Омметры высокого напряжения

В большинстве омметров конструкции, показанной в предыдущем разделе, используется батарея с относительно низким напряжением, обычно девять вольт или меньше. Этого вполне достаточно для измерения сопротивлений ниже нескольких мегаом (МОм), но когда необходимо измерить очень высокое сопротивление, 9-вольтовой батареи недостаточно для выработки тока, достаточного для приведения в действие электромеханического счетчика.

Кроме того, как обсуждалось в предыдущей главе, сопротивление не всегда является стабильной (линейной) величиной. Особенно это касается неметаллов. Вспомните график перенапряжения по току для небольшого воздушного зазора (менее дюйма):

Хотя это крайний пример нелинейной проводимости, другие вещества демонстрируют аналогичные изолирующие / проводящие свойства при воздействии высоких напряжений. Очевидно, что омметр, использующий в качестве источника энергии низковольтную батарею, не может измерить сопротивление при потенциале ионизации газа или при напряжении пробоя изолятора. Если необходимо измерить такие значения сопротивления, ничего, кроме высоковольтного омметра, не будет достаточно.

Простой высоковольтный омметр

Самый прямой метод измерения сопротивления высокого напряжения включает простую замену батареи более высокого напряжения в той же базовой конструкции омметра, исследованной ранее:

Однако, зная, что сопротивление некоторых материалов имеет тенденцию изменяться с приложенным напряжением, было бы полезно иметь возможность регулировать напряжение этого омметра для получения измерений сопротивления в различных условиях:

К сожалению, это создало бы проблему с калибровкой измерителя. Если движение измерителя отклоняется на полную шкалу с определенным количеством тока через него, полный диапазон измерителя в омах будет изменяться при изменении напряжения источника. Представьте, что вы подключаете стабильное сопротивление к измерительным проводам этого омметра при изменении напряжения источника:по мере увеличения напряжения через движение измерителя будет больше тока, следовательно, большее отклонение. Что нам действительно нужно, так это движение измерителя, которое обеспечит постоянный, стабильный прогиб для любого стабильного измеренного значения сопротивления, независимо от приложенного напряжения.

Megger Meter

Достижение этой цели проектирования требует специального измерительного механизма, характерного для мегомметров . , или мегомметры , как эти инструменты известны.

Пронумерованные прямоугольные блоки на приведенном выше рисунке представляют собой поперечные сечения катушек проводов. Все эти три катушки движутся вместе с игольчатым механизмом. Нет пружинного механизма для возврата иглы в заданное положение. Когда движение отключено, игла будет беспорядочно «плавать». Катушки электрически соединены следующим образом:

При бесконечном сопротивлении между измерительными выводами (разомкнутая цепь) ток через катушку 1 не будет, только через катушки 2 и 3. При подаче напряжения эти катушки пытаются центрироваться в зазоре между двумя полюсами магнита, полностью приводя иглу в движение. справа от шкалы, где он указывает на «бесконечность».

Любой ток, протекающий через катушку 1 (через измеренное сопротивление, подключенное между измерительными проводами), стремится вернуть стрелку влево от шкалы, обратно к нулю. Значения внутреннего резистора движения измерителя откалиброваны таким образом, что, когда измерительные провода закорочены вместе, стрелка отклоняется точно в положение 0 Ом.

Поскольку любые изменения напряжения аккумулятора будут влиять на крутящий момент, создаваемый обоими наборы катушек (катушки 2 и 3, которые перемещают иглу вправо, и катушка 1, которая перемещает иглу влево), эти изменения не будут влиять на калибровку движения. Другими словами, на точность этого движения омметра не влияет напряжение батареи:заданная величина измеренного сопротивления приведет к определенному отклонению стрелки независимо от того, какое напряжение батареи присутствует.

Единственное влияние, которое изменение напряжения окажет на показания счетчика, - это степень изменения измеренного сопротивления с приложенным напряжением. Итак, если бы мы использовали мегомметр для измерения сопротивления газоразрядной лампы, он бы показал очень высокое сопротивление (стрелка в крайнем правом углу шкалы) для низких напряжений и низкого сопротивления (стрелка перемещается влево от шкала) для высоких напряжений. Это именно то, что мы ожидаем от хорошего высоковольтного омметра:обеспечение точной индикации сопротивления объекта при различных обстоятельствах.

Для максимальной безопасности большинство мегомметров оснащено генераторами с ручным заводом для выработки высокого постоянного напряжения (до 1000 вольт). Если оператор счетчика получит удар от высокого напряжения, состояние будет самокорректироваться, так как он или она, естественно, перестанет запускать генератор! Иногда «скользящая муфта» используется для стабилизации скорости генератора при различных условиях запуска, чтобы обеспечить достаточно стабильное напряжение независимо от того, быстро он или медленно запускается. Несколько уровней выходного напряжения от генератора доступны при установке переключателя.

На этой фотографии показан простой ручной мегомметр:

Некоторые мегомметры питаются от батарей, чтобы обеспечить большую точность выходного напряжения. По соображениям безопасности эти мегомметры активируются кнопочным переключателем с мгновенным контактом, поэтому переключатель нельзя оставлять в положении «включено», и это создает значительную опасность поражения электрическим током оператора счетчика.

Настоящие мегомметры

Настоящие мегомметры оснащены тремя соединительными клеммами, обозначенными Line . , Земля и Guard . Схема очень похожа на упрощенную версию, показанную ранее:

Сопротивление измеряется между клеммами линии и заземления, где ток будет проходить через катушку 1. Клемма «Guard» предназначена для специальных тестовых ситуаций, когда одно сопротивление должно быть изолировано от другого. Возьмем, к примеру, следующий сценарий, в котором необходимо проверить сопротивление изоляции двухжильного кабеля:

Чтобы измерить сопротивление изоляции между проводником и внешней стороной кабеля, нам нужно подключить «линейный» вывод мегомметра к одному из проводов и подключить заземляющий провод мегомметра к проводу, намотанному на оболочку кабель:

В этой конфигурации мегомметр должен считывать сопротивление между одним проводником и внешней оболочкой. Или будет? Если мы нарисуем схематическую диаграмму, показывающую все сопротивления изоляции в виде символов резисторов, то, что мы получим, будет выглядеть так:

Вместо того, чтобы просто измерять сопротивление второго проводника к оболочке (R _c2-s ), на самом деле мы будем измерять сопротивление параллельно с последовательной комбинацией сопротивлений проводник-проводник (R _c1-c2 ) и первый проводник к оболочке (R _c1-s ). Если нас не волнует этот факт, мы можем продолжить тест в соответствии с настройками. Если мы хотим измерить только сопротивление между вторым проводником и оболочкой (R _c2-s ), то нам нужно использовать терминал «Guard» мегомметра:

Теперь принципиальная схема выглядит так:

При подключении клеммы «Guard» к первому проводнику два проводника имеют почти равный потенциал. При небольшом напряжении между ними или его отсутствии сопротивление изоляции почти бесконечно, и поэтому между ними не будет тока между два проводника. Следовательно, показания сопротивления мегомметра будут основаны исключительно на токе, протекающем через изоляцию второго проводника, через оболочку кабеля и обернутом вокруг него проводе, а не на токе, протекающем через изоляцию первого проводника.

Меггеры - это полевые приборы:то есть они разработаны так, чтобы их можно было переносить и эксплуатировать техником на стройплощадке с такой же легкостью, как и обычным омметром. Они очень полезны для проверки «коротких» замыканий между проводами с высоким сопротивлением, вызванных влажной или поврежденной изоляцией. Поскольку в них используются такие высокие напряжения, на них не так влияют паразитные напряжения (напряжения менее 1 вольт, возникающие в результате электрохимических реакций между проводниками или «индуцированные» соседними магнитными полями), как на обычные омметры.

Тестеры Hi-Pot

Для более тщательной проверки изоляции проводов используется другой высоковольтный омметр, обычно называемый hi-pot . тестер используется. Эти специализированные инструменты вырабатывают напряжение, превышающее 1 кВ, и могут использоваться для проверки изоляционной эффективности масел, керамических изоляторов и даже целостности других высоковольтных инструментов. Поскольку они способны производить такое высокое напряжение, с ними необходимо обращаться с особой осторожностью и только обученным персоналом.

Следует отметить, что тестеры высокого разрешения и даже мегомметры (в определенных условиях) способны повредить изоляция провода при неправильном использовании. После того, как изоляционный материал подвергся разрушению из-за приложения чрезмерного напряжения его электрическая изоляция будет нарушена. Опять же, эти инструменты должны использоваться только обученным персоналом.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ТАБЛИЦЫ:

• Базовая таблица использования омметра