Принцип работы и устройство электронного мегаомметра

Что включает в себя производственная санитария и гигиена труда.

Производственная
санитария – это система организационных
мероприятий, технических методов и
средств, предотвращающих или уменьшающих
воздействия на работающих вредных
производственных факторов с целью
снижения риска профессиональной
заболеваемости.

Производственная
санитария включает в себя очистку
воздуха в рабочей зо-не от вредных
веществ, обеспечение оптимальных и
допустимых параметров микро-климата
(температуры, влажности, скорости
движения воздуха), ионизацию воздуш-ной
среды, организацию рационального
освещения и вентиляции на рабочих
местах, защиту от различного вида
излучений и др.

Гигиена
труда представляет собой область
медицины, изучающей трудовую деятельность
человека и производственную среду с
точки зрения их влияния на организм
работающих, разрабатывающей меры и
гигиенические нормативы, направленные
на оздоровление условий труда и
предупреждение профессиональных
заболеваний. Задачей гигиены труда
является определение предельно допустимых
уровней вредных производственных
факторов, классификация условий трудовой
деятельности, оценка тяжести и
напряженности трудового процесса,
рациональная организация режима труда
и отдыха, изучение психофизиологических
аспектов трудовой деятельности,
организация рабочих мест и др.

Мегаомметр

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

Для чего предназначен прибор, можно понять из его названия, которое образовано из трёх слов: «мега»— размерность числа 10 6 «ом» — единица сопротивления и «метр» — измерять. Для измерения электрического сопротивления в диапазоне мегаомов используется прибор мегаомметр. Принцип работы прибора основан на применении закона Ома, из которого следует, что сопротивление (R) равно напряжению (U), делённому на ток (I), протекающий через это сопротивление. Следовательно, для того чтобы реализовать этот закон в приборе, нужны:

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;

Реализация мегаомметра по такой схеме требует минимум элементов. Она проста и надёжна. Такие приборы исправно работают уже полвека. Напряжение в таких аппаратах выдаёт генератор постоянного тока, величина которого различна в разных моделях. Обычно оно равно 100, 250, 500, 700, 1000, 2500 вольт. В различных моделях приборов может применяться одно или несколько напряжений из этого ряда. Генераторы отличаются по мощности и соответственно по габаритам. В действие такие генераторы приводятся ручным способом. Для работы нужно покрутить ручку динамо-машины, которая вырабатывает постоянный ток.

Работа с мегаомметром

Работы на каком-либо оборудовании с этим прибором относятся к работам с повышенной опасностью вследствие того, что прибор вырабатывает высокое напряжение и есть вероятность получения электротравмы. Работы с этим прибором разрешается производить персоналу, изучившему инструкцию по работе с прибором, по правилам охраны труда и техники безопасности при работе в электроустановках. Работник должен иметь соответствующую группу допуска и периодически проходить проверки на знание правил работ в электроустановках, знать инструкции по охране труда, в том числе с использование мегаомметра.

Перед началом работ с использование мегаомметра нужно убедиться в целостности прибора визуальным осмотром. На нём должен быть штамп поверки, не должно быть сколов на корпусе прибора, стекло индикатора должно быть целым. Проверяются измерительные щупы на предмет повреждения изоляции. Нужно провести тестирование прибора. Для этого необходимо, если используется стрелочный прибор, установить его на горизонтальную поверхность, чтобы избежать погрешности в измерениях и провести измерения с разведёнными и замкнутыми щупами.

Как пользоваться мегаомметром

Как же производятся измерения сопротивления изоляции (самое популярное измерение, которое выполняют мегаомметром) у различного электрооборудования. Рассмотрим, как испытывать, на примере энергосистемы РБ. Хотя, нормы в принципе одни и те же, за минимальными различиями.

Замер сопротивления изоляции мегаомметром, прозвонка с помощью мегаомметра

Перед началом измерения необходимо проверить, что прибор рабочий, для этого необходимо произвести подачу напряжения при закороченных концах и замкнутых. При замкнутых мы должны получить «0», а в разомкнутом состоянии должны иметь бесконечность (так как мы меряем сопротивление изоляции воздуха). Далее сажаем один конец на землю (заземляющий болт, шина, заземленный корпус оборудования), а второй на испытываемую фазу, обмотку. Два человека производят испытания, один держит концы, а второй подает напряжение. Записывается показание через 15 секунд и через 60. По окончании заземляется жила, на которую подавалось напряжение и через минуту-другую (в зависимости от величины и времени подачи напряжения) снимаются концы и измерения производятся на другой жиле по аналогичной схеме.

Как же прозвонить что угодно с помощью мегаомметра, прозвонка это проверка на целостность цепи. Прозвонка – это первый прибор электрика, который он должен собрать сам из лампочки, батарейки и проводков. Как же прозвонить с помощью мегаомметра? Мегаомметр не совсем прозванивает, он показывает, что отсутствует связь между фазой и землей, то есть отсутствие замыкания обмотки на землю. Однако если подать большое напряжение, то вполне можно спалить обмотку реле или двигателя.

Замер сопротивления изоляции электродвигателей мегаомметром

Значит, подходим мы к электродвигателю, например это 380-вольтовый мотор какого-нибудь насоса. Снимаем крышку, отсоединяем питающий кабель. Далее подаем 500В и смотрим. Если в конце минуты сопротивление меньше 1МОм, значит, не соответствует нормам. Коэффициент абсорбции не нормируется для маленьких электродвигателей. Напряжение подается между одной фазой и землей. Две другие фазы соединяются с корпусом. По окончании испытания производится заземление испытанной жилы.

Замер сопротивления изоляции кабелей мегаомметром

Значит, имеем кабель. С одной стороны он, например, подключен к пускателю, а с другой стороны к электродвигателю или приводу, который пускает электродвигатель. Нам необходимо промегерить этот кабель. Мы отключаем его от пускателя и от электродвигателя. Ставим человека у электродвигателя, если он в другом помещении, чтобы не подпускал никого к открытым жилам, которые мы будем испытывать. Далее подаем напряжение между жилой и землей 2500 В в течение минуты. Величина сопротивления изоляции для кабелей напряжением до 1000В должна составлять не ниже 0,5 МОм. Для кабелей напряжением выше 1кВ величина сопротивления изоляции не нормируется. Если мегаомметр показывает ноль, значит, жила пробита и надо искать место повреждения и расстояние до дефекта. Также измеряется сопротивление изоляции между жилами. Или объединяют три жилы и на землю и если величина неадекватная, то необходимо уже измерять каждую жилу на землю по отдельности.

Также в конце испытаний необходимо до снятия провода, по которому подавалось напряжение, повесить заземляющий провод на него. Чем больше напряжение подавалось, тем дольше необходимо ждать. Для высоковольтных кабелей это время достигает нескольких минут.

Устройство и 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.

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.

Особенности устройства

Устройство мегаомметра стандартного типа представлено генератором, переключателем, выставляемым на необходимые пределы измерения, измерительной головкой, токоограничивающими резисторами.

Перечисленные детали правильно удерживаются в прочном диэлектрическом корпусе, оснащенном ручкой для удобства перемещения, генераторной рукояткой складывающегося типа. Для начала выработки напряжения она изначально раскладывается и раскручивается. Корпус оснащен тумблером с клеммами выходного типа, к ним и подводятся соединительные провода. Выделяется три выхода со значением на экран (Э), линию (Л), землю (З):

• Что касается клемм на электронном мегаомметре с обозначением «Л «и «З», они задействуются в ходе работы всегда при необходимости замера изоляционного сопротивления относительно контура земли.
• Вывод «Э» предназначается для нейтрализации действия токов утечки во время проведения измерения между параллельными жилами, аналогичными им токоведущими частями. Данная клемма функционирует в паре с измерительным устройством с экранированными концами, соединяется с экраном или кожухом. Она помогает выполнить самые точные замеры.

Если рассматривать специфику работы изделий с внешними и внутренними источниками, они практически ничем не отличаются от конструкций, оснащенных ручкой. Выдача напряжения на схему запускается нажатием соответствующей кнопки с последующим ее удерживанием. Некоторые модели устройств способны одновременно подавать различные комбинации напряжения, для чего нужно одновременно работать с несколькими пусками.

Мегаомметры различны по описанию, выходной мощности. С помощью одних устройств диагностируется изоляция на высоковольтном оборудовании. Другие приборы уместны для работы (проверить изоляцию) только с бытовой проводкой. Соответственно, такие изделия отличаются по размерам, общим масштабам.

Работа с мегаомметром

Работы на каком-либо оборудовании с этим прибором относятся к работам с повышенной опасностью вследствие того, что прибор вырабатывает высокое напряжение и есть вероятность получения электротравмы. Работы с этим прибором разрешается производить персоналу, изучившему инструкцию по работе с прибором, по правилам охраны труда и техники безопасности при работе в электроустановках. Работник должен иметь соответствующую группу допуска и периодически проходить проверки на знание правил работ в электроустановках, знать инструкции по охране труда, в том числе с использование мегаомметра.

Перед началом работ с использование мегаомметра нужно убедиться в целостности прибора визуальным осмотром. На нём должен быть штамп поверки, не должно быть сколов на корпусе прибора, стекло индикатора должно быть целым. Проверяются измерительные щупы на предмет повреждения изоляции. Нужно провести тестирование прибора. Для этого необходимо, если используется стрелочный прибор, установить его на горизонтальную поверхность, чтобы избежать погрешности в измерениях и провести измерения с разведёнными и замкнутыми щупами.

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.

Основные правила безопасного использования мегаомметра

Поверка и испытания

Любую работу в электроустановках разрешается выполнять только исправными электрическими устройствами. Применительно к мегаомметру это означат, что он должен отвечать одновременно двум требованиям и быть:

Испытание означает проверку сопротивления его собственной изоляции и всех комплектующих частей в электрической испытательной лаборатории повышенным напряжением. На основе ее проведения владельцу прибора выдается сертификат, разрешающий эксплуатацию мегаомметра на определенный, ограниченный срок. Поверка выполняется специалистами метрологической лаборатории с целью определения класса точности прибора и нанесения на его корпусе клейма о прохождении контрольных замеров. Владелец обязан принимать меры к сохранности нанесенного клейма с датой и номером поверителя. Если оно исчезнет, то прибор автоматически считается неисправным.

Виды работ

Мегаомметр выбирают для каждого замера в первую очередь по величине выходного напряжения. Им можно выполнять два разных вида проверок:

Первый способ подразумевает создание экстремального случая для испытуемого участка. С этой целью на него подается не номинальное, а завышенное напряжение, предусмотренное технической документацией. Время испытаний тоже выбирают довольно большим. Это позволяет своевременно выявить все дефекты изоляции и исключить их проявление в процессе эксплуатации.

Второй метод использует более щадящий режим. Напряжение для него подбирается меньшего значения, а время замера определяется длительностью окончания емкостного заряда измерительного участка. У электродинамических приборов оно не превышает минуты (столько надо крутить ручку со скоростью 120÷140 об/мин), а у электронных — порядка 30 секунд (держать нажатую кнопку).

Например, измерение сопротивления изоляции определенной электрической цепи необходимо выполнять мегаомметром, выдающим 500 вольт на выходе. Тогда для ее испытания потребуется прибор на 1000 V.

Измерением изоляции занимается электротехнический персонал различных профессий, а функция испытания предоставляется только специалистам лаборатории службы изоляции. Довольно часто им возможностей мегаомметра для этих целей не хватает, и они включают в работу дополнительные установки и источники постороннего напряжения, обладающие более высокими мощностями и измерительными возможностями.

Знание особенностей проверяемой схемы

До подачи высокого напряжения на измеряемый участок необходимо принять меры, исключающие поломки и неисправности его компонентов. В современном электрооборудовании работает много полупроводниковых элементов, различных конденсаторов, измерительных и микропроцессорных приборов. Они не рассчитаны на условия эксплуатации, которые создает напряжение генератора мегаомметра. Все подобные устройства необходимо защитить. Для этого их извлекают из схемы или шунтируют определенным образом. После окончания замеров вся схема должна быть восстановлена и приведена в рабочее состояние.

Как пользоваться

Чтобы правильно проводить испытания важно сделать правильное выставление измерительных диапазонов и тестовой энергии. Самый простой метод этого выполнения, использовать специальные таблицы с указанием параметров для разных тестируемых объектов

Важно понимать, что во время тестирования необходимо использование диэлектрических перчаток. Также необходимо убрать посторонних с вывешиванием соответствующих предупреждающих плакатов

Во время подключения щупов, необходимо только касаться тех частей, которые заизолированы. До измерения следует сделать переносной вид заземления для отключения контрольных кабелей. При этом сами измерения нужно проводить при сухой изоляции до превышения допустимых пределов влажности.

Использование аппарата по руководству к эксплуатации как возможность его правильной работы и отсутствия поломок

Как прозвонить кабель

Проверить одножильный кабель можно несколькими манипуляциями, выставив тестовый вид напряжения. Первый щуп должен быть прицеплен на часть жилы, а второй должен быть прицеплен на броню. После этого будет подано напряжение. Если не имеется брони, то необходима земляная жила. При нахождении показаний до 0,5 мОм, значит кабель неизношен и его можно использовать дальше и не заменять.

Обратите внимание! Прозванивая многожильный кабель, нужно осуществлять проверку каждой жили, а из остальных полупроводников сделать сбор единого жгута. Чтобы получить достоверные результаты, необходимо обеспечение хорошего контакта

Правильный прозвон кабеля путем аппарата

Проверка изоляции

Проверка изоляции — еще одна функция измерительного прибора. Изоляция позволяет защитить жилу от соприкосновения с другой жилой. Характеристика изоляционного качества — сопротивление. Это измеряется в омах с производными. Сопротивление является величиной, которая обратна производимости. То есть она может показать возможность непропуска электротока.

Чем меньше изоляция, тем больше возможность нахождение тока пути и распространение из кабеля к токопроводящим поверхностям и материалам. То есть может быть изоляционный кабельный пробой

Важно понимать, что изоляция стареет, ухудшается из-за влажности и механического повреждения. Также ухудшается из-за воздействия агрессивной внешней среды

Проверка изоляции как одно из условий использования

Особенности приборов разных видов

Высокое испытательное напряжение в приборах традиционной конструкции получали с помощью магнитоэлектрического генератора (динамо-машины) постоянного тока. Внутри мегаомметра закреплена небольшая динамо-машинка, а сбоку корпуса есть рукоять. Так как для нормальной работы динамо-машины требуется, чтобы якорь вращался с высокой скоростью, рукоять связана с якорем через шестерёнчатый повышающий редуктор.

Учитывая, что измерения проводятся на протяжении нескольких минут, это нелёгкая работа. Кроме того, корпус прибора не всегда удаётся хорошо закрепить, и стрелка прибора колеблется, затрудняя считывание показаний. Всё это приводит к тому, что пользоваться прибором с ручным приводом непросто. Но у мегаомметров этого типа есть неоспоримое преимущество: они не требуют ни батареек, ни аккумуляторов. Измерения можно производить буквально «в чистом поле».

Позднее появились мегаомметры с возможностью подключения внешнего источника испытательного напряжения. Такие приборы удобно использовать в комплекте передвижных испытательных лабораторий — «летучек». При испытаниях к линии подключают мегаомметр и отдельный источник высокого напряжения. Стабильность внешнего источника позволяет производить продолжительные и точные измерения.

Гораздо удобнее проверять состояние электрооборудования с помощью современных приборов, питающихся от аккумулятора.

Цифровые индикаторы облегчают считывание результата измерения. Микропроцессорный блок не только запоминает результаты, но и позволяет сразу вычислить дополнительные параметры качества изоляции и сопоставить их с таблицами допустимых величин. Даже величина испытательного напряжения задаётся простым поворотом ручки или вводом с клавиатуры.

Измерение сопротивления изоляции кабеля мегаомметром

Порядок действий следующий (!!!КАБЕЛЬ ОБЕСТОЧЕН!!!):

1. Один конец мегаомметра на время проведения испытания подключен к заземлению (это может быть заземленная шина, заземляющий болт или переносное заземление)
2. Если есть оболочка, экран, броня — их следует также заземлять на время измерения сопротивления изоляции и высоковольтного испытания
3. На испытуемую жилу кабеля вешаем заземление (этим мы снимаем возможный остаточный заряд на кабеле)
4. Вешаем на испытуемую жилу второй конец мегаомметра, по которому будет подаваться напряжение 2500В
5. Снимаем с испытуемой жилы провод заземления
6. Подаем прибором на испытуемую жилу напряжение 2500В в течение 60 секунд. Записываем значение сопротивления изоляции на 15-ой и 60-ой секундах испытания (в случае электронного прибора с памятью значения можно не записывать)
7. На испытанную жилу кабеля вешаем заземление, для того, чтобы разрядить кабель. Чем длиннее кабель, тем дольше надо держать провод заземления на жиле.
8. Снимаем второй конец мегаомметра с испытанной жилы, далее переходим на другую жилу кабеля и идем от пункта 2). Затем аналогично и для третьей жилы.
   В конце отключаем прибор от электроустановки

Если у нас трехжильных кабель, то мы должны получить значения сопротивлений изоляции фаза-ноль и фаза-фаза. Итого 6 измерений. В реальности делают не три измерения, а одно — объединяют три жилы и подают напряжение от мегаомметра к ним. В случае, если значение сопротивления изоляции удовлетворяет, то всё хорошо. В случае, если Rx неудовлетворительно, то производится измерение каждой жилы по-отдельности.

Фиксируют показания на 15 и 60-ой секундах для определения коэффициента абсорбции (Ka). Этот коэффициент численно равен отношению значений сопротивления R60/R15. Показывает степень увлажненности. Также существует понятие коэффициента поляризации или индекса поляризации (PI) — он равен отношению R600/R60 и характеризует степень старения изоляции. В нормах определены следующие значения:

Предельное значение говорит о том, что кабель непригоден к эксплуатации. Индекс поляризации замеряется на кабелях с бумажной пропитанной изоляцией вместе с Ka. У кабелей с пластмассовой, ПВХ, изоляцией из сшитого полиэтилена индекс поляризации определять нет необходимости.

Сейчас существуют различные цифровые и электронные мегаомметры. В цифровых сразу можно увидеть после измерения значения коэффициента абсорбции, R60, R15, отдельные приборы позволяют измерять и PI. Кроме того у моделей sonel можно нажать кнопку старт, затем другой кнопкой ее зафиксировать и не держать минуту палец на кнопке. Работают приборы от аккумуляторов. Это упрощает жизнь.

В стрелочных приборах в основе источника постоянного напряжения (а испытания мегаомметром — это испытания постоянным напряжением) лежит или генератор, или кнопка (модели ЭСО).

Тут уже придется либо крутить ручку прибора со скоростью 2 об/c, либо искать розетку. А кроме этого еще надо производить отсчет по секундомеру и записывать результаты. Трудности вызывают и шкалы отдельных приборов. Но мегаомметры различных производителей — это тема отдельной большой статьи.

В общем, не забывайте разряжать кабель после испытания, снимая накопившийся заряд заземлением. А уже затем снимайте конец прибора с испытуемой жилы. И чем длиннее кабель, тем больше времени держите заземление.

Последние статьи

Самое популярное