МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

Київський національний університет технологій та дизайну

Охорона праці

Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи

«Дослідження опору ізоляції електричних установок»

з навчальної дисципліни “ Охорона праці ”для студентів

напрямів підготовки: 6.051301 "Хімічна технологія " та

6. 051601 "Технологія та дизайн текстильних матеріалів"

КИЇВ КНУТД 2012

Охорона праці: Методичні вказівки до виконання до виконання ла­бораторної роботи “Дослідження опору ізоляції електричних установок” з навчальної дисципліни “Охорона праці” для студентів напрямів підготовки: 6.051301 "Хімічна технологія" та 6. 051601 "Технологія та дизайн текстильних матеріалів" / Упор.: В.О. Ошейко, І.В. Па­насюк– К.: КНУТД , 2012. – 27с. Укр. мовою.

Упорядники: В.О.Ошейко, к.т.н., доцент

І.В. Панасюк, д.т.н., професор

Відповідальний за випуск завідувач кафедри техногенної безпеки професор І.В.Панасюк

Затверджено на засіданні кафедри ТБ

Протокол № 6 від 15.01. 2012 р .

Лабораторна робота № 1 ДОСЛІДЖЕННЯ ОПОРУ ІЗОЛЯЦІЇ

Вимір опору ізоляції в даній роботі проводиться на моделі, відповідної до вимог безпеки за ДСТ 12.4.113-82 «Роботи навчальні лабораторні. Загальні вимоги безпеки».

У реальних умовах випробування проводяться бригадою в складі не менш 2 чіл., на яких виконавець робіт повинен мати кваліфіковану групу не нижче IV, а інші – не нижче III.

Вимір мегаомметром при < 2,5 кВ дозволяється при кваліфікованій групі не нижче III.

Вимір опору ізоляції якої-небудь частини електроустановки може проводитися тоді, коли ця частина відключена з усіх боків. При цьому вимір не можна робити під час грози й при її наближенні [5].

У лабораторній роботі передбачені виміри опору ізоляції мегаомметром типів М 1101, М 4100/1 – М 4100/5, М 4101. Найбільше поширення в промисловості одержали мегаомметри М 1101, які випускалися на 100, 500, 1000 В з межами виміру відповідно 100, 500 і 1000 МОм. У цей час мегаомметри М1101 замінено на мегаомметри М 4100/1 – М 4100/5. Вони призначені для роботи при температурі навколишнього повітря від –30 до +40 °С и відносної вологості до 90 % при температурі +30 °С и випускаються п'яти модифікацій, розрахованих на різні діапазони вимірів (0…2000 кОм, 0…1000 Мом) і напруг (100, 250, 500, 1000, 2500 В). Живлення їх здійснюється вбудованим генератором, який приводяться в дію шляхом обертання від руки зі швидкістю 120 об/хв.

Ціль роботи:

– навчитися користуватися мегаомметром для виміру опору ізоляції електроустатку вання;

– оцінити небезпеку електричної мережі за силою струму, що проходить через люди ну при його випадковому дотику до фази.

1. Загальні відомості про ізоляцію.

Нормальна робота електричних установок залежить від справного стану ізоляції електричних кіл між собою й щодо землі (або корпуса устаткування). У процесі роботи ізоляція електричних кіл зазнає впливу ряду факторів, що приводять із часом до її старіння, що виражається в зниженні електричної й механічної її міцності.

Основними причинами, що викликають старіння ізоляції, насамперед є нагрівання струмом навантаження. Динамічні зусилля, що виникають внаслідок зміни струму в процесі експлуатаційних перемикань, викликають тріщини, зсуви й стирання ізоляції. Перенапруги, які викликані комутаційними операціями, послабляють ізоляцію й можуть привести до її руйнування – пробою.

Істотний вплив на термін служби ізоляції виявляє й навколишнє середовище – температура повітря й особливо вологість, а також забруднення середовища пилом і агресивними газами. Це особливо ставиться до ізоляції, що полягає в основному з волокнистих органічних матеріалів, що характеризується значним вологопоглинанням внаслідок пористості. Проникнення вологи різко погіршує діелектричні властивості ізоляції й викликає необхідність її сушіння.

Вимір опору ізоляції.

Контроль над станом ізоляції є одним з головних питань експлуатації електро установок.

Основними видами випробувань ізоляції є: вимір опору ізоляції; визначення тангенса кута втрат; випробування електричної міцності. На рис. 1 наведені характеристики Rіз = f(τ,t,U).

Рис. I. Залежність величини опору ізоляції від часу прикладеної напруги.

I – струм заряду ємності миттєвої поляризації (геометричної ємності); Iабс – абсорбційний струм; Iскв – струм наскрізної провідності; Rіз – опір ізоляції.

Рис. 2. Залежність опору ізоляції від температури.

Рис. 3. Залежність опору ізоляції й струму наскрізної провідності від величини прикладеної напруги. OA – робоча напруга: ОВ – випробувальна напруга: ОС – критичне значення напруги; ОД – напруга пробою.

З характеристики видно, що в перший момент часу t₁ додаток постійної напруги від генератора з малим внутрішнім опором між струмоведучими частинами випробувального об'єкта, що є обкладкою конденсатора, і землею виникає імпульс зарядного струму Iм ( через ємність миттєвої поляризації). Величина цього імпульсу визначається тільки активним опором ланцюга (індуктивністю ланцюги можна зневажити), тому що в перший момент після включення будь-який конденсатор у ланцюзі поводиться як короткозамкнений. При малому опорі ланцюга імпульс зарядного струму по величині наближається до струму короткого замикання. У наступний момент відбувається заряд абсорбційної ємності (ємності повільної поляризації). У діелектрику конденсатора під дією напруги абсорбується (поглинається) електрична енергія. Струм заряду (струм абсорбції Iабс) спадає приблизно по експонентній кривій, обумовленої постійною часу ланцюга τ. Постійна часу визначає швидкість спаду кривої: через проміжок часу, який дорівнює τ , зарядний струм завжди буде становити 36,8% початкового значення, а через час 3 τ, – усього 5%, тобто практично процес заряду закінчується. На рис. I у момент часу τ ₁ – τ ₂ = 3 τ струм у ланцюзі I_скв буде визначатися тільки опором. Цей опір називається опором ізоляції і є одним з основних критеріїв при її оцінці. У звязку з тим , що значення часу спаду абсорбційного струму для різних об'єктів можуть значно різнитися, то вимір опору ізоляції повинен проводитися через деякий проміжок часу після підвищення напруги (включення), протягом якого абсорбційний струм спаде до нуля. Опір, який вимірюється відразу після включення, завжди буде менше за рахунок проходження у вимірюваному ланцюзі абсорбційних струмів.

Якщо джерело струму має великий внутрішній опір r_вн, то заряд ємності миттєвої поляризації С (якщо й вона має більшу величину) відбувається не миттєво, а протягом деякого часу, обумовленого постійної часу τ ₁ = C r_вн.

Величина опору ізоляції залежить від температури ізоляції й з підвищенням температури різко зменшується. Вважають, що опір ізоляції змінюється залежно від температури за експонентним законом. На рис. 2 наведена зразкова залежність R_із = f (t,°C). Якщо опір ізоляції того самого об'єкта здійснюється при різних температурах, то результати для можливості співставлення повинні бути приведені до однієї температури.

Опір ізоляції за допомогою змінного струму не вимірюють, тому що провідність ємності великих об'єктів набагато більше активної провідності ізоляції і її шунтує.

Визначення тангенса кута діелектричних втрат tg φ .

При підведенні до ізоляції напруги змінного струму в ланцюзі буде проходити струм, відповідно прикладеній напрузі. Активна складова струму 1_а визначається опором R, реактивною складовою I_р та ємнісним опором 1/ω с .

Відношення активної складової струму Iа до реактивної I_р називається тангенсом кута втрат і позначається tg φ. Тангенс кута втрат не залежить від геометричних розмірів об'єктів вимірів. Встановлено, що чим більше значення tg φ , чим більше зволожена ізоляція, тим нижче її діелектричні якості. Тангенс кута втрат є одним з основних критеріїв при оцінці якості ізоляції в ланцюгах змінного струму.

Випробування електричної міцності ізоляції.

Якщо прикладену до ізоляції напругу підвищувати, то при деяких значеннях напруги, різних для постійного й змінного струму, відбудеться пробій або перекриття ізоляції.

На рис.3 показана зразкова залежність опору волокнистої ізоляції й струму наскрізної провідності від величини прикладеної напруги. Як видно з малюнка, значення опору ізоляції в деяких межах ( до випробувальних значень) практично не залежить від величини прикладеної напруги й струм наскрізної провідності пропорційний напрузі. При деякому значенні напруги, звичайно більшому за випробувальне, що відповідає критичній величині R_крит (точка С), активізується процес іонізації, струм провідності збільшується непропорційно напрузі, опір ізоляції різко падає й при подальшому підвищенні напруги до U_прсб (точка D) ізоляція руйнується. Відбувається іонізаційний пробій, характерний для постарілої волокнистої ізоляції.

Випробування ізоляції підвищеною в порівнянні з робочою напругою визначає електричну міцність її і є одним з основних видів випробування.

Особливості виміру ізоляції мегомметром

Вимір опору ізоляції на постійному струмі проводиться за допомогою спеціального приладу – мегомметра. Мегомметр складається з автономного джерела постійного струму й вимірювальної схеми, розрахованої на вимір високих значень опорів, і являє собою переносний портативний прилад. Вимір опору ізоляції конденсаторів проводиться мегомметром на напругу 2500В. Величина опору ізоляції між виводами й щодо корпуса конденсатора й відношення R₆₀/R₁₅ не нормуються.

Перевірка на відсутність замикання між закороченными затискачами й корпусом конденсаторів проводиться мегомметром 1000 або 2500 В, роздільно по кожному конденсатору або по всій установці одночасно.

Ізоляція конденсатора має дуже високі значення опору. Тому вимірювальний прилад, що вимірює струм або відношення струмів, повинен бути дуже чутливим, а напруга джерела струму повинне бути можливо більшою. Наприклад, при вимірі опору 100 МОм й напрузі джерела струму 2 500 В струм у ланцюзі становитиме:

I_із = 2,5 *10^-5 а = 20мка

Таким чином, переносний вимірник опору ізоляції – мегомметр повинен складатися із чутливого логометричного вимірника й автономного джерела постійного струму підвищеного напруги. У якості джерела струму в мегомметрах застосовують звичайно невеликі генератори постійного струму з ручним приводом.

Напруга на затискачах генератора залежить від швидкості обертання якоря, а при ручному приводі неминучі коливання швидкості обертання якоря й, отже, коливання напруги. При вимірі опору об'єкта з невеликою ємністю ці коливання напруги практично не впливають на результат виміру. У зв’язку з тим , що в нашому випадку об'єктом виміру є конденсатори, які характеризуються великою ємністю, то коливання напруги, викликані змінами швидкості якоря, викличуть коливання стрілки логометра й унеможливлять вимір.

Коливання стрілки пояснюються зарядно-розрядними струмами ємності об'єкта, що проходять через струмову рамку логометра убік джерела струму при зменшенні напруги генератора й убік об'єкта (конденсатора) при підвищенні напруги. Для виключення таких коливань привод генератора забезпечується відцентровим регулятором швидкості. Якщо ручка привода обертається з номінальною швидкістю або небагато перевищує номінальну, регулятор вступає в дію й підтримує практично незмінними швидкість якоря й, отже, напругу генератора.

На рис. 4 зображена принципова електрична схема найпоширенішого мегомметра типу Ml 101, що має дві межі виміру.

Рис. 4. Принципова схема мегомметра М1101

r₁ + г₂ – обмежуючі опорі в ланцюзі струму; r₃ + r₄ – додаткові опори в ланцюзі напруги; Г– генератор постійного струму: И – вимірник, логометр; П – перемикач меж виміру; 3, Л, Э – затискачі «земля», «лінія», «екран»; 5 – протидіюча рамка; 6 – робоча рамка.

Як видно зі схеми рамка, що протидіє, логометра включена послідовно з додатковими опорами r₃ і r₄ на повну напругу генератора постійного струму Г. Робоча (струмова) рамка включена в ланцюг генератора послідовно з обмежуючими опору r₁ і r₂. Величини цих опорів (підбирають так, щоб при номінальній швидкості обертання якоря й при короткозамкнених затискачах мегомметра Л и З стрільце логометра встановлю валося на нульовій подільці шкали більшої межі виміру. На більшій межі вимірів (МОм) замкнені контакти 2 і 3 перемикача меж П. При цьому утворюється послідовний ланцюг: затискач Л, контакти перемикача 2–3; опір r₁ робоча рамка логометра, генератор, опір r₂ і затискач З. Вимірюваний опір включається послідовно в ланцюг між затискачами Л і З. Додатковий затискач Э усередині приладу використовується при вимірах з екрануванням від струмів витоків. На меншій межі виміру (кOм) замкнені контакти 3–4 і 1–2 перемикача меж П. При цьому утворюється паралельний ланцюг: плюс генератора, робоча рамка, опір r₁, контакти 3–4, опір r₂, мінус генератора. Одночасно затискач Л контактами 1–2 приєднується до плюса генератора.

Рис. 5. Пристрій генератора мегомметра М1101

а – генератор із приводним механізмом; б – схема проходження магнітного потоку в генераторі: в – схема регулятора сталості напруги. I – ручка для обертання генератора; 2 – зубчаста передача; 3 – пружина для розчіплювання при зворотному ході; 4 – відцентровий регулятор; 5 – ротор генератора (багатополюсний магніт): б – магнітопровід статора генератора: 6 – полюси магнітопроводу статора; 7 – обмотка статора; 8 – колектор; 9 – щітки.

Вимірюваний опір виявляється підключеним паралельно опорам r₁ + r₂ . У цьому випадку при розімкнутих затискачах Л и 3 стрілка повинна встановитися на оцінку шкали – нуль більшої межі виміру, що відповідає нескінченності для меншої межі виміру. Ця властивість використовується для поточної перевірки справності мегомметра.

На рис. 5в показаний пристрій генератора постійного струму із приводним механізмом мегомметра M1101. Генератор складається із циліндричної багатовиткової котушки, яка розміщується в магнітопроводі із пластинчастими полюсами, загнутими усередину циліндричного отвору котушки. Ротор являє собою восьмиполюсний постійний магніт, що приводиться в обертання ручкою через зубчасту передачу.

На рис. 5,б показана схема проходження магнітного потоку в статорі генератора. При кожному повороті ротора на 1/8 оберта напрямок магнітного потоку, що перетинає обмотку статора, змінюється на зворотне, тому що полярність магніту при цьому змінюється, внаслідок чого в обмотці статора індуктируется змінна напруга, яка випрямляється колектором. Відцентровий регулятор при підвищенні швидкості понад нормальну під дією вантажі, що розсовуються, висуває ротор-магніт зі статора. При цьому магнітне зчеплення обмотки й індуктивована напруга в ній зменшуються. У випадку зниження швидкості нижче нормальної відцентровий регулятор припиняє свою дію й напруга генератора знижується. Якщо зниження швидкості не перевищує 20% номінальної, то показання логометра не виходять за межі припустимої точності (відповідно класу точності). Схема регулятора показана на рис. 5в.

Загальний вид логометра показаний на рис. 6а, а рухлива частина – робоча й протидіюча рамка, жорстко скріплені під кутом 90^о, – на рис. 6б. Форма полюсних наконечників і повітряного зазору, у якому переміщаються рамки, ілюструється рис. 6,е. Шкала мегомметра M1101 500 В зображена на рис. 7.

Рис. 6. Пристрій логометра мегомметра М1101.

а – загальний вид логометра; б – рамки й стрільця логометра; в – полюсні наконечники й сердечник логометра: 10 – протидіюча рамка (більша); Л – робоча рамка (мала); 12 – безмоментні струмопідводи до рамок; 13 – стрілка; 14 – противаги. 18 – керни; 19 – обойма; 20 – гвинт із підп'ятником; 21 – перемикач меж виміру; 22 – магнітопровід.

Рис. 7. Шкала мегомметра М1101.

Зовнішній вигляд мегомметра показаний на рис. 8,а принципова схема на рис. 9.

Рис. 8. Зовнішній вигляд мегомметра M1101. Рис. 9. Принципова схема мегомметра МС-06.

– велика рамка – 800 Oм; — додаткова обмотка малої рамки – 1000 ом; 3 — мала рамка; г₁ = 111 111 Oм; г₂ = 11101 Oм; r_з = 999 000 Oм; г₄ = 750 000 Oм; С = 0,125 мkф.

Принципова схема трьохмежевого мегомметра МС-06 дана на рис. 9. Генератор постійного струму складається з ротора з обмоткою й колектором по типу машин постійного струму, що обертається у магнітному полі й потужних постійних магнітів з нікель-алюмінієвого сплаву «альні». Для згладжування пульсацій випрямленого колектором струму на затискачі генератора включений конденсатор С. Вимірювальний ланцюг і затискач Л (лінія) екрановані (рис. 9); экранування з'єднано із затискачем Э (екран) і із плюсом генератора з боку робочої рамки логометра (див. рис. 9). Шкала мегомметра МС-06 зображена на рис.10.

Рис. 10. Кінематична схема привода генератора мегомметра МС-06.

1 – постійний магніт; 2 – якір генератора; 3 – відцентровий регулятор; 4 – собачка; 5 – храпове колесо; 6 – колектор,7– шкала мегомметра МС-06.

Пристрій логометра конструктивно трохи відрізняється від описаного вище. Крім того рамка, що протидіє, має додаткову обмотку, яка включена послідовно в ланцюг робочої рамки й служить для одержання більш рівномірної початкової частини шкали. На валу якоря розташований відцентровий регулятор швидкості, що впливає на фрикційне зчеплення привода з якорем. Кінематична схема привода генератора наведена на рис. 10. Перемикання меж виміру досягається шляхом шунтування резисторами r₁ або r₂ робочої рамки ( струмової котушки) разом з обмежуючим резистором г₃.

Навантажувальна характеристика мегомметра.

Рис. 13. Навантажувальна характеристика мегомметрів серії M1 101.

Рис. 14. Навантажувальна характеристика мегомметра МС-06.

Внутрішній опір мегомметрів, як правило, великий й перебуває й залежності від напруги в межах від часток до одиниць мегом. Це пояснюється необхідністю захистити вимірювальний механізм від механічного й електричного перевантаження при раптових коротких замиканнях на затискачах мегомметра. Тому напруга на затискачах мегомметра сильно залежить від величини вимірюваного опору. Типова навантажувальна характеристика, тобто залежність напруги на затискачах мегомметра від величини вимірюваного опору, для мегомметрів серії M1101 наведена на рис. 13. По горизонтальній осі в логарифмічному масштабі (логариф мічним масштабом користуються в тих випадках, коли на невеликому по розмірах графіку потрібно зобразити досить великі величини, причому необхідний чіткий відлік, починаючи із самого початку) відкладені величини вимірюваних опорів Rх у відсотках від максимального значення робочої частини шкали. По вертикальній осі відкладена напруга на затискачах мегомметра також у відсотках. Крива А відповідає межі виміру (Мом); крива Б – межі виміру (кОм). Із кривої A видно, що при вимірі щодо малих опорів, тобто коли вимір проводиться в початковій частині шкали логометра, напруга на затискачах мегомметра значно нижче номінального. Так, наприклад, при вимірі опору 1 Мом мегомметром M1101 1000 В напруга на його затискачах становить небагато більш 0,5 номінального.

Внутрішній опір мегомметра може бути визначений по навантажувальній характеристиці: якщо напруга на вимірюваному опорі дорівнює половині номінальної напруги холостого ходу, то внутрішній опір мегомметра дорівнює вимірюваному опору (вимір напруги на затискачах мегомметра повинен проводитися електростатичним вольтметром). Для мегомметрів серії M1101 вну трішній опір для основної межі виміру залежно від номінальної напруги становить: для напруги 100 B –100 кОм, 500 B – 0,5 Мом, 1000 В –1,0 Мом.

Навантажувальна характеристика мегомметра МС-06 2 500 з наведена на рис. 14. Для того щоб не креслити трьох характеристик, що відповідають трьом межам виміру, на рис. 14 для горизонтальної осі дано три масштаби. Тим або іншим масштабом користуються, дивлячись по тому, на якій межі проводяться виміри. Внутрішній опір мегомметра МС-06 залежно від межі виміру показане в табл. 1.

Таблиця 1

Межа виміру, Мом 100 1000 10000

Дільник шкали, 100 10 1

Внутрішній опір, кОм 10 100 1000

З навантажувальних характеристик мегомметрів (рис. 13 і 14) видно, що чим менше опір випробуваної ізоляції, тим менша напруга залишається на затискачах мегомметра й, отже, тем сутужніше виявити дефектну ізоляцію. Причиною різкого зниження напруги на затискачах мегомметра є його великий внутрішній опір. Тому завжди доцільніше застосовувати мегомметр із відносно малим внутрішнім опором.

Призначення затискача «Екран» у мегомметрі.

При вимірі опору ізоляції через струмову рамку логометра проходить не тільки струм наскрізної провідності Iскп, що характеризує величину вимірюваного опору Rx (див. рис. 15, а), але й поверхневий струм витоку Iут. Однак якщо опір витоку значно більше вимірюваного опору, то витік не може помітно вплинути на результати виміру й ним зневажають.

Інша справа, коли доводиться вимірювати дуже великі опори. У цьому випадку (у порівнянні з ними) опір витоку може суттєво знизити результати виміру – мегомметр покаже менші значення, ніж ті , які фактично мають місце. Для того щоб уникнути неправильних вимірів, мегомметри, розраховані на вимір великих опорів, постачають третім затискачем Э (екран) – виводом, що з'єднуються з тим же затискачем генератора, з яким з'єднана струмова рамка логометра.

Рис. 15. Принципова схема виміру ізоляції кабелю ( для більшої наочності взятий кабель, а не конденсатор) із застосуванням захисного кільця й екрана.

На рис. 15, б наведена принципова схема виміру опору ізоляції кабелю за допомогою мегомметра з екранним затискачем, що пояснює принцип захисту від впливу на вимірник поверхневих струмів витоку. До затискача Э мегомметра приєднують металевий бандаж з оголеного провідника (захисне кільце), накладений на ізоляцію кабелю з боку торця (бандаж служить для «перехоплення» струмів витоку по поверхні).

Як видно зі схеми, основна частина I_Х робочого струму (струму наскрізної провідності I_скп) проходить через струмову рамку логометра Л. Струм витоку по поверхні I¹, обумовлений поверхневим опором ізоляції R' між затискачами Э и З, замикається тільки через ланцюг генератора Г, минаючи вимірник. Цей струм, не вносячи безпосередньо похибок у вимір, додатково навантажує генератор, і якщо R' невелике, то знижує напругу на затискачах генератора за рахунок збільшення внутрішнього спадання напруги. Частина робочого струму I" замикається на затискач Э по поверхні торця ізоляції з опором R" кабелю між затискачами Л и Э й мине вимірник. Це приводить до завищення результатів виміру, тому що

Для того щоб додаткова похибка виміру в цьому випадку не перевищувала припустиму, стандартом на мегомметри з межею виміру 300 МОм і більш ( ДЕРЖСТАНДАРТ 80-38-60*) регламентовані опори шляхів витоків поверхневих струмів між затискачами Э – 3 і Э – Л. Згідно із зазначеним стандартом при вимірі опору ізоляції, підключеної до затискачів Л- 3, опору, що обумовлюють поверхневі струми витоків між затискачами Э – 3 і Э – Л, не повинні бути менше 0,01 від кінцевого значення робочої частини шкали мегомметра. Так, наприклад, для мегомметра МС-06 з межею виміру 10 000 Мом і кінцевим значенням робочої частини шкали 1 000 МОм мінімальне значення опорів між затискачами Э – 3 і

Э – Л становить 0,01X1000 = 10 МОм, а для мегомметра M1101 1 000 В – відповід но 0,01х200 = 2 МОм.

Для того щоб бути впевненим у правильності результатів виміру, рекомендується після виміру опору Rx тим же мегомметром без використання затискача Э виміряти опори R' і R". Схеми виміру Rx, R' і R" наведені на рис.16, а,б,в відповідно.

При перевірці ізоляції в сиру погоду необхідно також ураховувати можливі викривлення показань мегомметра за рахунок зволоження поверхні ізолюючих деталей. Для того щоб результати випробувань ізоляції не були перекручені струмами по поверхні діелектрика, необхідно вжити заходів влучення, що виключають можливість, поверхневих струмів у більшу рамку мегомметра. Це досягається шляхом розміщення струмовідвідного електрода ТЭ на ізоляції випробувального конденсатора (рис. 17). Кінець від електрода ТЭ приєднується до затискача Э (екран) мегомметра. У цьому випадку струми, що йдуть по поверхні зволоженого ізолятора, розподіляються повз обмотку мегомметра в землю.

Рис. 16. Схема виміру опору ізоляції ланцюгів, шунтувальних опорів ізоляції Rx.

Місце розміщення струмовідвідного електрода визначається за умов створення найбільшого зовнішнього опору між затискачами 3 і Э мегомметра. Наприклад, при випробуванні ізоляції конденсаторів струмовідвідні електроди (екран) накладаються під верхньою спідницею ізоляторів випробувальної обкладки конденсатора.

Технічні дані мегомметрів, якими проводиться вимір опору ізоляції конденсаторів і перевірка останніх на відсутність замикання між закороченими затискачами й корпусом, наведені в табл. 2.

Підготовка мегомметра до виміру.

Рис. 17. Схема приєднання мегомметра до випробувального конденсатора при перевірці ізоляції в сиру погоду.

Перед виміром на місці повинна бути перевірена справність мегомметра. Стрілка зовсім справного мегомметра, поки він не приєднаний і поки рукоятку не обертають, може займати будь-яке бажане положення, тому що в логометра немає пружин, що встановлюють стрілку на нуль. Мегомметр встановлюють у горизонтальне положення, затискачі Л и 3 замикають накоротко, обертають ручку привода генератора зі швидкістю 120 об/хв і перевіряють збіг стрілки з нульовою оцінкою. Потім при розімкнутих затискачах обертають рукоятку привода генератора з тією ж швидкістю.

Табл. 2 Технічні дані мегомметрів

При цьому стрілка вимірника повинна встановитися на оцінку «нескінченність». Можна допустити розбіжність стрілки вимірника з кінцевими оцінками шкали до ±1 мм, але такий мегомметр із першою нагодою потрібно направити на перевірку.

Сполучні провідники повинні мати необхідну довжину й гарну ізоляцію. Найбільш зручні гнучкі провідники марки ПВЛ «магнето». Провідники в оплітці застосову вати не слід, тому що вони легко воложаться. Бажано розташовувати провідники у висячому положенні, щоб виключити шунтуючу дію опору ізоляції сполучних провідників на вимірюваний опір. Поверхня мегомметра повинна бути сухою і чистої.

Умови безпеки виміру. Перед тем, як приєднати провідники до об'єкту виміру, необхідно переконатися у виконанні всіх вимог техніки безпеки по підготовці робочого місця й, зокрема: напруга з установки повинна бути знята з усіх боків і вжиті заходи проти подачі напруги на об'єкт (якщо при приєднанні мегомметра його стрілка відхиляється, значить на установці є напруга); установка повинна бути звільнена від ємнісного струму з дотриманням правил безпеки (захисні заземлення й закоротки на час виміру знімаються); в установках з напругою вище 1 000 В виміри мегомметром повинні виконуватися двома особами, що допускаються до роботи відповідно до чинних правил техніки безпеки.

Виконання вимірів мегомметром.

Вимір опору ізоляції в установках до 1000 В звичайно проводиться без (засто сування екранного затискача. При вимірі рукоятку привода мегомметра обертають рівномірно зі швидкістю близько 120 об/хв (краще із трохи більшою швидкістю для впевненості в роботі регулятора швидкості) і в певний момент відраховують по шкалі показання стрілки вимірника. Для виключення більших коливань напруги, можливих при недостатньо рівномірнім обертанні рукоятки мегомметра, і викликаних цим коливань стрілки (особливо при об'єктах з великою ємністю), а також для полегшення праці оператора іноді для мегомметра МС- 06 застосовують замість ручного привода спеціальний привод ПМ-69, що зєднується з рукояткою привода мегомметра. Електропривод складається із двигуна змінного струму, редуктора, дроселя й панелі із затискачами, розміщеними на платі. Розміри привода 420х230х210 мм. У якості двигуна застосований однофазний синхронний двигун Д0-50 127/220 В.

Показання мегомметра в перші секунди обертання рукоятки, що майже завжди менше сталих показань за рахунок струмів заряду геометричної (ємності миттєвої поляризації) і абсорбційної ємностей. Тому необхідно при вимірі опору ізоляції знімати показання мегомметра через 60 сек після подачі напруги ( тобто від початку обертання рукоятки мегомметра). При цьому вважають, що абсорбційний струм в основному ланцюзі припинився. Обмірюваний в цьому випадку опір позначають R60". При випробуванні об'єктів з малою ємністю можна зневажати абсорбційними струмами й робити один відлік через 15 сек після початку обертання рукоятки мегомметра. У деяких випадках опір необхідно вимірювати двічі. Перед повторним виміром ізоляції випробувального конденсатора він повинен бути розряджений, інакше неминуча більша похибка убік завищення. Розряд повинен проводитися шляхом з'єднання із землею струмонесучої частини випробувального об'єкта тривалістю не менш 2 хв, а краще протягом більшого часу.

Залежність опору ізоляції від температури.

Опір ізоляції залежить від температури конденсатора й зі збільшенням температури різко зменшується. Для наближених перерахувань вважають, що опір ізоляції змінюється приблизно в 2 рази на кожні 20 ^оС зміни температури.

Оцінка стану ізоляції завжди проводиться шляхом порівняння результатів даного виміру з попереднім. Якщо ці виміри проводилися при різних температурах, то для співставлення результатів необхідно обидва значення опору ізоляції привести до однієї температури.

Визначення коефіцієнта абсорбції.

Одним з показників стану ізоляції електроустаткування й головним чином ступені її зволоження є коефіцієнт абсорбції, який дорівнює відношенню суми струму абсорбції й струму наскрізної провідності до струму наскрізної провідності. Встановлено, що абсорбційний струм практично не залежить від вологості ізоляції, у той час як струм наскрізної провідності зі збільшенням вологості зростає. Тому якщо струм наскрізної провідності вологої ізоляції більше струму наскрізної провідності сухої ізоляції Iскв, тобто I'скв>Iскв, то

+1

де Iабс — струм абсорбції.

Отже, для зволоженої ізоляції коефіцієнт абсорбції завжди менше, що дає можливість за величиною цього коефіцієнта оцінювати вологість ізоляції. Прийнятий коефіцієнт абсорбції завжди слід визначати як відношення двох значень опору ізоляції, отриманих при вимірі через 60 сек і через 15 сек послу прикладення напруги, тобто R60/R15". При цьому стверджується, що заряд геометричної ємності (ємності миттєвої поляризації) завершується за час менше 15 сек. Коефіцієнт абсорбції практично не залежить від розмірів і потужності об'єкта, що дає можливість його нормувати.

Експлуатація мегомметрів.

Мегомметр є масовим приладом, який застосовується у різних умовах експлуатації, часто важких за впливом навколишнього середовища (вологість, температура, запиленість і т.д.) і механічним впливам (тряска, вібрації, поштовхи). Відповідно до ДЕРЖСТАНДАРТУ 8038-60 переносні мегомметри із вбудованим генератором повинні бути вібростійкими й призначені для роботи й у неопалюваних приміщеннях. Температурний робочий діапазон для мегомметрів встановлений від – 30 до +40 °С при відносній вологості до 90% ( при +30 °С ).

Проте тривала нормальна робота мегомметра залежить головним чином від правильного й дбайливого поводження з ним. Мегомметр містить чутливий вимірник, рухлива частина якого на кернах обертається в агатових підп'ятниках. Сильні механічні поштовхи й струсу згубно озиваються на « ходовій частині» вимірника – прилад починає «затирати», стрілка при перевірці не встановлюється на позначках «нуль» і «нескінченність», показання мегомметра при вимірі стають неточними. Тому мегомметр треба експлуатувати в чистоті, оберігати від поштовхів, ударів і падінь.

Перед виміром мегомметр необхідно встановлювати горизонтально на тверду підставу, що зменшує похибку від недостатньої врівноваженості рухливого елемента вимірника. Якщо при перевірці відхилення стрілки мегомметра від позначки «нескінченність» ( при розімкнутих затискачах JI і 3), а також від позначки «нуль» ( при замкнених накоротко затискачах JI і 3) перевищує величину припустимої основної похибки, то мегомметр повинен бути спрямований на перевірку. Основна похибка мегомметра виражається у відсотках від довжини робочої частини шкали й визначає клас точності мегомметра.