократных проходов через промежуточные положения.

После завершения измерений щупы немедленно отключаются от цепи, наконечники очищаются, а входные гнёзда мультиметра закрываются заглушками. Прибор убирается в защитный чехол или сумку. Оставление прибора с подключёнными щупами в пыльной среде приводит к быстрому загрязнению гнёзд.

При работе на высоте или в стеснённых условиях дополнительную опасность представляет падение прибора. Защитный чехол с ремнём или карабином позволяет закрепить мультиметр на поясе или на конструкции, исключая падение. Падение на твёрдую поверхность даже с небольшой высоты часто приводит к трещинам корпуса и нарушению герметичности.

6. Выбор режимов, пределов измерения и контроль показаний

Правильный выбор режима и предела измерения приобретает особое значение при работе во влажной и запылённой среде. Ошибки здесь не только приводят к неверным результатам, но и повышают риск повреждения прибора из-за ухудшенных условий изоляции и контактов.

Общее правило «от большего к меньшему» остаётся неизменным: измерение всегда начинают с наиболее высокого предела. В условиях повышенной влажности это правило становится критичным. Сниженное сопротивление изоляции и возможные токи утечки могут вызвать ложные показания на низких пределах, поэтому первоначальная оценка величины на высоком пределе позволяет избежать перегрузки входных цепей.

При выборе рода тока (AC/DC) следует учитывать, что во влажной среде на металлических поверхностях могут появляться гальванические потенциалы. Это особенно заметно при измерении малых постоянных напряжений. В таких случаях рекомендуется выполнять измерение в двух полярностях и сравнивать результаты. Значительное расхождение указывает на влияние поверхностных эффектов.

Для измерения сопротивления в запылённой среде предпочтителен режим с более высоким тестовым напряжением (если прибор позволяет его выбирать). Более высокое тестовое напряжение лучше «пробивает» тонкие загрязняющие плёнки на контактах. Однако при измерении полупроводниковых приборов и чувствительных цепей следует использовать стандартный или пониженный тестовый ток.

Контроль показаний во время работы включает несколько практических приёмов:

• перед началом серии измерений выполнять проверку «нуля» путём замыкания щупов в режиме сопротивления — показание должно быть близко к нулю (обычно не более 0,5 Ом с учётом сопротивления самих щупов);
• периодически контролировать стабильность показаний на известной величине (эталонный резистор, стабилизированный источник);
• при появлении «плавающих» или хаотично меняющихся значений немедленно прекращать измерения и проверять состояние щупов, гнёзд и уплотнений;
• в режиме True RMS учитывать, что при наличии сильных помех от частотных преобразователей и импульсных источников показания могут отличаться от результатов усредняющих приборов.

Особое внимание уделяется индикации разряда батареи. При низкой температуре и высокой влажности элементы питания разряжаются быстрее. Работа с разряженной батареей приводит к увеличению погрешности и нестабильности показаний. При появлении символа разряда измерения следует прекратить и заменить элементы питания в сухом помещении.

7. Обслуживание прибора после работы во влажной и запылённой среде

После завершения измерений в сложных условиях мультиметр требует обязательного обслуживания. Пренебрежение этим этапом приводит к накоплению загрязнений, коррозии и постепенной потере точности.

Первым действием после возвращения с объекта является внешняя очистка. Корпус, дисплей, переключатель и входные гнёзда протирают сухой мягкой тканью. При наличии видимых загрязнений используют слегка влажную (не мокрую) ткань, после чего сразу вытирают насухо. Применение растворителей, спирта или агрессивных чистящих средств недопустимо — они могут повредить уплотнения, маркировку и покрытие корпуса.

Входные гнёзда очищают кисточкой с мягким ворсом или продувают сжатым воздухом из баллончика (без содержания масел). Щупы тщательно протирают, особое внимание уделяя наконечникам и участкам вблизи разъёмов. При сильном загрязнении щупы можно промыть тёплой водой с нейтральным моющим средством, после чего обязательно полностью высушить.

Если прибор подвергался воздействию конденсата или работал при высокой влажности, его необходимо просушить. Для этого мультиметр оставляют в сухом тёплом помещении с открытой крышкой батарейного отсека (элементы питания извлекают) на срок от нескольких часов до суток. Использование принудительного нагрева (фен, батарея отопления) не рекомендуется — резкий нагрев может вызвать дополнительную конденсацию внутри и повредить электронные компоненты.

После просушки рекомендуется выполнить контрольные измерения на известных величинах. Если показания отличаются от нормальных более чем на допустимую погрешность прибора, дальнейшая эксплуатация без проверки специалистом нежелательна. В ряде случаев требуется разборка и промывка плат специальными составами, что выполняется в условиях сервисного центра.

Периодичность обслуживания зависит от интенсивности работы в сложных условиях. При ежедневной работе во влажной или пыльной среде полный цикл очистки и контроля целесообразно проводить не реже одного раза в неделю. При эпизодическом применении — после каждого выхода на объект.

• извлечь элементы питания при длительном хранении;
• хранить прибор в сухом помещении при температуре, указанной в паспорте;
• не оставлять щупы подключёнными к гнёздам на длительное время;
• периодически проверять состояние уплотнений и при необходимости заменять их;
• вести учёт случаев работы в особо тяжёлых условиях для планирования внеочередной поверки.

8. Типичные ошибки и способы их предотвращения

Анализ практики показывает, что большинство отказов мультиметров при работе во влажной и запылённой среде связано с типичными ошибками пользователей. Рассмотрим наиболее распространённые из них и способы предотвращения.

Ошибка 1. Отсутствие акклиматизации прибора. Перенос холодного мультиметра в тёплое влажное помещение без выдержки приводит к конденсации влаги внутри корпуса. Способ предотвращения — обязательная выдержка прибора в зоне работ при закрытых заглушках не менее 15–30 минут.

Ошибка 2. Работа с открытыми входными гнёздами. Пыль и влага попадают внутрь, загрязняя контакты и платы. Способ предотвращения — устанавливать заглушки сразу после отключения щупов и не оставлять гнёзда открытыми даже на короткое время.

Ошибка 3. Игнорирование состояния щупов. Загрязнённые или окисленные наконечники вносят погрешность и создают нестабильный контакт. Способ предотвращения — регулярная очистка щупов и периодическая проверка их сопротивления.

Ошибка 4. Переключение режимов «на ходу» при подключённых щупах. В условиях плохой видимости и загрязнения это приводит к подаче напряжения на вход омметра или тока. Способ предотвращения — сначала отключать щупы от цепи, затем менять режим, затем подключать снова.

Ошибка 5. Отсутствие контроля опорных значений. Постепенное ухудшение изоляции и загрязнение контактов остаются незамеченными до появления грубых ошибок. Способ предотвращения — регулярные контрольные измерения известных величин в процессе работы.

Ошибка 6. Недостаточная защита при хранении и транспортировке. Прибор перевозят в открытом виде или в сумке вместе с грязным инструментом. Способ предотвращения — использование защитного чехла или отдельного отсека, очистка перед упаковкой.

9. Нормативные требования

Эксплуатация мультиметров в условиях повышенной влажности и запылённости регламентируется рядом нормативных документов. Основные положения, которые следует учитывать на практике, приведены ниже.

ГОСТ 14254–2015 (IEC 60529:2013) устанавливает степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP). Для приборов, применяемых во влажных и пыльных условиях, рекомендуется степень защиты не ниже IP54. Приборы с более низкой степенью защиты допускается использовать только при наличии дополнительных средств защиты (чехлы, боксы, пакеты).

ГОСТ IEC 61010-1–2014 определяет требования безопасности к электрическому оборудованию для измерения, управления и лабораторного применения. Документ устанавливает категории измерений (CAT II, CAT III, CAT IV) и требования к изоляции. При работе во влажной среде возрастает риск снижения электрической прочности изоляции, поэтому выбор категории измерения и соблюдение предельных значений напряжения приобретают особое значение.

Правила устройства электроустановок (ПУЭ) содержат общие требования к производству измерений в действующих электроустановках. В частности, подчёркивается необходимость применения исправных средств измерений и соблюдения мер безопасности при работах в условиях, способствующих снижению сопротивления изоляции.

ГОСТ 8.401–80 и связанные с ним документы государственной системы обеспечения единства измерений устанавливают требования к условиям применения средств измерений. При отклонении условий окружающей среды от нормальных (температура 20 ± 5 °C, относительная влажность 30–80 %) необходимо учитывать дополнительные составляющие погрешности либо применять поправочные коэффициенты, если они приведены в документации на прибор.

На практике это означает, что результаты измерений, выполненных при относительной влажности свыше 80–85 % или при наличии сильной запылённости, должны сопровождаться отметкой об условиях проведения. В протоколах и отчётах целесообразно указывать температуру, относительную влажность и наличие пыли, а также применявшиеся дополнительные средства защиты.

Соблюдение перечисленных нормативных положений позволяет не только сохранить прибор в исправном состоянии, но и обеспечить юридическую значимость результатов измерений при сдаче работ, расследовании инцидентов и проведении внутренних проверок.

При выборе мультиметра для регулярной работы в сложных условиях целесообразно обратить внимание на модели с повышенной степенью защиты оболочки, резиновым защитным чехлом и возможностью работы в широком диапазоне температур и влажности. Такие приборы можно купить с учётом конкретных задач объекта. Актуальная цена зависит от функциональности, категории безопасности и наличия дополнительных режимов. Правильно подобранный инструмент существенно снижает риски и повышает достоверность измерений даже в неблагоприятных условиях эксплуатации.

Материал подготовил технический директор НПП «КИПОФФ» Березин Александр Сергеевич