Мегаомметр. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Для измерения сопротивления различных диэлектриков, таких как изоляция кабелей, электрических разъемов и т.д. используют специальный прибор – мегаомметр. Сегодня в нашей статье мы представим описание мегаомметра и принцип его работы.

Устройство мегаомметра

Рассмотрим конструкцию на примере элементарного индукторного аналогового мегаомметра, который состоит из следующих частей:•генератор (индуктор) переменного тока с поворотной рукоятью, состоящий из:— статора, выполненного в виде цилиндрической катушки со множеством витков, которая помещена в магнитопровод с полюсами в виде пластин, загнутыми внутрь отверстия катушки; — ротора, представляющего собой постоянный магнит с 8 полюсами, который приводится в движение ручным приводом через зубчатую передачу;- пружины для расцепления при обратном ходе;- центробежного регулятора, который обеспечивает стабильность выдаваемого напряжения при увеличении скорости вращения ротора генератора выше номинальной (номинальная скорость вращения ручки — 120 об/мин).

Принцип работы мегаомметра

Принцип действия мегаомметра заключается в создании искусственным путем тока утечки и его последующем измерении, значение которого зависит от подключаемого к прибору сопротивления.

Рассмотрим принцип работы. В качестве измеряемого сопротивления будем использовать резистор на 5,6 МОм, который подключаем к зажимам «МΩ» и «-».Далее начинаем крутить рукоять мегаомметра со скоростью около 120 об/мин. Генератор начнет вырабатывать переменное напряжение, которое, проходя через  несимметричный мост, выполненный на диодах VD1…2 и конденсаторах С1…2, будет увеличиваться и выпрямляться. После преобразования напряжение подается на измерительное устройство логометрического типа с рабочей R01 и противодействующей R02 рамками. Обе рамки и закрепленная с ними на одной оси стрелка образуют подвижную систему, которая поворачивается внутри магнитного поля постоянного магнита.Ветвь с добавочными резисторами R2 и R1 предназначена для создания противодействующего момента в логометре. В ней возникает ток I2, а ветвь c резистором R3 и током I1 служит для создания вращающего момента.В зависимости от величины измеряемого сопротивления, протекающий в цепи рабочей рамки ток I1 будет изменяться на угол, соответствующий измеряемому сопротивлению, что приведет к отклонению подвижной части. При этом через противодействующую рамку логометра протекает постоянный ток I2, создающий противодействующий момент.Таким образом, нами рассмотрена схема мегаомметра и принцип его работы. Также вы можете посмотреть наше видео, в котором показано, как работает мегаомметр и какие элементы он в себя включает.

Мегаомметры — удобные и функциональные приборы для измерения сопротивления изоляции, позволяют не только выполнить точные замеры, но и убедиться в целостности изоляционного материала. Измерителями изоляционного сопротивления пользуются преимущественно профессиональные электрики и специалисты, обслуживающие высоковольтное электрическое оборудование, что обусловлено особенностями такого устройства. Прибор позволяет замерять большие значения в сопротивлении цепей, изоляционных материалах, двигателях, телекоммуникационных установках и других видах техники, а основным назначением является определение безопасности эксплуатации проверяемых объектов.

Мегаомметр: что такое, область применения и принцип действия

Мегаомметр — специальный измеритель, посредством которого выполняются замеры высоких показателей сопротивления. Основное отличие от традиционных омметров представлено тем, что замеры осуществляются на значительном уровне напряжения, самостоятельно генерируемым изоляционными измерителями.

Функционирование измерителей изоляционного сопротивления объясняется законом Ома, действующем на участке электроцепи: I=U/R. Основные составные части, установленные внутри корпуса, представлены источником напряжения, имеющим постоянную и откалиброванную величину, а также токовым измерителем и клеммными выходами.

На клеммах фиксируются при помощи обычных зажимов-«крокодилов» соединительные провода, а присутствующим амперметром замеряются токовые величины электроцепи. Для некоторых моделей характерно наличие шкалы с двумя видами значений или цифрами, отображающимися на экране.

Принип работы мегаомметра

Мегаомметры используются в замерах изоляционного сопротивления, а также с целью определения коэффициента изоляционной абсорбции электрического оборудования, которое не пребывает в условиях рабочего напряжения. Измерители изоляционного сопротивления классифицируются в зависимости от типовых особенностей схемы и способа индикации.

Цифровые модели являются более дешёвыми приспособлениями, а аналоговые приборы имеют высокую стоимость, но отличаются высокими показателями точности осуществляемых измерений. Основная область применения в настоящее время представлена производственными и распределительными системами электрической энергии, системами контроля эксплуатации электрического оборудования в промышленности, лабораториях и в полевых условиях. В быту такие приборы не слишком востребованы.

Как устроен прибор

Разные модели измерителей отличаются своими конструкционными особенностями. Внутри старых приборов есть динамо-машины ручного типа, а новые устройства снабжаются источниками наружного и внутреннего типа.

На схеме изображены элементы мегаомметра

• «Л» – зажим «Линия»;
• «Э» – зажим «Экран».
• «З» – зажим «Земля»;

Выходная мощность приборов, созданных для проверки изоляции промышленного высоковольтного оборудования может в несколько раз превышать характеристики моделей, предназначенных для работы в условиях бытовой электропроводки

Конструктивной особенностью измерительной головки является рамочное взаимодействие, а переключательный тумблер отвечает за коммутационное обеспечение. Надёжный и прочный диэлектрический корпус снабжается переносной ручкой, портативным генератором-рукоятью складного типа, переключателем и специальными выходными клеммными элементами.

Особенности эксплуатации прибора

Любые измерительные мероприятия в электрических установках осуществляются исключительно исправными, обязательно испытанными и полностью проверенными электрическими приборами или устройствами со строгим соблюдением всех правил производимых замеров.

Прежде чем приступать к измерениям, убедитесь в исправности мегаомметра

Мегаомметры подбираются с целью проверки изолирующих свойств и замеров показателей сопротивления диэлектриков по установленным показателям.

Влияние наведённого напряжения

Электроэнергией, которая переносится проводами линий электрических передач, создаётся большое магнитное поле, изменяемое согласно синусоидальному закону. Такая особенность провоцирует наведение в проводниках из металла появление электродвижущей вторичной силы и токовых показателей значительной величины.

Электроэнергия, передаваемая линиями элекропередач, образуется мощное магнитное поле

Этой особенностью оказывается ощутимое воздействие на уровень точности всех выполняемых замеров, а образуемая сумма пары неизвестных величин тока может сделать метрологическую задачу весьма проблемной. Именно по этой причине замеры сопротивления сетевой изоляции в условиях напряжения — мероприятие абсолютно бесперспективное.

Действие остаточного напряжения

Формирование генератором параметров напряжения, которое поступает в замеряемую электросеть, способствует появлению разницы потенциалов между заземляющим контуром и проводами, что сопровождается ёмкостным образованием с наличием определённого заряда.

Перед подключение для выполнения замеров нужно убедиться в отсутствии остаточного напряжения

Непосредственно после отсоединения измерительного проводника происходит быстрый разрыв электроцепи, что способствует частичному сохранению потенциала за счёт создания ёмкостного заряда внутри шины или проводной системы. При случайном или преднамеренном касании данного участка есть риск получения электрической травмы при прохождении разряда тока через тело. Предотвращение травматизма обеспечивается использованием мобильной системы заземления с рукоятью, обеспеченной качественной изоляцией.

Прежде чем подключиться для выполнения замеров изоляции, важно убедиться в полном отсутствии остаточного заряда или напряжения внутри проверяемой схемы. С этой целью используются специализированные индикаторные устройства или вольтметры, обладающие соответствующими номинальными значениями. Для быстрой и абсолютно безопасной эксплуатации потребуется выполнить подсоединение одного конца заземляющего проводника к контуру заземления. Другому концу на проводнике обеспечивается контакт со штангой изоляции, что позволяет получить заземление для устранения остаточного заряда.

Как пользоваться прибором

При вращении рукояти ручного прибора или в результате нажатия кнопки электронных устройств на клеммные выходы подаются высокие показатели напряжение, которые посредством проводов поступают на измеряемую электроцепь или к электрическому оборудованию. При замерах на шкале или экране отображаются значения сопротивления.

Таблица: параметры мегаомметра при замерах

Правила безопасности при работе с прибором

Современными мегаомметрами генерируется уровень напряжения в пределах 2500 В, поэтому выполнять работу таким прибором могут исключительно работники, прошедшие полный курс специальной подготовки и ознакомленные с правилами техники безопасности. В работе могут использоваться только полностью исправные и поверенные измерительные приборы. Замеры на раскороченных проводах показывают величину изоляционного сопротивления.

На измерителях показателей сопротивления более старого образца такая величина равна «бесконечности».

Обязательно изучите правила безопасности при работе с прибором

При эксплуатации электронного прибора, оснащённого современным цифровым дисплеем, показатели замеров всегда фиксированные.

• Во время выполнения замеров изоляционного сопротивления категорически запрещены любые прикосновения к выходным клеммам измерительного прибора и контакт с оголёнными частями соединительных проводов в виде концов щупа. Нельзя касаться неизолированных металлических частей замеряемой электрической цепи в оборудовании, находящемся под высокими показателями напряжения.
• Измерение изоляционного сопротивления производить категорически запрещается без проверки отсутствия напряжения, если запланированы мероприятия с жилами электрического кабеля или с любыми токоведущими частями электрических установок. Проверка на наличие или отсутствие в проводах и установках напряжения выполняется при помощи индикатора, специального тестера или указателя напряжения.
• Запрещены мероприятия по замерам при наличии остаточного заряда на электрическом оборудовании. Для снятия остаточного заряда должны использоваться штанга изолирующего типа или заземление с кратковременным подсоединением к токоведущим участкам устройства. Остаточный заряд устраняется после проведения всех замеров.

Использование прошедшего проверку и стандартные испытания мегаомметра возможно только после того, как будет подтверждена его работоспособность. Убедиться в корректной работе такого измерительного прибора необходимо непосредственно перед проведением замеров изоляционного сопротивления. С этой целью осуществляется подключение соединительных проводов к клеммам на выход, после чего производится проводное закорачивание, что позволяет приступить к измерениям. Следует помнить, что в условиях закороченных проводов показатели сопротивления должны быть нулевыми, а закороченные соединительные провода позволяют убедиться в их целостности.

Есть ли альтернатива мегаомметру

На сегодняшний день реализуется огромное количество мультиметров с измерениями уровня сопротивления в диапазоне до 100 МОм. Несмотря на солидный рабочий диапазон, такие тестеры не могут стать достойной заменой мегаомметру, которым попутно проверяется электрическая изоляционная прочность и обеспечивается работа с измерительным напряжением 250, 500, 1000 В и даже больше.

Принцип измерения сопротивления изоляции мегаомметром

В настоящее время к числу наиболее распространённых измерительных приборов относятся мегомметры М-4100, ЭСО202/2Г и MIC-1000, а также MIC-2500.

Сертифицированные мегаомметры: обзор производителей

К основным, наиболее значимым техническим характеристикам и параметрам мегаомметров относятся:

• сопротивление — в пределах 0–49 900 Мом;
• напряжение — 100–5000 В;
• рабочие температурные диапазоны — от -20 до + 40°С.

Мегаомметры, проходящие периодическую проверку своей работоспособности в МЕТРОЛОГИИ и внесённые в Реестр средств измерения России, выпускаются многими производителями, но лучше всего зарекомендовали себя гарантировано безопасные и надёжные модели измерительного прибора.

Таблица: список приборов с характеристиками

Менее популярные у потребителей, но хорошо зарекомендовавшие себя модели цифровых и аналоговых мегаомметров.

Таблица: характеристики цифровых и аналоговых мегаомметров

Мегаомметр — безусловно, один из самых необходимых приборов в работе с высоковольтным оборудованием. К выбору модели и, главное, к правилам безопасности его использования следует относиться с максимальной ответственностью.

Электрическое сопротивление можно измерять различными приборами. Наиболее популярным среди таких приборов стал мегаомметр. Судя по названию прибора, можно определить, что единицей его измерения являются мегаомы. Он в основном применяется для измерения большой величины сопротивления, электрических цепей, отключенных от питания, а также диэлектрической изоляции, используемой для кабелей, проводов, электродвигателей, трансформаторови других электроустановок.

Чтобы использовать мегаомметр в работе, необходимо сначала изучить его принцип действия, устройство и технические параметры, так как существуют специфические особенности при использовании такого устройства.

Виды

Существует два основных вида мегаомметров, отличающихся видом источника питания и методом измерения.

Аналоговые

Такие приборы еще называют стрелочными. Они имеют индивидуальную динамо-машину, которая приводится в действие вращением рукоятки, а также градуированную шкалу со стрелочным индикатором. Измерение осуществляется на основе магнитоэлектрического принципа. Стрелка закреплена на одной оси с рамочной катушкой, расположенной в магнитном поле постоянного магнита.

При протекании тока по катушке происходит ее отклонение на определенный угол, зависящий от величины протекающего тока. Такое действие происходит согласно закону электромагнитной индукции. Стрелочный мегаомметр неприхотлив в работе, надежен, хотя и считается уже устаревшим устройством, обладает большой массой и значительными габаритными размерами.

Цифровые

В современных цифровых мегаомметрах встроен мощный генератор импульсов, действующий на полевых транзисторах. Такие приборы оснащены индивидуальным источником питания, в виде сетевого адаптера, который преобразует переменный ток в постоянный, либо аккумуляторной батареей. Измерение выполняется специальным усилителем путем сравнения падения напряжения в тестируемой цепи с эталонным сопротивлением.

Результаты измерений отображаются на цифровом экране. Имеется возможность сохранения результатов в памяти для будущего сравнения данных. Электронный мегаомметр обладает малым весом и небольшими габаритами, позволяет производить множество различных электрических измерений. Однако, для работы с таким прибором необходимо наличие высокой квалификации персонала.

Принцип действия и устройство

Работа мегаомметра заключается в использовании закона Ома, который описывается формулой: I = U / R, где I – это сила тока, U – напряжение, а R – сопротивление. В устройство этого прибора входит источник калиброванного напряжения, амперметр и клеммы, к которым подключают специальные измерительные щупы.

В старых аналоговых приборах имеются обычные ручные генераторы с рукояткой для привода их в действие, а в новых моделях используются внешние или внутренние источники питания в виде аккумулятора или блока питания. Величина мощности на выходе генератора и напряжение могут меняться в широком диапазоне, либо быть постоянными, в зависимости от исполнения прибора. В комплекте мегаомметра имеются измерительные щупы, которые состоят из проводов с наконечниками: на одном конце щупа наконечник для вставления в гнездо прибора, а на другом – «крокодил» для надежности контакта.

Перед измерением щупы вставляются в гнезда на приборе, затем подключаются «крокодилами» к измеряемому объекту. При выполнении измерения генератор вырабатывает высокое напряжение путем вращения рукоятки. Напряжение поступает на измеряемый объект, а итоги измерений выдаются на экран цифрового прибора или на шкалу стрелочного мегаомметра.

Как правильно применять мегаомметр

Во время работы прибор выдает высокое напряжение, опасное для человека – от 500 до 2500 вольт. Поэтому к пользованию прибором необходимо подходить с особой осторожностью. В промышленном производстве к работе с ним допускаются лица с наличием группы электробезопасности не менее третьей.

Перед проведением замеров, проверяемые цепи следует обесточить. Если замеры планируется производить в квартире, то следует отключить автоматы в распределительном щите, затем выключить в квартире все подключенные устройства.

Если проверяются группы розеток, то следует вынуть из них все вставленные вилки устройств. При проверке цепей освещения, необходимо выкрутить лампочки, так как они не рассчитаны на подобное высокое напряжение, и могут сгореть. При тестировании изоляции электродвигателей, их также следует отключить от сети.

Далее, проверяемые цепи следует заземлить. Для этого к шине заземления присоединяется многожильный провод в изоляции сечением более 1,5 мм², что является переносным заземлением.

Требования безопасности

Даже если использовать мегаомметр в бытовых условиях, перед работой следует изучить требования по безопасным приемам работ.

Существует несколько основных правил:

• Щупы следует держать только за изолированные ручки, ограниченные упорами.
• Перед тем, как подключить щупы к измеряемой цепи, следует убедиться в том, что на приборе отключена подача напряжения, и что вблизи измеряемой линии нет людей, которые могли бы случайно попасть под напряжение.
• Следующим шагом является снятие остаточного напряжения, путем касания переносного заземления к измеряемой цепи. Заземление отключается только после установки щупов.
• После каждого замера необходимо со щупов снимать остаточное напряжение, соединяя щупы между собой.
• После замера к тестируемому проводнику следует подключить заземление для снятия остаточного заряда.
• Все работы необходимо производить в резиновых перчатках.

Эти несложные правила необходимо выполнять, так как от этого зависит безопасность людей.

Правила подключения щупов

На корпусе прибора имеется три гнезда. Они обозначены символами «Э», «Л» и «З», что означает соответственно – экран, линия и земля. В комплекте мегаомметра находится три щупа. На одном из них на одной стороне подключены два наконечника. Этот щуп применяется, когда нужно исключить ток утечки, и подключается к экранированной оболочке кабеля, если она имеется. Остальные щупы вставляются в гнезда, соответствующие маркировке щупов с такими же буквами.

На всех щупах имеются упоры. При измерениях следует браться за щупы до упоров чтобы случайно не коснуться пальцами за токоведущие части.

Если необходимо измерить только сопротивление изоляции, не учитывая экран, то подключается два одинарных щупа. Из них один вставляется в клемму «З», а второй – в клемму «Л». Вторые стороны щупов следует подключать «крокодилами»:

• К проверяемым проводам, при необходимости теста на пробой между жилами.
• К заземлению и токоведущей жиле, если нужно протестировать «пробой на землю».

Обычно делается проверка на пробой изоляции, и величину ее сопротивления, а проверка экранированной оболочки выполняется редко, так как кабели с экраном в квартирах почти не применяются. При пользовании прибором основным правилом является снятие остаточного заряда, а также соблюдение аккуратности, так как есть опасность попасть под высокое напряжение.

Порядок проведения измерений

• Перед началом измерения (с помощью индикатора) следует убедиться, что на измеряемой линии нет напряжения.
• Подключить заземление.
• Установить величину напряжения, с помощью которого будет производиться измерение. Оно должно выбираться из таблицы, в зависимости от вида измеряемого элемента. Переключение напряжения осуществляется кнопкой или ручкой на панели. Существуют также приборы, которые работают с фиксированным одним напряжением, и не требуют установки напряжения.

• Подключить щупы, соблюдая правила безопасности, рассмотренные ранее.
• Снять заземление с тестируемого объекта.
• Запустить в работу мегаомметр. Если он электронный, то следует нажать кнопку запуска, которая может называться «тест». Если мегаомметр аналогового вида со стрелочным индикатором, то нужно вращать ручку динамо-машины некоторое время, пока на корпусе прибора не загорится индикатор, свидетельствующий о создании необходимого напряжения. Цифровой мегаомметр в некоторый момент показания на дисплее стабилизируются. Цифры будут означать величину сопротивления. Если оно выше допустимой нормы, которая указана в приведенной таблице, то все в порядке, если ниже нормы, то следует выявлять повреждение изоляции объекта.
• После фиксации показаний, вращение рукоятки динамо-машины следует прекратить, либо нажать на цифровом приборе кнопку завершения работы.
• Отключить щупы.
• Нейтрализовать остаточное напряжение.

Как проверить изоляцию кабеля

Наиболее частой проверкой является измерение сопротивления изоляции проводов или кабеля. Если у вас имеется навык работы с мегаомметром, то проверить одножильный кабель можно очень быстро, в отличие от многожильного кабеля. Чем больше число жил, тем дольше будет производиться проверка, так как нужно проверять каждую жилу отдельно.

Контрольное напряжение следует выбирать в зависимости от напряжения эксплуатации кабеля. Если он работает под напряжением 380 или 220 вольт, то тестовое напряжение выставляется величиной 1000 вольт.

При тестировании изоляции 1-жильного кабеля, один щуп подсоединяем к жиле, а другой на экранирующую оболочку, и подаем напряжение. Если экрана нет, то второй щуп нужно подсоединить к «земле», и подаем напряжение. Если результат замеров не менее 500 кОм, то изоляция исправна, если сопротивление меньше, то такой проводник использовать нельзя, так как изоляция имеет повреждение.

При проверке кабеля с несколькими жилами, тестирование осуществляется отдельно для каждой жилы. В это время остальные жилы соединяются в один жгут. Если необходима проверка пробоя на «землю», то в этот жгут добавляется провод заземления. Если имеется броня или экранирующая оболочка, то они также присоединяются к этому жгуту. В этом общем жгуте важно обеспечить качество контакта проводников.

Аналогично выполняется измерение изоляции розеток. Перед проверкой из них отключают все устройства, а также питание в распределительном щите. Один щуп подключают на заземление, а другой на одну фазу. Контрольное напряжение на приборе выставляем на 1000 вольт, и производим проверку. Если сопротивление более 500 кОм, то изоляция исправна. Также проверяем все остальные жилы.

Проверка изоляции электродвигателя

• Перед измерением двигатель необходимо обесточить.
• Открыть крышку двигателя с выводами обмоток.
• Установить напряжение для теста 500 вольт для двигателей, эксплуатирующихся под напряжением до 1000 вольт.
• Один щуп подключить на корпус мотора, другой по очереди ко всем выводам. Также проверяется исправность соединения обмоток друг с другом, подключая щупы парами к разным обмоткам.

Похожие темы:

• Осциллографы. Виды и особенности, Устройство и принцип действия

• Токоизмерительные клещи. Устройство и разновидности. Как выбрать

• Мультиметры. Виды и принцип действия. Процесс измерений

• Инструмент для электрика. Измерительные приборы. Вспомогательный…

РубрикаОБОРУДОВАНИЕИспользуемые источники:

• https://cable.ru/articles/id-2022.php
• https://aqua-rmnt.com/uchebnik/oborudovanie/chto-takoe-megaommetr-i-kak-im-polzovatsja.html
• https://electrosam.ru/glavnaja/slabotochnye-seti/oborudovanie/megaommetr/