Надежность изоляции является важным критерием работоспособности и безопасности электроустановок всех классов напряжения. Существует несколько способов контроля состояния изолирующего слоя токоведущих элементов. Измерение сопротивления изоляции (Rизол) посредством мегаомметра – один из распространенных способов проверки пригодности электрических машин и токоведущих частей к эксплуатации.
- Что замеряет мегаомметр
- Устройство и принцип работы мегаомметра
- Инструкция для измерения сопротивления изоляции проводов
- Подготовка прибора
- Схема подключения мегаомметра к кабелям
- Обработка и анализ результатов измерения
- Допустимые нормы для сопротивления изоляции
- Проверка заземления мегаомметром
- Измерение сопротивления изоляции обмоток электродвигателя
- Как проверить исправность мегаомметра
- Правила безопасности при работе с мегаомметром
Что замеряет мегаомметр
Мегаоммметр (в быту применяется термин «мегомметр») предназначен для измерения сопротивления изоляции. Напрямую этот параметр измерить невозможно, поэтому измеряется ток утечки через изолирующий материал при приложении определенного напряжения. Фактически мегаомметр по принципу работы является мили- или микроамперметром. Так как испытательное напряжение известно, а ток утечки определяется фактическим сопротивлением, то по закону Ома можно вычислить сопротивление изоляции – R=U/I. У мегомметров с цифровой индикацией ток в сопротивление пересчитывается контроллером, а у стрелочных шкала градуируется сразу в мегаомах (или в других кратных единицах измерения – мегаомах, гигаомах).
Так как сопротивление изоляции в нормальном режиме составляет не менее сотен килоом (часто – мегаомы или даже гигаомы), ток утечки обычно не превышает нескольких миллиампер или микроампер.
Устройство и принцип работы мегаомметра
Переносной мегаомметр генерирует высокое напряжение, которое прикладывается к испытуемой изоляции. Выработка высокого напряжения может осуществляться двумя способами:
- Индукторным («механическим») у моделей прошлых лет выпуска (у таких мегаомметров имеется рукоятка – для производства измерений ее надо вращать).
- Инверторным у современных приборов (от встроенного электронного преобразователя).
Первый способ является неудобным, так как требует навыка равномерного вращения ручки, в противном случае измерения будут иметь дополнительную погрешность. Кроме того, в некоторых случаях вращение рукоятки требует присутствия еще одного человека.
По способу отображения результата мегаомметры делятся на:
- стрелочные;
- цифровые.
Так как зависимость сопротивления от тока обратнопропорциональная, то и шкала стрелочного измерителя сопротивления выглядит в соответствии с данной функцией – ноль находится в конце шкалы, а бесконечное сопротивление в начале. Кроме того, в районе нуля шкала растянута, а в районе бесконечности – сжата.
Таким образом, комбинируя способы выработки напряжения и индикации, можно получить следующие типы измерителей сопротивления изоляции:
- стрелочный с механическим индуктором;
- стрелочный с инверторным преобразователем;
- цифровой с инвертором (полностью электронный).
Теоретически может быть еще одна модель мегаомметра — цифровой с индуктором, но на практике такой тип прибора не выпускается.
Инструкция для измерения сопротивления изоляции проводов
Перед началом измерения Rизол кабельных линий или других электротехнических устройств надо оценить климатические показатели в месте проведения диагностики. Температуру окружающей среды надо зафиксировать – она понадобится для оценки результатов замеров.
Подготовка прибора
Перед началом измерений мегомметром прибор надо осмотреть на предмет механических поломок. Особенное внимание надо уделить изоляции щупов. Далее надо провести проверку работоспособности в соответствии с инструкцией по эксплуатации.
При подготовке к измерениям надо проверить, не истек ли срок поверки на измерительное устройство. Он указан в свидетельстве о поверке прибора. Если срок истек, то пользоваться мегаометром нельзя – его показания не могут быть приняты в качестве результатов официальных испытаний электрооборудования.
Далее надо выбрать испытательное напряжение в соответствии с таблицей.
| Рабочее напряжение измеряемой цепи, В | Испытательное напряжение, В |
|---|---|
| ≤100 | 100 |
| От 100 до 500 включительно | 250-1000 |
| От 500 до 1000 включительно | 500-1000 |
| Свыше 1000 | 2500 |
Для электронных блоков необходимость проверки изоляции и величину испытательного напряжения выбирают в соответствии с инструкцией изготовителя.
Схема подключения мегаомметра к кабелям
Если тестируется многожильный кабель, проверяется сопротивление изоляции между каждой жилой и остальными жилами, соединенными вместе. Для бронированных контрольных и силовых кабелей дополнительно тестируется сопротивление между каждой жилой и броней.
При проверке одножильного бронированного кабеля проверяется Rизоляции между жилой и броней. Если броня отсутствует, сопротивление изоляции кабеля или провода измеряется между жилой и заземленным элементом конструкции (например, кабельной эстакадой, по которой проложен силовой кабель).
Для наглядности рекомендуем видео.
Обработка и анализ результатов измерения
Если измерение сопротивления изоляции показало сомнительные результаты, дело может быть не только в плохом состоянии изоляционных материалов. Как сказано выше, сопротивление измеряется не напрямую, а посредством замера тока. Этот ток может быть вызван не только утечкой, но и зарядом емкости конденсатора, который образует конструктив электроустановки. Например, у кабеля обкладками служат жилы проводников, разделенных изолирующим слоем. При достаточной длине кабельной линии ёмкость может быть достаточно большой, ток может достигать значительных величин и долго не падать. А это может быть воспринято как плохое состояние изоляции.
Поэтому если результаты замеров окажутся неудовлетворительными или близкими к ним, рекомендуется измерить коэффициент абсорбции. Численно он равен Кабс=R60/R15, где:
- R60 – результат замера через 60 секунд после приложения испытательного напряжения;
- R15 – результат замера через 15 секунд.
Если высокий ток вызван геометрической емкостью, то по мере зарядки пространственного конденсатора он упадет. Коэффициент абсорбции будет высоким. Нормальным считается его значение больше 2. Если высокий ток вызван увлажнением гигроскопичной изоляции, то коэффициент абсорбции будет иметь меньшее значение (ближе к 1), так как его величина со временем не уменьшится. В этом случае (если Кабс<1,3) надо принимать меры по сушке изоляции.
В некоторых случаях для оценки остаточного ресурса измеряют коэффициент поляризации по формуле Кпол=R600/R60. Он показывает способность носителей заряда перемещаться в диэлектрике. Хорошим считается состояние изоляции при Кпол>4.
Если измерения производились при температуре, значительно отличающейся от +20 градусов, полученное значение пересчитывается по формуле R20=k*Rизм, где:
- R20 – сопротивление для температуры +20 градусов;
- Rизм – измеренное значение;
- k – коэффициент поправки, выбирается по нормативной документации.
Для кабелей длиной более 1 км сопротивление пересчитывается по формуле R=R20*l, где l — длина кабельной линии в км.
Допустимые нормы для сопротивления изоляции
Минимальное значение сопротивления изоляции для некоторых электроустановок приведены в таблице.
| Электроустановка | Норма минимального Rизол, МОм | Испытательное напряжение, В |
|---|---|---|
| Кабельная линия до 1000 В | 1 | 1000 |
| Кабельная линия выше 1000 В | Не нормируется | 2500 |
| Вторичные цепи | 1 | 1000 |
| Силовая и осветительная электропроводка | 0,5 | 1000 |
| Обмотки статоров двигателей переменного тока до 660 В | 1 | 1000 |
| Обмотки ротора электродвигателей | Не нормируется | 1000 |
| Обмотки статоров двигателей переменного тока выше 660 В | Не нормируется | 2500 |
Проверка заземления мегаомметром
На самом деле измерить сопротивления заземляющего контура обычным мегаомметром нельзя. Он не предназначен для точного измерения столь малых величин сопротивления. По той же причине нельзя проверить этим прибором наличие металлической связи между заземляемым оборудованием и заземляющим устройством.
Согласно действующим нормативам сопротивление заземляющего контура должно составлять от 4 или 8 Ом, а сопротивление металлосвязи – 50 мОм.
Для этих измерений используются иные приборы – измерители сопротивления заземления. Заблуждение по поводу проверки сопротивления заземления мегаомметром пошло из-за некоторой внешней схожести приборов. Кроме того, распространенному предрассудку способствует существование комбинированных приборов, способных работать в нескольких режимах.
Измерять сопротивление металлической связи мультиметром нельзя по той же причине – низкая точность измерений. С помощью тестера можно провести лишь грубую прозвонку на наличие обрыва. Для реальных измерений используются микроометры или измерительные мосты.
Измерение сопротивления изоляции обмоток электродвигателя
Методика проверки электродвигателя зависит от его конструкции. Если имеется трехфазный асинхронный электромотор и его обмотки можно разъединить с двух сторон (выводы выведены в присоединительную коробку), перед началом испытаний надо снять с клемм обмоток все перемычки.
Дополнительные элементы, если они имеются, надо отключить от электродвигателя и заземлить.
Измерения производятся:
- между каждой обмоткой и корпусом;
- поочередно между всеми обмотками.
Если проверяется электродвигатель с ротором, на который подается возбуждение (двигатель постоянного тока, синхронный двигатель и т.п.), то дополнительно проверяется сопротивление изоляции:
- между обмоткой ротора и валом;
- между корпусом и коллекторным узлом.
Если у двигателя всего одна обмотка (однофазный электромотор) или обмотки разъединить нельзя (по конструктивным особенностям), то проверяется изоляция между выводом обмотки и корпусом электродвигателя.
Как проверить исправность мегаомметра
Перед началом измерений надо произвести простейшую проверку исправности мегомметра. Для этого надо:
- Замкнуть между собой щупы прибора и подать испытательное напряжение (вращением рукоятки или нажатием кнопки) – стрелка должна отклониться вправо на нулевое деление шкалы или цифровой индикатор должен показать ноль.
- Оставить щупы разомкнутыми и подать напряжение – стрелка должна остаться на отметке бесконечного сопротивления (или на дисплее индицироваться бесконечность).
Если результаты проверки отличаются от указанных, есть основания сомневаться в исправности прибора.
Электронный мегомметр при включении проводит самодиагностику. По ее результатам выдается сообщение о готовности к измерениям или о проблемах, препятствующих работе.
В видеоролике проводят испытание изоляции трёхфазного электродвигателя АОЛ-32-4.
Правила безопасности при работе с мегаомметром
Мегаомметр является источником повышенной опасности, поэтому при выполнении измерений сопротивления изоляции надо соблюдать определенные требования. В промышленных условиях работы по проверке изоляции выполняются с оформлением включением в перечень работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации, по распоряжению (в электроустановках до 1000 В и в некоторых случаях свыше 1000 В) и по наряду-допуску (свыше 1000 В). При оформлении заданий на выполнение работ прописываются все меры безопасности и контролируется их соблюдение.
К оформлению работ и их выполнению допускаются специально обученные и аттестованные сотрудники, имеющие соответствующую группу по электробезопасности.
При измерении сопротивления изоляции мегаомметром в быту (при строительстве домов и нежилых помещений и т.п.) соблюдать правила безопасности придется самостоятельно. Перед началом работ надо убедиться в том, что прибор и щупы не имеют видимых повреждений. В процессе замеров следует помнить, что:
- нельзя дотрагиваться рукой до проверяемых кабелей, электродвигателей и т.п. во время производства измерений;
- нельзя допускать возможности прикосновения к токоведущим частям других людей или домашних животных.
После проверки состояния изоляции с токоведущих частей надо снять остаточный заряд кратковременным заземлением (особенно при тестировании изоляции длинных проводов и кабелей).
Существуют и другие методы оценки состояния изоляции (например, испытание повышенным напряжением, метод частичных разрядов и т.п.). Но измерение сопротивления мегаомметром является наиболее простым, быстрым способом, не требующим повышенной квалификации персонала и применения специализированных установок для первой диагностики состояния изолирующего слоя.
