12.06.13

Измерители сопротивления. Измерители сопротивления изоляции электрических устройств

При эксплуатации судового электрооборудования возникает необходимость измерения сопротивлений в самом широком диапазоне: от сотых долей до нескольких десятков и даже сотен миллионов омов сопротивления изоляции обмоток электрических машин. В практике измерения сопротивления обмоток машин пользуются приборами типов Р380, Р382 (для измерения сопротивления в пределах 0,01 Ом — 10 МОм) и Р383 (для измерения сопротивления постоянному току в пределах 0,01—1010 Ом).

Диапазон измерения сопротивлений приборов Р380 и Р382 состоит из шести поддиапазонов, а приборов Р383 — из восьми. Переключение поддиапазонов прибора Р380 — ручное, Р382 — автоматическое, Р383 — ручное и автоматическое. Питание приборов осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц.

Значительно чаще сопротивление постоянному току измеряют переносными омметрами магнитоэлектрической системы М371 (с диапазоном измерений 100 Ом—10 МОм), М218М (0,1 Ом—10 МОм), ампервольтметрами типа М4351 (200 Ом — 200 МОм), приборами АВО-5М1, Ц20, комбинированными приборами Ц4312, Ц4313, Ц434, Ц4314, Ц4315, Ц4324, Ц4341, предназначенными для измерения тока, напряжения и сопротивления постоянному току.

Из более современных приборов можно отметить устройство СА-7100, которое позволяет измерять напряжение и частоту переменного тока, электрическую емкость, сопротивление постоянному току, тангенс угла диэлектрических потерь. Диапазоны измерений сопротивления для СА7100-3 при испытательном напряжении от 500 В до 2500 В - 1х1012 Ом.

В основу принципа действия перечисленных приборов положена зависимость тока от напряжения и сопротивления, сформулированная Омом в 1827 г.

Нередки случаи, когда прибор с требуемым диапазоном измерений отсутствует. При этом можно пользоваться методами двух или трех приборов. Известно, что сопротивление резистора, ток, протекающий в нем, и приложенное напряжение связаны между собой законом Ома. Значит, если измерить приложенное напряжение и величину тока в резисторе, можно, пользуясь соотношением
определить сопротивление резистора.

Схемы измерения сопротивлений при постоянном токе амперметром и вольтметром приведены на рис. 1.
Рис. 1. Измерение сопротивлений методом двух приборов

Ток, протекающий через резистор, при измерении по схеме рис. 1,а, будет меньше измеренного амперметром, поэтому величина Rx, определенная по формуле закона Ома, будет несколько выше истинного значения измеряемого сопротивления:
где Rv — сопротивление вольтметра.

Из формулы ясно, что измерение будет тем точнее, чем меньше (по сравнению с сопротивлением вольтметра) сопротивление измеряемого резистора. Приведенную схему используют для измерения малых сопротивлений. Если приборы включить по схеме рис. 1,б, вольтметр покажет несколько большее (на величину падения напряжения на амперметре) значение напряжения и поэтому вычисленное значение сопротивления будет выше истинного:
где RA — сопротивление амперметра.
Рис. 2. Измерение сопротивлений методом трех приборов

Из последнего выражения следует, что измерение будет тем точнее, чем больше (относительно сопротивления амперметра) сопротивление измеряемого резистора.

Для измерения сопротивлений переменному току пользуются схемой, приведенной на рис. 2, используя ваттметр, вольтметр и амперметр. Имея показания этих трех приборов и пользуясь выражениями
где Z, X — полное и реактивное сопротивление; Р — активная мощность, можно определить сопротивление переменному току.

Нужно отметить, что схемой, показанной на рис. 2,а, пользуются для измерения больших сопротивлений, а на рис. 2,б — для измерения малых сопротивлений.

Измерители сопротивления изоляции электрических устройств

Для измерения сопротивления изоляции судовых электрических устройств, не находящихся под напряжением, применяют переносные мегомметры типа М1101М, принципиальная схема которого приведена на рис. 3,а. Мегомметры М1101М—логометрического типа.

Противодействующая рамка логометра включена последовательно с резистором R3 и R4 на полное напряжение, вырабатываемое источником. В качестве источника в мегомметрах используется генератор переменного тока с выпрямителем на выходе либо генератор постоянного тока, встроенный в прибор и имеющий ручной привод. Рабочая рамка логометра включена в цепь генератора последовательно с резисторами R1 и R2.

Величины сопротивления резисторов R1—R4 подбирают таким образом, чтобы при номинальном напряжении и короткозамкнутых зажимах Л и 3 мегомметра стрелка установилась на нулевой отметке шкалы большего предела измерений MΩ. На большем пределе измерений замкнут контакт 2—4 переключателя П диапазонов, при этом измеряемое сопротивление, включенное на зажимы Л и З мегомметра, подключается последовательно к резисторам R1 и R2 в цепь рабочей рамки. На меньшем пределе измерений замкнуты контакты 4—6 и 3—5 переключателя П диапазонов и измеряемое сопротивление, включенное на зажимы JI и 3 мегомметра, подключается параллельно резисторам R1 и R2 в цепь рабочей рамки. Шкалы большего и меньшего диапазонов измерений обратные.

На рис. 3,б приведена схема подключения мегомметра М1101М для измерения сопротивления изоляции проводов А и В относительно земли. Точность измерений сопротивлений изоляции по приведенной схеме из-за утечки тока, протекающего через рабочую рамку, уменьшается.
Для устранения влияния поверхностных токов утечки на показания мегомметра изоляцию жилы окружают витком голой проволоки (бандажом), подсоединенной к экранирующему зажиму мегомметра Э (рис. 3,б). Этот виток служит для перехвата токов утечки по поверхности изоляции кабеля.
Рис. 3. Мегомметры типа М1101М

Мегомметры М1101М изготовляют трех модификаций на номинальные напряжения 100, 500 и 1000 В. Основным недостатком мегомметров является наличие генератора с ручным приводом.

Этот недостаток устранен в новом безиндукторном мегомметре БМ1 (рис. 4). При нажатии кнопки КП питание от батареи подается на мультивибратор, состоящий из транзисторов Tl, Т2, резисторов R1—R4, R11, диодов Д1, Д2, конденсаторов Cl, С2. Мультивибратор начинает генерировать импульсы прямоугольной формы, которые через бесконтактный переключатель на транзисторах ТЗ, Т4 поступают в две полуобмотки повышающего трансформатора Тр. В первичной обмотке Тр начинает протекать пульсирующий ток. Повышенное напряжение со вторичной обмотки подается на умножитель напряжения СЗ—С6, ДЗ—Д6 и в виде высокого напряжения постоянного тока — на щупы мегомметра.
Рис. 4. Безиндукторный мегомметр БМ1

Измерительным элементом мегомметра является микроампер-метр, шкала которого отградуирована в мегомах. Прибор имеет два диапазона измерений: 0—3 и 2—100 МОм при номинальном напряжении 100 В; 0—20 и 10—500 МОм при номинальном напряжении 500 В. Прибор имеет корректор и регулятор установки нуля. Переключение диапазонов осуществляется при помощи переключателя ПН.

Для непрерывного измерения сопротивления изоляции в сетях переменного тока, находящихся под напряжением, применяют щи-товые однопредельные мегомметры магнитоэлектрической системы типов М1503 и М1603. Принципиальная схема соединений и схема включения последнего представлены на рис. 5,а, б.

Переменный ток измеряемой сети проходит через резистор R2 и диод Д и заряжает конденсатор. При конечном сопротивлении изоляции R конденсатор будет разряжаться через измерительную
Рис. 5. Щитовой мегомметр М1603

цепь: резистор R3 — рамка R0 — зажим 3 — земля — резистор изоляции R — сеть —зажим 2. При этом через измерительную цепь будет протекать постоянный ток, который вызовет отклонение подвижной части прибора, соответствующее сопротивлению изоляции сети. Величина сопротивления резистора R3 определяет внутреннее сопротивление мегомметра между сетью и землей. Ложные показания при обрыве провода 2 устраняют смещением электрического нуля.

Для этого служит резистор R4, сопротивление которого 5 кОм. При включенном приборе стрелка имеет небольшое отклонение, а при выключенном — устанавливается на отметке выключенного нуля. Таким образом всегда можно определить, включен ли прибор.

Основным недостатком мегомметров М1503, М1603 является зависимость показаний от напряжения, поэтому их применяют только для автоматически стабилизируемых сетей одно-и трехфазного переменного тока.

Для измерения сопротивления изоляции сетей постоянного тока можно использовать вольтметр, имеющий большое внутреннее сопротивление (порядка 100 кОм). С помощью переключателя П (рис. 5,в) производят три замера: напряжение сети U; напряжение между проводом « + » и корпусом U1; напряжение между проводом «—» и корпусом U2. Затем, пользуясь формулами:
определяют сопротивления изоляции относительно корпуса судна: проводов «+» и «—» и изоляции всей сети. Такие приборы, имеющие в своем составе высокоомный вольтметр и переключатель, называют вольтомметрами.

⇓ДОБАВИТЬ В ЗАКЛАДКИ⇓


⇒ВНИМАНИЕ⇐
  • Материал на блоге⇒ Весь материал предоставляется исключительно в ознакомительных целях! При распространении материала используйте пожалуйста ссылку на наш блог!
  • Ошибки⇒ Если вы обнаружили ошибки в статье, то сообщите нам через контакты или в комментариях к статье. Мы будем очень признательны!
  • Файлообменники⇒ Если Вам не удалось скачать материал по причине нерабочих ссылок или отсутствующих файлов на файлообменниках, то сообщите нам через контакты или в комментариях к статье.
  • Правообладателям⇒ Администрация блога отрицательно относится к нарушению авторских прав на www.electroengineer.ru. Поэтому, если Вы являетесь правообладателем исключительных прав на любой материал, предоставленный на ресурсе, то сообщите нам через контакты и мы моментально примем все действия для удаления Вашего материала.


⇓ОБСУДИТЬ СТАТЬЮ⇓
 

Сисадмин мнил себя богом сети, электрик грубо развеял этот миф. Научись развеивать мифы! © Electrical Engineer's blog [2010-2016].