Контрольные вопросы

1.Определить сопротивление добавочного сопротивления для заданных условий.

2. Рассчитать параметры измерительного трансформаторанапряжения.

3. Привести схемы расширения пределов измерения вольтметра.

4. Рассчитать значение резистивного делителя напряжения?

Лабораторная работа 7 измерение сопротивления на постоянном токе

Цель: ознакомление с методами и средствами измерения сопротивления на постоянном токе методом амперметра-вольтметра. Приобретение навыков практической работы с применяемыми средствами измерения.

Основные сведения

Для измерения сопротивления на постоянном токе применяется метод непосредственной оценки, предусматривающий использование измерительных приборов, косвенный метод и метод сравнения. К приборам непосредственной оценки относятся омметры, мегомметры, цифровые приборы и др. В схеме омметра допускается последовательное и параллельное включение магнитоэлектрического измерительного механизма с исследуемым резистором. При этом шкалы прибора будут взаимообратными, т.е. прямая для омметра с последовательной схемой (измерение больших сопротивлений) и обратная – для омметра с параллельной схемой (измерение малых сопротивлений).

Для оперативной работы в шахтах применяется шахтный омметр М4125/1, который предназначен для измерения сопротивления постоянному току, а также для поиска участков шахтной электрической сети с поврежденной изоляцией (к.з. фазы на землю) в условиях шахт, в том числе опасных по газу или пыли. Все нерегулируемые элементы омметра в целях исробезопасности залиты компаундом.

Для устранения влияния питающего напряжения используется также схема логарифмического омметра (логометра) с последовательной и параллельной схемами. Шкала такого прибора неравномерная, а в качестве источника тока используется генератор с ручным приводом, напряжение на выходе которого составляет до 1000 В. Искробезопасность достигается выполнением обмотки генератора из привода с высоким сопротивлением.

Согласно Правилам безопасности активное сопротивление изоляции относительно земли элементов электрических установок, работающих в шахте, должно быть не ниже 0,5 МОм для двигателей угледобывающих и проходческих машин, 1 МОм – для двигателей других шахтных машин, осветительных трансформаторов, пусковых агрегатов, ручных сверл , пусковой и распределительной аппаратуры, бронированных и гибких кабелей любой длины на фазу. Сопротивление изоляции электрооборудования и кабелей измеряется перед их включением после монтажа и переноске, аварийного отключения защитой, а для стационарного электрооборудования периодически не реже одного раза в год. Сопротивление изоляции неудовлетворительное, если оно снижено на 50%, и более от заводского значения, указанного в паспорте, или меньше, чем указано в Правилах технической эксплуатации и Правилах безопасности. Во вторичных цепях проверяют сопротивление изоляции жил кабелей, проводов, обмоток, зажимов и контактов реле. Полупроводниковые приборы и конденсаторы при этом отключаются. Измерение сопротивления изоляции производится в электрических сетях и установках, не находящихся под напряжением. При этом обязательно должен осуществляться контроль содержания метана в шахтной атмосфере, и в случае превышения предельных допустимых значений концентрации метана, измерения должны быть немедленно прекращены и возобновлены только после уменьшения концентрации до 1%.

Перед проведением измерения проверяются показания мегомметра на начальном и конечном участках диапазона. При измерении сопротивления изоляции необходимо придерживаться следующих правил:

1. После проверки концентрации метана в атмосфере разрядить измеряемую цепь от емкостных токов, наложив заземление на 2-3 мин.( перед началом и после каждого измерения ).

2. Мегомметр подключается к схеме одножильными гибкими проводами с сопротивлением изоляции не менее 100 МОм. Концы проводов должны быть оконцованы, а противоположные концы - иметь зажим типа “крокодил” или специальные щупы.

3. Для исключения поверхностных токов утечки на наружный слой изоляции проводника (оболочку кабеля) накладывают электрод, соединенный с экраном прибора.

Мегомметр подключается к схеме измерения сопротивления изоляции относительно земли путем соединения зажима “Линия” с токовым проводником, а зажима “Земля” - с корпусом аппарата или защитным заземлением. При измерении сопротивления изоляции между токоведущими частями зажимы “Земля” и “Линия” присоединяются к испытуемым цепям, а зажим “Экран” - к заземленному корпусу ( оболочке ).

4. Равномерно вращают рукоятку привода генератора с номинальной частотой 2 с‾¹ и , при необходимости оценки величины абсорбции, снимают показания через 15 и 60 с после начала вращения.

Общее сопротивление изоляции всей подземной электрической сети Правилами не нормируется, но ГОСТ 22929-79 устанавливает норму критического сопротивления изоляции сети, при котором должно происходить ее отключение защитой: не менее 3,3; 10; 30 и 60 кОм/фазу при напряжении 127; 220 и 380; 660 и 1140 В. В силу специфики шахтной электрической сети с целью предупреждения поражения человека электрическим током и ее безопасной эксплуатацией в условиях скопления угольной пыли и метана требуется непрерывный электрический контроль и измерение сопротивления изоляции, что не представляется возможным сделать с помощью приборов непосредственной оценки. Поэтому в швхтных аппаратах защитного отключения электрической сети использован метод непрерывной оценки сопротивления по величине тока утечки, протекающего через изоляцию между жилами кабеля и землей.

Косвенный метод измерения сопротивления предполагает использование двух приборов: амперметра и вольтметра, класс точности которых определяет результирующую погрешность измерения. Варианты схем, реализующих метод амперметра-вольтметра, приведены на рис. 7.1.

Метод амперметра-вольтметра обеспечивает меньшие погрешности при измерениях малых (рис. 7.1, а) и больших (рис. 7.1, б) сопротивлений. Однако высокая точность измерения не может быть достигнута, так как погрешность метода всегда больше суммы приведенных погрешностей амперметра и вольтметра, несмотря на широту диапазона измеряемых величин. Анализ погрешностей (рис.7.1) показывает, что при измерении малых сопротивлений (а) необходимо использовать вольтметр с высоким внутренним сопротивлением по сравнению с измеряемой величиной, а при измерении больших сопротивлений (б) - амперметр с малым внутренним сопротивлением.

Косвенный метод наряду с методом компенсации широко используется в угольной промышленности для измерения переходного сопротивления заземляющих устройств. Согласно Инструкции по устройству, осмотру измерению сопротивления шахтных заземлителей не реже одного раза в 3 месяца должен производиться наружный осмотр заземляющей сети с одновременным измерением общего сопротивления заземляющей сети у каждого заземлителя. Сопротивление главного заземлителя должно проверяться не реже, чем один раз в 6 месяцев.

Согласно действующим Правилам безопасности общее переходное сопротивление заземляющей сети, измеренное возле любого заземлителя в шахте, не должно превышать 2 Ом. Результаты осмотра и измерений заносятся в специальную книгу регистрации.

а) б)

Риснок 7.1 – Схемы измерения сопротивления методом амперметра-вольтметра для малых (а) и больших (б) значений