Сопротивление изоляции: методика измерения, используемые приборы, как провести, пошаговая инструкция

Напоследок

Регулярное и своевременное измерение сопротивления изоляции – главное условие надежной, безопасной и длительной эксплуатации всех электроприборов и электрических сетей. Проводить такие работы должны в обязательном порядке специалисты, имеющие большой опыт таких работ и соответствующие разрешительные документы.

Отправьте нам свой вопрос и менеджер ответит Вам в кратчайшие сроки

Измерение сопротивления изоляции электропроводки должно выполняться во время приемо-сдаточных работ; периодически, согласно нормам и установленным правилам, а также после проведения ремонтов сети освещения. При этом производится не только замер сопротивления изоляции между фазных и нулевых проводов, но и сопротивление изоляции между ними и проводником заземления.

Это позволяет вовремя диагностировать и устранять возможные повреждения изоляции, что снижает риск коротких замыканий и пожаров.

Что такое мегаомметр?

Прибор для замера сопротивления изоляции электропроводки называется мегаомметр. Принцип его действия основан на измерении токов утечки между двумя точками электрической цепи. Чем они выше, тем ниже сопротивление изоляции, и, соответственно, данная электроустановка требует повышенного внимания.

Итак:

На данный момент на рынке представлены мегаомметры двух основных типов. Приборы, работающие от встроенного в прибор генератора, и более современные мегаомметры с наличием аккумулятора.

По типоразмеру мегаомметры можно разделить на устройства с номинальным напряжением в 100В, 500В, 1000В и 2500В
. Самые маленькие мегаомметры применяются для испытания электроустановок до 50В.В зависимости от номинальных нагрузок для цепей напряжением до 660В обычно применяют устройства на 500 или 1000В. Для цепей напряжением до 3кВ — мегаомметры на 1000В, а для электроустановок и проводников большего напряжения приборы на 2500В.

Кто и когда имеет право производить замеры мегаомметром

Приборы замера сопротивления изоляции электропроводки имеют определенные требования по работе с ними. Так для самостоятельной работы мегаомметром в электроустановках до 1000В вам необходима третья группа допуска по электробезопастности.Итак:

Периодичность замеров сопротивления изоляции электропроводки определяется ПТЭЭП (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей) и для электропроводки осветительной сети составляет 1 раз в три года. Такие же нормы действуют для электропроводки офисных помещений и торговых павильонов.

Как работать с мегаомметром?

Для подключения к электрической сети прибор зaмерa сопротивления изоляции электропроводки имеет два вывода длиной до трех метров. Они дают возможность подключать прибор к электрической цепи.

Итак:

Перед применением мегаомметр должен быть проверен на работоспособность. Для этого сначала закорачиваем выводы прибора накоротко. Затем вращаем ручку генератора и проверяем наличие цепи по показаниям прибора. После этого изолируем выводы друг от друга и проверяем максимально возможные показания на приборе.
После этого приступаем непосредственно к замерам. Для замеров трехпроводной однофазной цепи последовательность операций должна быть следующей:
1. В сети освещения выкручиваем все лампы и отключаем все электроприборы от розеток.
2. После этого включаем все выключатели сети освещения.
3. Согласно ПБЭЭ (Правил безопасной эксплуатации электроустановок), все работы с мегаомметром должны выполняться в диэлектрических перчатках. Ведь напряжение на выводах прибора — минимум 500В, поэтому данным требованием не стоит пренебрегать.
4. Подключаем выводы к фазному и нулевому проводу сети освещения. Производим замер. Согласно ПТЭЭП, он должен показать значение не меньше 0,5 МОм.

После выполнения замера фазный провод следует разрядить, прежде чем прикасаться к нему. Вообще емкость проводников освещения не велика и этот пункт можно бы было опустить, но, в случае наличия в вашей сети больших индуктивных или емкостных сопротивлений, снятие заряда с проводника обязательно, ведь цена невыполнения этого действия, может быть очень велика. Кстати по этой же причине мы не измеряем коэффициент абсорбции изоляции.
Затем производим такие же замеры по отношению между фазным проводом и заземлением и нулевым проводом и заземлением. Во всех случаях показания должны быть выше 0,5МОм.

Если необходимо выполнить замер сопротивления изоляции трехфазной цепи, то последовательность операций такая же. Только количество замеров больше, ведь нам необходимо замерить изоляцию между всеми фазными проводниками, нулевым проводом и землей.

Правила работы с мегомметром

Для проведения специальных испытаний, организуемых с учётом требований к периодичности замеров сопротивления у изоляции электропроводки, применяются мегомметры с пределами замеров до нескольких Мегом.

При работе с этими приборами должны соблюдаться определённые правила, позволяющие избегать опасных ситуаций в обращении с высоковольтным оборудованием.

Последнее означает, что непосредственно перед началом замеров сопротивления следует проверить мегомметр на работоспособность. Для этого необходимо закоротить контрольные выводы прибора, а затем, вращая ручку встроенного в него генератора, убедиться в наличии короткого замыкания по отклонению стрелки прибора.

Вслед за тем следует разомкнуть концы измерительных шин и тем же способом проверить отсутствие отклонения, свидетельствующего об обрыве цепи.

При выполнении контрольных замеров должны быть приняты необходимые меры защиты от высоковольтного напряжения, позволяющие организовать проверку без повышенной опасности для испытателя.

С этой целью перед обследованием промышленных установок с помощью мегомметра со всех цепей, на которых должно замеряться сопротивление изоляции, в первую очередь необходимо снять рабочее напряжение.

И лишь после этого можно приступать к проверке изоляции между фазным, нулевым и заземляющим проводниками электрической цепи. Во всех указанных случаях показания прибора должны превышать 0,5 МОм.

Внимательное ознакомление с приведённым материалом позволит пользователю иметь представление о сроках и методах проведения испытаний. При этом всегда следует помнить о том, что подобными замерами занимаются специальные лаборатории, оснащённые высоковольтным оборудованием и располагающие штатом классных специалистов.

Возможные погрешности

Как и любой тестер, мультиметр не даёт абсолютно точных результатов. Наибольшее значение они принимают в приближении к пределам диапазона измерения прибора. Самые распространённые сложности связаны с определением низких сопротивлений. Возможные причины искажений:

Грязные контакты

Чтобы правильно произвести замер, важно убедиться, что тестируемый компонент не покрыт окислами и другими загрязнениями. Высокое сопротивление контактов не позволит измерить значение без искажений

Наведённые помехи. Если тестирование производится под влиянием внешних магнитных полей, возможны отклонения результатов от действительности. Для минимизации эффекта в таких условиях применяют щупы с короткими идеально экранированными проводами. Кроме того, явление температурной ЭДС из-за образования термопар в месте контактов разнородных металлов также может искажать результаты.

Чем измеряется сопротивление изоляции

Измерения проводятся мегаомметром. Мультиметр не подходит, в большинстве случаев.

Устройство имеет 3 основных части:

источник постоянного тока;
измерительную головку, работающую по принципу двух рамок — одной рабочей, другой противодействующей.
переключатель измеряемых пределов.

В составе также имеет токоограничивающие резисторы.

Корпус герметичен, состоит из диэлектрика, на нём расположены:

удобная транспортировочная ручка;
портативная рукоятка источника тока – генератора, которую надо крутить для генерации тока.
переключатель режимов измерений;
внешние клеммы, к которым подключаются соединительные провода. Обычно, их 3: З — земля, Э — экран, Л — линия.

Линия и земля применяются при любом тестировании сопротивлений относительно устройства заземления. Экранированный вывод используется, чтобы избавиться от воздействия токов из утечек, когда проводится измерение между параллельно идущими проводами в кабеле и остальных похожих токоведущих частях.

Для чего проверяют сопротивление изоляции кабеля?

Для чего вообще производят эти измерения? Ток у нас течет по проводнику, которым является медная или алюминиевая жила (или много жил). И между токопроводящей жилой и окружающей средой находится изоляция – пластмассовая, резиновая, ПВХ, бумажная, масляная.

Изоляция защищает жилу от соприкосновения с другой жилой, с окружающей средой, с человеком. Характеристикой качества изоляции, кроме прочих, является сопротивление изоляции. Эта характеристика измеряется в омах и их производных (кило, мега, гига).

Сопротивление – это величина обратная проводимости, то есть она показывает способность не пропускать электрический ток. Чем слабее изоляция, тем больше вероятность, что ток найдет путь и распространится из кабеля через токопроводящие поверхности и материалы. То есть произойдет пробой изоляции кабеля на поверхность какую-нибудь.

Изоляция может ухудшаться по следующим причинам:

старение изоляции в течении времени
увеличенная влажность
механические повреждения
воздействие агрессивной среды

Как определить межвитковое замыкание в двигателе

Добрая половина всех случаев неисправностей электродвигателей приходится на межвитковое замыкание. Межвитковым замыканием называется короткое замыкание между разными витками одной катушки или секции обмотки электрической машины. Причин межвитковых замыканий может быть несколько.

Причины межвитковых замыканий

Одна из причин межвиткового замыкания — перегрузка электродвигателя по току, когда нагрузка на двигатель в течение значительного промежутка времени превышает номинальную. В этом случае обмотка статора разогревается от чрезмерного тока настолько сильно, что изоляция в каком-то ее месте может разрушиться и способствовать короткому замыканию между соседними витками. Нормальный ток статора под нагрузкой всегда можно посмотреть в паспорте двигателя либо на информационном шильдике на его корпусе.

Перегрузка может случиться, например, из-за нештатного режима эксплуатации оборудования, приводимого в действие данным двигателем. Кроме того причиной токовой перегрузки может стать механическое повреждение непосредственно двигателя: заклинивание ротора, стопорение подшипников и т. д.

Не исключен также заводской брак обмотки, либо нарушение целостности изоляции во время ручной перемотки статора в кустарных условиях. При несоблюдении условий хранения или эксплуатации электродвигателя, случайно попавшая внутрь влага способна навредить изоляции и привести к межвитковому замыканию.

Так или иначе, какой бы ни оказалась причина межвиткового замыкания, с ним пострадавший двигатель нормально работать уже точно не сможет, либо проработает, но недолго. Поэтому при обнаружении симптомов межвиткового замыкания, следует незамедлительно начать его поиск с целью скорейшего устранения.

Как выявить межвитковое замыкание

Существует несколько простых проверенных способов выявить наличие межвиткового замыкания. Симптомом обычно является перегрев одной части статора по отношению ко всем остальным его частям. Если данное явление наблюдается, то двигатель необходимо остановить, если надо — снять с оборудования, и подвергнуть точной диагностике.

Прежде всего можно воспользоваться токовыми клещами. Достаточно по очереди измерить токи каждой из фаз обмотки статора, и если в одной из них ток существенно больше чем в остальных, то это — явный признак того, что место замыкания находится в соответствующей части обмотки. Предварительно необходимо убедиться, что напряжение на все выводы (между каждой парой из трех фаз) подается одинаковое, то есть проверить отсутствие перекоса фаз. Для этого пользуются вольтметром, поочередно измеряют напряжения на трех фазах.

Три части трехфазной обмотки следует прозвонить омметром. Сопротивления всех трех обмоток по-отдельности должны быть одинаковыми. Используемый прибор должен обладать достаточно высокой точностью, ведь если имеет место замыкание всего между двумя витками, то различие в сопротивлениях будет минимальным, и его невозможно будет различить если обмотка выполнена толстым проводом.

Наличие замыкания на корпус можно проверить при помощи мегаомметра. Для этого один щуп прибора прикладывается к корпусу двигателя, второй — поочередно к каждому из выводов обмоток. В исправном двигателе сопротивление на каждой из фаз должно быть значительным (смотрите — Как правильно пользоваться мегаомметром ).

Не будет лишним визуально рассмотреть обмотку статора. Чтобы это сделать, нужно будет снять с двигателя крышки, вытащить ротор и внимательно рассмотреть всю обмотку секция за секцией. Если замыкание есть, то подгоревшее место наверняка будет видно сразу.

Если у вас под рукой есть понижающий трехфазный трансформатор на напряжение в районе 40 вольт, то используйте его для проверки целостности статора. Выньте ротор, подключите трансформатор, включите его в сеть. Возьмите железный шарик от подшипника и запустите его в статор, немного ускорив щелчком пальца, так чтобы шарик начал бегать по кругу вслед за вращающимся магнитным полем, имитируя вращение ротора. В случае если шарик остановился и застрял на одном месте статора — значит в этом месте межвитковое замыкание.

Если нет шарика, возьмите пластину трансформаторной стали или железную линейку, приложите ее внутри к статору и перемещайте по кругу. В том месте где пластинка начнет заметно дребезжать — есть межвитковое замыкание. Если межвиткового замыкания нет, то пластинка будет везде примагничиваться к статору. Прежде чем использовать способ с шариком или с пластинкой, убедитесь, что двигатель питается от понижающего трансформатора, иначе можно получить поражение электрическим током.

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 ( 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:

Аналоговые (электромеханические) – мегаомметры старого образца. Аналоговый мегаомметр
Цифровые (электронные) – современные измерительные устройства. Электронный мегаомметр

Рассмотрим их особенности.

Электромеханический мегаомметр

Рассмотрим упрощенную электрическую схему мегаомметра и его основные элементы

Упрощенная схема электромеханического мегаомметра

Обозначения:

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.
Аналоговый амперметр.
Шкала амперметра, отградуированная под показания сопротивления, измеряемого в килоомах (кОм) и мегаомах (МОм). В основу калибровки положен закон Ома.
Сопротивления.
Переключатель измерений кОм/Мом.
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.

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.

Современная аналоговая модель мегаомметра Ф4102

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.

Периодичность замеров сопротивления изоляции электропроводки

В электроустановках, установленных снаружи и во взрывоопасных помещениях измерения должны проводиться 1 раз в год, а во всех остальных случаях – 1 раз в течение 3 лет. Сопротивление изоляции кабелей, установленных в кранах и лифтах, измеряется ежегодно. Такой же срок установлен и для электрических плит.

Измерения сопротивления в трехфазных сетях проводятся в той же последовательности, что и в однофазных. Единственным отличием является количество фаз, участвующих в замерах.

Замер сопротивления изоляции

Проверка и замеры сопротивления устройств молниезащиты

Измерение сопротивления изоляции кабелей

Сопротивление изоляции проводов и кабелей

Измерение сопротивления изоляции мегаомметром

Как проверить контур заземления

Прозвонка проводов – проверка целостности участка электрической цепи

Прозванивать провода мультиметром можно двумя способами, использование которых зависит от наличия в приборе звукового сигнала

Эта функция, если она есть, на разных приборах может включаться разными положениями переключателя – поэтому надо обращать внимание на значки, что нарисованы на корпусе прибора

Зуммер показан как точка, справа от которой нарисованы три полукруга, каждый из последующих больший предыдущего. Искать такой значок надо либо отдельно, либо над самой маленькой цифрой из сопротивлений, либо возле значка диода, который отображается как стрелка на линии, острым концом упирающаяся в еще одну, перпендикулярную первой, линию.

Наглядно про прозвонку проводов на видео:

Порядок прозвонки прост и интуитивно понятен – установить переключатель напротив значка зуммера и щупами коснуться концов проводника, который надо «прозвонить»:

Если провод целый, то мультиметр издаст звуковой сигнал.
Если провод целый, но из-за его длины сопротивление больше чем то, при котором срабатывает зуммер, то на дисплее отобразится цифра, показывающая его значение.
Если сопротивление значительно больше чем диапазон, на который рассчитан этот режим работы, то на дисплее отобразится единица – значит надо переставить переключатель на другой режим и повторить измерение.
Если целостность провода нарушена, то никакой индикации не произойдет.

Если для «прозвонки» проводников используется аналоговый мультиметр без звукового сигнала, то он выставляется на минимальный диапазон измерений – если при прикосновении щупов к проводу стрелка показывает значение стремящееся к нолю, значит провод целый. То же самое касается цифровых приборов без зуммера.

Перед тем, как проверить сопротивление проводников, сначала всегда надо выполнить тест самого устройства – прикоснуться щупами друг к другу. Также надо проверить как прибор реагирует на человеческое тело – у некоторых людей достаточно низкое сопротивление и если прижимать концы провода к щупам руками, то прибор может показать что проводник целый, даже если это не так.

Проведение измерений сопротивления и какие могут возникнуть нюансы

Щупы мультиметра подключаются в те же гнезда и в целом, измерение сопротивления выполняется практически так же, как и прозвонка проводов, но так как проверить при этом надо не просто целостность проводника, то у этого процесса есть некоторые особенности.

Выбор границ измерений. Когда измеряемое сопротивление хотя бы примерно известно, то регулятором выставляется ближайшее большее значение (если мультиметр не определяет его автоматически). Если сопротивление точно неизвестно, то стоит начать измерения с самого большого значения, постепенно переключая мультиметр на меньшее.

Когда нужна точность, то обязательно надо учитывать погрешности. К примеру, если есть на резисторе указано сопротивлением 1 кОм (1000 Ом), то во-первых надо учитывать допуски для его изготовления, которые составляют 10%. Как итог – реальные цифры могут быть в диапазоне от 900 до 1100 Ом. Во-вторых – если взять тот же резистор и выставить мультиметр на максимальное значение, к примеру 2000 kОм, то прибор может показать единицу, т.е. 1000 Ом. Если после этого перевести переключатель в положение 2 kОм, то вероятнее всего прибор покажет другую – более точную цифру, к примеру, 0,97 или 1,04.
Если надо проверить сопротивление детали, которая впаяна в плату, то как минимум один из ее выводов надо выпаивать. В противном случае прибор покажет неправильный результат, так как с высокой долей вероятности параллельно проверяемой детали на схеме есть другие проводники.

В ряде случаев надо учитывать переходное сопротивление контактов – даже чистый припой или ножки неиспользованных радиодеталей со временем может покрываться оксидной пленкой, поэтому место контакта желательно хотя бы минимально зачистить или процарапать концом щупа.

Как проверить сопротивление провода наглядно показано на видео:

https://youtube.com/watch?v=mL7XNOpDoRI

Сопротивление переменного резистора

Если с постоянным резистором все более-менее понятно — его сопротивление указывается на корпусе в виде обозначений или цветных полосок, — то с переменным резистором немного сложнее. Такие устройства используются в приборах, где нужно периодически изменять сопротивление элемента, например, при регулировке громкости звука.

Переменные резисторы имеют несколько выходов. Чтобы определить связь между ними, нужно конец черного щупа установить на 1 ножку, а красным поочередно касаться остальных. Там, где проводимости нет, мультиметр покажет 1. Если цифры на экране есть, соответственно, эта пара контактов одного из сопротивлений переменного резистора.

Далее определяется, какие отводы крайние, а какой промежуточный. Измеряется сопротивление каждой пары. Сумма внутренних значений должна быть равна сопротивлению на внешних контактах, то есть его номиналу.

Для проверки можно покрутить регулятор переменного резистора при подключенных к отводам щупах. Если сопротивление меняется, значит, один вывод крайний, второй — внутренний подвижный.

Сопротивление заземления

Для снижения напряжения прикосновения до безопасной величины в случае короткого замыкания используется заземлитель. Это устройство обладает небольшим сопротивлением, позволяющим электричеству через токопроводящие элементы перетекать в грунт

Отсюда и происходит название этой важной компоненты системы электробезопасности

Сопротивление заземления нормируется в зависимости от типа объекта и энергопотребления. Так в трехфазных сетях с напряжением 380 В оно не должно превышать 4 Ом, в однофазных на 220 В — 8 Ом.

Проверка работоспособности контура производится специальными измерителями параметров заземления — М-416, MRU-105, Мetrel и другими. В отличие от бытовых мультиметров они гораздо мощнее, имеют длинные щупы, используют в качестве источника питания батарейки, линии электропередач или встроенный генератор. Напряжение в цепи может достигать 1000 В. С помощью таких установок можно измерять сопротивление заземление, удельное сопротивление грунта, а также шаговое и контактное напряжение.

Для проведения работ понадобятся 2 штыря и комплект проводов. Предварительно нужно снять окислы с контактов заземлителя, для этого пригодится рашпиль или напильник.

Потенциальный электрод забивается на расстоянии 15 м от здания, токовый — 30 м, затем соединяются проводами с тестером по схеме. При касании щупом зачищенного контакта заземлителя прибор пропускает ток через электроды, определяет напряжение и силу тока. Он самостоятельно проводит вычисления и выдает показания в Омах.

Еще один способ, который позволяет найти сопротивление заземления, — измерение токовыми клещами. При этом не нужно использовать дополнительные провода и электроды или частично отключать заземлители при сложной схеме подключения. Провода просто охватываются разъемными щечками прибора, внутри которых расположены магнитопроводы. Прилегание проводников и контактов измерителя должно быть максимально плотным, чтобы снизить погрешности. После снятия показаний в одной точке сразу же можно переходить для работы в другое место.

Методика замера сопротивления изоляции кабеля