Мегаомметр

Если требуется провести тестирование электролинии, обмоток машины или иных электротехнических устройств, в которых общая длина или масса токопроводящих элементов слишком велика, используется особый прибор для измерения электрического сопротивления – мегаомметр.

Принцип работы, устройство, применение

Итак, мегаомметр – что это такое? По физической сущности этот прибор является источником эталонного напряжения и тока, который пропускается через массив проводящих элементов электроустановки или линии, в результате чего он изменяется. Величины на входе и выходе сравнивают, основываясь на законе Ома, и получают результат.

На этом принципе работают все приборы, измеряющие сопротивление. Дело лишь в пределах измерений и необходимости учета его удельных величин, зависящих от массы, сечения или длины проводников. Приставка «мега» в названии означает, что результатом могут стать миллионы Ом, но на самом деле пределы измерений шире – до сотен гига (1¹⁰) Ом.

Такая шкала встречается и на универсальных тестерах – мультиметрах, но из-за слабости элемента питания (обычно батарейка типа «Крона» на 9 вольт) им можно проверить проводники длиной не более трех метров. При больших размерах ЭДС полностью рассеивается, не дойдя до регистрирующего элемента.

Мегаомметр – это измерительный прибор, в составе схемы которого присутствует источник ЭДС величиной от 100 до 2500 вольт. Порождаемый им постоянный ток пронизывает всю электроустановку и на время проведения испытаний она мало отличается по степени опасности для человека от той, что находится под рабочим напряжением. Кроме генератора постоянного тока, в этом приборе есть измерительная головка, тумблер изменения режимов измерения и его пределов, а также токоограничивающие резисторы.

Виды мегаомметров различаются по типу источника постоянного напряжения и способу измерения.

• Аналоговые приборы с индуктором (динамо-машиной), который вращается рукоятью или электромотором, и стрелочной индикацией. Измерение производится по магнитоэлектрическому методу – на оси стрелки находится рамка с катушкой, помещенная в поле постоянного магнита. По закону электромагнитной индукции при прохождении тока через катушку она отклоняется на угол, пропорциональный его силе. Это устаревшие модели, имеющие большую массу и габариты, однако предельно надежные и неприхотливые в эксплуатации.
• Цифровые приборы. В них работает генератор импульсов большой мощности, построенный на полупроводниках – полевых транзисторах. Они имеют собственный источник питания, обеспечивающий его работу. Это или аккумуляторная батарея (возможно использование автомобильного) или сетевой адаптер – преобразователь переменного однофазного тока в постоянный. Измерение производится логарифмическим усилителем на основании сравнения падений напряжения на эталонном сопротивлении и в тестируемой цепи. Результаты выводятся на жидкокристаллический дисплей. Есть возможность их сохранения и последующего сравнения. Электронные мегаомметры имеют малые габариты и вес, позволяют проводить целый комплекс электрических испытаний, но предъявляют высокие требования к квалификации обслуживающего их персонала.

Приборы с мощным эталонным источником напряжения и пределом измерений от сотен мегаом до десятков гигаом используются при проведении электрических испытаний. Например, для определения сопротивления изоляции кабельных линий, электропроводки в жилых и производственных помещениях, целостности обмоток различных электротехнических устройств – трансформаторов, электродвигателей, генераторов, надежности заземляющих контуров. А также предела электрической прочности диэлектриков – фарфоровых изоляторов, средств индивидуальной защиты персонала от поражения электрическим током – диэлектрических матов, штанг, перчаток, галош.

Поскольку от точности этих испытаний напрямую зависит человеческая жизнь, такие приборы в обязательном порядке тестируются. Поверка мегаомметров проводится специальными метрологическими лабораториями, имеющими государственную лицензию на производство таких работ. В ее ходе определяются погрешности измерения и проводится калибровка, после чего прибор опечатывается и на нем ставится клеймо лаборатории.

Проведение измерений

Вне зависимости от типа источника эталонного напряжения, алгоритм работы с мегаомметром остается неизменным. На приборе имеется три разъема для подключения измерительных щупов:

• Линия, может обозначатся символом «+». Используется для подключения к измеряемой фазной линии.
• Минус, обозначаемый символом «–» или R_x. Применяется для подключения к контурам заземления.
• Экран. Обозначается литерой «Э». К нему подключается щуп с экранированным проводом и дополнительным выводом, соединяющимся с выводом «минус». Используется для проведения испытаний на электрическую прочность изоляции и определения коэффициента абсорбции – степени увлажненности изоляционных материалов электрических машин или трансформаторов.

Перед началом испытаний тестируемая электроустановка должна быть полностью обесточена, а цепь ее питания иметь физический разрыв по всем видам проводников, включая заземляющие. Должны быть приняты все меры (установлены ограждения, аншлаги), чтобы во время измерений к установке не было доступа посторонних лиц и на ней не велись ремонтные работы.

Щупы сначала замыкаются между собой, чтобы снять возможные наведенные токи и остатки напряжения индуктора, которые влияют на точность измерения. Тумблером изменения пределов измерения устанавливается цена шкалы – килоомы, мегаомы или гигаомы. Если прибор с механическим индуктором, то надо вращать его ручку с частотой около 120 оборотов в минуту около пяти секунд. После этого нажимается кнопка «Изм.» и фиксируются результаты. Есть модели, в которых величина тестового эталонного напряжения может ступенчато изменяться.

Во время работ нельзя держаться за щупы ниже означенного на них предела, иначе можно получить удар током. После их окончания необходимо снять напряжение со щупов, коснувшись ими массивного железа или воткнув их в землю. А также снять наведенную электрическую емкость с линии, для чего используется заземленный проводник, закрепленный на диэлектрической штанге.

Выбор модели

Основным критерием при выборе мегаомметра является его предел измерений. Он должен соответствовать типу тестируемой электроустановки или материалу. Ниже приведен список объектов и диапазон количества мегаом, которое может показать прибор при их проверке.

• Все виды электрических машин – от 0,1 до 1000.
• Силовые кабели, электропроводка – от 1 до 1000.
• Все виды коммутаторов – от 1000 до 5000.
• Диэлектрики (фарфоровые изоляторы, средства индивидуальной защиты) – от 100 до 10000.
• Силовые трансформаторы – от 10 до 20 тысяч МОм.

Стоит отметить, что приборы, эталонные источники напряжения которых выдают более 1000 вольт, не могут применяться в электроустановках, рабочее напряжение в которых менее 1000 вольт.

Пользование мегаомметром связано с риском поражения электрическим током. Поэтому для проведения измерений могут привлекаться только те лица, которые имеют не ниже III группы допуска по электробезопасности, прошли обучение и инструктаж перед началом работ.