Измерение сопротивления изоляции двигателя мегаомметром

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, трансформаторов и 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 мм 2 , 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.

При вводе кабеля в эксплуатацию, во время и после ремонтных работ, при проблемах с проводкой — во всех этих случаях требуется проверить состояние изоляции кабеля. Обычный мультиметр может только показать наличие проблемы. А конкретный ее масштаб выяснить можно только при помощи специального прибора — мультиметра. Относится этот прибор к разряду профессиональных, но современные устройства могут иметь несколько функций (измерение других параметров электросетей). Так что некоторые владельцы домов, дач, гаражей предпочитают иметь свой. Как проводить измерения, как пользоваться мегаомметром и поговорим дальше.

Устройство и принцип работы

Мегаомметр — устройство для измерения сопротивления изоляции проводов и кабелей. При помощи щупов прибор подключается к измеряемой линии, после чего включается. Мегаомметр любого типа содержит источник постоянного напряжения. С его помощью в созданной измерительной цепи он генерирует высокое напряжение, которым и проверяется состояние изоляции кабеля. В зависимости от модели набор калибровочных напряжений может быть разным, могут они подаваться только по одному (более простые и дешевые) или в комбинациях (более сложные и дорогие).

Мегаомметры двух видов — «классический» с динамомашиной и электронный

В данный момент в эксплуатации есть два вида приборов — старого типа со встроенной динамомашиной, которая приводится в действие расположенной на боку прибора ручкой. Есть также электронные мегаомметры, которые могут использовать для создания испытательного напряжения внешние (бытовая электросеть) или внутренние (батарейки, аккумуляторы) источники напряжения. Некоторые модели электронных мегаомметров могут измерять другие электрические параметры сети — напряжение, низкоомное сопротивление и т.п. То есть могут использоваться вместо мультиметра. Правда, у них обычно не очень большой набор калибровочных напряжений для проверки состояния изоляции (обычно это 500 В и 1000 В).

Напряжение калиброванное и его величина выставляется переводом переключателя в нужное положение, выбирается оно в зависимости от типа испытываемого оборудования. Результаты измерений сопротивления изоляции отображаются на шкале (в стрелочных приборах) или на цифровом экране. Для удобства восприятия у стрелочных приборов шкала откалибрована в КОм или МОм.

Схема измерения мегаомметром параметров изоляции кабеля

Принцип работы мегомметра основан на законе Ома: I=U/R, сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональная сопротивлению. Во время тестирования необходимо найти сопротивление: R=U/I. Это и проделывает мегаомметр. Он выдает в цепь определенное напряжение (которое вы выставите), измеряет силу тока, пересчитывает и выдает результат на шкале. Это и будет сопротивление изоляции в тестируемой цепи.

Измерения мегаомметром

Сам процесс измерения несложен, но проводить его надо строго соблюдая правила и очередность действий. При поверке создается высокое напряжение, что при небрежном отношении может быть опасным. Потому внимательно читаем правила и строго их придерживаемся.

Измерение сопротивления изоляции одной жилы к экрану

Подготовка к работе

Перед тем как пользоваться мегаомметром необходимо провести подготовительные работы. Для начала тестируемые цепи отключаются от нагрузки. Если измеряется сопротивление изоляции в домашней проводке, отключаем питание при помощи рубильника или выкручиваем пробки. При измерении кабелей розеточных групп, из розеток вынуть все вилки. При измерении проводки для освещения, из всех осветительных приборов (люстр, бра, точечных светильников) выкрутить лампочки. Только в таком виде — без нагрузки — кабели и провода можно проверять.

При проверке сопротивления изоляции домашней электропроводки выключить все приборы, вытащив их из розеток, выкрутить лампочки

Еще один этап подготовки к работе с мегаомметром — подсоединение переносного заземления. Оно необходимо для снятия остаточного напряжения в измеряемых цепях. К шине заземления в щитке крепится медный многожильный провод сечением не менее 1,5 квадрата. Второй его конец зачищается от изоляции, крепится к сухой палке. Провод надо прикрепить так, чтобы медью было удобно прикасаться к проводникам.

Требования по безопасности

На предприятиях измерения мегаомметром могут проводить работники с группой электробезопасности 3 и выше. Даже если измерения проводиться будут дома, надо действовать придерживаясь правил безопасности. Для этого перед тем как пользоваться мегаомметром надо выучить инструкцию. По инструкции надо:

• Работать в диэлектрических перчатках (этим пунктом практически всегда пренебрегают, хотя, наверное, зря).
• Перед началом работы подготовить линии, убедиться в отсутствии на линии людей. На предприятиях предписывают вывесить предупредительные плакаты («Не включать» и «Осторожно высокое напряжение»). Если измеряется длинная линия, аналогично можно поступить и в домашних условиях — лучше перестраховаться и повесть на щитке предупредительный плакат, чем лечить последствия поражения электротоком.
• Все время держать щупы за изолированные рукоятки. Они имеют упоры для пальцев и рассчитаны на защиту от высокого напряжения.
• Перед тем, как пользоваться мегаомметром, при помощи переносного заземления снять с линии остаточное напряжение. Так же поступать после каждого измерения.

Держать щупы только за изолированные рукоятки

Особое внимание уделите остаточному напряжению. При большой протяженности тестируемой линии накапливается значительный заряд, способный нанести даже летальные повреждения.

Подключение мегаомметра к тестируемой линии

В стандартную комплектацию входит три щупа. Один из низ имеет с одной стороны два наконечника. Он используется при измерениях экранированных кабелей для устранения токов утечки (щуп с буквой «Э» цепляется к кабельному экрану).

В верхней части прибора есть три гнезда, в которые подключаются щупы. Они промаркированы буквами:

• З — для подключения защитного заземления;
• Л — линия (подключается тестируемая линия);
• Э — экран (используется, если необходимо исключить токи утечки).

Как пользоваться мегаомметром: стандартна комплектация большинства устройств

При подготовке к работе в гнездо «Л» и «З» вставляются одинарные щупы. Так проводится большинство измерений. Только если надо исключить токи утечки берут двойной щуп. Один его наконечник с буквой «Э» вставляют в гнездо с аналогичной надписью, второй — в гнездо «Л».

Далее, при помощи зажимов-крокодилов, подключаем аппарат к измеряемой линии:

• Если надо измерить сопротивление изоляции между жилами кабеля, оба щупа цепляем на оголенную часть проводов.
• Если проверяется «пробой на землю», один щуп крепим к проводу, второй — к клемме «земля».

Других вариантов нет. Разве что с описанным выше случаем с экранированным кабелем. Но их в частных домах и квартирах практически не используют. Если все-таки есть кабель с экраном и надо исключить токи утечки, используем щуп с раздвоенным концом, провода экранирующей оплетки скручиваем в жгут и добавляем в общий пучок измеряемых проводов.

Проводим измерения

Теперь конкретно о том, как пользоваться мегаомметром. После того, как установили щупы на мегаомметре, надо выбрать тестовое напряжение. Для этого есть специальные таблицы в которых указывается, каким напряжением необходимо проверять сопротивление изоляции для самых разных приборов и устройств, а также какое сопротивление можно считать «нормальным».

При проверке сопротивления изоляции кабелей домашней проводки подают напряжение 500 В или 1000 В. Порядок действий такой:

• Проводится подготовка объекта к измерению (описано выше).
• Устанавливается переносное заземление.
• Переключатель на приборе ставят в требуемое положение, выбирается шкала измерений (по величине ожидаемого сопротивления).
• На линии проверяется отсутствие напряжения (индикаторной отверткой или мультиметром), после чего подключают щупы к измеряемым объектам.
• Снимается переносное заземление.

Так выглядит готовое переносное заземление. Можно сделать что-то подобное

Если измеренное сопротивление изоляции больше либо равно паспортному значению (или тому, что указано в таблице), с устройством/кабелем все нормально. Если изоляция ниже требуемой есть два пути. Первый — искать причину, устранять, измерять по-новой. Второй — заменять.

Как померить сопротивление изоляции кабеля

Чаще всего приходится измерять сопротивление изоляции кабелей. Как пользоваться мегаомметром в этом случае? Если кабель уже находится в эксплуатации, его отключают от электропитания, убирают подключенную к нему нагрузку. Изменения проводят нескольких видов:

Каждую жилу кабеля по отношению ко всем остальным, объединенным в пучок и заведенным туда же земляным проводом.

Так измеряется состояние изоляции кабеля

Пункты 2 и 3 выполняют, если результаты первого измерения оказались ниже нормы. Эти измерения несложные, но, если жил много, занимают много времени. Хорошо что в электрике используются в основном трехжильные провода и только при подводе трехфазной сети их может быть больше.

Как пользоваться мегаомметром: так измеряют сопротивление изоляции между двумя проводами в кабеле

При измерении на щитке все автоматы переводят в положение «выключено», убирают нагрузку, затем проводят измерения. Провода при этом можно из гнезд не доставать, а щупами касаться контактных винтов. Будьте внимательны: на входном автомате вводную линию (подключается в верхние гнезда) без отключения питания на подстанции измерять нельзя.

Если кабель экранирован (есть металлическая оплетка из проволоки, стальные или алюминиевые ленты), устанавливают щуп с раздвоенным наконечником, а экран добавляют в жгут к проводам и «земле».

Измерение изоляции асинхронного двигателя мегаомметром

Перед измерениями отключают питание, снимают остаточное напряжение. Затем надо получить доступ к выводам обмоток. Один щуп прикрепляем к корпусу двигателя. Следите чтобы контакт был с чистым металлом — надо найти участок без краски и ржавчины. При проверке второй щуп подключаем к каждой из обмоток (также надо позаботиться чтобы под «крокодилом» было чисто.

Согласно таблице асинхронные двигатели, подключаемые к сети 220 В или 380 В, испытываются напряжением в 500 В.

Измерение сопротивления изоляции обмоток электродвигателя с номинальным напряжением до 500 В производится мегаомметром на 1000 В (обмотка статора) и 500 В (обмотка фазного ротора).

Измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса и между обмотками асинхронного электродвигателя производится в холодном состоянии. Для асинхронного электродвигателя с фазным ротором сопротивление изоляция должно быть измерено отдельно для обмоток статора и обмоток ротора.

При проверке изоляции обмотки по отношению к корпусу один из щупов прикладывают к зачищенной металлической поверхности корпуса электродвигателя (желательно в месте заземления корпуса), второй к выводному концу или обнаженной поверхности проводников той обмотки, сопротивление изоляции которой измеряют. Помимо измерения сопротивления изоляции каждой обмотки по отношению к корпусу необходимо проверить состояние их изоляции между собой (рисунок 1).

Рисунок 1- Схемы для измерения сопротивления изоляции обмоток асинхронного электродвигателя:

а) сопротивление изоляции фазы относительно корпуса и двух других заземленных фаз (при доступной нулевой точке);

б) сопротивление изоляции между обмотками (при доступной нулевой

в) сопротивление изоляции обмоток в сборе относительно корпуса (при недоступной нулевой точке);

Л- зажимы “линия”; “З”- зажимы “земля”.

Показания мегаомметра следует снимать через 60 секунд после приложения напряжения R₆₀.

В некоторых случаях сопротивление изоляции требуется измерять дважды. Перед повторным измерением или после окончания испытания изоляции испытуемая обмотка должна быть разряжена, а потенциал высокого напряжения должен быть снят, так как в противном случае эти заряды могут служить причиной поражения персонала при прикосновении к выводам обмоток. Кроме того, если не будет сделана такая разрядка на корпус электродвигателя, то неизбежно появится большая погрешность в показаниях мегаомметра в сторону завышения. По окончании измерения сопротивления изоляции всех обмоток электродвигателя следует повторно проверить исправность мегаомметра.

Для обмоток статора асинхронного электродвигателя напряжением до 660 В сопротивление изоляции должно быть не менее 1 МОм при температуре 10-30 0 С и не менее 0,5 МОм при температуре 60 0 С, а для обмоток фазного ротора сопротивление изоляции не нормируется.

Измерение сопротивления изоляции обмоток силовых

Двухобмоточных трансформаторов

Измерение сопротивления изоляции обмоток трансформатора осуществляется мегаомметром на напряжение 2500 В с верхним пределом измерения не ниже 10000 МОм. Измерение в двухобмоточных трансформаторах производится поочередно для обмоток высокого и низкого напряжения относительно корпуса при отсоединенных и заземленных на корпус остальных обмотках и между обмотками разных напряжений (рисунок 2).

На рисунке показаны схемы измерения сопротивления изоляции силовых двухобмоточных трансформаторов для следующих случаев:

а) между первичной обмоткой и корпусом;

б) между вторичной обмоткой и корпусом;

в) между первичной и вторичной обмотками.

При измерении сопротивления изоляции все доступные выводы испытуемых обмоток следует соединить между собой, а бак трансформатора надежно заземлить через специальный заземляющий болт.

Нормируемые сопротивления изоляции обмоток трансформатора приведены в таблице 1.

Таблица 1- Наименьшие допустимые сопротивления изоляции R₆₀

Номинальное напряжение обмотки высшего напряжения, кВ

Значение R₆₀, МОм, при температуре обмотки, 0 С