Как пользоваться мегаомметром — правила безопасности, подключение, порядок работы

Название этого прибора составлено из трех слов: «мега», обозначающее размерность величины измерения ( тысяча тысяч или 10 ⁶ ), «ом» — единица электрического сопротивления, «метр» — сокращение от измерять. Сразу становится понятно техническое назначение прибора: измерение электрических сопротивлений в диапазоне мегаомов.

Часто знатоки русского языка исправляют это слово, исключая из него букву «а» под предлогом того, что две гласные подряд при произношении неблагозвучны. Но этот прием искажает заложенный в прибор смысл так же, как и сленг отдельных электриков — «мегер».

Содержание статьи

• Принцип измерения сопротивления изоляции мегаомметром

• Как устроен мегаомметр

• Повышенное напряжение прибора

• Наведенное напряжение

• Остаточный заряд

• Основные правила безопасного использования мегаомметра

• Как выполнить измерение сопротивления изоляции

Принцип измерения сопротивления изоляции мегаомметром

В основу работы прибора положен знаменитый закон Ома для участка цепи I=U/R.

Для его воплощения внутри корпуса у любой модификации встроены:

• источник постоянного, откалиброванного напряжения;

• измеритель тока;

• выходные клеммы.

Конструкция генератора напряжения может меняться в значительных пределах и создаваться на основе простых ручных динамо-машин , как в старых моделях, или за счет использования питания от встроенного либо внешнего источника.

Выходная мощность генератора, как и величина его напряжения, может включать несколько диапазонов или выполнятся единственной, фиксированной величиной.

На клеммы прибора подключаются соединительные провода, другой конец которых скоммутирован с измеряемой цепью. Для этих целей обычно используют зажимы типа «крокодил».

Встроенный внутрь электрической схемы амперметр замеряет проходящий по цепи ток . С учетом того, что напряжение генератора уже известно и откалибровано, то шкала измерительной головки проградуирована сразу в пересчитанных единицах сопротивления — мегаомах или килоомах.

Так выглядит шкала старого, проверенного пятидесятилетним сроком эксплуатации аналогового прибора серии М4100/5. Он позволяет выполнять замеры на двух пределах шкал:

1. мегаомах;

2. килоомах.

Если мегаомметр создан по новым технологиям обработки цифровых сигналов, то на его дисплее тоже отображается сопротивление, но в более наглядном виде.

Как устроен мегаомметр

Рассмотрим этот вопрос на примере упрощенной электрической схемы аналогового прибора.

При ее анализе явно выделяются составные части:

• генератор постоянного тока;

• измерительная головка, собранная на основе принципа взаимодействия двух рамок (рабочей и противодействующей);

• тумблер-переключатель пределов измерения, позволяющий коммутировать различные резисторные цепочки для изменения выходного напряжения и режима работы головки;

• токоограничивающие резисторы.

Довольно простая схема не содержит никаких лишних элементов. На герметичном, прочном диэлектрическом корпусе такого прибора размещены:

• ручка для удобства транспортировки;

• складная портативная рукоятка генератора, которую надо вращать для выработки напряжения;

• рычаг тумблера переключения режимов измерения;

• выходные клеммы для подключения соединительных проводов схемы.

Практически на всех конструкциях мегаомметров устанавливаются три выходные клеммы, которые называют:

• З — земля;

• Л — линия;

• Э — экран.

Клеммы земли и линии используются при всех измерениях сопротивления изоляции относительно контура заземления, а экранный вывод предназначен для ликвидации влияния токов утечек при проведении замеров между двумя параллельными жилами кабеля или других аналогичных токоведущих частей.

Для его включения в работу необходимо применять один измерительный провод специальной конструкции с экранированными концами. Им всегда комплектуется прибор на заводе. У него на одном конце установлено две клеммы, одна из них промаркирована буквой Э. Этот вывод подключается на соответствующую клемму мегаомметра.

Пример подключения измерительных концов к прибору демонстрирует рисунок.

Здесь вместо клемм «Л» и «З» используются индексы «rx» и «-». Это просто новая маркировка, которая заменяет старую на современных приборах.

На картинке видно, что клемма «Э» применяется для подключения к экрану или кожуху. Пользуются ею для проведения специальных точных замеров. Мегаомметры, использующие питание для генератора от встроенных батареек или внешней сети. работают по этим же принципам. Только у них не надо крутить ручку. Для выдачи напряжения на испытываемую схему у них удерживают кнопку в нажатом состоянии. Причем у приборов, способных выдавать несколько комбинаций напряжений, используется не одна, а две, три кнопки или их сочетания.

Внутреннее устройство таких мегаомметров намного сложнее. Его здесь не рассматриваем, поскольку этот вопрос больше относится к ремонтным работам, а не к измерениям.

Напряжение, которое выдает генератор мегаомметров различных моделей, может быть одной из следующих величин: 100, 250, 500, 700, 1000, 2500 вольт. Причем одни приборы работают на одном диапазоне, а другие обладают несколькими.

Выходная мощность приборов, созданных для проверки изоляции промышленного высоковольтного оборудования может в несколько раз превышать характеристики моделей, предназначенных для работы в условиях бытовой электропроводки. Габариты таких устройств тоже будут отличаться.

По этой причине ориентирование на маленькие конструкции, которые можно держать в кармане куртки, не во всех случаях может быть оправдано.

На что обращать внимание при работах с мегаоометром

Повышенное напряжение прибора

Выходной мощности генератора мегаомметра вполне достаточно для того, чтобы не только определить появление микротрещин в слое изоляции, но и получить серьезную электрическую травму.

По этой причине правила безопасности разрешают пользоваться прибором только обученному и хорошо подготовленному персоналу, допущенному к работам в электроустановках под напряжением. А это минимум третья группа по ТБ.

Повышенное напряжение прибора во время замера присутствует на испытуемой схеме, соединительных проводах и клеммах. Для защиты от него применяются специальные щупы, установленные на измерительные провода с усиленной поверхностью изоляции.

На концах щупов предохранительными кольцами выделена запретная зона. К ней нельзя прикасаться открытыми частями тела. Иначе можно попасть под действие напряжения.

Для манипуляций с измерительными щупами руками берутся за поверхность рабочей зоны. Во время измерений для подключения к схеме используют хорошо заизолированные зажимы типа «крокодил». Применять другие провода и щупы запрещено.

Во время проведения замера на всем испытуемом участке не должно быть людей. Особенно это актуально при замерах сопротивления изоляции длинномерных кабелей, протяженность которых может составить несколько километров.

Наведенное напряжение

Проходящая по проводам линий электропередач энергия обладает большим магнитным полем, которое, изменяясь по синусоидальному закону, наводит во всех металлических проводниках вторичную ЭДС и ток I2. Его величина на протяженных изделиях может достигать больших величин.

Этот фактор необходимо учитывать по двум причинам, связанным с:

1. точностью выполнения замера;

2. безопасностью работающего персонала.

Первая причина заключается в том, что при сборке схемы для замера сопротивления изоляции через измерительный орган мегаомметра потечет ток неизвестной величины и направления, вызванный наводкой электрической энергии. Его значение добавится к показанию прибора от калиброванного напряжения генератора.

В итоге две неизвестных величины тока суммируются произвольным образом и создают неразрешимую метрологическую задачу. Измерение сопротивлений электрических цепей, находящихся под любым напряжением, а не только под наведенным, поэтому вообще лишено смысла.

Вторая причина объясняется тем, что работы под наведенным напряжением могут привести к получению электрических травм и требуют строгого соблюдения правил безопасности.

Остаточный заряд

Когда генератор прибора выдает напряжение в измеряемую сеть, то между шиной электрооборудования или проводом линии и контуром земли создается разность потенциалов и образуется емкость, которая получает заряд.

После разрыва цепи мегаомметра за счет отключения измерительного провода часть этого потенциала сохраняется: шина или провод обладают емкостным зарядом. Стоит только человеку прикоснуться к этому участку, как он получает электрическую травму от тока разряда через его тело.

По этой причине необходимо принимать дополнительные меры безопасности и постоянно пользоваться переносным заземлением с изолированной рукояткой для безопасного снятия емкостного напряжения.

Перед подключением мегаомметра к схеме, изоляция которой будет замеряться, всегда необходимо поверять отсутствие на ней напряжения или остаточного заряда. Делают это испытанным индикатором или поверенным вольтметром соответствующих номиналов.

После выполнения каждого замера емкостной заряд снимается переносным заземлением с использованием изолирующей штанги и других дополнительных защитных средств.

Обычно мегаомметром необходимо выполнять много замеров. Например, чтобы сделать вывод о качестве изоляции контрольного десятижильного кабеля требуется проверить ее относительно земли и каждой жилы и между всеми жилами поочередно. При каждом замере необходимо пользоваться переносным заземлением.

Для быстрой и безопасной работы один конец заземляющего проводника первоначально присоединяют к контуру заземления и оставляют в таком положении до полного завершения работ.

Второй конец провода прикрепляют к изоляционной штанге и с ее помощью каждый раз накладывают заземление для снятия остаточного заряда.

Основные правила безопасного использования мегаомметра

Поверка и испытания

Любую работу в электроустановках разрешается выполнять только исправными электрическими устройствами.

Применительно к мегаомметру это означат, что он должен отвечать одновременно двум требованиям и быть:

1. испытанным;

2. поверенным.

Испытание означает проверку сопротивления его собственной изоляции и всех комплектующих частей в электрической испытательной лаборатории повышенным напряжением. На основе ее проведения владельцу прибора выдается сертификат, разрешающий эксплуатацию мегаомметра на определенный, ограниченный срок.

Поверка выполняется специалистами метрологической лаборатории с целью определения класса точности прибора и нанесения на его корпусе клейма о прохождении контрольных замеров. Владелец обязан принимать меры к сохранности нанесенного клейма с датой и номером поверителя. Если оно исчезнет, то прибор автоматически считается неисправным.

Виды работ

Мегаомметр выбирают для каждого замера в первую очередь по величине выходного напряжения. Им можно выполнять два разных вида проверок:

1. испытания изоляции;

2. измерение сопротивления диэлектрического слоя.

Первый способ подразумевает создание экстремального случая для испытуемого участка. С этой целью на него подается не номинальное, а завышенное напряжение, предусмотренное технической документацией. Время испытаний тоже выбирают довольно большим. Это позволяет своевременно выявить все дефекты изоляции и исключить их проявление в процессе эксплуатации.

Второй метод использует более щадящий режим. Напряжение для него подбирается меньшего значения, а время замера определяется длительностью окончания емкостного заряда измерительного участка. У электродинамических приборов оно не превышает минуты (столько надо крутить ручку со скоростью 120÷140 об/мин), а у электронных — порядка 30 секунд (держать нажатую кнопку).

Например, измерение сопротивления изоляции определенной электрической цепи необходимо выполнять мегаомметром, выдающим 500 вольт на выходе. Тогда для ее испытания потребуется прибор на 1000 V.

Измерением изоляции занимается электротехнический персонал различных профессий, а функция испытания предоставляется только специалистам лаборатории службы изоляции. Довольно часто им возможностей мегаомметра для этих целей не хватает, и они включают в работу дополнительные установки и источники постороннего напряжения, обладающие более высокими мощностями и измерительными возможностями.

Знание особенностей проверяемой схемы

До подачи высокого напряжения на измеряемый участок необходимо принять меры, исключающие поломки и неисправности его компонентов. В современном электрооборудовании работает много полупроводниковых элементов, различных конденсаторов, измерительных и микропроцессорных приборов. Они не рассчитаны на условия эксплуатации, которые создает напряжение генератора мегаомметра.

Все подобные устройства необходимо защитить. Для этого их извлекают из схемы или шунтируют определенным образом.

После окончания замеров вся схема должна быть восстановлена и приведена в рабочее состояние.

Как выполнить измерение сопротивления изоляции

Технологический процесс рекомендуется разделить на три основных этапа:

1. подготовительную часть;

2. выполнение измерений;

3. заключительный этап.

Во время подготовки необходимо:

• решить организационные мероприятия, определиться с исполнителями и их квалификацией;

• ознакомиться со схемой электроустановки и предусмотреть меры, исключающие поломки ее составных частей;

• подготовить защитные средства и исправные приборы измерения;

• вывести участок электрооборудования из работы.

Перед началом работы с мегаомметром важно убедиться в его исправности. Для этого подключают к его выводам измерительные провода и закорачивают их выходные концы между собой. Затем подают напряжение от генератора и контролируют показание.

Исправный прибор должен измерить закороченную цепь и показать результат — 0. Затем концы разъединяют, отводят в стороны и выполняют повторный замер. На шкале должна отобразиться уже другая величина — ∞. Это сопротивление изоляции воздушного промежутка между разомкнутыми концами мегаомметра.

На основании этих двух показаний делается вывод о технической исправности прибора, целостности соединительных проводов и готовности к работе.

Выполнение непосредственного измерения сопротивления изоляции одного провода сводится к строгой последовательности действий:

1. подсоединение переносного заземления к контуру земли;

2. проверка и обеспечение отсутствия напряжения на испытуемом участке;

3. установка переносного заземления на время подключения прибора;

4. сборка схемы измерения мегаомметра;

5. снятие переносного заземления;

6. подача калиброванного напряжения на схему до момента выравнивания емкостного заряда и фиксация отсчета с последующим снятием напряжения;

7. наложение переносного заземления для снятия остаточного заряда;

8. отключение соединительного провода прибора со схемы;

9. снятие переносного заземления.

Замер сопротивления выполняется при наибольшем пределе МΩ. Когда его величина становится недостаточной, то переходят на более точный диапазон.

На всех последующих цепочках измерения эта последовательность должна строго соблюдаться. У некоторых моделей мегаомметров предусмотрен прерывистый режим, когда напряжение выдается в течение 1 минуты и после этого должна выдерживаться двухминутная пауза. Пренебрегать этим ограничением нельзя.

Электродинамические приборы со стрелочным индикатором предназначены для замеров при горизонтальной ориентации корпуса. Если нарушить это требование, то возникает дополнительная погрешность. Большинство цифровых современных мегаомметров лишены этого недостатка.

Все замеры записывают в заранее подготовленный протокол и скрепляют подписями ответственных работников. В нем отображаются условия проведения работы и заводские номера используемых приборов.

Заключительный этап

Все разобранные цепочки должны быть восстановлены. Шунты и закоротки, установленные для безопасного выполнения измерений, снимаются.

Схема приводится в готовность к подаче рабочего напряжения для ввода в работу.

На заключительном этапе заканчивается документальное оформление результатов измерения сопротивления изоляции.

Внимание! Материал статьи носит рекомендательный характер и предназначен для ознакомительных целей начинающим специалистам. Более точная трактовка правил пользования мегаомметрами изложена в соответствующей технической документации и действующих нормативах. Знание и выполнение их требований — профессиональная обязанность каждого электрика.