Что такое мегаомметр и как им пользоваться

5.13. Работа с электроизмерительными клещами и измерительными штангами.

5.13.1. Измерения электроизмерительными клещами и измерительными штангами в установках выше 1000 В должны производить 2 работника с группами V и IV по наряду.

В электроустановках до 1000 В измерения электроизмерительными кле­щами может производить один работник с группой III по распоряжению.

5.13.2. Для измерений применяют клещи с амперметром, установленным на их рабочей части. Использование клещей с вынесенным амперметром не допускается. Во время измерений запрещается нагибаться к амперметру для отсчета показаний, касаться приборов, проводов и измерительных транс- форматоров, а также использовать лестницы, случайные предметы.

В электроустановках до 1000 В измерения проводят в диэлектрических перчатках.

Измерения в электроустановках выше 1000 В следует выполнять в ди­электрических перчатках, защитных очках, стоя на изолирующем основа­нии.

Не допускается работать с электроизмерительными клещами, находясь на опоре ВЛ.

Измерения можно производить лишь на участках шин, конст­руктивное выполнение которых, а также расстояние между токоведущими частями разных фаз и между ними и заземленными частями исключают возможность электрического пробоя между фазами или на землю из-за уменьшения изоляционных расстояний за счет рабочей части клещей.

На кабелях напряжением выше 1000 В пользоваться для измере­ния клещами разрешается лишь в тех случаях, когда жилы кабеля изолиро­ваны и расстояние между ними не менее 250 мм.

При измерениях клещами пофазно токов в установках до 1000 В при горизонтальном расположении фаз необходимо перед производством измерений оградить каждую фазу изолирующей прокладкой. Указанные операции производятся в диэлектрических перчатках.

Запрещается проводить работы с измерительными штангами в грозу, при тумане, дожде или мокром снеге.

Принцип измерения сопротивления изоляции мегомметром

Принцип измерения величины сопротивления изоляции сам по себе несложен. Используется закон Ома – замеряется сила протекающего между двумя щупами тока при известном поданном на них напряжении. Отношение величины напряжения к силе тока как раз и даст искомый результат. Этот принцип применяется практически во всех контрольно-измерительных приборах, предназначенных для измерения сопротивлений.

R = U/ I

Но для того чтобы вызвать и «засечь» электрический ток в цепи при очень больших показателях сопротивления (а у изоляции по умолчанию они должны быть такими), требуется подавать и весьма внушительное напряжение. Именно это и реализовано в мегомметрах.

Независимо от типа и модели прибора, он в обязательном порядке имеет:

1. Высоковольтный источник постоянного напряжения.
2. Измерительный блок, оценивающий силу проходящего по цепи электрического тока.
3. Устройство индикации показаний – стрелочное со шкалами, или в виде цифрового дисплея с показом абсолютных значений.
4. Набор измерительных проводов со щупами, посредством которых высокое напряжение передается на тестируемый объект.

На сегодняшний день существует два основных типа подобных приборов.

Еще не столь давно безраздельно господствовали мегомметры со стрелочной шкалой и встроенным индуктором – динамомашиной. Вращением специальной рукоятки генерируется высокое напряжение, которое после необходимого преобразования подаётся на щупы. Частота вращения – примерно 120÷140 оборотов в минуту (2 оборота в секунду). О выходе на установленное калиброванное высокое напряжение, как правило, извещает загоревшийся индикатор, расположенный на передней панели.

Подобные мегомметры без сколь-нибудь принципиальных изменений выпускаются уже много десятков лет. И, надо сказать, не торопятся «уходить со сцены».

Подобные модели довольно просты в устройстве, несложны в управлении. Как правило, имеют весьма солидные габариты и вес. Но зато – они полностью автономны, то есть не требуют ни элементов питания, ни подключения к сети

Идеальное решение для любых «полевых» условий, что бывает особенно важно во время ведения строительства

Как бы то ни было, мегомметры такого типа все еще выпускаются промышленностью, находят спрос. А многие мастера-электрики и вовсе предпочитают исключительно их, несмотря на появление более компактных и «навороченных» приборов.

Другой тип мегомметров – это электронные приборы, которые обычно намного компактнее и легче. Высокое напряжение у них вырабатывается в специальном электронном преобразователе от встроенного аккумулятора, сменных источников питания или от блока питания, требующего подключения к сети. Многие модели позволяют выбрать любой из этих  вариантов питания. Но в любом случае прослеживается зависимость от наличия источника – полной автономности в работе нет.

Многие современные мегомметры внешне напоминают привычные мультитестеры. А нередко и способны выполнять ряд функций, им присущих.

Электронные приборы довольно компактны, и некоторые из них внешне даже вполне можно спутать с мультиметрами. Кстати, во многих моделях это сходство не ограничивается лишь внешним. Действительно, в них заложены некоторые функции «общего плана». Обычно это измерение постоянного и переменного напряжения, прозвон цепей и определение сопротивления в нижнем диапазоне значений, то есть от нуля до мегаома. Могут иметься и другие функции, в том числе и узкоспециализированного предназначения.

Проведение измерений – до предела упрощено. После выставления всех необходимых параметров и коммутации проводов мегомметра к проверяемому объекту, остается только нажать кнопку «TEST».

Индикация полученных показаний замеров выводится на цифровой дисплей, что, безусловно, значительно упрощает восприятие информации. Спустя несколько секунд после пуска, на дисплее появится измеренное значение сопротивления, с указанием соответствующей величины (МОм или ГОм, МΩ или GΩ).

Цифровые дисплеи намного удобнее для считывания измеренных значений сопротивления

Удобство в том, что и замеры, и считывание результатов никак не зависит от пространственного положения прибора. У стрелочных с этим сложнее – для корректных замеров требуется исключительно горизонтальное расположение.

Итак, независимо от типа мегомметра, принцип его работы един. На тестируемом объекте закрепляются щупы измерительных проводов, подключенных к прибору. Затем на них подается калиброванное высокое напряжение. Измеренное значение силы тока позволяет судить о сопротивлении между щупами. Значение выводится на устройство индикации.

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. Аналоговый мегаомметр
• Цифровые (электронные) – современные измерительные устройства. Электронный мегаомметр

Рассмотрим их особенности.

Электромеханический 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.

Причем один из них выполняет сугубо физическую работу, — вращает ручку генератора.
Основной недостаток аналоговой шкалы – ее нелинейность, что также негативно отражается на погрешности измерений.

Заметим, что в более поздних аналоговых мегаомметрах производители отказались от использования динамо-машины, заменив ее возможностью работы от встроенного или внешнего источника питания. Это позволило избавиться от характерных недостатков, помимо этого у таких устройств существенно увеличились функциональные возможности, в частности, расширился диапазон калибровки напряжения.

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.

Отдельно следует упомянуть о компактности цифровых мегомметров и их многофункциональности, например, проверка устройств защитного отключения, замеры сопротивления заземления, петель фаза/ноль и т.д. Благодаря этому при помощи одного устройства можно провести комплексные испытания и все необходимые измерения.

На что обращать внимание при работах с мегаометром

Повышенное напряжение прибора

Выходной мощности генератора мегаомметра вполне достаточно для того, чтобы не только определить появление микротрещин в слое изоляции, но и получить серьезную электрическую травму. По этой причине правила безопасности разрешают пользоваться прибором только обученному и хорошо подготовленному персоналу, допущенному к работам в электроустановках под напряжением. А это минимум третья группа по ТБ. Повышенное напряжение прибора во время замера присутствует на испытуемой схеме, соединительных проводах и клеммах. Для защиты от него применяются специальные щупы, установленные на измерительные провода с усиленной поверхностью изоляции. На концах щупов предохранительными кольцами выделена запретная зона. К ней нельзя прикасаться открытыми частями тела. Иначе можно попасть под действие напряжения. Для манипуляций с измерительными щупами руками берутся за поверхность рабочей зоны. Во время измерений для подключения к схеме используют хорошо заизолированные зажимы типа «крокодил». Применять другие провода и щупы запрещено.

Во время проведения замера на всем испытуемом участке не должно быть людей. Особенно это актуально при замерах сопротивления изоляции длинномерных кабелей, протяженность которых может составить несколько километров.

Наведенное напряжение

Проходящая по проводам линий электропередач энергия обладает большим магнитным полем, которое, изменяясь по синусоидальному закону, наводит во всех металлических проводниках вторичную ЭДС и ток. Его величина на протяженных изделиях может достигать больших величин.

Этот фактор необходимо учитывать по двум причинам, связанным с:

2. безопасностью работающего персонала.

Первая причина заключается в том, что при сборке схемы для замера сопротивления изоляции через измерительный орган мегаомметра потечет ток неизвестной величины и направления, вызванный наводкой электрической энергии. Его значение добавится к показанию прибора от калиброванного напряжения генератора. В итоге две неизвестных величины тока суммируются произвольным образом и создают неразрешимую метрологическую задачу. Измерение сопротивлений электрических цепей, находящихся под любым напряжением, а не только под наведенным, поэтому вообще лишено смысла.

Вторая причина объясняется тем, что работы под наведенным напряжением могут привести к получению электрических травм и требуют строгого соблюдения правил безопасности.

Остаточный заряд

Когда генератор прибора выдает напряжение в измеряемую сеть, то между шиной электрооборудования или проводом линии и контуром земли создается разность потенциалов и образуется емкость, которая получает заряд. После разрыва цепи мегаомметра за счет отключения измерительного провода часть этого потенциала сохраняется: шина или провод обладают емкостным зарядом. Стоит только человеку прикоснуться к этому участку, как он получает электрическую травму от тока разряда через его тело. По этой причине необходимо принимать дополнительные меры безопасности и постоянно пользоваться переносным заземлением с изолированной рукояткой для безопасного снятия емкостного напряжения. Перед подключением мегаомметра к схеме, изоляция которой будет замеряться, всегда необходимо поверять отсутствие на ней напряжения или остаточного заряда. Делают это испытанным индикатором или поверенным вольтметром соответствующих номиналов. После выполнения каждого замера емкостной заряд снимается переносным заземлением с использованием изолирующей штанги и других дополнительных защитных средств.

Обычно мегаомметром необходимо выполнять много замеров. Например, чтобы сделать вывод о качестве изоляции контрольного десятижильного кабеля требуется проверить ее относительно земли и каждой жилы и между всеми жилами поочередно. При каждом замере необходимо пользоваться переносным заземлением. Для быстрой и безопасной работы один конец заземляющего проводника первоначально присоединяют к контуру заземления и оставляют в таком положении до полного завершения работ. Второй конец провода прикрепляют к изоляционной штанге и с ее помощью каждый раз накладывают заземление для снятия остаточного заряда.

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:

2. измерение сопротивления диэлектрического слоя

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

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА

1.1. К выполнению работ с мегаомметром допускается работник не моложе 18 лет, прошедший медицинский осмотр и не имеющий противопоказаний по состоянию здоровья, имеющий необходимую теоретическую и практическую подготовку, прошедший вводный и первичный на рабочем месте инструктажи по охране труда и получивший допуск к работе с применением мегаомметра. 1.2. При выполнении работ с применением мегаомметра работник должен пройти обучение и проверку знаний норм и правил работы в электроустановках и получить соответствующую группу по электробезопасности. 1.3. Работник, работающий с мегаомметром, должен периодически, не реже одного раза в год проходить обучение и проверку знаний требований охраны труда и получать допуск к работам повышенной опасности. 1.4. Работник, независимо от квалификации и стажа работы, не реже одного раза в три месяца должны проходить повторный инструктаж по охране труда. 1.5. Работник, показавший неудовлетворительные знания и навыки безопасного выполнения работ с мегаомметром, к самостоятельной работе не допускается. 1.6. Работнику запрещается пользоваться электроизмерительными приборами, безопасному обращению с которыми он не обучен. 1.7. Во время работы с мегаомметром на работника могут оказывать неблагоприятное воздействие, в основном, следующие опасные и вредные производственные факторы: — электрический ток, путь которого при замыкании может пройти через тело человека; — неблагоприятные погодные условия (например, при работе вне помещения); — неудобная рабочая поза (например, при работе в стесненных условиях). 1.8. Для предупреждения возможности возникновения пожара работник должен соблюдать требования пожарной безопасности сам и не допускать нарушения этих требований другими работниками; курить разрешается только в специально отведенных для этого местах. 1.9. Работник обязан соблюдать трудовую и производственную дисциплину, правила внутреннего трудового распорядка; следует помнить, что употребление спиртных напитков, как правило, приводит к несчастным случаям. 1.10. Если с кем-либо из работников произошел несчастный случай, то пострадавшему необходимо оказать первую помощь, сообщить о случившемся непосредственному руководителю и сохранить обстановку происшествия, если это не создает опасности для окружающих. 1.11. Работник, при необходимости, должен уметь оказать первую помощь, в том числе при поражении электрическим током, пользоваться медицинской аптечкой. 1.12. В непосредственной близости от рабочих мест на видном и доступном месте должны располагаться аптечки, укомплектованные медикаментами и перевязочными средствами с неистекшим сроком годности. 1.13. Для предупреждения возможности заболеваний работнику следует соблюдать правила личной гигиены, в том числе, перед приемом пищи необходимо тщательно мыть руки с мылом. 1.14. Принимать пищу, курить можно только в специально отведенных помещениях. 1.15. Работник, допустивший нарушение или невыполнение требований инструкции по охране труда, рассматривается, как нарушитель производственной дисциплины и может быть привлечен к дисциплинарной ответственности, а в зависимости от последствий — и к уголовной; если нарушение связано с причинением материального ущерба, то виновный может привлекаться к материальной ответственности в установленном порядке.

Обозначения на мультиметре

Мультиметр — мечта электрика. Не нужно использовать несколько приборов для переключения с одной операции на другую.

Шкала прибора — важный элемент. Неправильная работа приводит к погрешностям измерения или неисправности прибора. Для этого нужно знать все обозначения на ней.

Шкала представляет собой круговые секторы со значками, обозначающими параметры. Каждый сектор отвечает за конкретный параметр. Все они разбиты линиями.

В комплекте идут щупы. Золотое правило: плюс — красный, за остальное отвечает черный. Гнезда подключения щупов:

Гнездо «COM». Это минус, масса. Сюда подключается черный щуп

Это важно при измерении полярных деталей.
Отверстие «VΩCX+». Это плюсовое гнездо, к которому подключается красный провод

Оно используется во всех измерениях, кроме силы тока.
Гнездо «10A». Служит для замера силы тока до 10 А. Значение может быть любым —20 А, 30 А. Это очень большая сила тока. Важно не сжечь прибор. Если появилась надпись около гнезда «UNFUSED», значит измерение проводится без предохранителя. Подключить мультиметр во время операции можно исключительно последовательно.
«MACX». Здесь подключается щуп для измерения малых токов — до 0,2 А.

Красный треугольник с предупредительной надписью «MAX 750» обозначает предел измерения напряжения. Число может меняться.

Если не известны пределы измерений — ставьте максимум на шкале. Ни в коем случае не прикасайтесь к металлической части щупа — если в некоторых случаях это приведет к погрешности измерения, то в тяжелых — к поражению током.

Расшифровка обозначений шкалы мультиметра по секторам:

• «DCV» — постоянное напряжение;
• «ACV» — измерение переменного напряжения;
• «DCA» — шкала постоянной силы тока;
• «ACA» — значок переменного тока.

Обозначения на шкале сопротивлений в стандартном исполнении: 20 Ом, 200 Ом, 2 кОм, 20 кОм, 200 кОм, 2 МОМ, 20 МОМ, 200 МОМ. Они млгут быть разными. Для измерения ручка ставится в сектор «Ω».

На некоторых моделях постоянное напряжение обозначается черточкой с буквой V: «V—». Переменное напряжение — буквой V с волной.

Переменный ток

Значок переменного тока аналогичен переменному напряжению — волнистая черта забуквой A. Для измерения переменного тока в схему вводят выпрямительные диоды. Цешка плохо подходит для измерения этого параметра. Для этого нужны токоизмерительные клещи.

Постоянный ток

Обозначение постоянного тока аналогично постоянному напряжению — сплошная или прерывистая черточка около буквы A: «A—». Постоянный ток обозначается «DCA» или просто «DC». Регулятор выставляется в этом секторе. Для измерения параметра мы цепь — прибор подключаем параллельно. Параметр измеряется в одном проводнике, поэтому мы включаем в него мультиметр, который кроме пропуска тока занимается измерением.