Измерения электрического кабеля по постоянному току - Строительный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Измерения электрического кабеля по постоянному току

Измерение сопротивления изоляции мегаомметром

Электрическая энергия передается по проводам, жилам кабелей, шинам. Электрический ток преобразуется в тепло в нагревательных элементах, создает вращающее магнитное поле в обмотках электродвигателей. Материалы, по которым он проходит, объединяет общее свойство: они проводят электрический ток. А свойство, характеризующее способность проводить ток лучше или хуже, называется электрическим сопротивлением.

Сопротивление материалов, называемых проводниками, относительно мало. Разница только в том, что у металлов и сплавов, использующихся для изготовления нагревательных элементов, оно повыше. За счет этого ток, проходя через них, вызывает их нагрев.

Но передача электроэнергии и функционирование всех электроприборов невозможна без материалов, имеющих противоположное свойство – не проводить ток. Такие материалы называют изоляторами.

Для проводов и кабелей изоляторами являются материалы, которыми покрыты токопроводящие жилы. Для нагревателей – термостойкое покрытие нагревательных элементов. Обмоточные провода электродвигателей покрыты тонким слоем лака. Все они выполняют функцию, сходную с водопроводной трубой: направляют ток в нужное русло, не позволяя ему попадать туда, куда не надо.

Состав изоляции кабеля

Но идеальный изолятор в обычных условиях получить невозможно. Любой материал, не проводящий ток, обладает хоть и малым, но сопротивлением. Оно настолько незначительно, что им можно пренебречь, работоспособность электрооборудования от этого не ухудшается. Но состояние изоляторов может со временем измениться. В электрооборудование попадает вода. В чистом виде она является изолятором (дистиллированная вода), но в том, в котором она существует в быту, она – проводник. Попадая на изоляционные поверхности, она ухудшает их свойства и приводит к коротким замыканиям.

Оболочки и изоляция жил кабелей и проводов со временем стареют или повреждаются. Процесс старения длится много лет, а повреждения возникают внезапно. Это можно не заметить, но начавшийся процесс ухудшения изоляции со временем развивается все быстрее, приводя к выходу оборудования из строя.

И если бы только оборудования. Короткие замыкания в кабелях или электроприборах приводят к пожарам. Ухудшение фазной изоляции приводит к появлению на корпусах электрооборудования опасных для жизни напряжений. А это уже угрожает жизни людей.

Как оценить состояние изоляции? Ведь ее повреждение происходит в местах, недоступных для осмотра. Для этой цели служат измерительные приборы, называемые мегаомметрами.

  1. Принцип измерения сопротивления изоляции
  2. Принцип работы электромеханического мегаомметра
  3. Электронные мегаомметры
  4. Микропроцессорные мегаомметры

Принцип измерения сопротивления изоляции

Измерить сопротивление изоляции при помощи мультиметра не получится. Ведь, даже находясь под номинальным рабочим напряжением, она никак не проявляет признаков старения. Ток через поврежденные участки настолько мал, что его не измерить обычными методами. А через исправную изоляцию он еще меньше.

Для измерений используется напряжение постоянного тока повышенной величины. Почему постоянного? У кабелей существует небольшое емкостное сопротивление. А конденсатор проводит переменный ток. Измерения будут неточными, так как наличие емкостного тока снизит реальное значение сопротивления.

Повышенная величина напряжения нужна, чтобы заставить изоляцию стать проводником электрического тока. Кроме того, изоляция при измерении проходит испытание: выдержала повышенное напряжение, значит – и при номинальном сохранит свои характеристики. Производители рассчитывают изоляционные материалы своих изделий так, чтобы они выдерживали испытательное напряжение без повреждения. Поэтому кабели на напряжение 380 В переменного тока спокойно держат 1000 В постоянного от мегаомметра.

Принцип работы электромеханического мегаомметра

Задача любого мегаомметра – создать на измерительных выводах напряжение выбранной для измерений величины и измерить ток, проходящий по измеряемой цепи.

Сначала для генерации напряжения использовались электромеханические машины постоянного тока. Их роторы вращались при помощи рукоятки мегаомметра. Для того, чтобы генератор при измерениях выдавал номинальное напряжение, частоту вращений выдерживали в пределах 2 оборота в секунду.

Мегаомметр М4100

Такие конструкции применялись в мегаомметрах М4100, но применяется и сейчас – в ЭСО 202. Достоинство этих приборов одно: им не требуется ни подключение к сети, ни батарейки или аккумуляторы. Но недостатков намного больше:

  • Во время измерений корпус прибора сложно удержать в неподвижном состоянии. Вместе с корпусом дергается и стрелка, что снижает точность измерений.
  • Показания прибора зависят от скорости вращения.
  • В местах, где провода прибора при измерениях приходится держать руками (с применением диэлектрических перчаток, конечно), в измерениях участвуют два человека. Один обеспечивает контакт проводов с объектом измерений, другой – крутит ручку мегаомметра.
  • При большом количестве требуемых измерений процесс происходит медленнее, чем при использовании электронных приборов.

Измерительная система электромеханических приборов – аналоговая, результаты считываются по шкале со стрелочным указателем. Дополнительный недостаток измерительной системы – шкала нелинейная, класс точности – небольшой.

Отличие современного прибора ЭСО 202 от М4100 – наличие переключателя напряжений, выдаваемых мегаомметром. Это удобно при измерениях на объектах, имеющих в составе электрооборудование, сопротивление изоляции которого измеряют при разных напряжениях. Например, кабели с напряжением 380 В (изоляция измеряется при 1000 В) и электродвигатели (500 В). В остальном приборы схожи, только переключение диапазонов измерений у М4100 производится на клеммах прибора, а у ЭСО 202 – переключателем.

Электронные мегаомметры

Следующим этапом развития мегаомметров стали электронные приборы. В них формирование испытательного напряжения осуществляет электронная схема, а измерение – аналоговый измеритель, тоже на полупроводниковых элементах. В схеме измерения ничего не поменялось, разве что пределов измерения стало больше. А вот необходимость крутить ручку устранилась.

Читать еще:  Цвет провода дальнего света ваз 2114

Мегаомметр Ф4102

Удобнее стало производить измерения коэффициента абсорбции. Он характеризует увлажненность изоляции. Для этого показания мегаомметра снимают через 15 и 60 секунд после начала измерения и последнее показание делят на первое. У изоляции с нормальным содержанием влаги этот коэффициент равен 1,3-2,0. Если он больше – изоляция слишком сухая, равен 1 – количество влаги в ней велико.

Крутить ручку минуту для измерения коэффициента абсорбции непросто, да и снимать показания по нелинейной шкале трудно. Да еще при этом производить отсчет времени, поглядывая на секундомер. Некоторые полупроводниковые же мегаомметры включали в себя индикатор, подающий сигналы через 15 и 60 секунд. Это позволяло оператору сосредоточиться на показаниях стрелки прибора и правильно считать их.

Но у полупроводниковых мегаомметров не было главного преимущества современных приборов – цифровой шкалы. Они были громоздкими, требовали питания от сети или батареек.

Микропроцессорные мегаомметры

Следующим этапом развития мегаомметров стали микропроцессорные приборы. Все, что необходимо для работы с ними – дисплей и кнопки, которыми задается рабочее напряжение. Остальное прибор делает сам, выдавая в итоге на дисплей конечный результат, и даже – реальную величину напряжения, которую удалось выдать на измерительный выход. При снижении значения изоляции контролируемого объекта прибор не может выдать номинального напряжения на выходе. В некоторых случаях знать это нужно.

Для измерений коэффициента абсорбции в некоторых моделях приборов не только выдается визуальный и звуковой сигнал через 15 и 60 секунд. Они фиксируют сопротивление изоляции в это время и самостоятельно подсчитывают коэффициент.

Комбинированный прибор MIC 3

Микропроцессорные приборы компактнее своих предшественников. За счет этого появилась возможность совмещать в одном корпусе устройства различного назначения: для проверки сопротивления заземления, УЗО, петли фаза-ноль. Это удобно при выполнении комплексных измерений на объектах: работникам электролабораторий не нужно таскать с собой несколько приборов, достаточно одного.

Особенности измерения электрического сопротивления постоянному току в узлах коммутационных аппаратов

Статья опубликована в журнале «Электротехнический рынок» № 3(63), май-июнь 2015 г.

Одним из основных способов контроля технического состояния элементов высоковольтных выключателей, разъединителей, отделителей, короткозамыкателей и токопроводов является проверка электрического сопротивления постоянному току. В таблице 1 приведены нормы РД 34.45-51.300-97 (Объемы и норм испытаний электрооборудования), которые регламентируют типовое электрическое сопротивление в зависимости от контролируемого объекта.

Измеряемый объектТиповое сопротивлениеОсобенности,
связанные с измерениями
Сопротивления главной цепиот 1 до 1200 мкОмИзмерительный ток должен составлять от 50 до 200 А. Кроме того, при измерениях необходимо учитывать наличие встроенного трансформатора тока в баковых выключателях.
Переходное сопротивление контактов токопроводовот 1 до 200 мкОмИзмерительный ток должен быть не более 1/3 номинального тока.
Сопротивление шунтирующих резисторов дугогасительных устройствот 10 до 20 кОмПри увеличении измеряемого сопротивления пропорционально уменьшается сила измерительного тока. При этом он становится соизмерим с токов помех, создаваемых электромагнитными полями промышленной частоты излучаемые различным оборудованием подстанции. В связи с этим в измерительном приборе должны быть предусмотрены меры позволяющие уменьшить влияние этих помех на результат измерений
Сопротивление омических делителей напряженияот 10 до 20 кОм
Сопротивление предвключаемых резисторовот 200 до 1200 Ом
Сопротивления обмоток электромагнитов управленияот 0,3 до 50 ОмПри измерении электрического сопротивления различных обмоток появляются дополнительные требования к стабильности силы измерительного тока и защиты прибора от ЭДС самоиндукции, возникающей в момент прекращения измерений.
Сопротивление вторичных обмоток трансформатора тока баковых выключателейдо 10 Ом
Сопротивление вторичных обмоток измерительных трансформаторы напряжениядо 100 кОм

Некоторые особенности, связанные с измерениями данных объектов, рассмотрим подробнее:

    Согласно теории контактов, измерение электрического сопротивления сплошного участка и участка с контактным соединением имеет свои особенности. Например, сопротивление участка с контактным соединением зависит от наличия окислов, масляных и иных пленок, величины микронеровностей между контактами, силы сжатия контактируемых поверхностей и силы измерительного тока. Так как целью контроля переходного сопротивления является оценка технического состояния контактов и связанных с ними узлов (например, состояние пружин обеспечивающих поджатие контактов), то для получения воспроизводимых результатов, измерение необходимо выполнять при определенной силе измерительного тока.

В зарубежных нормативных документах сила измерительного тока при контроле переходного сопротивления контактов регламентирована в МЭК 56 (сила тока не менее 50A) и ANSI C37/09 (сила тока не менее 100A), аналогичные требования содержатся в Российском ГОСТ 8008-75. Кроме того, для современных вакуумных и элегазовых выключателей как зарубежного, так и Российского производства указание о силе измерительного тока содержится в соответствующем руководстве по эксплуатации.

  • Большинство высоковольтных выключателей в своей конструкции имеют встроенные трансформаторы тока, что налагает ещё одно требование к измерительному прибору, который должен учитывать наличие переходного процесса, возникающего в момент подачи тока, что позволит исключить дополнительную погрешность.
  • Измерение сопротивлений контактных соединений и контактов высоковольтных выключателей допускается измерять и на переменном токе, тогда как измерение электрического сопротивления обмоток электромагнитов управления выполняется только на постоянном и стабильном токе. В том случае, если ток не стабилен, возникает дополнительная погрешность, которая связанна с появлением напряжения направленного в прямом или в противоположном направлении по отношению к измерительному току (зависит от знака производной измерительного тока).

    Читать еще:  Кабель удлинитель с розетками

    Кроме того измерительный прибор должен быть защищен от ЭДС самоиндукции, возникающей при разрыве цепи протекания тока, например, при завершении измерений.

  • При измерении сопротивления вторичных обмоток трансформаторов тока проблем, связанных с силой измерительного тока, нет. Стоит обратить внимание на измерение электрического сопротивления вторичных обмоток измерительных трансформаторов напряжения, т.к. наблюдались случаи их повреждения измерительным током. Для того чтобы исключить такие неполадки, измерение рекомендуется выполнять при помощи миллиомметра с относительно небольшой выходной мощностью и измерительным током.
  • Таким образом, для охвата ряда задач, связанных с измерением электрического сопротивления, предприятие должно иметь приборы со следующими свойствами:

    • Микроомметр – выходной ток от 50 до 200 А;
    • Миллиомметр – высокостабильный измерительный ток и защита от ЭДС самоиндукции;
    • Омметр (килоомметр) – измерения в условиях больших электромагнитных помех с частотой 50 Гц.

    Универсальный прибор МИКО-2.3 отвечает заявленным требованиям и при массе всего 2,7 кг. работает в четырех режимах: микроомметр (ток до 1000А), миллиомметр, килоомметр и термометр, что позволяет охватить все задачи измерения сопротивления в электрооборудовании. Включение каждого режима из четырех происходит автоматически при присоединении соответствующего входного кабеля из комплекта прибора.

    Во всех рассмотренных выше типах электрооборудования применение микромилликилоомметра МИКО-2.3 является экономически эффективным. Прибор позволяет не только измерять все вышеперечисленные параметры, но также будет стоить, и весить значительно меньше, чем комплекс средств диагностики.

    Кроме универсального оборудования компания «СКБ ЭП» выпускает узкоспециализированные приборы: микроомметры (МИКО-1, МИКО-10 и МИКО-21) и миллиомметры (МИКО-7 и МИКО-8), с информацией о которых, Вы можете ознакомиться на сайте компании.

    Измерения электрического кабеля по постоянному току

    Сопротивление изоляции – отношение напряжения, приложенного к диэлектрику, к протекающему сквозь него току (току утечки).

    Сопротивление изоляции является важной характеристикой состояния изоляции электрооборудования. Поэтому измерение сопротивления производится при всех проверках состояния изоляции.

    Снижение сопротивления изоляции ниже установленных норм может привести к пожару и получению электрических травм.

    От состояния электроизоляции напрямую зависят потери электрического тока, связанные с возможностью его утечки из электросистемы через участки с некачественной изоляцией, ее безопасность для человека и возможность длительной безаварийной работы. Для того чтобы подобных проблем не возникало, необходимо точно придерживаться правил проектирования и эксплуатации электросетей.

    Измерение сопротивления изоляции с использованием специальных методов и оборудования должно регулярно проводиться на всех электрических линиях и сетях, только так можно заранее выявить степень изношенности изоляции и ее изолирующие качества.

    Состояние изоляции считают удовлетворительным, если каждая цепь с соединенными электроприемниками имеет сопротивление изоляции не менее соответствующего нормативного значения.

    Основные показатели сопротивления изоляции:

    Сопротивление изоляции постоянному току Rиз. Наличие грубых внутренних и внешних дефектов (повреждение, увлажнение, поверхностное загрязнение) снижает сопротивление изоляции. Определение Rиз (Ом) производится методом измерения тока утечки, проходящего через изоляцию, при приложении к ней выпрямленного напряжения. Коэффициент абсорбции определяет увлажнение изоляции. Коэффициент абсорбции — это отношение измеренного сопротивления изоляции через 60 секунд после приложения напряжения (R60) к измеренному сопротивлению изоляции через 15 секунд (R15). Если изоляция сухая, то коэффициент абсорбции намного больше единицы, а у влажной изоляции коэффициент абсорбции близок к единице. Значение коэффициента абсорбции должно отличаться (в сторону уменьшения) от заводских данных не более чем на 20%, а его значение должно быть не ниже 1.3 при температуре 10–30°С. При невыполнении этих условий изделие подлежит сушке.

    ПАО»Уманский завод «Мегомметр» изготавливает целый ряд приборов для измерения сопротивления изоляции. Прибор, предназначенный для измерения сопротивления изоляции, называется мегаомметром. Некоторые мегаомметры (например, ЦС0202, который предназначен для измерения сопротивления электрической изоляции проводов, кабелей, разъёмов, трансформаторов, обмоток электрических машин и других устройств, а также для измерения поверхностных и объёмных сопротивлений изоляционных материалов) кроме измерения сопротивления изоляции определяют еще и коэффициент абсорбции. Цифровой мегаомметр имеет исполнение ЦС0202-2 для работы при температуре -30°С. Мегаомметры ЦС0202 осуществляют блокировку проведения измерения сопротивления изоляции при наличии напряжения на измеряемом объекте свыше 40 В и работают в диалоговом режиме. Эти приборы имеют также подсветку индикатора и подзарядку аккумуляторов в процессе работы. Мегаомметры ЦС0202 имеют лучшие показатели по большинстве параметров по сравнению с появившимися на рынке России мегаомметрами Е6-24 и Е6-24/1.

    Сравнительная таблица технических характеристик ЦС0202-2 и Е6-24/1, Е6-24:

    Наименование параметраЦС0202-2Е6-24Е6-24/1
    Диапазон измерений, МОм100 000До 10 000До 1 000
    Базовая погрешность2,5%3%±3е.м.р.3%±3е.м.р.
    Испытательные напряжения, В100-2 500 с шагом 50500; 1 000; 2 500500; 1 000; 2 500
    Измерение напряжения на объекте, В1-5001-4001-400
    Вычисления коэффициента абсорбцииЕстьЕстьЕсть
    Память10 последних измерений1 последнее измерение1 последнее измерение
    Индикация сопротивления за 15 и 60 секЕстьЕстьЕсть
    Рабочий диапазон температур, °С-30…+50-30…+50-30…+50
    ИндикацияЦифровая с диалоговым режимомЦифроваяЦифровая
    ПитаниеАккумулятор, сеть 220 В/50ГцАккумулятор, сеть 220 В/50ГцАккумулятор, сеть 220 В/50Гц
    Габариты, мм220х156х6180х120х25080х120х250
    Вес, кг11,21,2
    Рабочее положениеЛюбоеЛюбоеЛюбое
    Средний срок службы, лет101010
    Межповерочный интервал1 год1 год1 год
    Читать еще:  Как подсоединить выключатель света с подсветкой

    Мегаомметры ЭС0202-Г, ЭС0210-Г, выпускаемые нашим предприятием, имеют встроенный электромеханический генератор для питания прибора, что позволяет проводить измерения автономно в экстремальных (аварийных) условиях и могут производить, в отличие от аккумуляторного питания, неограниченное число измерений. Они заменили общеизвестные модели М1101, М4100.

    Приборы ЭС0210 имеют исполнение питания от сети переменного тока напряжением (220) В, частотой (50±0,5) Гц, (60±0,5) Гц.

    В случае измерения сопротивления изоляции объектов с емкостной нагрузкой 0,4-0,5 мкФ предпочтительно применять мегаомметр ЭС0202.

    Мегаомметры ЭС0210, ЦС0202 обеспечивают разряд ёмкости объекта после проведения измерений и измеряют действующее значение переменного напряжения на объекте.

    Мегаомметры ЭС0202, ЭС0210 нормируют относительную погрешность от измеряемого значения ± 15 %, (соответствует классу 2,5 от длины шкалы). Для ЭС0202 класс точности выраженный в виде относительной погрешности по ГОСТ 8.401-80. Класс точности средства измерений — обобщенная характеристика прибора, характеризующая допустимые по стандарту значения основных и дополнительных погрешностей, влияющих на точность измерения.

    Мегаомметры комплектуются комплектом шнуров для проведения измерений.

    Наше предприятие изготавливает приборы контроля изоляции Ф4106, Ф4106А, предназначенные для измерения сопротивления изоляции и сигнализации при его снижении ниже установленного уровня (уставки) в сетях переменного тока, находящихся под напряжением 220 В или 380 В с изолированной нейтралью частотой 50 Гц, 60 Гц или 400 Гц. Приборы Ф4106, Ф4106А можно рекомендовать взамен приборов Ф419 и Ф419/1.

    Омметр М419, выпускаемый взамен М143, предназначен для измерения сопротивления изоляции сетей переменного тока с изолированной нейтралью, находящихся под напряжением до 420В и частотой от 45 Гц до 500 Гц. Применяется в передвижных электроагрегатах и стационарных электроустановках.

    Измерение сопротивления изоляции кабелей

    Изолирующая оболочка кабеля служит для разделения его жил, а также для изоляции кабеля от земли. ᚠᛟᛋ Существует резиновая, пластмассовая и бумажная изоляции. Вне зависимости от материала изготовления, ее основной задачей является обеспечение электрической прочности, изоляция жил проводов. Самой главной характеристикой состояния изоляции является ее сопротивление постоянному току R из. Сопротивление может снижаться по причине внешних и внутренних дефектов (загрязнение, влажность, физическое повреждение). Снижение сопротивления влечет за собой снижение надежности системы электроснабжения. Для того чтобы исключить вероятность поражения людей током и предотвратить пожар, необходимо периодически проводить измерения сопротивления изоляции.

    Качество электроснабжения во много зависит от того, в каком состоянии находится кабель. А состояние кабеля в свою очередь зависит от того, насколько качественная его изоляционная оболочка. Поэтому завод-изготовитель проводится многократные плановые замеры сопротивления изоляции. Также подобные измерения необходимо повторять перед началом монтажа, так как во время транспортировки и укладки изоляция кабеля может быть повреждена.

    Действующие нормативные акты РФ четко определяют сроки, в которые проводится измерение изоляции в административных и жилых помещениях, — не менее чем 1 раз в течение 2-х лет. Такие же сроки установлены для торговых центров, промышленных предприятий и других типов помещений. Замеры проводят с целью проверки соответствия существующим нормативным документам (ПТЭЭП, ПУЭ).

    Измерение сопротивления изоляции кабелей включает несколько обязательных условий, в том числе отключение напряжения и снятие нагрузки от линии питания. Сопротивление измеряют между каждым фазным и защитным нулевым проводом, и между защитным нулевым и рабочим нулевым проводом.

    Есть несколько основных факторов, которые влияют на сопротивление изоляции. Чем выше влажность, тем изоляционная оболочка кабеля имеет меньшее сопротивление. Также оказывает влияние материал, из которого выполнена изоляция. Так, например, при равных условиях у резиновой изоляции сопротивление выше, чем у виниловой. Немаловажен и срок эксплуатации кабельной линии. Чем больше срок использования, тем меньше значение сопротивления изоляции в виду естественного износа. Влияет на сопротивление изоляционной оболочки и ее толщина. Чем толще оболочка, тем выше сопротивление изоляции.

    Сопротивление изоляции проводов и кабелей измеряют мегаомметром. Современные мегомметры оснащены электронными преобразователями и могут работать от аккумуляторы или адаптера. При проведении замеров необходимо учитывать температуру и влажность помещения, потому что конечный результат зависит от данных показателей. Также нельзя забывать о погрешности прибора, которая может составлять от 1 до 5%.

    Для замеров сопротивления изоляции проводов и кабелей, которые имеют жилы с сечением не более 16 кв.мм используют измеритель с напряжением 1000 В, проводов и кабелей, которые имеют сечение более 16 кв.мм прибор с напряжением 2500 В.

    По окончании замеров составляет протокол, который подшивается в технический отчет и заносится в специальный журнал учета проверок сопротивления изоляции. Стоит отметить, что юридически признается лишь протокол, который составлен специальной электроизмерительной лабораторией в соответствии с требованиями ПТЭЭП и ПУЭ.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector