Принцип работы мегаомметра

Особенно, в этом плане, выделяются современные цифровые измерительные приборы как импортные, так и российские. Отличительной их особенностью является возможность выбора необходимого диапазона испытаний. При этом результаты таких тестов имеют очень высокую точность. Практика применения приборов такого класса позволяет значительно уменьшить трудозатраты при проведении поверочных работ.

Безопасность эксплуатации бытовых или промышленных электроустановок зависит от состояния изоляции проводников в них. В нашей стране существует сеть специализированных лабораторий, в задачу которых входят регулярные проверки предприятий и жилья.

Сопротивление изоляции не является величиной постоянной и зависит от многих факторов:

1. температура и относительная влажность диэлектрика и кабеля;
2. сроки и режимы эксплуатации оборудования;
3. состава материалов и наличия примесей;
4. наличие скрытых дефектов в изолирующем слое.

Снижение сопротивления изоляции может привести к довольно неприятным последствиям. Это может быть, в том числе и опасно для жизни людей, непосредственно соприкасающихся с работой электроприборов. Пробой диэлектрика может привести к короткому замыканию между обмотками или появлению напряжения на корпусе оборудования. Это приводит в свою очередь к выходу устройства из строя или к возможности поражения током человека.

1. генератор постоянного тока;
2. измерительная головка:
3. клеммы для подключения измеряемого сопротивления;
4. набор резисторов для работы измерительной головки в пределах рабочей области;
5. переключатель, коммутирующий эти резисторы;

Изоляция, как и всякий другой материал, подвержена влиянию различных внешних факторов: погода, механический износ и другие. Для своевременного обнаружения дефекта изоляции существует прибор, так называемый мегаомметр. Он производить измерение сопротивления изоляции.

Принцип работы прибора

1. генератор постоянного тока;
2. измерительная головка:
3. клеммы для подключения измеряемого сопротивления;
4. набор резисторов для работы измерительной головки в пределах рабочей области;
5. переключатель, коммутирующий эти резисторы;

В настоящее время на смену электромеханическим приборам приходят цифровые. В таких приборах в качестве источников постоянного тока используются либо гальванические элементы, либо аккумуляторы. А также есть новые модели со встроенным сетевым блоком питания.

Работа с мегаомметром

Обычно этим прибором проводится измерение сопротивления изоляции кабельных линий, электропроводки и электродвигателей. Приборы должны проходить периодическую проверку в метрологической службе и иметь соответствующие документы. Запрещается проводить измерения не проверенным прибором, он должен быть изъят из эксплуатации и отправлен на проверку.

На старых моделях мегаомметров измерения проводят посредством вращения рукоятки генератора с постоянной частотой 120–140 оборотов в минуту. На других моделях измерения производят нажатием соответствующей кнопки на приборе. Мегаомметр должен показывать бесконечность и ноль мегаом соответственно. После этого можно приступать к работам по измерению сопротивления изоляции.

Измерения прибором

Выбрав пару, на которой нужно произвести измерения, первоначально нужно проверить на ней отсутствие напряжения. С помощью приготовленных ранее заземлителей снимаем заряд с измеряемых жил кабеля и заземляем их. Установив измерительные щупы и сняв заземлители, проводим измерение сопротивления изоляции мегаомметром. Зафиксировав полученные результаты, переключаем измерительный щуп на другую жилу и повторяем процедуру измерения.

Нужно помнить, что после проведения измерений в кабеле остаётся электрический заряд. После окончания измерений с помощью заземлителя необходимо снять электрический заряд. Нужно разрядить и сам мегаомметр. Это делается кратковременным замыканием измерительных шнуров между собой. Работы по установке измерительных щупов и заземлителей проводятся в диэлектрических перчатках.

Измеренная величина сопротивления изоляции заносится в протокол. В протоколе обычно указывается, каким прибором проводилось измерение, величина подаваемого напряжения и измеренное сопротивление изоляции. Величина сопротивления различна для разных видов испытаний. Она сравнивается с допустимой величиной и делается вывод о состоянии изоляции электроустановки.

Для производства работ по измерению сопротивления изоляции нужно руководствоваться следующими данными:

Периодичность проведения измерений устанавливается на предприятиях. Владельцы электроустановок принимают решения о дальнейших действиях на электроустановке в зависимости от результатов измерений.

Работа по измерению сопротивления изоляции — одна из важнейших работ в электроустановках, которая помогает следить за состоянием электрооборудования и кабельного хозяйства и вовремя принимать меры для безаварийной эксплуатации электрохозяйства.

Обозначения:

Перед проведением испытаний сети должны быть обесточены, выключены все подключённые устройства и вынуты все вилки из розеток. При измерениях в сети освещения следует вывинтить все лампочки, чтобы они не перегорели от подаваемого высокого напряжения. Проверяемые цепи необходимо заземлить.

Чтобы начать пользоваться мегаомметром, нужно:

• Установить необходимую величину напряжения. Она зависит от типа испытуемого объекта и определяется по таблицам.
• Подключить щупы.
• Снять заземление с испытуемого элемента.
• Крутить ручку динамо-машины для аналогового устройства или нажать кнопку «тест» для цифрового. Ручку необходимо вращать до появления светового сигнала. А при работе с цифровым устройством следует подождать, пока цифры на экране стабилизируются.

После завершения измерений нужно прекратить вращение ручки аналогового прибора или нажать кнопку завершения измерений на цифровом устройстве.

Принцип работы построен на использовании принципиальной схемы логарифмического измерительного устройства отношений. В измерительном процессе задействованы: электромеханический генератор напряжения, преобразователь и электронный измеритель.

Прибор предназначен для проведения измерений с большими величинами сопротивлений, и рекомендуется для проверки высоковольтного оборудования, рассчитанного на большую мощность, а также для силовых кабелей большого сечения или раскинутых на значительное расстояние.

Рис №1: Внешний вид мегаомметра

Мегаоомметр этого типа относится к индукторным устройствам, работает за счет встроенного в конструкцию генератора, что позволяет прибору работать без постороннего источника питания, и без аккумуляторных батарей.

Принцип работы построен на использовании принципиальной схемы логарифмического измерительного устройства отношений. В измерительном процессе задействованы: электромеханический генератор напряжения, преобразователь и электронный измеритель.

Для работы рекомендуется использовать прерывистый режим, в котором 1 минута отводится на измерение, 2 минуты – пауза. При первом ознакомлении прибором внимательно изучите мегаомметр и инструкцию по эксплуатации.

Рис №2. Принципиальная схема мегаомметра ЭС0202/2Г

Мегаомметр генерирует калиброванное высокое напряжение, которое подаётся на проверяемый участок цепи. При помощи амперметра производится измерение силы тока по этим значениям и определяется сопротивление цепи. Устройство включает в себя:

Порядок измерений

Перед проведением испытаний сети должны быть обесточены, выключены все подключённые устройства и вынуты все вилки из розеток. При измерениях в сети освещения следует вывинтить все лампочки, чтобы они не перегорели от подаваемого высокого напряжения. Проверяемые цепи необходимо заземлить. Чтобы начать пользоваться мегаомметром, нужно:

• Установить необходимую величину напряжения. Она зависит от типа испытуемого объекта и определяется по таблицам.
• Подключить щупы.
• Снять заземление с испытуемого элемента.
• Крутить ручку динамо-машины для аналогового устройства или нажать кнопку «тест» для цифрового. Ручку необходимо вращать до появления светового сигнала. А при работе с цифровым устройством следует подождать, пока цифры на экране стабилизируются.

После завершения измерений нужно прекратить вращение ручки аналогового прибора или нажать кнопку завершения измерений на цифровом устройстве.

При выполнении расчетов особое внимание нужно уделять остаточному напряжению. Если тестируемая линия слишком длинная, заряд станет внушительным и сможет нанести серьезный урон человеку.

Требования по безопасности

Если речь идет о выполнении измерений с помощью мегаомметра на каком-либо предприятии, то его должен проводить обученный специалист с группой электробезопасности от 3 и выше. Даже при домашнем обследовании важно придерживаться основных правил и соблюдать требования по безопасности. Итак, согласно установленной инструкции, каждая работа с мегаомметром должна осуществляться с учетом следующих правил:

При выполнении расчетов особое внимание нужно уделять остаточному напряжению. Если тестируемая линия слишком длинная, заряд станет внушительным и сможет нанести серьезный урон человеку.

В качестве источника постоянного напряжения выступает генератор постоянного тока. Чтобы менять пределы измерения, предусмотрен тумблер-переключатель, который дает возможность коммутировать разные резисторы. Благодаря этому можно менять режим работы и выходное напряжение.

Мегаомметр – специализированный прибор, предназначенный для выполнения замеров сопротивления. В отличие от омметра, данное устройство получило название вследствие особенностей функционального назначения устройства. «Мега» означает тысяча, а это значит, что прибор применяется с целью нахождения сопротивлений высоких значений. Поэтому устройство обеспечивает генерацию напряжений, благодаря которым и осуществляется измерение.

В большинстве случаев мегаомметр необходим для выяснения величин сопротивления в электроизоляции кабелей, электроцепей, трансформаторных установок, электродвигателей и других электрических установок. Изоляция представляет материал, который препятствует протеканию электротока в ненужном направлении. Необходимость проверки изоляции токопроводящих частей вызвана тем, чтобы не было короткого замыкания, возгорания, а также поражения людей электротоком.

Виды

Мегаомметр бывает двух основных видов, они различаются методом измерения, а также типом источника питания.

• Аналоговые. Их часто именуют стрелочными устройствами. Главная их особенность в том, что в них встроена индивидуальная динамо-машина, которая запускается с помощью кругового движения рукоятки. Также предусмотрена шкала со стрелкой. Сопротивление измеряется благодаря магнитоэлектрическому действию. Стрелка крепится на оси, на которой также находится рамочная катушка, на которую действует магнитное поле постоянного магнита. Когда ток протекает по катушке, то наблюдается отклонение стрелки на некоторый угол. Величина угла зависит от напряжения и силы тока. Возможность подобного измерения определяется законом электромагнитной индукции.

К преимуществам стрелочного устройства относятся надежность и неприхотливость. В то же время прибор является морально устаревшим, ведь данный агрегат имеет существенные размеры и большую массу.

• Цифровые. Данные измерители наиболее распространены. В них установлен мощный генератор импульсов, который работает с помощью полевых транзисторов. Подобные устройства оснащаются источником питания, они производят преобразование переменного тока в постоянный. В качестве источника тока может использоваться сеть либо аккумулятор. Измерение сопротивления осуществляется с помощью усилителя посредством сравнения падения напряжения в электроцепи с сопротивлением эталона.

Показатели отражаются на экране. В большинстве случаев предусмотрено сохранение результатов в памяти, дабы в дальнейшем была возможность сравнить данные. Электронное устройство имеет малый вес и небольшие габариты, благодаря чему можно выполнять разные электрические измерения. Но, чтобы работать с таким устройством, требуется достаточно высокая квалификация пользователя.

Кроме того, устройства отличаются друг от друга генерируемым напряжением и пределами измерений:

• Рабочее напряжение достигает 500 Вольт и предела в 500 МОм;
• 1000 Вольт и предела в 1000 МОм.
• 2500 Вольт и предела в 2500 МОм.

Также устройства отличаются классом точности. Например, устройство М4100, которое пользуется значительной популярностью у профессионалов, функционирует с погрешностью максимум 1%. Ф4101 выделяется погрешностью не выше 2,5%. Данные показатели следует учитывать в особенности там, где нужна большая точность определения сопротивления. Подбирать средство для испытаний и тестирования электросистемы следует с учетом сопротивления и иных показателей.

Устройство

Мегаомметр любого вида имеет следующие элементы:

В качестве источника постоянного напряжения выступает генератор постоянного тока. Чтобы менять пределы измерения, предусмотрен тумблер-переключатель, который дает возможность коммутировать разные резисторы. Благодаря этому можно менять режим работы и выходное напряжение.

Принцип действия

Каждый материал, который не проводит ток, имеет сопротивление изоляции. Со временем она устаревает, либо повреждается. При этом повреждения могут возникать внезапно, иногда их невозможно увидеть. Однако процесс может привести к выходу из строя применяемого оборудования, могут возникнуть замыкания и пожары. К тому же отсутствие изоляции может повлечь появлению на электрическом оборудовании напряжения, которое будет опасно для жизни человека.

Именно для таких измеренй применяется мегаомметр, он создает на измерительных выводах напряжение необходимой величины, чтобы измерить ток, который проходит по цепи. Изначально для генерации напряжений применялись электромеханические машины. Необходимо было вращать рукоятку, дабы генератор вырабатывал напряжение. Главное достоинство таких устройств в том, что им не нужна сеть либо батарея. Измерительная система здесь аналоговая, применяется стрелка, которая демонстрирует показания на шкале.

Активный выпрямитель выполняет преобразование переменного тока в постоянный. Напряжение постоянного тока при измерении сопротивления преобразуется в дискретную форму посредством преобразователя частоты напряжения, после чего оно направляется в микроконтроллер. В микроконтроллере происходит обработка команд, которые идут с клавиатуры. Далее идет управление генератором, автоматическим переключением диапазонов. Микроконтроллер вычисляет и запоминает значения измеряемых сопротивлений.

Применение

Мегаомметр находит следующее применение:

• Измерение изоляции электрических приборов, а также установок во время наладки и обслуживания в промышленных и лабораторных условиях.
• Измерение сопротивления разъемов, изоляционных материалов, в том числе обмоток электромашин. В большинстве случаев устройство используется для проверки изоляции.
• Измерение сопротивлений с целью проведения расчетов коэффициентов абсорбции, а также поляризации.

Выходное напряжение прибора зависит от величины измеряемого сопротивления. С увеличением измеряемого сопротивления шунтирующее влияние цепи рабочей рамки уменьшается, и напряжение на измеряемом сопротивлении приближается к номинальному.

Прибор смонтирован в пластмассовом корпусе. Генератор, выпрямитель и измеритель размещены внутри корпуса. Сверху корпус закрыт крышкой, на которой расположены контактные зажимы.

Принципиальная схема прибора приведена в приложении. Схема состоит из генератора переменного тока Г, приводимого во вращение рукой, выпрямителя, измерительного механизма И (логометра магнитоэлектрической системы), добавочных резисторов.

Якорь генератора достигает номинального числа оборотов при вращении рукоятки прибора со скоростью 120 об/мин. На валу якоря помещен центробежный регулятор, обеспечивающий постоянство напряжения при увеличении скорости вращения якоря генератора выше номинальной.

При измерении сопротивления изоляции на пределе «М Щ» измеряемое сопротивление подключается к зажимам «Л» (линия) — «обозначение земли» (земля). Постоянный ток от выпрямителя протекает через рамки (рабочую и противодействующую) измерительного механизма, добавочные резисторы и измеряемое сопротивление изоляции.

В зависимости от величины измеряемого сопротивления изоляции, протекающий ток в цепи рабочей рамки будет изменяться, что вызовет отклонение подвижной части, на угол, соответствующий измеряемому сопротивлению. Через противодействующую рамку логометра протекает постоянный ток, создающий противодействующий момент.

Выходное напряжение прибора зависит от величины измеряемого сопротивления. С увеличением измеряемого сопротивления шунтирующее влияние цепи рабочей рамки уменьшается, и напряжение на измеряемом сопротивлении приближается к номинальному.

Вращая ручку генератора, произвести отсчет по соответствующей шкале.

Даже если вы хотите в домашних условиях измерить сопротивление изоляции кабеля, перед тем как пользоваться мегаомметром стоит ознакомиться с требованиями по технике безопасности. Основных правил несколько:

Работа с мегаомметром

При испытаниях мегаомметр вырабатывает очень высокое напряжение — 500 В, 1000 В, 2500 В. В связи с этим проводить измерения необходимо очень осторожно. На предприятиях к работе в прибором допускаются лица, имеющие группу электробезопасности не ниже 3-й.

Перед тем как провести измерения мегаомметром, в тестируемые цепи отключают от электропитания. Если вы собираетесь проверить состояние проводки в доме или квартире, надо отключить рубильники на щитке или выкрутить пробки. После выключают все полупроводниковые приборы.

Один из вариантов современных мегаомметров

Требования по обеспечению безопасных условий работы

Даже если вы хотите в домашних условиях измерить сопротивление изоляции кабеля, перед тем как пользоваться мегаомметром стоит ознакомиться с требованиями по технике безопасности. Основных правил несколько:

1. Держать щупы только за изолированную и ограниченную упорами часть.
2. Перед подключением прибора отключить напряжение, убедиться в том, что поблизости нет людей (на протяжении всей измеряемой трассы, если речь идет о кабелях).

Как пользоваться мегаомметром: правила электробезопасности

Правила не очень сложные, но от их выполнения зависит ваша безопасность.

Как подключать щупы

На приборе обычно есть три гнезда для подключения щупов. Они располагаются в верхней части приборов и подписаны:

• Э — экран;
• Л- линия;
• З — земля;

Также имеется три щупа, один из которых имеет с одной стороны два наконечника. Он используется когда необходимо исключить токи утечки и цепляется к экрану кабеля (если такой есть). На двойном отводе этого щупа есть буква «Э». Тот штекер, который идет от этого отвода и устанавливается в соответствующее гнездо. Второй его штекер устанавливается в гнездо «Л» — линия. В гнездо «земля» всегда подключается одинарный щуп.

Щупы для мегаомметра

На щупах есть упоры. При проведении измерений руками браться за них так, чтобы пальцы были до этих упоров. Это обязательное условие безопасной работы (про высокое напряжение помним).

Если проверить надо только сопротивление изоляции без экрана, ставится два одинарных щупа — один в клемму «З», другой в клемму «Л». При помощи зажимов-крокодилов на концах подключаем щупы:

• К тестируемым проводам, если надо проверить пробой между жилами в кабеле.
• К жиле и «земле», если проверяем «пробой на землю».

Есть буква «Э» — этот конец вставляется в гнездо с такой же буквой

Процесс измерения

Выставляем напряжение, которое будет выдавать мегаомметр. Оно выбирается не произвольно, а из таблицы. Есть мегаомметры, которые работают только с одним напряжением, есть работающие с несколькими. Вторые, понятное дело, удобнее, так как их можно использовать для тестирования различных устройств и цепей. Переключение тестового напряжения производится ручкой или кнопкой на лицевой панели прибора.

Перед тем как пользоваться мегаомметром, убеждаемся в отсутствии напряжения на линии — тестером или индикаторной отверткой. Затем, подготовив прибор (выставить напряжение и на стрелочных выставить шкалу измерения) и подключив щупы, снимаем заземление с проверяемого кабеля (если помните, оно подключается перед началом работ).

Следующий этап — включаем в работу мегаомметр: на электронных нажимаем на кнопку Test, в стрелочных крутим ручку динамо-машины. В стрелочных крутим до тех пор, пока не зажжется на корпусе лампа — это значит необходимое напряжение в цепи создано. В цифровых в какой-то момент значение не экране стабилизируется. Цифры на экране — сопротивление изоляции. Если оно не меньше нормы (средние указаны в таблице, а точные есть в паспорте к изделию), значит все в норме.

Как проводить измерения мегаомметром

После того, как измерение окончено, перестаем крутить ручку мегаомметра или нажимаем на кнопку окончания измерения на электронной модели. После этого можно отсоединять щуп, снимать остаточное напряжение.

Вкратце — это все правила пользования мегаомметром. Некоторые варианты измерений рассмотрим подробнее.

Для измерения сопротивления проводника и его изоляции используют специальные прибор – мегаомметр, купить который сегодня можно практически в любом магазине измерительных приборов. Наибольшей популярностью прибор пользуется среди проверяющих служб, но в последнее время благодаря снижению цены, стал доступен и менее специализированным предприятиям.

Принцип работы инструментов для определения сопротивления.

Для определения сопротивления используют отношение силы тока и напряжения в проводнике и в источнике питания. Иными словами, приборы измеряют эти два показателя и сравнивают их с эталонными. Для проведения измерений лучше всего купить мегаомметр – он имеет собственный источник питания, подающий ток на проводник и измеряет напряжение на участке, удаленном от источника питания на некоторое расстояние.

Для определения показателей и сравнения их с эталонными используют как аналоговые, так и цифровые мегаомметры. Спорить о том, какой тип прибора лучше, тут нет смысла, отметим что и одни и другие способны генерировать и исследовать напряжение 1000 В, а современные измерители превосходят и этот показатель в несколько раз. Так, не самый дорогой мегаомметр UNI-T UT513 работает с напряжением в 5000 В.