Измерение изоляции

Мегомметры используются для обнаружения сбоя изоляции внутри двигателей и трансформаторов. Замеры изоляции выполняются путем подачи высокого напряжения в обмотки этих электрических устройств. Подача его приведет к обнаружению ослабленной изоляции и потребует вывода из строя оборудования.

Напряжения, используемые в испытаниях изоляции мегомметров, могут варьироваться от 50 В до 5000 В. Подав такой ток в обмотки двигателя или трансформатора, можно определить, есть ли ухудшение изоляции электропроводки. Если это так, ток будет течь из обмоток. Выходящий ток приведет к замыканию на землю или КЗ обмоток двигателя и трансформатора.

Что это такое

Мегомметр — это омметр с особой конструкцией для тестирования сопротивления. Требование государственных норм по безопасности электроустановок обязывает проводить испытания на прочность изоляции до ввода электрооборудования в эксплуатацию, а также при обслуживании его электротехническим персоналом. Для этого цели используют мегомметры, обеспечивающих высокое напряжение постоянного тока от 500 В до 5 кВ и даже 15 кВ в соответствии с указанной токовой емкостью. Допустимые параметры по сопротивлению изолятора — от 1 до 10 МОм, в зависимости от условий эксплуатации.

Мегомметр имеет следующие элементы:

1. В механических приборах динамомашина запускаемая измерителем с помощью вращения ручки с разрешённой частотой 2 об/сек, создает напряжение.
2. Электронные приборы запитываются от источников: сеть, аккумуляторные устройства. Они работают с использованием закона Ома. Измеряется ток, проходящий между 2-мя включенными точками, например, 2 жилы кабеля, жилой и землей или другие варианты подключения.
3. Замер осуществляются по эталонному напряжению, указанному изначально в режимных картах обслуживания электрооборудования.
4. Прибор, использует напряжение и ток, и на их базе вычисляет сопротивление изоляции.
5. Генератор вырабатывает постоянное напряжение.
6. Устройство имеет возможность изменять диапазоны тестирования тумблером-переключателем, коммутирующим разные сопротивления изменяющих режим замеров и исходящее напряжение.

Принцип работы

Тестирование состояния изоляции, было разработано в начале 20-го века и является старейшим и наиболее широко используемым измерительным процессом в современной электротехнике и проводится согласно государственным стандартами электробезопасности. Это вызвано тем, что даже без видимых повреждений в изоляции кабельных сетей, ее сопротивление может стать недостаточным, чтобы защитить человека от воздействия токов высокого напряжения.

Факторы, способствующие ухудшению изоляции:

1. Температурный. Перепады температур с холодной на горячую, и наоборот с течением времени вызывают растрескивание изоляции.
2. Электрический. Все кабели изготавливаются для определенных условий эксплуатации. Нарушений заводских условий использования может подвергнуть кабель к перенапряжению с потерей изоляции своих защитных свойств.
3. Физический. Повреждение изоляции из-за нарушений эксплуатации или других неправомерных действий обслуживающего персонала.
4. Химический. Моторное масло, грязь и пыль могут оказывать неблагоприятное химическое воздействие на изоляцию проводов.
5. Окружающая среда. Этот фактор всегда воздействует на защитное покрытие кабелей: ультрафиолетовые лучи, влажность, снег и природные факторы, что должно учитываться разработчиками кабельной продукции.

Принцип работы меггера:

1. Напряжение для тестирования ручным мегомметром получают путем вращения кривошипа, электронного типа — аккумулятором.
2. 500В DC достаточно для выполнения тестирования систем работающих с напряжением до 440 В, а режим 1000 В до 5000 В — для испытаний высоковольтных электрических систем.
3. Отклоняющая или токовая катушка соединена последовательно и позволяет пропускать электрический ток, принимаемый проверяемой цепью.
4. Катушка управления, подключена к цепи.
5. Токоограничивающий резистор (CCR и PCR) соединен последовательно с катушкой управления для защиты от повреждения в случае очень низкого сопротивления во внешней цепи.
6. В мегомметре с ручным управлением эффект электромагнитной индукции используется для создания тестового напряжения. По мере увеличения его во внешней цепи, отклонение указателя увеличивается и уменьшается с увеличением тока.
7. Работа тестера базируется на принципе омметра. Крутящий момент создается мегомметром из-за магнитного поля, создаваемого напряжением и током, аналогично закону Ома. Крутящий момент мегомметра меняется пропорционально V/I: V = IR или R = V / I, единица 1 Ом.
8. Измеряемое электрическое сопротивление подключается через генератор и последовательно с отклоняющей катушкой. Когда проверяемая электроцепь разомкнута, крутящий момент из-за катушки напряжения будет максимальным, а стрелка показывать «бесконечность», что означает отсутствие короткого замыкания во всей цепи и имеет максимальное сопротивление в проверяемой цепи.

Виды тестеров

При эксплуатации электрических устройств широко используются цифровые мегомметры модели: Ф4101/4102 от 100.0 до 1000.0 В. Наладчики до сих пор работают с марками тестеров М4100/1, 4100/5 и МС-05 м от 100.0 до 2500.0 В. Выбор типоразмера мегомметра базируется по номинальному сопротивлению тестируемого устройства: силовые кабели и трансформаторы, машины и изоляторы. Для определения состояния изоляции в электроустановках до 1000.0 В допускается применять мегомметры от 100.0-1000.0 В, а в установках более 1000.0 В — 1000.0-2500.0 В.

Устройства также классифицируются по генерируемому напряжению и пределам сопротивления в МОм:

• 500.0 В — 500.0;
• 1000.0 В — 1000.0;
• 2500.0 В — 2500.0.

Электронный измеритель

Цифровой или электронный тестер — современный вид оборудования, оснащен производительным генератором с полевыми транзисторами. Замеры выполняются путем сопоставления падения напряжения в эталонной цепи с фиксированным сопротивлением. Результаты демонстрируются на панели. Функция сохранения результатов тестирования накапливает данные для последующего анализа. Эта модель отличается от аналоговых приборов компактными размерами и малым весом.
Преимущества цифрового тестера:

• Высокий уровень точности, позволяет определять сопротивление на больших участках цепи;
• удобная легко читаемая цифровая панель;
• технологическая доступность для измерения одним пользователем;
• прекрасно работает даже в очень загруженном пространстве;
• удобный и безопасный в использовании.

Недостатки электронного типа мегомметра:

• Требуется внешний источник энергии;
• высокие цены на изделия.

Электромеханический прибор

Эти модели имеют аналоговый дисплей на передней панели тестера и ручную рукоятку, используемую для вращения и выработки напряжения, которое проходит через электрическую систему.

Преимущества ручного мегомметра:

1. Остается важным в современном высокотехнологичном мире, оставаясь самым старым методом определения значения сопротивления.
2. Для работы не требуется внешний источник.
3. Низкие цены на рынке.

Недостатки ручного мегомметра:

1. Для работы требуется не менее 2 человек, один для вращения ручки, другой для подключения мегомметра к проверяемой электрической системе.
2. Низкая точность измерения.
3. Требует большое свободное место для размещения.
4. Предоставляет аналоговый результат измерения.
5. Высокие требования к безопасности при использовании.

Особенности конструкции схемы:

1. Отклоняющая и управляющая катушка — подключены параллельно генератору, установлены под прямым углом друг к другу и поддерживают полярность таким образом, чтобы создавался крутящий момент в противоположном направлении.
2. Постоянные магниты, создают магнитное поле для отклонения указателя с помощью магнитного полюса «Север-Юг».
3. Указатель — один конец, связанный с катушкой, другой отклоняется по шкале от бесконечности до «0».
4. Масштаб предоставляется в верхней части мегомметра от диапазона «ноль» до «бесконечности» и позволяет пользователю прочитать значение.
5. Подключение источника постоянного тока (DC) или аккумулятора.
6. Испытательный режим вырабатывается генератором для мегомметра с ручным управлением. Аккумулятор или электронное зарядное устройство предусмотрено для цифрового мегомметра с той же целью.

Инструкция по эксплуатации

Перед проведением тестирования сопротивления изоляции, проверяют исправность самого аппарата. Например, на тестере М 4100, устроено две шкалы: верх — для Мом, а низ — кОм.

Методика измерения сопротивления изоляции электрооборудования в МОм:

• Присоединяют щупы к 2-м клеммам, расположенным слева, при этом они между собой остаются не соединенными;
• крутят ручку и снимают показания по указанию стрелки, при рабочем состоянии объекта измерения она идет влево к бесконечности;
• соединяют щупы, при активации генератора тестера (проверки) стрелка будет двигаться вправо к «0».

Методика тестирования в кОм:

1. Ставят перемычки на 2 левые клеммы, при этом щупы не соединены.
2. Вращают рукоятку прибора и контролируют данные. При готовности тестера стрелка уходит вправо.
3. Замыкают щупы и вращением рукоятки прибора заставляют стрелку двигаться влево к нулю на нижней шкале.
4. После проверки исправности прибора подготавливают рабочее место и убеждаются, что токоведущие отключены.
5. Проверяют отсутствие напряжения аттестованным прибором.
6. Заземляют части оборудования, его можно будет снять только после завершения работ с тестером.
7. Измерительные щупы тестера берутся исключительно за изолирующие части, а в установках 1000.0 В еще и с использованием диэлектрических перчаток.
8. При проведении измерений — запрещено дотрагиваться к токоведущим частям.
9. По окончанию тестирования — снимают заряд с подающих ток частей устройств с помощью кратковременного касания к ним заземляющим проводом, для предупреждения короткого замыкания, а также и с тестера, прикасаясь приборными щупами, друг к другу.

Инструкция по измерению сопротивления изоляции

К выполнению работ в электроустановках допускаются лица не моложе 18 лет, получивших обучение и аттестованных на знание правил безопасной эксплуатации электроустановок, наряд-допуск на выполнение работ.

Измерение сопротивления изоляции кабеля мегомметром:

1. До начала тестирования очищают жилы отвнешних загрязнений, в точке замера иначе они дадут плохие результаты при исправном кабеле.
2. Мегомметр обязан иметь госпроверку, а его провода надежную изоляцию не менее 10.0 МОм.
3. Если при тестировании в цепи имеется электросчетчик, отключают все фазные и нулевую жилу от тестируемого объекта. В противном случае получатся показания с коротким замыканием.
4. При последовательном тестировании участков кабеля, отсоединяют нулевые жилы от общей шины, иначе будут равные результаты на всех участках.
5. Если протяженность емкостной цепи свыше 1000 м, то заряд снимают с использованием особой штанги.
6. Допускается выполнять тестирование соединительных проводов, со значениями не меньше верхнего предела шкалы тестера.
7. Выставляют предел измерения. Когда предварительно данные сопротивления отсутствует, чтобы прибор не «зашкаливал», начинают с минимального показателя.
8. Он должен обеспечить показания напряжения в рабочей 2/3 части диапазона прибора.
9. После отключения напряжения натестируемых устройствах ипроверки отсутствия, их надежно заземляют.
10. Отключают или закорачивают все узлы с низкой рабочей изоляцией, например, конденсаторы и полупроводники.
11. Нажимают кнопку «высокое напряжение» в электронных тестерах или вращая ручку аналогового со скоростью равной 110-120 об/мин.
12. Примерно через минуту после начала замеров фиксируют показания по приборной шкале.
13. Измеряют сопротивление для устройств с более высокой емкостью после стабилизации колебания стрелки.

Мегомметры на протяжении десятилетий оставались довольно схожими по конструкции и функциям. Различия возникли в основном в качестве изготовления. Революция в микроэлектронных схемах произвела взрыв в быстрой модернизации тестеров до лучших конструкций. В ответ новшествам измерения стали более точными и быстрыми, чем когда-либо прежде, а значит, в энергосистеме будут созданы безопасные условия эксплуатации.