Измерение сопротивления изоляции мегаомметром: пошаговая методика измерения

Принцип измерения сопротивления изоляции и влияющие на него факторы

Измерение сопротивления изоляции базируется на законе Ома. Подав известное напряжение постоянного тока с уровнем ниже, чем напряжение испытания электрической прочности, а затем измерив значение тока, очень просто замерить значение сопротивления. В принципе, значение сопротивления изоляции очень велико, но не бесконечно, поэтому измеряя малый протекающий ток, мегомметр указывает значение сопротивления изоляции в кОм, МОм, ГОм и даже в ТОм (на некоторых моделях). Это сопротивление характеризует качество изоляции между двумя проводниками и способно указать на риск возникновения тока утечки.

На значение сопротивления изоляции и, следовательно, на значение тока, протекающего, когда к тестируемой цепи приложено напряжение постоянного тока, влияет ряд факторов. К таким факторам относятся, например, температура или влажность, которые способны существенно повлиять на результаты измерений. Для начала давайте проанализируем характер токов, протекающих во время измерения изоляции, используя гипотезу о том, что эти факторы не влияют на проводимое измерение.

Общий ток, протекающий в изоляционном материале, представляет собой сумму трех компонентов:

• Емкость. Для зарядки емкости тестируемой изоляции необходим ток зарядки емкости. Это переходный ток, который начинается с относительно высокого значения и падает экспоненциально к значению, близкому к нулю, когда тестируемая цепь электрически заряжается. Через несколько секунд или десятых долей секунды этот ток становится незначительным по сравнению с измеряемым током.
• Поглощение. Ток поглощения, соответствующий дополнительной энергии, которая необходима для переориентации молекул изоляционного материала под воздействием прикладываемого электрического поля. Этот ток падает намного медленнее, чем ток зарядки емкости; иногда необходимо несколько минут, чтобы достичь значения, близкого к нулю.
• Ток утечки или ток проводимости. Этот ток характеризует качество изоляции и не изменяется со временем.

На приведенном ниже графике эти три тока показаны в зависимости от времени. Шкала времени является условной и может различаться в зависимости от тестируемой изоляции.

Для обеспечения надлежащих результатов тестирования очень больших электродвигателей или очень длинных кабелей сведение к минимуму емкостных токов и токов поглощения может занимать от 30 до 40 минут.

Когда в цепь подается постоянное напряжение, суммарный ток, протекающий в тестируемом изоляторе, изменяется в зависимости от времени. Это предполагает значительное изменение сопротивления изоляции.

Перед подробным рассмотрением различных методов измерения было бы полезно снова взглянуть на факторы, которые влияют на измерение сопротивления изоляции.

Влияние температуры

Температура вызывает квазиэкспоненциальное изменение значения сопротивления изоляции. В контексте программы профилактического технического обслуживания измерения должны выполняться в одинаковых температурных условиях или, если это невозможно, должны корректироваться относительно эталонной температуры.

Уровень влажности влияет на изоляцию в соответствии со степенью загрязнения ее поверхности. Никогда не следует измерять сопротивление изоляции, если температура ниже точки росы.

Работа мегаомметра основана на законе Ома для участка цепи, отображаемого в виде формулы I=U/R. Для измерения необходимы элементы, расположенные в корпусе устройства. Прежде всего, это источник напряжения с постоянной, откалиброванной величиной. Кроме того, мегаомметр дополняется измерителем тока и выходными клеммами.

В разных моделях конструкция источника напряжения может существенно изменяться. В старых мегаомметрах установлены простые ручные динамо-машины, а в новых применяются внешние или встроенные источники. Значение выходной мощности генератора и его напряжения могут изменяться в различных диапазонах или оставаться в фиксированном виде.

, включенный в электрическую схему, измеряет величину тока, проходящего по цепи. Благодаря точному значению напряжения, шкала на измерительной головке размечена сразу в нужных единицах сопротивления. Это могут быть мегаомы или килоомы. Некоторые приборы оборудованы шкалой, показывающей оба значения.

Как обследовать электропроводку

Сделать обследование электрической проводки можно только после осмотра ее целостности. Так, на проводных изгибах не должно быть поломанных, потресканных и раскрошенных частей. Если после визуального просмотра, не были выявлены предпосылки того, чтобы заменить кабель, необходимо сделать измерение сопротивления изоляции. Для этого нужно воспользоваться мегаомметром.

Согласно правилам устройства электрических установок, в сети не должно быть сопротивление меньше 0,5 МОм, чтобы можно было правильно провести испытание с напряжением в тысячу вольт.

Кроме того, исследуется электропроводка в качестве профилактики. К примеру, изоляционное сопротивление нужно проверять каждые три года по правилам технической эксплуатации электрических установок. Где есть особо опасные объекты и наружные установки, проверку делают раз в год.

Потом нужно проверить всю скрытую проводку. На части изоляции не должно быть никаких повреждений. Провода должны иметь специальные клеммы.

Обязательно необходимо осуществить проверку распределительного щита. Он должен быть правильным образом собран. В противном случае, когда будут подключены все электроприборы к щитку, автомат будет выбивать из-за предельной нагрузки.

Устройство мегаомметра

Вся измерительная работа сводится к тому, что используется мегомметр для изучения показателя сопротивления при напряжении до 1000 вольт. При рассмотрении светильников, до работы с ними, отключается напряжение, они выключаются из сети. При применении газоразрядных ламп, можно не выкручивать, а только убрать стартеры.

Важно до начала контрольных измерений проверить прибор, определив показания при разомкнутом и замкнутом проводнике. В первом случае должно появится бесконечное сопротивление, а во втором случае — значение около нуля.

Затем необходимо обесточить кабель. Чтобы убедиться в том, что напряжение отсутствует, нужно использовать указатель напряжения, испытанный на подключенном к участку цепи электрической установки.

Потом нужно заземлить токоведущие жила кабеля и при измерении его надеть диэлектрического вида резиновые защитные перчатки.

Сопротивление можно проверить только по отдельной фазе. Если есть отрицательный результат, необходима проверка изоляции в участке фазы и земли.

Выполняя измерения, необходимо полное следование инструкции, разработанной на предприятии. Воспрещено начинать работу, не убедившись в том, что отсутствует напряжение. Коммутация должна быть осуществлена только в том случае, если обесточены токоведущие части и использованы средства защиты.

В целом, сопротивление изоляции — параметр, который нужно измерять при выходе из строя кабели или в качестве профилактики при помощи мультиметра и других доступных способов. Важно при этом полностью следовать инструкции и соблюдать технику безопасности, чтобы все измерения проходили без ущерба для здоровья.

Работа выполняется исключительно с помощью исправных мегаомметров (проверен и испытан в условиях специально предназначенной для этого метрологической лаборатории). Поверка позволяет владельцу агрегата обладать специальным сертификатом, который дает ограниченное во времени право на проведение работ, то есть до определенного срока годности.

После поверки на корпус прибора специалист наносит клеймо, свидетельствующее о проведенной контрольной поверке. Клеймо содержит дату и номер проверяющего. В обязанности владельца мегаомметра входит соблюдение целостности клейма, так как именно оно дает право на проведение последующих измерений. Нет клейма, значит: прибор не исправен!

При выполнении нескольких замеров подряд в десятижильном кабеле следует постоянно использовать переносное заземление, а также снимать остаточный заряд после каждого замера. Быстрая и безопасная работа с мегаомметром обеспечивается путем соединения одного конца заземляющего проводника с контуром заземления до завершения всех работ.

Типовой мегаомметр состоит из генератора постоянного тока, измерительной головки, тумблера-переключателя и токоограничивающих резисторов. Работа измерительной головки основана на взаимодействии рабочей и противодействующей рамок. Тумблер может выставляться на определенные пределы измерения. Он осуществляет коммутацию различных резисторных цепочек, изменяющих выходное напряжение и режим работы головки.

Все элементы заключены в прочный, герметичный диэлектрический корпус, оборудованный ручкой для более удобной переноски. Здесь же располагается портативная складывающаяся генераторная рукоятка. Чтобы начать вырабатывать напряжение, она раскладывается и вращается. На корпусе имеется рычаг управления тумблером и выходные клеммы, в количестве трех, к которым подключаются соединительные провода. Каждый выход имеет собственное обозначение: «З» – земля, «Л» – линия и «Э» – экран.

Клеммы «З» и «Л» применяются во всех случаях, когда требуется измерить сопротивление изоляции по отношению к контуру заземления. Вывод «Э» необходим для устранения воздействия токов утечки при измерение между кабельными жилами, расположенными параллельно или похожими токоведущими частями. Клемма «Э» работает совместно со специальным измерительным проводом, имеющим экранированные концы.

Принцип работы мегаомметров, использующих внутренние или внешние источники питания генератора, такой же, как и у конструкций с ручкой. Для того чтобы выдать напряжение на проверяемую схему, необходимо нажать кнопку и удерживать ее в этом состоянии. Существуют приборы, способные выдавать различные комбинации напряжения путем сочетания нескольких кнопок.

Современные мегаомметры отличаются более сложным внутренним устройством. Напряжение, выдаваемое генераторами разных конструкций, составляет примерный ряд величин: 100, 250, 500, 700, 1000 и 2500 В. Одни мегаомметры могут работать лишь в одном диапазоне, а другие – сразу в нескольких.

Значение выходной мощности мегаомметра, способны проверять изоляцию на высоковольтном промышленном оборудовании, во много раз выше, чем этот же параметр у моделей мегаомметров, способных проверять лишь бытовую проводку. Их размеры также заметно различаются между собой.

В работе с мегаомметром существуют специфические особенности, на которые следует обращать пристальное внимание. В первую очередь это связано с повышенным напряжением прибора. Встроенный генератор обладает выходной мощностью, достаточной не только для проверки изоляции, но и для получения серьезной электротравмы.

В процессе замеров повышенное напряжение охватывает проверяемый участок, а также клеммы и соединительные провода. Защита от этого обеспечивается щупами, имеющими усиленную изолированную поверхность. Они предназначены для установки на измерительные провода. Концы щупов ограничены запретной зоной с помощью предохранительных колец. Таким образом, предупреждается касание к ним открытых частей тела.

Для выполнения измерения на измерительных щупах предусмотрена специальная рабочая зона, за которую можно смело браться руками. Непосредственное подключение к схеме осуществляется зажимами «крокодил» с хорошей изоляцией. Запрещается использование других типов проводов и щупов. При выполнении измерительных работ, людей не должно быть на всем проверяемом участке.

Перед тестированием

A. Чтобы испытательное напряжение не было приложено к другому оборудованию, имеющему электрическое соединение с тестируемой цепью, испытание должно проводиться на отключенной, не проводящей электрический ток установке.

B. Убедитесь, что цепь разряжена. Ее можно разрядить, замкнув накоротко выводы оборудования и/или замкнув их на землю на определенное время (смотрите время разряда).

C. Если тестируемое оборудование находится в огнеопасной или взрывоопасной среде, необходима специальная защита, поскольку, если изоляция повреждена, при разряде изоляции (до и после испытания), а также во время тестирования могут возникать искры.

D. Из-за наличия напряжения постоянного тока, величина которого может быть достаточно высокой, рекомендуется ограничить доступ другого персонала и надевать средства индивидуальной защиты (например, защитные перчатки), предназначенные для работы на электрооборудовании.

E. Используйте только те соединительные кабели, которые подходят для проводимого испытания; убедитесь, что кабели находятся в хорошем состоянии. В лучшем случае неподходящие кабели приведут к ошибкам измерения, но гораздо важнее, что они могут быть опасными.

После тестирования

К концу испытания изоляция накапливает значительную энергию, которую необходимо сбросить до выполнения любых других операций. Простое правило безопасности заключается в том, чтобы предоставить оборудованию возможность разряжаться в течение времени, в пять раз превышающего время зарядки (время последнего теста).

Шкала допустимого сопротивления

Как правило, каждая шкала на предприятии своя, в зависимости от оборудования. Далее даны примеры допустимого изоляционного сопротивления электрических установок, аппаратов, цепей и проводок:

1. Электроустановка 12 ватт = менее 0,5 МОм;
2. Аппарат напряжения от 42 до 380 ватт = менее 0,5 МОм;
3. Электрический инструмент ручного типа в виде трансформатора, переносного светильника = менее 0,5МОм, а в напряжении 2 МОм;
4. Бытовая стационарная электроплита = 1МОм;
5. Кран и люфт = 0,5МОм;
6. Силовая и осветительная электропроводка, распределительная установка, щиток и токопровод = 0,5 МОм;
7. Вторичная управленческая цепь защиты измерения или сигнализации = 1 МОм и выше;
8. Цепь управления, цепь питания и цепи напряжения — 1 МОм и выше.

Замер сопротивления изоляции кабеля

Замер сопротивления изоляции электропроводки происходит около двух точек электрической установки, характеризующей утечку при подаче напряжения в сети. Результат — показатель, выражаемый в мегаомах. Измерение осуществляется при помощи мегаомметра, который исследует утечку тока, возникающую при действии регулярно поступающего напряжения к электрической установке.

Современными мегаомметрами выдаются разные уровни напряжения, чтобы испытать различное оборудование. В итоге, обязательная часть проверки цепи — изучение изоляционного сопротивления.

Влияние наведенного напряжения

Электрическая энергия, проходящая по проводам ЛЭП, создает значительное магнитное поле. Оно изменяется в соответствии с синусоидальным законом и способствует наведению в металлических проводниках вторичной электродвижущей силы и тока I2. В случае большой протяженности кабеля, наведенное напряжение достигает значительной величины.

Данный фактор оказывает существенное влияние на точность проводимых измерений. Дело в том, что в этом случае неизвестна величина и направление электрического тока, протекающего через измерительный прибор. Данный ток появляется под влиянием наведенного напряжения и его значение добавляется к собственным показаниям мегаомметра, полученным через калиброванное напряжение генератора.

Пристальное внимание к наведенному напряжению объясняется реальной возможностью электрического травматизма. Поэтому все работники должны строго соблюдать установленные правила безопасности.

Приборы для измерений

Сегодня измерением сопротивления изоляции в кабелях занимаются мегаомметры, лучшие из которых М — 4100, ЭСО 202 / 2Г, MIC — 30, MIC — 1000 и MIC-2500. Поскольку электротехника, как и мир, не стоит на месте, появляются новые устройства и обновления старых.

Мегаомметр

Мегаомметр является специальным прибором, используемым профессиональными электриками, чтобы измерять электросети и приборы. Отличается от омметра тем, что может измерять на более высоком напряжении. Чтобы проверять сопротивление, прибором напряжение генерируется самостоятельно благодаря встроенному механическому генератору или батареи.

Применение его широкое. Его используют, чтобы выявить повреждения в электросетях перед тем, как начать эксплуатировать ее, а также обнаружить места, где уже создалась аварийная ситуация. Чтобы проверить изоляцию кабеля в трансформаторной, электродвигательной части и любых устройствах, обладающих электрической обмоткой и изоляцией. Главное предназначение в измерении изоляционного сопротивления кабелей.

Благодаря испытаниям, можно понять, где находятся слабые места в электрических сетях. Показатели, снимаемые с мегаомметра, используются, чтобы определить степень изоляционной изношенности для предотвращения неожиданных и нежелательных случаев возгорания.

Принцип работы устройства прост. Он подает напряжение на кабельный участок, который и проверяется в итоге на наличие нормального поступления тока. При утечках, показатели попадают на панель, откуда пользователь и делает выводы. Если утечка больше допустимого значения, значит, речь идет о повреждении изоляции и появления короткого замыкания, недопустимого для того, чтобы была нормальная эксплуатация электрических сетей. В противном случае, кабели могут загореться.

Укомплектован каждый мегаомметр на 1000 и 2500 вольт гибкими медными проводниками, достигающими в длину до трех метров. Каждый прибор оснащен наконечниками в виде крокодила.

Действие остаточного заряда

При выдаче генератором мегаомметра напряжения, поступающего в измеряемую сеть, между проводом и контуром заземления возникает разность потенциалов. Это приводит к образованию емкости, наделенной определенным зарядом.

После того как измерительный провод отключается, цепь мегаомметра становится разорванной. За счет этого потенциал частично сохраняется, поскольку в проводе или шине создается емкостной заряд. В случае касания этого участка, человек может получить электротравму от разряда тока, проходящего через тело.

Перед тем как подключать мегаомметр для замеров изоляции, необходимо чтобы в проверяемой схеме отсутствовал остаточный заряд или напряжение. Для этого существуют специальные индикаторы или вольтметр с соответствующим номиналом. С помощью мегаомметра можно выполнять самые разные замеры. Например, изоляция в десятижильном кабеле вначале проверяется относительно земли, а затем измеряется каждая жила. Качество изоляции определяется по очереди между всеми жилами. Во время каждого измерения следует использовать переносное заземление.

Чтобы обеспечить быструю и безопасную работу, заземляющий проводник изначально одним концом соединяется с контуром заземления. В таком положении он остается до конца работ. Другим концом проводник контактирует с изоляционной штангой. Именно при ее непосредственном участии накладывается заземление, чтобы снять остаточный заряд.

Работающий генератор мегаомметра выдает напряжение, поэтому контур земли образует разные значения потенциалов, благодаря которым создается подобие ёмкости, обладающей определенным зарядом. После проведения измерений в проводе остается какая-то часть ёмкостного заряда. Как только человек прикасается к данному участку, электрическая травма обеспечена, поэтому постоянное использование дополнительных мер безопасности не будет лишним, а именно:

• переносное заземление;
• изолированная рукоятка;
• прежде чем подключить прибор к испытуемой схеме следует проверить наличие в ней напряжения, а также остаточного заряда с помощью вольтметра.

Безопасная эксплуатация мегаомметра

Любые измерения следует производить только исправным мегаомметром. Устройство должно быть испытанным в лаборатории, где проверяется его собственная изоляция и все комплектующие части. Для испытаний применяется повышенное напряжение, после чего мегаомметру выдается разрешение на работу в течение определенного, ограниченного срока.

С целью поверки мегаомметр направляется в метрологическую лабораторию, где специалисты определяют его класс точности. Прохождение контрольных замеров подтверждается клеймом, наносимым на корпус прибора. В процессе дальнейшей эксплуатации должна соблюдаться сохранность и целостность клейма, особенно даты и номера специалиста, проводившего поверку. В противном случае устройство автоматически попадет в категорию неисправных.

Правильная область применения также гарантирует безопасность при работе с мегаомметром. Перед каждым замером определяется величина выходного напряжения. В первую очередь устройство применяется для испытаний изоляции. С этой целью для проверяемого участка создаются экстремальные условия, когда производится подача не номинального, а завышенного напряжения.

Каждая схема, подлежащая проверке, имеет свои особенности, влияющие на безопасную работу мегаомметра. Поэтому перед подачей на нужный участок высокого напряжения, нужно исключить все неисправности и поломки составляющих элементов. Современное оборудование буквально насыщено полупроводниками, конденсаторами, измерительными и микропроцессорными приборами.

Сопротивление изоляции: как правильно измерить

Перед измерением сопротивления нужно внимательно изучить схему электроустановки, подготовить средства защиты и сам прибор в исправном состоянии. Проверяемый участок должен быть заранее выведен из работы.

Проверка исправности мегаомметра происходит следующим образом. Выводы измерительных проводов закорачиваются между собой. После этого к ним от генератора подается напряжение. В случае исправности прибора результаты измерений закороченной цепи равны нулю. Далее концы проводов разъединяются, отводятся в стороны, после чего делается повторный замер. В норме на шкале отображается символ бесконечности, показывающий сопротивление изоляции в воздушном промежутке между измерительными концами.

Непосредственное измерение сопротивления изоляции выполняется в строго определенной последовательности. Прежде всего, переносное заземление нужно подсоединить к контуру. Напряжение на проверяемом участке должно отсутствовать. Далее собирается схема измерения прибора, а переносное заземление снимается.

На схему подается калиброванное напряжение до того момента, пока не выровняется емкостный заряд. Далее фиксируется отсчет, после чего напряжение снимается. Чтобы снять остаточный заряд, накладывается переносное заземление. По окончании замеров соединительный провод отключается от схемы, а заземление снимается.

Для замера сопротивления изоляции мегаомметром используется наибольший предел МΩ. Если данной величины недостаточно, необходимо воспользоваться более точным диапазоном. Все дальнейшие цепочки измерений должны выполняться в такой же последовательности. Некоторые конструкции мегаомметров могут работать в прерывистом режиме. В этом случае на протяжении одной минуты выдается напряжение, после чего в течение двух минут выдерживается пауза.

При наличии в измерительных приборах стрелочного индикатора, для всех замеров используется горизонтальная ориентация корпуса. Нарушение этого требования приводит к дополнительным погрешностям. Современные цифровые мегаомметры могут работать в любом положении.