Измерение сопротивления изоляции мегаомметром

Сопротивление изоляции: методы измерения и нормы

Сопротивление изоляции – важнейший показатель, характеризующий работоспособность электрооборудования и его безопасность для обслуживающего персонала. В большей степени этот параметр касается кабельных линий и соединительных проводов, которые при эксплуатации подвергаются различного рода воздействиям. Методика замеров сопротивления изоляции основывается на законе Ома для электрической цепи.

Согласно этому закону искомый показатель представляется как результат деления напряжения, приложенного к изоляционному покрытию , на величину тока, протекающего через него (Rиз = U/I). Диагностика электропроводки и силовых кабелей – обязательная составляющая профилактических мероприятий, позволяющих поддерживать их работоспособность на должном уровне. Проверка сопротивления изоляции электротехнических объектов проводится с учетом требований действующих нормативов (ПУЭ, в частности).

Типовые причины неисправности изоляционного покрытия

Несмотря на то, что оболочка современных электрических кабелей изготавливается из качественного и прочного материала – она, тем не менее, иногда теряет свои защитные свойства. Последнее обычно объясняется следующими причинами:

Сопротивление изоляции: методы измерения и нормы

  • разрушительное воздействие высокого напряжения и солнечного света;
  • механические повреждения (деформации);
  • нарушения температурного режима;
  • климатические особенности окружающей местности (жара или сильные морозы, например).

Для выяснения степени повреждения и допустимости дальнейшей эксплуатации проводов и кабелей организуются измерения сопротивления изоляции кабельных трасс.

Важно! При обнаружении явного повреждения оболочки кабеля организация и проведение испытаний теряет всякий смысл

В этом случае зона разрушений нуждается либо в ремонте (если это допустимо), либо в полной замене участка кабельной трассы или ответвления проводки.

Своевременно проведенное испытание изоляции на прочность позволяет предотвратить целый ряд неприятных последствий, включая КЗ в электросети, поражение людей высоким напряжением и возникновение пожара.

Нормы сопротивления изоляции для электрических цепей и установок

Нормативные показатели по допустимому сопротивлению изоляции у электроустановок вводятся отдельно для каждого электротехнического объекта отдельно. Требования к этому показателю существенно отличаются для таких типов оборудования, как:

  1. Силовой или сигнальный кабели, прокладываемые в различных условиях эксплуатации.
  2. Действующие промышленные электроустановки с рабочей проводкой.
  3. Бытовые приборы, имеющие внутреннюю разводку и оснащенные сетевым шнуром.

Основной показатель, из величины которого исходят при нормировании допустимого сопротивления изоляции – действующее в контролируемой цепи напряжение. Причем учитывается не только его абсолютное значение, но и тип питания (однофазное или трехфазное). Ниже приводится перечень некоторых электротехнических устройств и цепей с указанием соответствующего им нормы сопротивления изоляции:

  • кабельные проводки, расположенные на местностях и объектах без отклонений климатических условий от нормальных – 0,5 МОм;
  • стационарные электрические плиты –1 МОм;
  • щитовые с расположенными в них электропроводками и кабелями –1 МОм;
  • электротехнические приемники, работающие от напряжений до 50 Вольт – 0,3 МОм;
  • электромоторы и агрегаты с питающим напряжением 100-380 Вольт – не менее 0,5 МОм.

И, наконец, согласно ПУЭ для любых устройств, включаемых в электрические линии с действующим напряжением до 1 кВ, этот показатель не может быть менее 1 МОм. Определить, какое должно быть сопротивление защитной оболочки эксплуатируемого оборудования поможет изучение сопроводительной документации на конкретный образец.

Сопротивление изоляции: методы измерения и нормы

Измерительные приборы

Приборы для измерения сопротивления изоляции условно делятся на две группы. Это: щитовые измерители переменного тока и малогабаритные приборы (они переносятся вручную). Первые образцы применяются в комплекте с подвижными или стационарными установками, имеющими собственную нейтраль. Конструктивно они состоят из релейной и индикаторной частей и способны непрерывно работать в действующих сетях 220 или 380 Вольт.

Чаще всего замеры сопротивления изоляции электропроводки организуются и проводятся с использованием мобильных устройств, называемых мегаомметрами. В отличие от обычного омметра, это прибор предназначается для измерений особого класса, основанных на оценке состояния изоляции при воздействии на нее высокого напряжения.

Обратите внимание: Импульсные посылки амплитудой порядка 1-2 кВ генерируются самим же мегаомметром.

Известные модели этих приборов бывают аналоговыми и цифровыми. В первых из них для получения нужной величины испытательного напряжения используется механический принцип (как в «динамо-машине»). Специалисты нередко называют их «стрелочными», что объясняется наличием градуированной шкалы и измерительной головки со стрелкой.

Эти устройства достаточно надежны и просты в обращении, но на сегодня они морально устарели. Основное неудобство работы с ними состоит в значительном весе и больших габаритах. На смену им пришли современные цифровые измерители, в схеме которых предусмотрен мощный генератор, собранный на ШИМ контроллере и нескольких полевых транзисторах.

Такие модели в зависимости от конкретной конструкции способны работать как от сетевого адаптера, так и от автономного питания (один из вариантов – аккумуляторные батареи). Показания по измерению изоляции силовых кабелей в этих приборах выводятся на ЖК дисплей. Принцип их работы основан на сравнении проверяемого параметра и эталона, после которого полученные данные поступают в специальный блок (анализатор) и обрабатываются там.

Сопротивление изоляции: методы измерения и нормы

Цифровые приборы отличаются сравнительно небольшим весом и малыми размерами, что очень удобно при проведении полевых испытаний. Типичными представителями таких приборов являются популярные измерители Fluke 1507 (фото слева). Однако для работы с электронной схемой нужен определенный уровень квалификации, позволяющий подготовить прибор и получить при измерениях минимальную погрешность. Такой же подход потребуется и при обращении с импортным цифровым изделием под обозначением «1800 in».

Важно отметить, что проверять изоляцию кабельной продукции посредством обычных измерительных приборов не имеет смысла. Для этих целей не годится ни самый «продвинутый» мультиметр, ни любой другой подобный ему образец. С их помощью удастся провести лишь приблизительную оценку параметра, полученного с большим процентом погрешности.

Подготовка к измерениям

Подготовка к проведению испытаний изоляции сводится к выбору прибора, подходящего по своим характеристикам для заявленных целей, а также к организации схемы измерений. Наиболее подходящими для большинства случаев считаются следующие приборы:

  1. Мегаомметры типа М4100, имеющие до пяти модификаций.
  2. Измерители серии Ф 4100 (модели Ф4101, Ф4102, рассчитанные на пределы от 100 Вольт до одного киловольта).
  3. Приборы ЭС-0202/1Г (пределы 100, 250, 500 Вольт) и ЭС0202/2Г (0,5, 1,0 и 2,5 кВ).
  4. Цифровой прибор Fluke 1507 (пределы 50, 100, 250, 500, 1000 Вольт).

Измерение сопротивления изоляции мегаомметром

Несмотря на то, что мегаомметр считается профессиональным измерительным прибором, в некоторых случаях он может быть востребован и в быту. Например, когда необходимо проверить состояние электрической проводки. Использование мультиметра для этой цели не позволит получить необходимые данные, максимум, он способен — зафиксировать проблему, но не определить ее масштаб. Именно поэтому измерение сопротивления изоляции мегаомметром остается наиболее эффективным способ испытаний, подробно об этом рассказано в нашей статье.

Устройство и принцип работы мегаомметра

Старение изоляции электропроводки, как и любой электрической цепи, невозможно определить мультиметром. Собственно, даже при номинальном напряжении 0,4 кВ на силовом кабеле, ток утечки через микротрещины в изоляционном слое будет не настолько большой, чтобы его можно было зафиксировать штатными средствами. Не говоря уже про измерения сопротивления неповрежденной изоляции жил кабеля.

В таких случаях применяют специальные приборы – мегаомметры, измеряющие сопротивления изоляции между обмотками двигателя, жилами кабеля, и т.д. Принцип работы заключается в том, что на объект подается определенный уровень напряжения и измеряется номинальный ток. На основании этих двух величин производится расчет сопротивления согласно закону Ома для участка цепи ( I = U/R и R=U/I ).

Характерно, что в мегаомметрах для тестирования используется постоянный ток. Это связано с емкостным сопротивлением измеряемых объектов, которое будет пропускать переменный ток и тем самым вносить неточности в измерения.

Конструктивно модели мегаомметров принято разделять на два вида:

Электронный мегаомметр

  • Аналоговые (электромеханические) — мегаомметры старого образца.
  • Цифровые (электронные) – современные измерительные устройства.

Рассмотрим их особенности.

Электромеханический мегаомметр

Рассмотрим упрощенную электрическую схему мегаомметра и его основные элементы

 Упрощенная схема электромеханического мегаомметра

Обозначения:

  1. Ручной генератор постоянного тока, в качестве такового используется динамо-машина. Как правило, для получения заданного напряжения скорость вращения рукояти ручного генератора должна бить около двух оборотов в течение секунды.
  2. Аналоговый амперметр.
  3. Шкала амперметра, отградуированная под показания сопротивления, измеряемого в килоомах (кОм) и мегаомах (МОм). В основу калибровки положен закон Ома.
  4. Сопротивления.
  5. Переключатель измерений кОм/Мом.
  6. Зажимы (выходные клеммы) для подключения измерительных проводов. Где «З» – земля, «Л» – линия, «Э» – экран. Последний используется, когда необходимо проверить сопротивление относительно экрана кабеля.

Основное преимущество такой конструкции заключается в его автономности, благодаря использованию динамо-машины прибор не нуждается во внутреннем или внешнем источнике питания. К сожалению, у такого конструктивного исполнения имеется много слабых мест, а именно:

  • Чтобы отобразить точные данные для аналоговых приборов важно минимизировать фактор механического воздействия, то есть мегаомметр должен оставаться неподвижным. А этого трудно добиться, вращая ручку генератора.
  • На отображаемые данные влияет равномерность вращения динамо-машины.
  • Часто в процессе измерения приходится задействовать усилия двух человек. Причем один из них выполняет сугубо физическую работу, — вращает ручку генератора.
  • Основной недостаток аналоговой шкалы – ее нелинейность, что также негативно отражается на погрешности измерений.

Заметим, что в более поздних аналоговых мегаомметрах производители отказались от использования динамо-машины, заменив ее возможностью работы от встроенного или внешнего источника питания. Это позволило избавиться от характерных недостатков, помимо этого у таких устройств существенно увеличились функциональные возможности, в частности, расширился диапазон калибровки напряжения.

Что касается принципа работы, то он в аналоговых моделях остался неизменным и заключается в особой градации шкалы.

Электронный мегаомметр

Основное отличие цифровых мегаомметров заключается в применении современной микропроцессорной базы, что позволяет существенно расширить функциональность приборов. Для получения измерений достаточно задать исходные параметры, после чего выбрать режим диагностики. Результат будет выведен на информационное табло. Поскольку микропроцессор производит расчеты исходя из оперативных данных, то класс точности таких устройств существенно выше, чем у аналоговых мегаомметрах.

Отдельно следует упомянуть о компактности цифровых мегомметров и их многофункциональности, например, проверка устройств защитного отключения, замеры сопротивления заземления, петель фаза/ноль и т.д. Благодаря этому при помощи одного устройства можно провести комплексные испытания и все необходимые измерения.

Как правильно пользоваться мегаомметром?

Для проведения испытаний важно правильно выставить диапазоны измерений и уровень тестового напряжения. Проще всего это сделать, воспользовавшись специальными таблицами, где указываются параметры для различных тестируемых объектов. Пример такой таблицы приведен ниже.

Таблица 1. Соответствие уровня напряжения допустимому значению сопротивления изоляции.

Испытуемый объектУровень напряжения (В)Минимальное сопротивление изоляции (МОм)
Проверка электропроводки1000,00,5>
Бытовая электроплита1000,01,0>
РУ, Электрические щиты, линии электропередач1000,0-2500,01,0>
Электрооборудование с питанием до 50,0 вольт100,00,5 или более в зависимости от параметров, указанных техническом паспорте
Электрооборудование с номинальным напряжением до 100,0 вольт250,00,5 или более в зависимости от параметров, указанных техническом паспорте
Электрооборудование с питанием до 380,0 вольт500,0-1000,00,5 или более в зависимости от параметров, указанных техническом паспорте
Оборудование до 1000,0 В2500,00,5 или более в зависимости от параметров, указанных техническом паспорте

Перейдем к методике измерений.

Пошаговая инструкция измерения сопротивления изоляции мегаомметром

Несмотря на то, что пользоваться мегаомметром несложно, при испытаниях электроустановок необходимо придерживаться правил и определенного алгоритма действий. Для поиска дефектов изоляции генерируется высокий уровень напряжения, которое может представлять опасность для жизни человека. Требования ТБ при проведении испытаний будут рассмотрены отдельно, а пока речь пойдет о подготовительном этапе.

Подготовка к испытаниям

Перед началом тестирования электрической цепи, необходимо обесточить ее и снять подключенную нагрузку. Например, при проверке изоляции домашней проводки в квартирном щитке необходимо отключить все АВ, УЗО и диффавтоматы. Штепсельные соединения следует разомкнуть, то есть отключить электроприборы от розеток. Если проводится испытания линий освещения, то из всех осветительных приборов следует удалить источники света (лампы).

Следующее действие подготовительного этапа – установка переносного заземления. С его помощью убираются остаточные заряды в тестируемой цепи. Организовать переносное заземление несложно, для этого нам понадобиться многожильный проводник (обязательно медный), сечение которого не менее 2,0 мм 2 . Оба конца провода освобождаются от изоляции, потом один из них подключают на шину заземления электрощитка, а второй крепится к изоляционной штанге, за неимением последней можно использовать сухую деревянную палку.

Медный провод должен быть прикреплен к палке таким образом, что бы им можно было прикоснуться к токоведущим линиям измеряемой цепи.

Подключение прибора к испытуемой линии

Аналоговые и цифровые мегаомметры комплектуются 3-мя щупами, два обычные, подключаемые к гнездам «З» и «Л», и один с двумя наконечниками, для контакта «Э». Он применяется при испытании экранированных кабельных линий, которые в быту, практически, не используются.

Для тестирования однофазной бытовой проводки производим подключение одинарных щупов к соответствующим гнездам («земля» и «линия»). В зависимости от режима испытания зажимы-крокодилы присоединяем к тестируемым проводам:

Подключение мегаомметра

  • Каждый провод в кабеле тестируется относительно остальных жил, которые соединены вместе. Тестируемый провод подключается к гнезду «Л», остальные, соединенные вместе жилы к гнезду «З». Подобная схема подключения приведена на рисунке.

Если показатели отвечают норме, то на этом можно закончить испытания, в противном случае тестирование продолжается.

  • Каждый из проводов проверяется относительно земли.
  • Осуществляется проверка каждого провода относительно других жил.

Алгоритм испытаний

Рассмотрев все основные этапы можно перейти, непосредственно, к порядку действий:

  1. Подготовительный этап (полностью описан выше).
  2. Установка переносного заземления для снятия электрического заряда.
  3. На мегаомметре задается уровень напряжения, для бытовой проводки – 1000,0 вольт.
  4. В зависимости от ожидаемого результата выбирается диапазон измерения сопротивления.
  5. Проверка обесточенности тестируемого объекта, сделать это можно при помощи индикатора напряжения или мультиметра.
  6. Производится подключение специальных щупов-крокодилов измерительных проводов к линии.
  7. Отключение переносного заземления с тестируемого объекта.
  8. Осуществляется подача высокого напряжения. В электронных мегаомметрах для этого достаточно нажать кнопку «Тест», если используется аналоговый прибор, следует вращать ручку динамо-машинки с заданной скоростью.
  9. Считываем показания прибора. При необходимости данные заносятся в протокол измерений.
  10. Снимаем остаточное напряжение при помощи переносного заземления.
  11. Производим отключение измерительных щупов.

Чтобы измерить состояние других токоведущих проводников, описанная выше процедура повторяется, пока не будут проверены все элементы объекта, то есть речь идет об окончании замеров при испытании электрооборудования.

По итогам испытаний принимается решение о возможности эксплуатации электроустановки.

Правила безопасности при работе с мегаомметром

При испытаниях электрооборудования к работе с мегаомметром должен допускаться электротехнический персонал, у которого группа электробезопасности не ниже третьей. Даже если измерения производятся в быту, тем, кто намерен использовать мегаомметр следует ознакомиться с основными требованиями ТБ:

  • При тестировании следует использовать диэлектрические перчатки, к сожалению, данное требование часто игнорируется, что приводит к частым травмам.
  • Перед проведением испытаний, необходимо убрать посторонних лиц с тестируемого объекта, а также вывесить соответствующие предупреждающие плакаты.
  • При подключении щупов необходимо касаться их изолированных участков (рукоятей).
  • После каждого из измерений, следует не забывать подключать переносное заземление, прежде чем отключать контрольные кабели.
  • Измерения должны проводиться только при сухой изоляции, если ее влажность превышает допустимые пределы, испытания переносятся.

Проверка мегаомметром состояния изоляции Статья

От изоляции кабелей зависит надежность, безопасность и корректность работы электрических приборов, установок или линий. При этом надо учитывать, что со временем ее характеристики ухудшаются. Отсюда вывод: состояние изоляции нужно периодически контролировать. Для этого используются специальные приборы – мегаомметры.

Читайте также: Как пользоваться мегаомметром

Принцип проведения измерений

Мегаомметр позволяет измерить величину сопротивления изоляции. Для этого на его щупы подается напряжение и измеряется возникший электрический ток. Чтобы получить искомый результат, используется закон Ома:

где U – подаваемое на щупы напряжение,

I – измеренная сила тока.

Конструктивные особенности мегаомметров

Существуют разные модели мегаомметров, но все они включают в себя высоковольтный источник постоянного напряжения (генератор) и амперметр. Генератор выдает откалиброванное напряжение, величина которого выставляется заранее. По этой причине измерительную шкалу прибора можно сразу проградуировать в единицах измерения сопротивления, а не силы тока.

Виды мегаомметров

Можно выделить два основных вида приборов:

1. Мегаомметры, укомплектованные механическим генератором. Это приборы старого образца, в которых в качестве источника напряжения используются динамо-машины. Их нужно приводить в действие вручную с частотой примерно 2 об/сек. Они достаточно габаритные и тяжелые, но при этом не нуждаются в источнике питания. Такие приборы удобны своей автономностью.

Мегаомметр с механическим генератором

Так выглядит мегаомметр с механическим генератором

2. Мегаомметры, укомплектованные электронным преобразователем. Это приборы нового поколения. В них источник постоянного напряжения работает от встроенных аккумуляторов или блока питания. Такие устройства компактные и легкие, но их работоспособность зависит от источника питания.

Электронный мегаомметр

Так выглядит электронный мегаомметр

Меры безопасности при использовании мегаомметра

Мегаомметр подает на испытуемый образец высокое напряжение, поэтому при его использовании нужно соблюдать следующие меры безопасности:

  • Применять только те провода и щупы, которые предназначены для проведения измерений этим прибором.
  • Использовать мегаомметр, измерительные провода, щупы и зажимы без механических повреждений.
  • Обесточивать испытуемый образец.
  • Использовать переносное заземление. С его помощью снимается остаточный заряд с тестируемого объекта и устраняется опасность поражения током.
  • Применять диэлектрические перчатки.

Читайте также: Какие изолирующие электрозащитные средства используются в электроустановках?

Подготовка к проведению измерений

Подготовка к проведению измерений заключается в подключении щупов к мегаомметру. Чаще всего используются два из них. Они подключаются к гнездам «Л» (линия) и «З» (земля) прибора. В некоторых моделях они обозначаются «R+» и «R-». Третий щуп используется для проверки протяженных линий, на изоляции которых могут быть поверхностные токи, или для тестирования кабелей в экранирующей оплетке. Он комплектуется двумя наконечниками. Один подключается в гнездо «Э» (экран), второй – в гнездо «Л» («R+»).

Каким должно быть значение напряжения и сопротивления изоляции

Подаваемое на исследуемый объект напряжение и сопротивление изоляции должны соответствовать следующим значениям:

таблица.jpg

Проведение измерений

С помощью мегаомметра могут проводиться измерения двух видов. Главный принцип, который при этом используется, следующий: должно быть проверено качество изоляции каждого из проводов, входящих в состав кабеля.

Проверка замыкания на землю (пробой на землю)

Мы рассмотрим ее на примере высоковольтного силового кабеля. Для начала его необходимо обесточить. Затем к двум его жилам, которые не будут участвовать в тестировании, подключить переносное заземление. Один измерительный провод мегаомметра подключить к заземляющей шине электрощита, а второй – к тестируемой жиле. После этого подать напряжение на выводы мегаомметра и замерить сопротивление. Таким же образом проверить оставшиеся две жилы.

Контроль кабеля на пробой на землю

Так выполняется проверка кабеля на пробой на землю

Читайте также: Короткое замыкание: что это и как его предотвратить

Проверка взаимной изолированности жил кабеля

Проверку на вероятность короткого замыкания жил кабеля мы рассмотрим на примере низковольтного силового кабеля. Сначала, как и в предыдущем случае, необходимо его обесточить. Если линия протяженная, то после каждого измерения нужно коснуться переносным заземлением кончика каждого из проверенных проводов.

Для оценки состояния изоляции требуется подключить один измерительный провод мегаомметра к заземляющей жиле кабеля (на рисунке она обозначена РЕ), авторой конец поочередно подключать к оставшимся, каждый раз выполняя измерение величины сопротивления.

Контроль взаимной изолированности жил кабеля

Так проверяется состояние изоляции каждой из жил кабеля

После этого аналогичным образом поступить с нулевой жилой (N), подключив к ней один измерительный провод, а второй – поочередно ко всем оставшимся. Эти действия необходимо повторить для каждой жилы кабеля, перебрав все возможные сочетания.

Заключение

Приведенные выше приемы вполне можно использовать для проверки бытовых линий. Например, для оценки состояния изоляции проводов, подключенных к розетке, достаточно обесточить ее, затем один измерительный провод мегаомметра подключить к нолю розетки, второй – к фазе, после этого подать напряжение и выполнить замер. Если же к розетке подведено заземление, чтобы проверить все возможные сочетания, понадобится сделать три замера.

Кирилл Мантуров
Меня зовут Кирилл! А это мой блог про строительство и ремонт!Я простой работяга, больше 10 лет работаю на стройках. Люблю свою жену Людмилу и сына Олега! Всем мир! :)
Оцените автора
Блог РемСтрой-Про
Добавить комментарий