Мегаомметр схема: Устройство и принцип работы мегаомметра | Полезные статьи

Мегаомметр, что это такое и как им пользоваться? | ENARGYS.RU

Мегаомметр или мегомметр как правильно говорить? Такой вопрос возникает у многих. С точки зрения русского языка правильно мегомметр, без идущих друг за другом гласных. Но если посмотреть с профессиональной стороны, то правильно будет мегаомметр, «мега» приставка, показывающая диапазон измерения прибора на высоком напряжении, и «Ом» единица сопротивления, то есть то, что измеряет прибор, ведь не зря во многих рабочих журналах проверок средств защиты пишут именно мегаомметр. Слово «метр» означает измеряю.

Прибор используется для определения большого значения сопротивления, отключенных от электропитания, электрических цепей и диэлектриков, применяемых для изоляции кабельной продукции, изолированных проводов, двигателей, трансформаторных и электротехнических устройств, установок телекоммуникаций и прочих электрических машин.

Прибор также осуществляет измерительные действия по определению поверхностных и объемных сопротивлений изоляции, определяющей состояние безопасности установки.

Безопасное пользование мегаомметром

Пользоваться мегаомметром можно только согласно правилам техники безопасности, измерения могут производить только два квалифицированных специалиста один из которых должен иметь группу допуска по электробезопасности IV. Не подготовленный пользователь не может пользоваться прибором, это чревато поражением электрическим током.

Мегаомметр принцип работы и его схема

Работу c мегаомметром рассмотрим на примере самого распространенного прибора с маркировкой ЭС0202/2Г. Прибор произведенный еще в советское время, на Уманском приборостроительном заводе, мегаомметр получил распространение по территории всего Советского Союза и успешно работает в настоящее время. Надежность, неприхотливость, а что самое важное, точность измерений зарекомендовали этот прибор с положительной стороны. В России прибор под этой маркировкой производится в Белгороде и на многих других приборостроительных заводах.

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

Как проверить мегаомметр

Перед началом измерительных работ выполняется операция по проверке исправного состояния прибора и его поводков, для этого, провода, подсоединенные к прибору замыкают накоротко, и вращают ручку генератора, стрелка должна показать «0» короткое замыкание в положении переключателя «I». При проверке, во время замыкания проводов, нельзя касаться их голыми руками, можно получить удар током.

Как пользоваться мегаомметром или последовательность проведения измерительных работ:

1. Присоединение мегаомметра к гнездам измерения сопротивления.
2. Присоединение заземляющего проводника к гнезду экрана (кожуха).
3. Установка переключателя в нужный предел проведения измерения, всего их два, чем выше мощность оборудования, тем больше диапазон измерения.
4. Проверяем работу прибора замкнув измерительные щупы, одновременно вращая ручку.
5. После присоединения измерительных шнуров вращаем ручку мегаомметра (генератора питания), скорость должна быть не менее 120 об в мин.
6. Установление стрелки измерения в определенное положение является началом отчета измерения.
7. Чтобы понизить время измерения сопротивления мегаомметром по II шкале гнезда сопротивления закорачиваем (перед началом замера) и вращаем ручку прибора примерно 5 сек.
8. После применения мегаомметра переключатель устанавливаем в нейтральное положение.

 

Рис №3. Схема присоединения мегаомметра

Допустимая погрешность в работе мегаомметра составляет 0,05 Мом +-15%. Предел дополнительной погрешности связанный с наличием в цепи измерения токов с промышленной частотой в виде помех, составляет около 500 мкА. Прибор может эксплуатироваться при температуре в границах от 30 до +50^оС. На зажимах присутствует измерительное напряжение мегаомметра от 500 до 2500В, в зависимости от диапазона используемого измерения, поэтому по окончании измерения необходимо разрядить генератор, касаясь измерительными щупами «земли» или закоротить их на секунду, между собой, до электрического разряда.

Современные мегаомметры

В настоящее время наряду с традиционными, но все еще работоспособными и надежными мегаомметрами, используются электронные аналоговые и цифровые приборы. Они имеют источники тока, это аккумуляторы или гальванические батареи. Использование цифрового табло позволяет более точно проводить измерения и фиксировать их. Многие модели оснащаются немало важными функциями такими как, например: автоматическое определение коэффициентов абсорбции и поляризации. Кроме этого, для большего удобства эксплуатации они конструируются с возможностью подсветки экрана, и сохранения измеренных показаний в память прибора с последующей передачей на компьютер, для отслеживания динамики измерений.

Например, цифровой мегаомметр ЦС202-2 может фиксировать в своей памяти до 10 последних измерений. Кроме измерения изоляции, им можно автоматически выполнить определение коэффициента абсорбции. Диапазон замера этим прибором равен от 0 до 200 ГОм.

Принцип работы мегаомметра

Старение изоляции электропроводки, как и любой электрической цепи, невозможно определить мультиметром. Собственно, даже при номинальном напряжении 0,4 кВ на силовом кабеле, ток утечки через микротрещины в изоляционном слое будет не настолько большой, чтобы его можно было зафиксировать штатными средствами. Не говоря уже про измерения сопротивления неповрежденной изоляции жил кабеля.

• Как пользоваться прибором
• Порядок измерений

В таких случаях применяют специальные приборы – мегаомметры, измеряющие сопротивления изоляции между обмотками двигателя, жилами кабеля, и т.д. Принцип работы заключается в том, что на объект подается определенный уровень напряжения и измеряется номинальный ток. На основании этих двух величин производится расчет сопротивления согласно закону Ома ( I = U/R и R=U/I ).

Характерно, что в мегаомметрах для тестирования используется постоянный ток. Это связано с емкостным сопротивлением измеряемых объектов, которое будет пропускать переменный ток и тем самым вносить неточности в измерения.

Конструктивно модели мегаомметров принято разделять на два вида:

• Аналоговые (электромеханические) — мегаомметры старого образца.
• Цифровые (электронные) – современные измерительные устройства.

Аналоговый мегаомметр

Электронный мегаомметр

Аналоговый мегаомметр

Рассмотрим упрощенную электрическую схему мегаомметра и его основные элементы

Упрощенная схема электромеханического мегаомметра

Обозначения:

1. Ручной генератор постоянного тока, в качестве такового используется динамо-машина. Как правило, для получения заданного напряжения скорость вращения рукояти ручного генератора должна бить около двух оборотов в течение секунды.
2. Аналоговый амперметр.
3. Шкала амперметра, отградуированная под показания сопротивления, измеряемого в килоомах (кОм) и мегаомах (МОм). В основу калибровки положен закон Ома.
4. Сопротивления.
5. Переключатель измерений кОм/Мом.
6. Зажимы (выходные клеммы) для подключения измерительных проводов. Где «З» – земля, «Л» – линия, «Э» – экран. Последний используется, когда необходимо проверить сопротивление относительно экрана кабеля.

Основное преимущество такой конструкции заключается в его автономности, благодаря использованию динамо-машины прибор не нуждается во внутреннем или внешнем источнике питания. К сожалению, у такого конструктивного исполнения имеется много слабых мест, а именно:

• Чтобы отобразить точные данные для аналоговых приборов важно минимизировать фактор механического воздействия, то есть мегаомметр должен оставаться неподвижным. А этого трудно добиться, вращая ручку генератора.
• На отображаемые данные влияет равномерность вращения динамо-машины.
• Часто в процессе измерения приходится задействовать усилия двух человек. Причем один из них выполняет сугубо физическую работу, — вращает ручку генератора.
• Основной недостаток аналоговой шкалы – ее нелинейность, что также негативно отражается на погрешности измерений.

Современная аналоговая модель мегаомметра Ф4102

Что касается принципа работы, то он в аналоговых моделях остался неизменным и заключается в особой градации шкалы.

Электронный мегаомметр

Основное отличие цифровых мегаомметров заключается в применении современной микропроцессорной базы, что позволяет существенно расширить функциональность приборов. Для получения измерений достаточно задать исходные параметры, после чего выбрать режим диагностики. Результат будет выведен на информационное табло. Поскольку микропроцессор производит расчеты исходя из оперативных данных, то класс точности таких устройств существенно выше, чем у аналоговых мегаомметрах.

Как пользоваться прибором

При вращении рукояти ручного прибора или в результате нажатия кнопки электронных устройств на клеммные выходы подаются высокие показатели напряжение, которые посредством проводов поступают на измеряемую электроцепь или к электрическому оборудованию. При замерах на шкале или экране отображаются значения сопротивления.

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.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.


Схема

мегомметра | Конструкция и принципы работы

Другим распространенным методом измерения сопротивлений свыше 50 МОм является схема мегомметра (мегаомметр), показанная на рис. 10.23(а). Этот прибор используется для измерения очень высоких сопротивлений, например, в изоляции кабелей, между обмотками двигателя, в обмотках трансформатора и т. д.

Принципы конструкции и работы: показания выше 10 МОм из-за низкого напряжения, используемого в цепи омметра. Некоторые измерители для лабораторных испытаний имеют встроенный омметр с источником питания высокого напряжения. Высокое напряжение позволяет точно измерять высокое сопротивление, но такие измерители обычно не являются портативными. Меггер представляет собой портативный омметр со встроенным источником высокого напряжения. Схема мегомметра, показанная на рис. 10.23(b), состоит из двух основных элементов: генератора постоянного тока магнитного типа для подачи тока для проведения измерений и омметра, измеряющего значение сопротивления. Якорь генератора вращается с помощью рукоятки, обычно через повышающие шестерни, для получения выходного напряжения 500 В. Когда рукоятка вращается, шестерни вращают генератор с высокой скоростью, создавая выходное напряжение, которое может составлять 100, 500 В.
1000, 2500 или 5000 В, в зависимости от модели.

Используемый счетчик немного отличается от стандартного механизма D’Arsonval тем, что он имеет две обмотки. Одна обмотка включена последовательно с номером R ₂ на выходе генератора и намотана таким образом, чтобы при работающем генераторе стрелка перемещалась к концу шкалы с высоким сопротивлением. Другая катушка обмотки (А) и сопротивление R

1 включены последовательно между отрицательным полюсом генератора и выводом линии. Эта обмотка намотана так, что при протекании по ней тока от генератора она стремится переместить стрелку в сторону нулевого конца шкалы. Две катушки установлены на одном валу, но под прямым углом друг к другу. Ток подается к обеим катушкам посредством гибких соединений, не препятствующих вращению элемента.

Катушка A представляет собой токовую катушку, одна клемма которой подключена к отрицательному выходу, а другая последовательно соединена с R ₁ с измерительным проводом P ₂ . Тестовый провод P ₁ подключается к положительному выводу генератора. При подключении неизвестного сопротивления R _х к Р ₁ и Р ₂ ток от генератора протекает через катушку А, сопротивления R ₁ и R _х

. Значение R ₁ выбрано таким образом, чтобы гарантировать, что даже при коротком замыкании клемм линии токовая катушка A не будет повреждена.

Катушка B представляет собой катушку напряжения и подключена к выходу генератора через сопротивление R ₂ . Если щупы оставить разомкнутыми, ток в катушке А не течет, и только катушка В перемещает указатель. Катушка Б занимает позицию на противоположной стороне в сердечнике, а стрелка указывает на бесконечность или разомкнута.

Когда на клеммах появляется чрезвычайно высокое сопротивление, например, при разомкнутой цепи, указатель показывает бесконечность. С другой стороны, когда в контрольных точках появляется сопротивление относительно низкого значения, например, когда изоляция кабеля мокрая, ток через последовательную обмотку заставляет указатель двигаться к нулю (сопротивление закорочено). Однако стрелка останавливается в точке на шкале, определяемой током через последовательный резистор, который, в свою очередь, определяется значением измеряемого сопротивления.

Когда неизвестное сопротивление R _x подключено к измерительным проводам, ток течет в катушке A. Соответствующий развиваемый крутящий момент перемещает стрелку от положения бесконечности в поле постепенно увеличивающейся силы до тех пор, пока поля крутящего момента между катушки А и В равны. Изменения скорости ручного генератора не влияют на показания мегаомметра, так как заряды напряжения генератора одинаково влияют на обе катушки.

Преимущества использования мегомметра:

На электрической схеме мегомметра может быть указано сопротивление в несколько сотен или даже тысяч мегаом. Преимущество их по сравнению с обычным омметром состоит в том, что к проверяемой цепи подается высокое напряжение, и это напряжение вызывает ток, если существует какая-либо утечка тока.

Схемы и принцип работы мегомметра

В большинстве омметров конструкции, показанной в предыдущем разделе, используется батарея относительно низкого напряжения, обычно девять вольт или меньше. Этого вполне достаточно для измерения сопротивления менее нескольких мегаом (МОм), но когда необходимо измерить чрезвычайно высокое сопротивление, 9-вольтовой батареи недостаточно для выработки тока, достаточного для приведения в действие движения электромеханического счетчика.

Кроме того, как обсуждалось в предыдущей главе, сопротивление не всегда является стабильной (линейной) величиной. Особенно это касается неметаллов. Вспомните график зависимости тока от напряжения для небольшого воздушного зазора (менее дюйма):

Хотя это крайний пример нелинейной проводимости, другие вещества демонстрируют аналогичные изолирующие/проводящие свойства при воздействии высокого напряжения.

Очевидно, что омметр, использующий в качестве источника питания низковольтную батарею, не может измерять сопротивление ни при потенциале ионизации газа, ни при напряжении пробоя изолятора. Если необходимо измерить такие значения сопротивления, то подойдет только высоковольтный омметр.

Высоковольтный омметр

Наиболее прямой метод измерения высоковольтного сопротивления включает простую замену батареи более высокого напряжения в той же базовой конструкции омметра, которая исследовалась ранее:

Простой высоковольтный омметр показан ниже.

Зная, однако, что сопротивление некоторых материалов имеет тенденцию изменяться в зависимости от приложенного напряжения, было бы полезно иметь возможность регулировать напряжение этого омметра для измерения сопротивления в различных условиях:

К сожалению, это создаст проблему калибровки счетчика. Если движение измерителя отклоняется на полную шкалу при протекании через него определенного количества тока, диапазон полной шкалы измерителя в омах изменится при изменении напряжения источника.

Представьте себе подключение стабильного сопротивления к измерительным проводам этого омметра при изменении напряжения источника: по мере увеличения напряжения через движение измерителя будет проходить больший ток, следовательно, большее отклонение. Что нам действительно нужно, так это движение измерителя, которое будет производить постоянное, стабильное отклонение для любого стабильного измеренного значения сопротивления, независимо от приложенного напряжения.

Меггер

Для достижения этой цели конструкции требуется специальное движение измерителя, характерное для мегомметров, или мегомметров, как известны эти приборы.

Рис. Перемещение мегомметра

Пронумерованные прямоугольные блоки на приведенном выше рисунке представляют собой поперечные сечения катушек проволоки.

Эти три катушки перемещаются с помощью игольчатого механизма. Нет пружинного механизма для возврата иглы в заданное положение. Когда механизм обесточен, стрелка будет случайным образом «плавать». Катушки электрически соединены следующим образом:

При бесконечном сопротивлении между измерительными проводами (разомкнутая цепь) через катушку 1 не будет тока, только через катушки 2 и 3. При подаче питания эти катушки пытаются центрироваться в зазор между двумя полюсами магнита, приводящий стрелку полностью вправо от шкалы, где она указывает на «бесконечность».

Любой ток через катушку 1 (через измеряемое сопротивление, подключенное между измерительными проводами) имеет тенденцию перемещать стрелку влево от шкалы, обратно к нулю. Значения внутреннего резистора движения измерителя откалиброваны таким образом, чтобы при замыкании измерительных проводов стрелка отклонялась точно в положение 0 Ом.

Поскольку любые изменения напряжения батареи повлияют на крутящий момент, генерируемый обоими наборами катушек (катушками 2 и 3, которые двигают стрелку вправо, и катушкой 1, которая двигает стрелку влево), эти изменения не будут иметь значения. Эффект калибровки движения.

Другими словами, точность этого движения омметра не зависит от напряжения батареи: заданное значение измеренного сопротивления вызовет определенное отклонение стрелки, независимо от того, насколько сильно или мало напряжение батареи.

Единственным влиянием изменения напряжения на показания счетчика является степень изменения измеренного сопротивления в зависимости от приложенного напряжения.

Итак, если бы мы использовали мегомметр для измерения сопротивления газоразрядной лампы, он показал бы очень высокое сопротивление (стрелка в крайнем правом углу шкалы) при низком напряжении и низком сопротивлении (стрелка движется влево). шкалы) для высоких напряжений. Это именно то, что мы ожидаем от хорошего высоковольтного омметра: точное указание сопротивления объекта при различных обстоятельствах.

Для обеспечения максимальной безопасности большинство мегомметров оснащены генераторами с ручным приводом для выработки высокого постоянного напряжения (до 1000 вольт). Если оператор счетчика получит удар от высокого напряжения, состояние будет самокорректирующимся, так как он или она, естественно, перестанет запускать генератор!

Иногда для стабилизации скорости генератора при различных условиях запуска используется «фрикционная муфта», чтобы обеспечить достаточно стабильное напряжение при быстром или медленном запуске. Несколько уровней выходного напряжения от генератора доступны при настройке селекторного переключателя.

Фотография мегомметра

На этой фотографии показан простой мегомметр с ручным приводом:

Некоторые мегомметры питаются от батарей, что обеспечивает большую точность выходного напряжения. Из соображений безопасности эти мегомметры активируются кнопочным переключателем с мгновенным контактом, поэтому переключатель нельзя оставлять в положении «включено» и представлять значительную опасность поражения электрическим током для оператора счетчика.

Настоящие мегомметры

Настоящие мегомметры оборудованы тремя соединительными клеммами с маркировкой «Линия», «Земля» и «Защита». Схема очень похожа на упрощенную версию, показанную ранее:

Сопротивление измеряется между клеммами «Линия» и «Земля», где ток проходит через катушку 1. Клемма «Защита» предназначена для особых тестовых ситуаций, когда одно сопротивление должно быть изолировано от другого.

Измерение сопротивления изоляции

Возьмем, к примеру, следующий сценарий, когда сопротивление изоляции должно быть проверено в двухпроводном кабеле:

Подсоедините вывод мегомметра к одному из проводников и подключите вывод «Земля» мегомметра к проводу, обернутому вокруг оболочки кабеля:

В этой конфигурации мегомметр должен считывать сопротивление между одним проводником и внешней оболочкой. Или будет? Если мы нарисуем схематическую диаграмму, показывающую все сопротивления изоляции в виде символов резисторов, то мы будем выглядеть так:

Вместо того, чтобы просто измерить сопротивление второго проводника к оболочке (R _c2-s ), то, что мы На самом деле измеряется сопротивление, параллельное последовательной комбинации сопротивлений между проводниками (R _c1−c2 ) и первый проводник к оболочке (R _c1−s ).

Если нас не волнует этот факт, мы можем продолжить тест, как настроено. Если мы хотим измерить только сопротивление между вторым проводником и оболочкой (R _c2-s ), то нам нужно использовать клемму «Guard» мегомметра:

Теперь схема выглядит так:

При подсоединении клеммы «Guard» к первому проводнику два провода получают почти равный потенциал. При небольшом напряжении или отсутствии напряжения между ними сопротивление изоляции почти бесконечно, и, следовательно, между двумя проводниками не будет тока.

Следовательно, показания сопротивления мегомметра будут основываться исключительно на токе, протекающем через изоляцию второго проводника, через оболочку кабеля и намотанный вокруг него провод, а не на токе, протекающем через изоляцию первого проводника.

Меггеры являются полевыми приборами: они предназначены для переноски и могут использоваться техническим специалистом на рабочем месте с такой же легкостью, как и обычный омметр. Они очень полезны для проверки высокоомных «коротких» повреждений между проводами, вызванных влажной или поврежденной изоляцией.

Поскольку они используют такие высокие напряжения, на них не так влияют паразитные напряжения (напряжения менее 1 вольта, возникающие в результате электрохимических реакций между проводниками или «индуцируемые» соседними магнитными полями), как на обычные омметры.

Hi-Pot Tester

Для более тщательной проверки изоляции проводов используется другой высоковольтный омметр, обычно называемый Hi-Pot Tester .