Текст
                    1.	Общие сведения об изоляции	 3
2.	Основные виды испытаний изоляции и назначение мегом¬
метра 	 5
3.	Принцип измерения омметром	 10
4.	Особенности измерения мегомметром	 14
5.	Устройство мегомметра	 15
6.	Нагрузочная характеристика мегомметра	 23
7.	Защита от поверхностных токов утечки	 25
8.	Технические данные мегомметров	 28
9.	Выбор типа мегомметра	 30
10.	Подготовка мегомметра к измерению	  32
11.	Условия безопасности измерения	32
12.	Присоединение мегомметра и производство измерений. • 33
13.	Определение коэффициента абсорбции	 36
14.	Измерение высокоомных сопротивлений	 38
15.	Эксплуатация мегомметров 		 39
Приложения	 42
Литература	 47


БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕРА Выпуск 86 Г. П. МИНИН МЕГОММЕТР Scan AAW ГОСУДАРСТВЕННОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКВА 1963 ЛЕНИНГРАД
Брошюра посвящена измерению сопро¬ тивления изоляции электрических устано¬ вок при помощи мегомметра. В ней приво¬ дятся краткие сведения об основных ви¬ дах испытаний изоляции, описывается принцип действия и устройство мегомметра, а также даны практические указания по его эксплуатации. Брошюра рассчитана на монтеров со средним образованием.
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗОЛЯЦИИ Нормальная работа электрических установок зави¬ сит от исправного состояния изоляции электрических цепей между собой и относительно земли (или корпуса оборудования). В процессе работы изоляция электрических цепей подвергается воздействию ряда факторов, приводящих с течением времени к ее старению, выражающемуся в снижении электрической и механической прочности изоляции. Основными причинами, вызывающими старение изо¬ ляции, прежде всего является нагревание током на¬ грузки и особенно сверхтоками — пусковыми токами дви¬ гателей, токами короткого замыкания и т. п. Динами¬ чески е усилия, возникающие вследствие изменения тока в процессе эксплуатационных переключений и глав¬ ным образом при возникновении сверхтоков, вызывают трещины, смещения и истирание изоляции. Постоянно воздействующее на изоляцию электрическое поле обусловливает ионизацию газовых включений, неизбеж¬ ных в Изоляции, например высоковольтных кабелей с вязкой пропиткой, обмоток высоковольтных машин и трансформаторов и т. п. Ионизация газов вызывает увеличение потерь энергии и, как следствие, постепен¬ ное разрушение изоляции. Перенапряжения, вызы¬ ваемые коммутационными операциями и особенно гро¬ зовыми явлениями, ослабляют изоляцию и при совокуп¬ ном воздействии других факторов могут привести к ее разрушению — пробою. Существенное влияние на срок службы изоляции ока¬ зывает и окружающая среда — температура воз¬ духа и особенно влажность, а также загрязнен¬ ность среды пылью и агрессивными газами. Это особен¬ но относится к изоляции, состоящей в основном из во¬ локнистых органических материалов, характеризующей¬ 3
ся значительной влагопоглощаемостью вследствие пориа стости. Проникновение влаги резко ухудшает диэлектриче¬ ские свойства изоляции и вызывает необходимость ее сушки. Контроль за состоянием изоляции является одним из главных вопросов эксплуатации электроустановок. Для анализа поведения изоляции под воздействием прило¬ Рис. 1. Схема замещения изоляции. Ci—-геометрическая емкость; С2—абсорбционная емкость; /?!—сопротивление изоляции; ₽2—сопротивление, потери в котором вызываются абсорб¬ ционными токами. женного к ней напряжения ее представляют некоторой эквива¬ лентной электрической схемой или так называемой схемой заме¬ щения (рис. 1), которая состоит из трех параллельно включенных цепей. Первая цепь состоит из кон¬ денсатора Сь емкость которого определяется геометрическими размерами изоляции электриче¬ ских цепей и их расположением относительно земли (корпуса) и называется геометрической емкостью, она называется также емкостью мгновенной по¬ ляризации. Через эту емкость проходит ток /г. Вторая цепь состоит из конденсатора С2, включенного последовательно с активным сопротивлением /?2, и имитирует составляющую потерь в диэлектрике, возни¬ кающих только под воздействием приложенного к изо¬ ляции переменного напряжения. Величина /?2 в основ¬ ном зависит от строения изоляции, ее однородности и диэлектрических качеств. Она тем меньше, чем менее однородна изоляция (наличие расслоений, посторонних включений, капилляров и т. п.). Конденсатор С2 называется абсорбционной емкостью1 или емкостью медленной поляризации. Через эту цепь проходит ток 7абс. 1 В диэлектрике конденсатора под действием напряжения абсорбируется (поглощается) электрическая энергия. Физически по¬ явление абсорбционных токов объясняется перераспределением на¬ пряжений между частичными емкостями изоляции, образованными разнородными слоями и неоднородностью изоляции в процессе ее за¬ ряда и разряда [Л. 1]. 4
Если к этой цепи будет приложено постоянное на¬ пряжение, то конденсатор С2 зарядится не мгновенно, а за время, зависящее от произведения /?2С2=т, имею¬ щего размерность времени и называемого постоянной времени. Чем лучше диэлектрические свойства изоля¬ ции, тем больше величина /?2 и тем больше будет время заряда конденсатора С2. Эти обе емкости должны учитываться при эксплуа¬ тации, так как отключенное высоковольтное оборудова¬ ние сохраняет заряд конденсаторов С\ и С2, представ¬ ляющий опасность для персонала. При разряде обору¬ дования конденсатор G разряжается мгновенно, а С2— постепенно в зависимости от значения т. Поэтому, раз¬ ряжая объект путем его заземления, необходимо зазем¬ ляющий проводник держать присоединенным к токове¬ дущим частям объекта 2 мин и более в зависимости от мощности объекта. Третья цепь состоит из активного сопротив¬ ления /?ь определяющего потери и сопротивление изо¬ ляции постоянному току и ток сквозной проводимости изоляции /скв (ток утечки изоляции). Ток сквозной проводимости пропорцио¬ нален площади изоляции и обратно пропорционален ее толщине. С увеличением влажности изоляции ток прово¬ димости возрастает. Приведенная схема замещения изоляции дает воз¬ можность объяснить характер прохождения тока через изоляцию под воздействием приложенного постоянного напряжения в зависимости от времени приложения на¬ пряжения и состояния изоляции, а также установить методику профилактических испытаний. 2. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ИСПЫТАНИИ ИЗОЛЯЦИИ И НАЗНАЧЕНИЕ МЕГОММЕТРА На рис. 2 приведены характеристики /?Из=/(0» а так- же Из характеристик видно, что в первый мо¬ мент времени t\ приложения постоянного напряжения от генератора с малым внутренним сопротивлением между токоведущими частями испытуемого объекта, являю¬ щимися обкладкой конденсатора, и землей, возникает мгновенный импульс зарядного тока /г. 5
Величина этого импульса определяется только актив¬ ным сопротивлением цепи (индуктивностью цепи можно пренебречь), так как в первый момент после включения любой конденсатор в цепи ведет себя как коротко¬ замкнутый. При малом сопротивлении цепи импульс зарядного тока по величине приближается к току корот¬ Рис. 2. Зависимость величины сопротивления изоляции от времени приложения напря¬ жения. /г—ток заряда геометрической емкости; /абс ~ абсорбционный ток; /скв—ток сквозной проводи¬ мости;' /?из—сопротивление изоля¬ ции. кого замыкания. В последующий момент происходит заряд абсорбцион¬ ной емкости С2, причем ток за¬ ряда (ток абсорбции /абс) спа¬ дает примерно по экспоненци¬ альной кривой, определяемой постоянной времени цепи т= = С2/?2. Постоянная времени опре¬ деляет скорость спада кривой: через промежуток времени, равный т, зарядный ток всегда будет составлять 36,8% на¬ чального значения, а через вре¬ мя, равное Зт,— всего 5%, т. е. практически процесс заряда заканчивается. На рис. 2 в мо¬ мент времени /2—^i = 3t ток в цепи будет определяться только сопротивлением Это сопротивление называется сопротивлением изоляции и является одним из основных критериев при ее оценке. Так как времена спа¬ да абсорбционного тока для разных объектов могут значительно различаться, то измерение сопротивления изоляции должно производиться через некоторый про¬ межуток времени после приложения напряжения (вклю¬ чения), в течение которого абсорбционный ток спадет до нуля. Сопротивление, измеренное сразу после включе¬ ния, всегда будет меньше за счет прохождения в изме¬ ряемой цепи абсорбционных токов. Если источник тока имеет большое внутреннее со¬ противление /?вн, то заряд геометрической емкости (если и она имеет большую величину) происходит не мгновен¬ но, а в течение некоторого времени, определяемого по¬ стоянной времени Ti = Ci/?Bh. 6
В этом случае максимальный импульс зарядного тока в первый момент определится как / = [7//?вн, далее спада- т и ющии по экспоненте до значения /Скв= ъ—। ~р~ > где Авн“Г А| /Скв— ТОК сквозной проводимости. Рис. 3. Зависимость зарядного тока гео¬ метрической емкости от времени прило¬ жения напряжения (без учета токов абсорбции). /?вн —внутреннее сопротивление источника тока; /^ — сопротивление изоляции; Cj —геометриче¬ ская емкость; /г — ток заряда геометрической емкости; /окв — ток сквозной проводимости. На рис. 3 показана зависимость зарядного тока гео¬ метрической емкости от времени без учета токов абсорб¬ ции. Необходимо отметить, что спад тока в этом случае определяется внутренним сопротивлением источника то¬ ка, а не состоянием изоляции. Если принять /?вн=1 Мом и емкость объекта Ci = = 1 мкф, то постоянная времени будет равна: т = 1.10М.10-в = 1 сек и, следовательно, заряд геометрической емкости закон¬ чится примерно за 3 сек. Далее спад тока будет опре¬ деляться только током абсорбции. Величина сопротивления изоляции зависит от тем¬ пературы изоляции и с повышением температуры резко уменьшается. Принимают, что сопротивление изо¬ ляции изменяется в зависимости от температуры по экспоненциальному закону. На рис. 4 приведена пример¬ 7
ная зависимость /?Из=/(^°С) для обмоток трансформа¬ торов напряжением до 35 кв, мощностью менее ЮОООква. Если сопротивления изоляции одного и того же объекта измерены при разных температурах обмоток, то резуль¬ таты для возможности сопоставления должны быть при¬ ведены к одной температуре (см. ниже). При подведении к изоляции напряжения переменного тока в цепи будет проходить ток, опережающий прило- женное напряжение. Актив- Рис. 4. Зависимость сопротивле¬ ния изоляции от температуры обмоток, принимаемая для трансформаторов до 35 кв 10 000 ква. ше увлажнена изоляция, ная составляющая тока определяется сопротивле¬ ниями /?1 и /?2 (рис. 1), ре¬ активная — емкостным со¬ противлением конденсато¬ ров Ci и С2. Отношение активной со¬ ставляющей тока /а к реак¬ тивной /р называется тан¬ генсом угла потерьи обозначается tg б. Тангенс угла потерь не зависит от геометрических размеров объекта измерений и может быть нормирован для само¬ го различного электрообору¬ дования (от втулок до мощ¬ ных трансформаторов и ге¬ нераторов). Установлено,что чем боль¬ ше значение tg б, тем боль- тем ниже ее диэлектрические качества. Тангенс угла потерь является одним из основ¬ ных критериев при оценке качества изоляции в цепях переменного тока. Следует отметить, что сопротивление изоляции с по¬ мощью переменного тока не измеряют, так как прово¬ димости геометрической емкости и емкости абсорбции крупных объектов намного больше активной проводи¬ мости изоляции и поэтому шунтируют ее. Если приложенное к изоляции напряжение повышать, то при некоторых значениях напряжения, различных для постоянного и переменного тока, произойдет пробой или перекрытие изоляции, 8
На рис. 5 показана примерная зависимость сопротив¬ ления волокнистой изоляции и тока сквозной проводи¬ мости от величины приложенного напряжения. Как вид¬ но из рисунка, значение сопротивления изоляции в не¬ которых пределах (до испытательных значений) практи¬ чески не зависит от величины приложенного напряже¬ ния и ток сквозной проводимости пропорционален на¬ пряжению. При некотором значении напряжения, обыч- Рис. 5. Зависимость сопротивления изоляции и тока сквозной проводи¬ мости от величины приложенного на¬ пряжения. ОД—рабочее напряжение; ОВ—испытатель¬ ное напряжение; ОС — критическое напряже¬ ние; OD—напряжение пробоя. но большем испытательного и называемым критиче¬ ским 17кРит (точка С), активизируется процесс иониза¬ ции, ток проводимости увеличивается непропорциональ¬ но напряжению, сопротивление изоляции резко падает и при дальнейшем повышении напряжения до t/проб (точ¬ ка D) изоляция разрушается. Происходит ионизацион¬ ный пробой, характерный для состарившейся волокни¬ стой изоляции. Испытание изоляции повышенным против рабочего напряжением определяет электрическую прочность изо¬ ляции и является одним из основных видов испытания изоляции. Таким образом, основными видами испытания элек¬ трической изоляции являются: а) измерение сопротивления изоляции; 2 Мегомметр. 9
б) определение тангенса угла потерь; в) испытание электрической прочности изоляций. В настоящей брошюре рассматривается только изме¬ рение сопротивления изоляции на постоянном токе при помощи специального прибора — мегомметра. Мегом¬ метр состоит из автономного источника постоянного тока и измерительной схемы, рассчитанной на измерение вы¬ соких значений сопротивления, и представляет собой переносный портативный прибор. Название прибор получил от производной единицы электрического сопротивления — мегом (Мом). 1 Мом = = 1 000 кеш—106 ом. Сопротивление изоляции высоко¬ вольтных аппаратов составляет сотни и тысячи мегом; сопротивление низковольтных установок бывает и по¬ рядка долей мегома. Мегомметр является наиболее мас¬ совым переносным прибором, применяемым при эксплуа¬ тации как электроустановок с напряжением выше 1 000 в, так и электроустановок с напряжением ниже 1 000 в. 3. ПРИНЦИП ИЗМЕРЕНИЯ ОММЕТРОМ Сопротивление Rx может быть измерено при помощи амперметра и вольтметра (рис. 6,а). Согласно закону Ома Если напряжение U поддерживать постоянным, то где К — постоянный коэффициент. В этом случае амперметр, включенный последова¬ тельно с измеряемым сопротивлением, может быть от¬ градуирован непосредственно в омах. Этот принцип измерения применен в простейших омметрах (последо¬ вательная схема омметра), но показания омметров за¬ висят от колебаний напряжения. Для исключения влияния колебаний напряжения источника питания вместо амперметра и вольтметра можно применить один прибор, измеряющий отноше¬ 10
ние токов и называемый лопометром. Действительно, напряжение, измеряемое вольтметром, можно предста¬ вить как U = IVRV, где Iv— ток в цепи вольтметра; Rv — внутреннее сопротивление вольтаметра. Тогда Г) U lyRy 1у ДГ /р Ах —— -у- l\ j у *x *х 1х *х где К — постоянный коэффициент, a Iv/Ix— отношение токов, проходящих через вольтметр и измеряемое сопро¬ тивление. Рис. 6. Принципиальная схема омметра по последовательной схеме. G—источник постоянного тока; V — измерительная рамка цепи напряжения; Л— измерительная рамка цепи тока; — добавочное сопротивление в цепи на¬ пряжения; 4- 7?а—ограничивающие сопротивления в цепи тока; 7?х— измеряемое сопротивление. Нетрудно видеть, что результат измерений в этом случае не будет зависеть (в определенных пределах) от колебаний напряжения питания, потому что при изменениях напряжения оба тока Iv и 1Х изменяются пропорционально, а их отношение сохраняется неизменным. На рис. 6,6 показана принципиальная схема омметра по последовательной схеме, в которой применен логометр. При измерении сопротивления Rx логометр измеряет от¬ ношение токов, равное К = + = f (Rx\ где -[- R2 = const — постоянные сопротивления, ограничи¬ 2* П
вающие ток в последовательной цепи при замыкании за¬ жимов накоротко. Если Rx = 0, то K^- = Rl-[-R2, чему соответствует •* X начало отсчета по шкале. Если Rx = oo (цепь разомкнута), то /х = 0, чему соот¬ ветствует конечная отметка шкалы. Такие омметры назы¬ ваются омметрами с бесконечным пределом отношения. При измерении относительно малых сопротивлений применяется омметр по схеме параллельного включения измеряемого сопротивленйя. Принципиальная схема такого омметра с логометром показана на рис. 7. Для этой схемы зависимость K^-=f (/?х) определится, •*х R исходя из соотношений U = IR2-{-I D * *р и(/—lx)Rx= Al “Г Ах = /х/?и Решая эти уравнения, получим: где 7?! — сопротивление в последовательной цепи лого¬ метра; R2 — ограничивающее сопротивление; I — общий ток от источника питания; /х — ток в последовательной цепи логометра (но не в цепи измеряемого сопротивления); 1Ъ — ток в параллельной цепи логометра. Если Rx = оо, то + R*- *х При /?х = 0 /х=0 (зажимы закорочены). Если R2 = Q, то всегда ^- = RX, т. е. измерение не- 'х возможно. Магнитоэлектрический логометр для постоянного то¬ ка состоит из магнитной системы и двух рамок, жестко скрепленных между собой под определенным углом (рис. 8). Одна рамка (рабочая) включается в цепь тока последовательно, другая (противодействующая), после¬ довательно соединенная с добавочным сопротивлением, включается как вольтметр на питающее напряжение. 12
Обе рамки помещены в зазоре между магнитными полюсами, имеющими специальный профиль. Вращающий момент, создаваемый каждой рамкой от воздействия тока, проходящего в рамке, с магнитным Рис. 7. Принципиаль¬ ная схема омметра по параллельной схеме. Рис. 8. Схема логометра с крестообразными катуш¬ ками. полем, создаваемым постоянным магнитом, пропорционален произ¬ ведению тока на индукцию в точ¬ ках расположения рамок в зазо¬ ре между полюсами. Направле¬ ние момента вращения каждой рамки зависит от направления тока в ней и определяется по из¬ вестному правилу левой руки. Обе рамки логометра соеди¬ няются так, чтобы моменты вра¬ щения их были направлены в противоположные стороны (см. стрелки на рис. 8). При равенстве М—постоянный магнит; N, S — полюсные наконечники специального профиля; С— цилиндрический сердечник; Мд, ~ противополож¬ ные моменты вращения, создаваемые взаимодействием токов, проходящих в рамках с магнитным потоком; /?ж> Rv—измеряемое и добавоч¬ ное сопротивления. моментов подвижная система логометра будет находиться в покое. При этом будем иметь: где 1Х и — токи, проходящие в рамках; Bi и В2— индукции в зазоре при равновесии; ki и k2— постоянные коэффициенты. Если бы зазор между магнитными полюсами был радиальным и магнитное поле в зазоре равномерно, то индукция в любой точке зазора была бы постоянной. 13
Тогда положение равновесия подвижной системы было бы возможным только для одного случая, когда &i/x = =1&2^. Но так как при измерении Iv ’постоянно (не зави¬ сит от измеряемого сопротивления), а 1Х непосредствен¬ но зависит от измеряемой величины, то для получения равновесия подвижной системы при широком диапазоне изменений 1Х необходимо, чтобы т. е. чтобы маг¬ нитное поле в зазоре между полюсами было неравно¬ мерным. Это достигается за счет специального профиля полюсных наконечников или сердечника. Для того что¬ бы моменты рамок зависели только от токов, токопод¬ воды к ним выполняются в виде безмоментных лен¬ точек. Каждому положению стрелки логометра на шкале соответствует определенная величина сопротивления, что дает возможность градуировать шкалу непосредственно в омах, килоомах или мегомах. 4. ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ МЕГОММЕТРОМ Изоляция, как уже отмечалось выше, имеет очень высокие значения сопротивления. Поэтому измеритель¬ ный прибор, измеряющий токи или отношение токов, должен быть очень чувствительным, а напряжение источ¬ ника тока должно быть возможно большим. Например, при измерении сопротивления 100 Мом и напряжении источника тока 1 000 в ток в цепи будет равен /Иэм = 1 1 оо • 101 * * * * 6 * В 0 Ю мка. Так как повышение чувствительности измерителя в переносном эксплуатационном приборе возможно до известного предела, определяемого конструктивными соображениями, то ’повышение предела измерения со¬ противления осуществлено только за счет повышения напряжения источника питания. Таким образом, переносный измеритель сопротивле¬ ния изоляции — мегомметр должен состоять из чувстви¬ тельного логометрического измерителя и автономного источника постоянного тока повышенного напряжения. В качестве источника тока в мегомметрах применяют обычно небольшие генераторы постоянного тока с руч¬ ным приводов. 14
Напряжение на зажимах генератора зависит от ско¬ рости вращения якоря, а при ручном приводе неизбеж¬ ны колебания скорости вращения якоря и, следователь¬ но, колебания напряжения. При измерении сопротивления объекта с небольшой емкостью эти колебания напряжения практически не влияют на результат измерения. Однако если объект измерения обладает большой емкостью (протяженная кабельная линия, обмотка генератора и т. п.), то коле¬ бания напряжения, вызванные изменениями скорости якоря, вызовут колебания стрелки логометра и сделают невозможным измерение. Колебания стрелкй объясняют¬ ся зарядно-разрядными токами емкости объекта, прохо¬ дящими через токовую рамку логометра в сторону источ¬ ника тока при уменьшении напряжения генератора и в сторону объекта при повышении напряжения. Для исключения таких колебаний привод генератора снабжается центробежным регулятором скорости. Если ручка привода вращается с номинальной скоростью или немного превышающей номинальную, регулятор всту¬ пает в действие и поддерживает практически неизмен¬ ными скорость якоря и, следовательно, напряжение гене¬ ратора. 5. УСТРОЙСТВО МЕГОММЕТРА На рис. 9 изображена принципиальная электрическая схема наиболее распространенного мегомметра типа Ml 101, имеющего два предела измерения. Как видно из схемы, противодействующая рамка логометра вклю¬ чена последовательно с добавочными сопротивления¬ ми Гз и /*4 на полное напряжение генератора постоянного тока Г. Рабочая (токовая) рамка включена в цепь генератора последовательно с ограничивающими сопро¬ тивлениями Г\ и г2. Величины этих сопротивлений под¬ бирают так, чтобы при номинальной скорости вращения якоря и при короткозамкнутых зажимах мегомметра Л и 3 стрелка логометра устанавливалась на нулевой от¬ метке шкалы большего предела измерения. На большем пределе измерений (MQ) замкнуты контакты 2 и 3 пере¬ ключателя пределов П. При этом образуется последо¬ вательная цепь: зажим Л, контакты переключателя 2-5, сопротивление гь рабочая рамка логометра, генератор, 15
сопротивление Гг й зажим 3. Измеряемое сопротивление включается последовательно в цепь между зажима* ми Л и 3. При разомкнутых зажимах Л и 3 и при номиналь* ной скорости вращения привода генератора стрелка логометра должна установиться на конечную отметку Рис. 9. Принципиальная схема мегомметра M110L G-Ня—ограничивающие сопротивления в цепи тока; Гз4“г4—добавочные сопротивления в цепи напряже¬ ния; Г—генератор постоянного тока; И—измери¬ тель, логометр; П — переключатель пределов из¬ мерения; 3, Л, Э—зажимы .земля*, .линия*, .экран*. шкалы — бесконечность (оо). При замыкании зажи¬ мов Л и 3 накоротко и номинальной скорости стрелка логометра должна установиться на начальную отметку шкалы — нуль. Дополнительный зажим Э внутри прибора исполь¬ зуется при измерениях с экранированием от токов уте¬ чек, о чем будет сказано в § 14. На меньшем пределе измерения (/(Q) замкнуты кон¬ такты 3-4 и 1-2 переключателя пределов П. При этом 16
'о £
образуется параллельная цепь: плюс генератора, рабо¬ чая рамка, сопротивление гь контакты 3-4, сопротивле¬ ние г2, минус генератора. Одновременно зажим Л кон¬ тактами 1-2 присоединяется к плюсу генератора. Изме¬ ряемое сопротивление оказывается подключенным па¬ раллельно сопротивлениям п+г2 (параллельная схема омметра, см. § 3). В этом случае при разомкнутых зажимах Л и 3 стрелка должна установиться на отметку шкалы — нуль большего предела изменения, что соответствует беско¬ нечности для меньшего предела измерения. Это свойство используется для текущей проверки исправности мегомметра (см. ниже § 10). На рис. 10,а показано устройство генератора по¬ стоянного тока с приводным механизмом мегомметра Ml 101. Генератор состоит из цилиндрической многовит- ковой катушки 7, помещенной в магнитопровод 6 с пла¬ стинчатыми полюсами 6', загнутыми внутрь цилиндри¬ ческого отверстия катушки. Ротор 5 представляет собой восьмиполюсный постоянный магнит, приводимый во вращение ручкой 1 через зубчатую передачу 2. На рис. 10,6 показана схема прохождения магнит¬ ного потока в статоре генератора. При каждом повороте ротора на V8 оборота направление магнитного потока, пересекающего обмотку статора, изменяется на обрат¬ ное, так как полярность магнита при этом изменяется, вследствие чего в обмотке статора индуктируется пере¬ менное напряжение, которое выпрямляется коллекто¬ ром 8. Центробежный регулятор 4 при повышении ско¬ рости сверх нормальной под действием раздвигающихся грузов выдвигает ротор-магнит из статора. При этом магнитное сцепление обмотки и индуктированное на¬ пряжение в ней уменьшаются. В случае снижения скорости ниже нормальной цен¬ тробежный регулятор прекращает свое действие и на¬ пряжение генератора понижается. Если понижение ско¬ рости не превышает 20% номинальной, то показания логометра не выходят за пределы допустимой точности (соответственно классу точности). Схема регулятора показана на рис. 10,в. Общий вид логометра показан на рис. И,а, а по¬ движная часть — рабочая и противодействующая рамки, жестко скрепленные под углом 90°, — на рис. 11,6. Фор- 18
ма полюсных йакбйёчнйкбй и воздушного зазора, 6 ко¬ тором перемещаются рамки, иллюстрируется рис. 11,в. Шкала мегомметра Ml 101 500 в изображена на рис. 12. Внешний вид мегомметра показан на рис. 13. 1955 « 0 00000 тип MII0I Рис. 12. Шкала мегомметра Ml 101. Принципиальная схема трехпредельного мегомметра МС-06 дана на рис. 14. Генератор постоянного тока со¬ стоит из ротора с обмоткой и коллектором по типу ма¬ шин постоянного тока, вращающегося в магнитном по¬ ле, мощных постоянных магнитов из никель-алюминие- Рис. 13. Внешний вид мегомметра Ml 101. 20
Рис. 14. Принципиальная схема мегомметра МС-06. 1 — большая рамка, ~ 800 ом; 2 — дополни¬ тельная обмотка малой рамки, ~ 1 000 ом;3 — малая рамка; л-111 111 ом; г2=10 101 ом; г»=999 000 ом; п=750 000 ом; С=0,125 мкф. Рис. 15. Кинематическая схема привода; генератора мегомметра МС-06. /—постоянный магнит; 2—якорь генератора; 3—центробежный регулятор; 4—собачка; 5—храповое колесо; 6—коллектор.
вого сплава («альни)». Для сглаживания пульсаций вы¬ прямленного коллектором тока на зажимы генератора включен конденсатор С. Устройство логометра конструктивно несколько от¬ личается от описанного выше. Кроме того, противо¬ действующая рамка имеет дополнительную обмотку, ко- Рис. 17. Внешний вид мегомметра МС-06. торая включена последовательно в цепь рабочей рамки и служит для получения более равномерной начальной части шкалы. 22
На валу якоря расположен центробежный регуля¬ тор скорости, воздействующий на фрикционное сцепле¬ ние привода с якорем. Кинематическая схема привода генератора приведена на рис. 15. Переключение пределов измерения достигается пу- тем шунтирования сопротивлением Г\ или Гг рабочей рамки (токовой катушки) совместно с ограничивающим сопротивлением Гз. Измерительная цепь и зажим Л экра¬ нированы; экранировка соединена с зажимом Эйс полюсом генератора со стороны рабочей рамки лого¬ метра. Шкала мегомметра МС-06 изображена на рис. 16. Внешний вид мегомметра показан на рис. 17. 6. НАГРУЗОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕГОММЕТРА Внутреннее сопротивление мегомметров, как прави¬ ло, велико и находится в зависимости от напряжения в пределах от долей до единиц мегом. Это объясняется необходимостью предохранить измерительный механизм от механической и электрической перегрузки при вне¬ запных коротких замыканиях на зажимах мегомметра. Поэтому напряжение на зажимах мегомметра сильно зависит от величины измеряемого сопротивления. Типо¬ вая нагрузочная характеристика, т. е. зависимость на¬ пряжения на зажимах мегомметра от величины измеряе¬ 23
мого сопротивления, для мегомметров серии Ml 101 при¬ ведена на рис. 18. По горизонтальной оси в логарифмическом масшта¬ бе 1 отложены величины измеряемых сопротивлений Rx в процентах от максимального значения рабочей части шкалы. По вертикальной оси отложено напряжение на зажимах мегомметра, также в процентах. Кривая А соответствует пределу измерения Мй; кривая Б —пределу измерения Кй. 5? 0,2 0~5 12 3 4 10 20 50 100 300 5001000, п* 10 03)1 0.02 0,05 0,10,203 0^1 2 3 *5 10 30 50 100^=100 Рис. 19. Нагрузочная характеристика мегомметра МС-06. Из кривой А видно, что при измерении относительно малых сопротивлений, т. е. когда измерение производит¬ ся в начальной части шкалы логометра, напряжение на зажимах мегомметра значительно ниже номинального. Так, например, при измерении сопротивления 1 Мом мегомметром Ml 101 1 000 в напряжение на его зажимах составляет немного более половины номинального. По¬ путно отметим, что внутреннее сопротивление мегоммет¬ ра может быть определено по нагрузочной характери¬ 1 Логарифмическим масштабом пользуются в тех случаях, когда на небольшом по размерам графике нужно изобразить весьма боль¬ шие величины, причем необходим четкий отсчет, начиная с самого начала. 24
стике: если напряжение на измеряемом сопротивлении равно половине номинального напряжения холостого хода, то внутреннее сопротивление мегомметра равно измеряемому сопротивлению (измерение напряжения на зажимах мегомметра должно производиться электроста¬ тическим вольтметром). Для мегомметров серии Ml 101 внутреннее сопротив¬ ление для основного предела измерения в зависимости от номинального напряжения равно: для напряжения 100 в — 100 ком для напряжения 500 в— 0,5 Мом для напряжения 1000 в— 1,0 Мом Нагрузочная характеристика мегомметра МС-06 2 500 в приведена на рис. 19. Для того чтобы не чертить трех характеристик, соответствующих трем пределам измерения, на рис. 19 для горизонтальной оси даны три масштаба. Тем или иным масштабом пользуются, смотря по тому, на каком пределе производятся измерения. Внутреннее сопротивление мегомметра МС-06 в за¬ висимости от предела измерения равно: Предел измерения Делитель шкалы Внутреннее сопротивление 100 Мом п = 100 10 ком 1 000 „ п=10 100 „ 10 000 . п = 1 1 Мом 7. ЗАЩИТА ОТ ПОВЕРХНОСТНЫХ ТОКОВ УТЕЧКИ При измерении сопротивления изоляции через токо¬ вую рамку логометра проходит не только ток сквозной проводимости /скв, характеризующий величину измеряе¬ мого сопротивления Rx (см. § 1 и рис. 20,а), но и по¬ верхностный ток утечки /ут. Однако если сопротивление утечки значительно больше измеряемого сопротивления, то утечка не может заметно (повлиять на результаты из¬ мерения и ею пренебрегают. Иначе обстоит дело, когда приходится измерять очень большие сопротивления. В этом случае соизмеримые с ними сопротивления утечки могут существенно зани¬ зить результаты измерения. Иными словами, мегомметр покажет меньше, чем следует. 3 Мегомметр. 25
Для того чтобы избежать неправильных измерений, мегомметры, рассчитанные на измерение больших со¬ противлений, снабжают третьим зажимом Э («экран»), соединяемым с тем же выводом генератора, с которым соединена токовая рамка логометра. Измерительный механизм, внутреннюю проводку мегомметра, включая добавочные сопротивления и выводной зажим Л, поме¬ щают в металлический экран, также соединяемый с за¬ жимом Э. Рис. 20. Принципиальная схема измерения изоляции кабеля с применением защитного кольца и экрана. На рис. 20,6 приведена принципиальная схема изме¬ рения сопротивления изоляции кабеля при помощи ме¬ гомметра с экранным зажимом поясняющая принцип защиты от воздействия на измеритель поверхностных токов утечки. К зажиму Э мегомметра подсоединяют металличе¬ ский бандаж из оголенного проводника (защитное коль¬ цо), наложенный на изоляцию кабеля со стороны торца: бандаж служит для «перехвата» токов утечки по поверх¬ ности. Как видно из схемы, основная часть 1Х рабочего тока (тока сквозной проводимости /Скв) проходит через токо¬ вую рамку логометра Л. Ток утечки по поверхности определяемый поверхностным сопротивлением изоля- 1 На рис. 20 экранировка внутренних цепей мегомметра не по¬ казана.
ции R' между зажимами 5 и 3, замыкается только че¬ рез цепь генератора Г, минуя измеритель. Этот ток, не внося непосредственно погрешности в измерение, допол¬ нительно нагружает генератор, и если R' невелико, то снижает напряжение на зажимах генератора за счет увеличения внутреннего падения напряжения (см. выше рис. 18 и 19). Часть рабочего тока Г' замыкается на зажим Э по поверхности торца изоляции с сопротивлением R" кабе¬ ля между зажимами Л и Э и минует измеритель. Это приводит к завышению результатов измерения, так как U 1х-1” U Для того чтобы дополнительная погрешность измере¬ ния в этом случае не превышала допустимой, стандар- (Z) & В) Рис. 21. Схема измерения сопротивления изоля¬ ции цепей, шунтирующих сопротивления изоля¬ ции Rx. том на мегомметры с пределом измерения 300 Мом и бо¬ лее (ГОСТ 8036-60) регламентированы сопротивления путей утечек поверхностных токов между зажимами Э-3 и Э-Л. Согласно указанному стандарту при измерении со¬ противления изоляции, подключенной к зажимам Л-3, сопротивления, обусловливающие поверхностные токи утечек между зажимами Э-3 и Э-Л, не должны быть меньше 0,01 от конечного значения рабочей части шкалы мегомметра. Так, например, для мегомметра МС-06 с пределом измерения 10 000 Мом и конечным значением рабочей части шкалы 1 000 Мом минимальное значение сопро¬ тивлений между зажимами Э-3 и Э-Л составляет 3* 27
0,01 • 1 000= 10 Мом, а для мегомметра Ml 101 1 000 в — соответственно 0,01-200 = 2 Мом. Для того чтобы быть уверенным в ’правильности ре¬ зультатов измерения, рекомендуется после измерения со¬ противления Rx тем же мегомметром без использования зажима Э измерить сопротивления R' и R". Схемы изме¬ рения /?х, R' и R" приведены на рис. 21,а, б и в соот¬ ветственно. 8. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ МЕГОММЕТРОВ Согласно ГОСТ 8038-60 на омметры для мегомметров установлены следующие номинальные напряжения при разомкнутых зажимах: 1, 10, 100, 250, 500, 1 000, 2 500, 5 000 и 10 000 в. При этом номинальная скорость вращения рукоятки встроенного генератора установлена 120 об!мин. 28
Ё настоящее время наша промышленность выпускает для целей энергетики мегомметры с номинальным на¬ пряжением 100, 500, 1 000 и 2 500 в. Мегомметры Ml 101 выпускают с номинальным на¬ пряжением холостого хода 100 в (предел измерения О 0 мя 2 (g5— Земля Линия Рис. 23. Принципиальная схема мегомметра М503. 100 Мож), 500 в (500 Мом) и 1 000 в (1 000 Мом). Ме¬ гомметры на 2 500 в выпускаются нашей промышлен¬ ностью с обозначением МС-06. Кроме обычных мегомметров постоянного тока, наша промышленность выпускает мегомметры с теми же пре¬ делами измерения специального выполнения (искробез¬ опасные), в которых для предотвращения искрения 29
ЁМёсТо коллектора применяются селеновые выпрямители. Схема такого мегомметра Ml 102 дана на рис. 22. Выпускаются также мегомметры с питанием от сети переменного тока, в которых генератор заменен повы¬ шающим трансформатором и селеновым выпрямителем. Схема такого мегомметра М503 показана на рис. 23. Такие мегомметры весьма удобны при снятии абсорб¬ ционных кривых изоляции, о чем будет сказано ниже в § 13. Однако их недостатком является потеря авто¬ номности, т. е. необходимость питания от сети. Технические данные наиболее распространенных ме¬ гомметров приведены в таблице. Обозначе¬ ние мегом¬ метра Напряжение на разомкнутых за¬ жимах, в Предел изме¬ рения Рабочая часть шкалы Погрешность, % к длине шкалы Длина шкалы, мм Время успокоения стрелки, сек М1101/1 юо±ю% Ы00 Мом 0,01— 20 Мом ±1,0 80 4 2-200 ком 0,1— 200 ком Ml 101/2 500±10% 1 -500 Мом 0,05—100 Мом + 1,0 80 4 2-1 000 ком 0,5— 1 000 ком Ml 101/3 1 000 ±10% 1-1 000 Мом 0,2 — 200 Мом ±1,0 80 4 2-1 000 ком 0,5 — 1 000 ком Ml 102 500±10% 1 -500 Мом 0,2—200 Мом ±1,0 83 4 2-1 000 ком 1 — 1 000 ком МС-06 2 500 ±20% 1-10 000 Мом 1 — 1 000 Мом 105 4 2-1 000 Мом 0,1 —100 Мом ±1,5 3-100 Мом 0,01—10 Мом 9. ВЫБОР ТИПА МЕГОММЕТРА Выбор типа мегомметра зависит от параметров изме¬ ряемого объекта и производится как по пределу измере¬ ния, так и по номинальному напряжению. Как указывалось выше (см. рис. б), сопротивление изоляции практически не зависит от величины прило¬ женного напряжения в довольно широких пределах. По¬ этому результаты измерений не зависят от номинального напряжения мегомметра; но точность измерения будет 30
наибольшей для того мегомметра, показания которого лежат в средней части рабочей шкалы. Однако всегда надо выбирать более высокое напря¬ жение мегомметра, что дает возможность одновременно при измерении сопротивления изоляции выявить воз¬ можные грубые дефекты изоляции L При этом надо убедиться, что номинальное напряжение мегомметра ни¬ же испытательного напряжения объекта (с тем чтобы исключить при измерении возможность пробоя изо¬ ляции). Как правило, в электроустановках с напряжением выше 1 000 в, и особенно для установок 35—НО—2'20 кв и Дополни¬ тельная погреш¬ ность от изменения скорости на ±20%, % Рабочий диапазон темпера¬ тур, ° С Пульсация выпрям¬ ленного напряже¬ ния ^макс Ucp Вес, кг Габаритные размеры, мм Источник тока Устройство для выпрямления тока ±1,0 -25-++60 1,5 3,6 195X130X150 Вращаю¬ щийся ге¬ нератор Вращаю¬ щийся кол¬ лектор и щетки ±1,0 -25-++60 1,5 3,6 195X130X150 То же То же ±1,0 —20-++60 1,5 3,6 195X130X150 а я • • ±0,5 —20-++50 1,5 6 235X170 X210 а а Селеновый выпрями¬ тель ±0,75 —25+-+60 ю% 13,5 335X225X200 » ” Вращаю¬ щийся коллектор и щетки выше, применяются мегомметры с номинальным напря¬ жением 2 500 в МС-06, имеющие предел измерения до 10 000 Мом. Для установок 3—6—10—35 кв могут применяться также мегомметры Ml 101 1 000 в с пре- 1 Из выгрузочных характеристик мегомметров (рис. 18 и 19) видно, что чем меньше сопротивление испытуемой изоляции, тем меньшее напряжение остается на зажимах мегомметра и, следова¬ тельно, тем труднее выявить дефектную изоляцию. Причиной рез¬ кого снижения напряжения на зажимах мегомметра является его большое внутреннее сопротивление. Поэтому всегда целесообразней применять мегомметр с относительно малым внутренним сопротив¬ лением. 31
делом измерения 1 000 Мом. В установках ниже 1 000 в обычно применяются мегомметры Ml 101 1 000 или 500 в. 10. ПОДГОТОВКА МЕГОММЕТРА К ИЗМЕРЕНИЮ Перед измерением на месте должна быть проверена исправность мегомметра L Для этого мегомметр уста¬ навливают в горизонтальное положение, зажимы Л и 3 замыкают накоротко, вращают ручку привода генера¬ тора со скоростью 120 об!мин и проверяют совпадение стрелки с нулевой отметкой. Затем при разомкнутых за¬ жимах вращают рукоятку привода генератора с той же скоростью. При этом стрелка измерителя должна уста¬ новиться на отметку оо. Можно допустить несовпадение стрелки 'измерителя с конечными отметками шкалы до ± 1 мм, но такой мегомметр при первой возможности нужно направить на проверку. Соединительные провода должны иметь необходимую длину и хорошую изоляцию. Наиболее удобны гибкие провода марки ПВЛ («магнето»). Провода в оплетке применять не следует, так как они легко увлажняются. Желательно располагать ’проводники на весу, чтобы ис¬ ключить шунтирующее действие сопротивления изоляции соединительных проводников на измеряемое сопротив¬ ление. Поверхность мегомметра должна быть сухой и чистой. 11. УСЛОВИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ Перед тем как подсоединить провода к объекту из¬ мерения, необходимо убедиться в выполнении всех тре¬ бований техники безопасности по подготовке рабочего места и, в частности: а) напряжение с установки должно быть снято со всех сторон и приняты меры против подачи напряжения на объект1 2; 1 Стрелка совершенно исправного мегомметра, пока он не при¬ соединен и пока рукоятку не вращают, может занимать какое угод¬ но положение, так как у логометра нет пружин, устанавливающих стрелку на нуль (см. выше § 5). 2 Если при присоединении (мегомметра его стрелка отклоняется, значит, на установке имеется напряжение. 32
б) при измерении изоляции линии (кабельной или воздушной) с двусторонним питанием должны быть при¬ няты меры, исключающие подачу напряжения с противо¬ положной стороны; в) установка должна быть разряжена от емкостного тока с соблюдением правил безопасности (защитные за¬ земления и закоротки на время измерений снимаются). Во избежание поражения индуктированным напря¬ жением запрещается измерение мегомметром: на воз¬ душной двухцепной линии передачи напряжением выше 1 000 в, если одна цепь находится под напряжением, а также на одноцепной линии, если она хотя бы на не¬ большом расстоянии расположена параллельно с рабо¬ тающей линией напряжением выше 1 000 в. Запрещены измерения мегомметром на воздушных линиях электропередачи во время грозы и при ее при¬ ближении. В установках с напряжением выше 1 000 вив рас¬ пределительных устройствах, на распределительных щи¬ тах и магистральных шинопроводах напряжением до 1 000 в измерения мегомметром должны выполняться двумя лицами, допускаемыми к работе в соответствии с действующими Правилами техники безопасности. 12. ПРИСОЕДИНЕНИЕ МЕГОММЕТРА И ПРОИЗВОДСТВО ИЗМЕРЕНИЙ Схемы присоединения мегомметра для различных случаев измерения приведены на рис. 24. Измерение сопротивления изоляции в установках до I 000 в обычно производится без применения экранного зажима. При измерении рукоятку привода мегомметра вра¬ щают равномерно со скоростью около 120 об[мин (луч¬ ше с несколько большей скоростью для уверенности в ра¬ боте регулятора скорости) и в определенный момент от¬ считывают по шкале показания стрелки измерителя. Для исключения больших колебаний напряжения, возможных при недостаточно равномерном вращении рукоятки мегомметра, и вызванных этим колебаний стрелки (особенно при объектах с большой емкостью), а также для облегчения труда оператора иногда для мегомметра МС-06 применяют вместо ручного привода 33
специальный привод Г1М-89, сочленяемый с рукояткой привода мегомметра. Электропривод состоит из двига¬ теля переменного тока, редуктора, дросселя и панели с зажимами, размещенными на плате. Размеры привода 420 «230 *210 мм. В качестве двигателя применен одно¬ фазный синхронный двигатель ДО-50 127/220 в. Рис. 24. Схемы присоединения мегомметра. а—измерение сопротивления изоляции обмоток низковольтного двигателя относительно земли (корпуса) мегомметром Ml 101 без использования экранирующего зажима; б —измерение сопротив¬ ления изоляции между фазами двигателя; в — измерение сопро¬ тивления изоляции жил высоковольтного кабеля относительно земли мегомметром МС-06 с экранированием токов утечки по по¬ верхности изоляции; г—измерение сопротивления изоляции между жилами высоковольтного кабеля. Как отмечалось выше, показание мегомметра в пер¬ вые секунды вращения рукоятки почти всегда меньше установившегося показания за счет токов заряда гео¬ метрической и абсорбционной емкостей (см. § 1). По¬ этому условились при измерении сопротивления изоля¬ ции принимать показания мегомметра через 60 сек после приложения напряжения (практически от начала вра¬ щения рукоятки мегомметра). При этом считают, что абсорбционный ток в основном уже прекратился. Изме¬ ренное в этом случае сопротивление обозначают /?е(Л При испытании объектов с малой емкостью (линейные изоляторы, короткие участки сети и т. д.) можно пре- 34
небречь абсорбционными токами и производить один от¬ счет через 15 сек после начала вращения рукоятки ме¬ гомметра. В некоторых случаях (см. ниже § 13) сопротивление необходимо измерять дважды. Перед повторным изме¬ рением изоляция испытуемой обмотки должна быть раз¬ ряжена, иначе неизбежна большая погрешность в сто¬ рону завышения. Разряд должен производиться путем соединения с землей токонесущей части испытуемого объекта продолжительностью не менее 2 мин, а лучше в течение большего времени. Как отмечалось выше, сопротивление изоляции зави¬ сит от температуры обмотки и с увеличением темпера¬ туры резко уменьшается. Для приближенных пересче¬ тов принимают, что сопротивление изоляции меняется примерно в 2 раза на каждые 20° С изменения темпера¬ туры. На рис. 4 была показана примерная зависимость /?из=’/(^° С), построенная по данным минимально допу¬ стимых значений сопротивления изоляции для транс¬ форматоров мощностью до 10 000 ква и напряжением до 35 кв [Л. 3]. Оценка состояния изоляции всегда производится пу¬ тем сравнения результатов данного измерения с преды¬ дущим. Если эти измерения производились при различ¬ ных температурах, то для сопоставления результатов необходимо оба значения сопротивления изоляции при¬ вести к одной температуре. Для трансформаторов пере¬ счет может быть произведен при помощи коэффициента, значение которого в зависимости от разности темпера¬ тур обмоток обоих измерений берется из графика рис. 25 [Л. 2]. Пусть, например, по данным заводских испытаний трансформатора сопротивление изоляции обмотки выс¬ шего напряжения относительно бака, соединенного с об¬ моткой низшего напряжения, измеренное через 1 мин^ #бо" = 45О Мом при / = 61° С. Измерение, произведенное на месте во время монтажа при / = 21° С, дало /?бо„ = = 2 000 Мом, Разница температур 61—21 =40°С, чему соответ¬ ствует К=5 (см. стрелку на рис. 25). Пользуясь най¬ денным коэффициентом, приводят результаты заводских измерений к температуре 21° С, получая 1/?6о" = 45О • 5 = =2 250 Мом. При монтаже допускается снижение со¬ 35
противления изоляции по сравнению с заводскими дан¬ ными до 70%. Поэтому при / = 21° С допустимое значе¬ ние сопротивления изоляции равно 0,7 • 2 250= 1 575 Мом. Для каждого генератора желательно иметь заранее снятую зависимость ЛИз=/(/°С), что позволяет приво- Рис. 25. График для определения коэф¬ фициента пересчета R60 по температу¬ ре. Стрелкой показано определение ко¬ эффициента К для разности темпера¬ тур Д/ = 40° С. дить результаты измерений при разных температурах к одной температуре. При измерении сопротивления изоляции сетей темпе¬ ратуру обычно не учитывают. 13. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА АБСОРБЦИИ Одним из показателей состояния изоляции электри¬ ческих машин и трансформаторов, и главным образом степени ее увлажнения, является коэффициент аб¬ сорбции, равный отношению суммы тока абсорбции и тока сквозной проводимости к току сквозной проводимо¬ сти. Установлено, что абсорбционный ток практически не зависит от влажности изоляции, в то время как ток сквоз¬ ной проводимости с увеличением влажности возрастает. 36
Поэтому, если ток сквозной проводимости влажной изоляции /'скв больше тока сквозной проводимости су¬ хой ИЗОЛЯЦИИ /скв, Т. е. /'скв>/скв, ТО где Лбе — ток абсорбции (в какой-то момент). Следовательно, для увлажненной изоляции коэффи¬ циент абсорбции всегда меньше, что дает возможность по .величине этого коэффициента оценивать влажность изоляции. Принято коэффициент абсорбции всегда определять как отношение двух значений сопротивления изоляции, полученных при измерении через 60 сек и через 15 сек после приложения напряжения, т. е. —. При этом #15 принимается, что заряд геометрической емкости завер¬ шается за время, меньшее 15 сек. Коэффициент абсорбции практически не зависит от размеров и мощности объекта, что дает возможность его нормировать. Низшее допустимое значение коэффициен¬ та абсорбции для синхронных машин, крупных асин¬ хронных двигателей и трансформаторов, не требующих #60 сушки, принимается —тт > 1,3 при температуре обмо- #15 ток +10.4-+30° С. При неувлажненной изоляции коэффициент абсорб¬ ции может достигать значений 2—3 и более. Весьма удобно применять для определения коэффи¬ циента абсорбции мегомметры, у которых вместо вра¬ щающегося генератора постоянного тока установлен стабилизированный выпрямитель переменного тока с пи¬ танием от сети. Как выше указывалось, промышленность начала выпускать такие мегомметры, например М 503 (см. § 8). Выпрямительные приставки к обычным мегомметрам для перевода их на питание от сети переменного тока изготавливают для своих нужд отдельные предприятия и энергосистемы. Имеются разработки мегомметров с питанием от сети переменного тока через хорошо ста¬ билизированный выпрямитель высокого напряжения спе¬ 37
циально для определения коэффициента абсорбции вы¬ соковольтного оборудования. В целях удобства измере¬ ний в такие мегомметры встраиваются электронные ре¬ ле времени с выдержкой времени 15 и 60. сек, фиксирую¬ щие моменты замеров T?"i5 и /?"6о (см. Приложение 2). Мегомметры с питанием от сети относительно легко (по сравнению с мегомметрами, имеющими встроенный генератор) могут быть выполнены на 5 000 в и выше. 14. ИЗМЕРЕНИЕ ВЫСОКООМНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ Любой мегомметр может быть использован для изме¬ рения высокоомных сопротивлений, например радиосо¬ противлений. Измеряемое сопротивление подключается к зажи¬ мам Л и 3; зажим Э не используется. Вращая рукоятку мегомметра с нормальной ско¬ ростью, производят отсчет величины сопротивления по шкале. Предел измерения выбирается в зависимости от величины измеряемого сопротивления. Выбирая мегом¬ метры, необходимо оценивать мощность, выделяемую в измеряемом сопротивлении, с тем чтобы она не превы¬ шала номинальную. Мощность, выделяемая в сопротивлении, равна: где Ux.x— номинальное напряжение мегомметра при ра¬ зомкнутых зажимах, я; #вн — внутреннее сопротивление мегомметра (см. § 6) для выбранного предела измерения, ом\ Rx — измеряемое сопротивление (по номинальному значению), ом. Рассмотрим пример. Необходимо выбрать мегомметр по номинальному напряжению для проверки радиосо¬ противления типа ВС1 * с номинальным значением со¬ противления 1 Мом. Если взять мегомметр МС-06 * При маркировке радиосопротивлений цифры обозначают ве¬ личину рассеиваемой (максимально допустимой) мощности, вт, на¬ пример, сопротивления ВС-0,5, ВС-1, ВС-2. 38
2500 в с пределом измерения 100 Мом, то мощность, выделяемая в измеряемом сопротивлении, будет равна: п / 2 500 \2 те с Р (1O4 + 1O6J ’10 — Такая мощность чрезмерна, и сопротивление может сго¬ реть. Если же выбрать мегомметр Ml 101 500 в с преде¬ лом измерения 500 Мом (рабочая часть 0,05—100 Мом), то р— ( 1 ^0 \2- in® 0 3 вт И \0,8.106 + ДО6] Ш и’6 вт* 15. ЭКСПЛУАТАЦИЯ МЕГОММЕТРОВ Условия эксплуатации. Мегомметр является массовым прибором, применяемым в различных условиях эксплуа¬ тации, часто тяжелых по воздействию окружающей сре¬ ды (влажность, температура, запыленность и т. п.) и механическим воздействием (тряска, вибрации, толчки). Согласно ГОСТ 8038-60 переносные мегомметры со встроенным генератором должны быть тряскоустойчи¬ выми и предназначены для работы и в неотапливаемых помещениях. Температурный рабочий диапазон для мег¬ омметров установлен от —30 до + 40° С при относи¬ тельной влажности до 90% (при +30° С). Тем не менее длительная нормальная работа мегомметра зависит главным образом от правильного и бережного обраще¬ ния с ним. Не надо забывать, что мегомметр содержит чувствительный измеритель, подвижная часть которого на кернах вращается в агатовых подпятниках. Сильные механические толчки и сотрясения губитель¬ но отзываются на «ходовой части» измерителя — прибор начинает «затирать», стрелка при проверке не устанав¬ ливается на отметках «нуль» и «бесконечность», показа¬ ния мегомметра при измерении становятся неточными. Поэтому мегомметр надо содержать в чистоте, оберегать от толчков, ударов и падений (не надо забывать, что пластмассовый корпус мегомметров Ml 101 хрупок). Перед измерением мегомметр необходимо устанавли¬ вать горизонтально на твердое основание, что уменьшает погрешность от недостаточной уравновешенности по¬ движного элемента измерителя. Если при проверке от¬ клонение стрелки мегомметра от отметки «бесконеч¬ 39
ность» {при разомкнутых зажимах Л и 3), а также от отметки «нуль» (при замкнутых накоротко зажимах Л и 3) превышает величину допустимой основной погреш¬ ности, то мегомметр должен быть направлен на про¬ верку. Проверка мегомметров. Основная погрешность 1 мег¬ омметра выражается в процентах от длины рабочей части шкалы и определяет класс точности мегомметра. Переносные мегомметры со встроенным генератором вы¬ пускаются классов точности 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Проверка мегомметров должна производиться перио¬ дически не реже 1 раза в 2 года. Проверку производят путем измерения точных (образцовых) сопротивлений. Класс точности образцовых сопротивлений должен быть не менее чем в 2,5 раза выше класса проверяемого мег¬ омметра. Так, например, для проверки мегомметра класса точности 2,5 необходимо иметь образцовые со¬ противления класса 1,0, т. е. сопротивления с погреш¬ ностью не выше ±1,0%. Нашей промышленностью выпускаются: высокоомные образцовые магазины сопротивлений класса 0,1, напри¬ мер МСВ-40 ступенями по 0,1 Мом до 1 Мом, магази¬ ны Р 315 класса 1,5 ступенями через 10 ком до 10 Мом, а также МСМ-70 10 МомХАЪ, класс 0,2, 1 Л1сшХ 10, класс 0^1 и 0,1 МомХ 10, класс 0,1. При отсутствии образцовых сопротивлений для гру¬ бой проверки можно применять набор высокоомных радиосопротивлений, например типа ВС-2. В этом слу¬ чае необходимо все сопротивления, входящие в набор, тщательно подобрать по номиналу путем измерения их на заведомо исправном мегомметре. Весьма желательно в наборе иметь хотя бы одно образцовое сопротивление, лежащее по величине в рабочей части шкалы поверяе¬ мых мегомметров. При проверке за основную погрешность принимается наибольшая разность между показаниями прибора и значением образцового сопротивления, полученная по результатам трех измерений на поверяемой отметке шка- бы без учета знака погрешности. При этом скорость вращения рукоятки мегомметра должна составлять 1 Основная погрешность определяется при нормальных услови¬ ях работы прибора, оговоренных в стандарте на приборы. 40
120 об/мин, мегомметр должен быть установлен строго горизонтально при температуре окружающего воздуха в пределах +154-+ 25° С. После ремонта мегомметра необходимо „проверить напряжение на разомкнутых зажимах при номинальной скорости вращения. Это напряжение не должно отли¬ чаться от номинального больше чем на +20%. Измере¬ ние должно производиться электростатическим вольтметром, практически не потребляющим мощности при измерении на постоянном токе, с соответствующим пределом измерения (например типа С95 с пределами измерения 1000 или 3 000 в). Желательно также проверить работу центробежного регулятора (см. § 5). Согласно ГОСТ 8038-60 допускает¬ ся изменение напряжения на выходных зажимах мегом¬ метра до +10% при увеличении скорости вращения ру¬ коятки на 20% по сравнению с номинальной. В приложении 1 приведены технические данные дета¬ лей мегомметров серий Ml 101, Ml 102 и М503, которые могут быть полезными при ремонтах.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ДЕТАЛЕЙ МЕГОММЕТРОВ, ИЗГОТОВЛЯЕМЫХ ЗАВОДОМ «ТОЧЭЛЕКТРОПРИБОРэ I. Мегомметры серии Ml 101 1. Сопротивления, ком, ±10% (см. рис. 9) Обозначения мегомметра Г1 Гз г< Тип сопротивления М1101/1 47,0 47,0 15,0 15,0 ВС-0,5 М1101/2 220,0 220,0 82,0 82,0 ВС-2 М1101/3 470,0 470,0 270,0 270,0 ВС-2 2. Данные обмоток рамок логометра Обозначение мегомметра Противо де йствующая (большая) рамка Рабочая (малая) рамка М1101/1 1 М1101/2 1 Ml 101/3 J 1 000 витков; медь ПЭЛ 0 0,04 мм\ 920 4-1 300 ом То же 220 витков; медь ПЭЛ 0 0,04 мм\ 160 4-200 ом 380 витков; медь ПЭЛ 0 0,04 мм', 260 4-360 ом 3. Данные катушек генератора Ml 101/1 М1101/2 М1101/3 3 000 витков, медь ПЭЛ 0 0,23 мм, 2004-250 ом 16 000 витков, медь ПЭЛ 0 0,08 мм, 9 000-F10 700 ом 34 000 витков, медь ПЭЛ 0 0,06 мм, 34 0004-42 000 ом
II. Мегомметры серий Ml 102 1. Сопротивления, ком, ±10% (см. рис. 22) г. г2 Гз Г4 Тип сопротивления 430,0 430,0 240,0 240,0 ВС-2 2. Данные обмоток рамок логометра Такие же, как у логометра типа Ml 101/3 (каркас противодей ствующей рамки имеет перфорации). 3. Данные катушки генератора 6 700 витков, манганин ПЭМС или ПЭВММ 0 0,1 мм (в начале обмотки), плюс 9 300 витков, медь ПЭЛ 0 0,08 мм (сверх обмотки из манганина, соединение обмоток последовательное), всего 16 000 витков; общее сопротивление катушки 78 000±10 000 ом. 4. Выпрямители Селеновые столбы АВС-6-720, всего 4 столба (по одному в плече); III. Мегомметры М503 /. Сопротивления, ком, ±10% (см. рис. 23) г. Гз Г< Тип сопротивления 220,0 220,0 82,0 82,0 ВС-2 2. Данные обмоток рамок логометра Такие же, как у логометра типов Ml 101/1 и Ml 101/2. 3. Данные обмоток трансформатора (Тр — см. рис. 23) Первичная Обмотка (/) Секция Г (127 в) 2 600 витков, медь ПЭЛ 0 0,16 мм-, Секция I" 1 900 витков, медь ПЭЛ 0 0,12 мм-, На напряжение 220 в обе секции включаются последовательно (4 500 витков). Вторичная обмотка (//) 5 100 витков, медь ПЭЛ 0 0,12 мм, расположена на отдельном каркасе. 4. Выпрямители (Вх и В2) По два соединенных последовательно диода ДГЦ-27. 5. Конденсаторы (С\ и С2) По 2 Мкф каждый типа МБ ГП-1-40,0. 43
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 МЕГОММЕТР С ПИТАНИЕМ ОТ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 127/220 в СО СТАБИЛИЗИРОВАННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ 2 500 в ОРГРЭС ТИПА МС-2 Мегомметр типа МС-2 предназначен для контроля состояния изоляции и снятия абсорбционных характеристик. Диапазон измеряемых сопротивлений — от 100 ком до 20 000 Мом—перекрывается четырьмя пределами измерений: 0,1—20; 10—200; 100—2 000; 1 000—20 000 Мом. Основная погрешность изме¬ рения не превышает ±4% длины шкалы. Номинальное напряжение мегомметра 2 500 в. Для того чтобы ток заряда (или разряда) емкости объекта при колебаниях питающего напряжения не вносил погрешности в ре¬ зультаты измерения, высокое напряжение стабилизировано электрон¬ ным стабилизатором напряжения. Поэтому дополнительная погреш¬ ность за счет емкости объекта от изменения напряжения питания на ±10% практически отсутствует. Принцип работы мегомметра заключается .в том, что объект, сопротивление изоляции которого должно быть измерено, соеди¬ няется последовательно с эталонным сопротивлением и подклю¬ чается к источнику стабилизированного напряжения. Падение на¬ пряжения на эталонном сопротивлении, пропорциональное сопротив¬ лению изоляции объекта, измеряется ламповым вольтметром. По¬ скольку величина напряжения стабильна, шкала вольтметра програ¬ дуирована непосредственно в мегомах. Для облегчения измерения коэффициента абсорбции (отношения сопротивлений изоляции, измеренных через 15 и 60 сек после подачи напряжения на объект) в мегомметр встроены два реле времени на тиратронах с холодным катодом типа МТХ-90. Эти тиратроны заго¬ раются после подачи напряжения на объект через 15 или 60 сек соответственно, сигнализируя о необходимости производства отсчета. Мегомметр питается от сети переменного тока 127 или 220 в . (±40%) промышленной частоты. Потребляемая мощность составляет не более 40 ва. Размеры прибора 280X200X175 мм, вес 6 кг. Прибор разработан и изготовлен ОРГРЭС. Ниже приведена схема прибора, 44
ДАННЫЕ ДЕТАЛЕЙ МЕГОММЕТРА МС-2 Обозначение по схеме Наименование и тип Величина 1 2 3 лх Пентод 6Ж8 Л9 Стабилитрон СГ5Б л9 Двойной триод 6Н2П Ль и Л5 Стабилитрон СГЗОЗС Лв, Jiff л9 Тиратрон МТХ-90 — D,. D, Германиевый диод Д7-Ж — d9, d< Выпрямительный столб Д1002 А — Rx, Ra Сопротивление МЛТ-0,5 10% 30 ком r9 , МЛТ-1 10% 2 . Ri, Ri . МЛТ-0,5 10% 39 , Re , МЛТ-0,5 10% 100 , Ri ♦ МЛТ-1 1% 1 . r9 , МЛТ-1 1% 9 . R9 . МЛТ-1 1% 90 , Rio , МЛТ-2 1% 900 . Rii . МЛТ-0,5 10% 200 . , СП-1-2-А-13 1 Мом Ri3 . МЛ Т-05 10% 3 R14 . МЛТ-0,5 10% 100 ком R15 , МЛТ-0,5 Ю% 1 Мом Ri# , КЛМ-1-П 10 Мом R17 , МЛТ-0,5 10% 1 . R18 . СП-1-2-А-13 1 • Rie , МЛТ-0,5 10% 200 ком Rao , МЛТ-0,5 10% 3 Мом R21 . МЛТ-0,5 10% 100 ком R22 . КЛМ-1-П 10 Мом R23» Rai . МЛТ-0,5 10% 100 ком Ras , МЛТ-0,5 10% 10 ком Rae , СПО-0,5—10 ком — 5 мм 10 . Rii „ СП-1-2-А-13 Ю . Rai» R29 , МЛТ-0,5 10% 24 , Reo , МЛТ-0,5 10% 10 Мом R31 Сопротивление проволочное 1 вт 1,7 ом R32» Res . МЛТ-0,5 10% 1 ком R34» Res . МЛТ-0,5 10% 39 . Rse> Rsa , МЛТ-0,5 10% 300 ом Ci Конденсатор КГБ-МН —2 — 1,5 —П 2x0,25 мкф с. , МГБП-1-160-А-1-П 1 . C9 , КЭ-2-300-5-М 5 . Cl , МГБП-1-160-А-4-П 8 . c9, c9 , МБМ-160-1-П 1 . Cl Конденсатор МГБП-1-160-А-4-П 4 мкф C9 , МБ-1-150-0,05-11 0,05 , Пх Тумблер ТП-1-2 IK Переключатель галетный ПГК-5П-2Н-А к Кнопка высоковольтная и Микроампер М24 200 мка Примечание. Детали, обозначенные в схеме звездочкой, в процессе на¬ ладки могут изменяться. 46
Данные трансформатора Тр Сердечник набран из пластины Ш-32, толщина набора 40 ММ Данные обмоток (провод ПЭВ-1) Обозначение обмотКи по схеме Назначение обмотки Число витков Диаметр, мм I Сетевая 460 с отводом от 400-го витка 0,17 И ■ 460 с отводом от 60-го витка 0,17 III IV Повышающая Экран 4 500 Один слой 0,1 0,17 V Питание экрана Лх 670 0,1 VI . анода Jlf 670 0,1 VII . накала Лх и Л1 25 0,57 Порядок намотки соответствуем' порядку обозначения обмоток. Прожитка под вакуумом лаком 458 (ТУ МХП 1014-49). Испытательные напряжения Обмотки / и // — между собой и на корпус 2 кв » /// — относительно обмоток II и IV и на корпус 6 кв » IV — относительно обмоток III и V и на корпус 6 кв > V, VI и VII — между собой на корпус 2 кв ЛИТЕРАТУРА 1. Борисоглебский П. В., Методы профилактики промыш¬ ленной изоляции, ГЭИ, 1949. 2. Инструкция по контролю состояния изоляции трансформато¬ ров перед вводом в эксплуатацию СН-171-61, Комитет СМ СССР по делам строительства, 1961. 3. К у л а к о в с к и й В. Б., Профилактические испытания изо¬ ляции крупных электрических машин, ГЭИ, 1961. 4. Мегомметры типа Ml 101 (описание и инструкция). 5. Мегомметр типа МС-06. Эксплуатационная инструкция, Глав¬ энергозапчасть, завод «Энергоприбор». 6. Минин Г. П. и Спиридонов В. К., Электроизмеритель¬ ные приборы. Учебные таблицы, ГЭИ, 1957. 7. М и н и н Г. П., Эксплуатация электроизмерительных прибо¬ ров, ГЭИ, 1959. 8. Минин Г. П., Учет погрешности мегомметров с экранным зажимом от поверхностных токов изоляции, «Энергетик», № 9, 1958. 9. Нейман Л. Р. и Калантаров П. Л., Теоретические основы электротехники, ч. 2-я, ГЭИ, 1959. 10. Федоров А. А., Электроснабжение промышленных пред¬ приятий, ГЭИ, 1961. 11. Шкур ин Г. П., Справочник по электроизмерительным при¬ борам, т. 1, Оборонное издательство, 1960,
Цена 9 коп. Библиотека электромонтера Вышли из печати М и н с к е р Э. И. и Соколов Н. Г., Электрические проводки ме¬ таллорежущих станков (Вып. 70) Андриевский В. Н., Эксплуатация деревянных опор линий электропередачи (Вып. 71) Дормакович П. А., Михалков А. В., Петров А. В., Изго¬ товление и обслуживание газосветных установок (Вып. 72) Пономарев Б. А., Электрические измерения (Вып. 73) Белоцеркович В. В., Применение стройтельно-монтажного пистолета СМП-1 (Вып. 74) К о л у з а е в А. М., Ремонт и обслуживание быстродействующих выключателей типа ВАБ-2 (Вып. 75) X р о м ч е н к о Г. Е., Соединение и оконцевание медных и алюми¬ ниевых проводов и кабелей (Вып. 76) Ривлин Л. Б., Как определить неисправность асинхронного дви¬ гателя (Вып. 77) С тешен к о Н. Н., Монтаж плоских проводов (Вып. 78) Зимин Е. Н., Защита асинхронных электродвигателей напряже¬ нием до 500 в (Вып. 79) Бариев Н. В., Добровольский Л. А., Седаков Л. В., Электромашинный усилитель поперечного поля (Вып. 80) Голубев М. А., Аппаратура для проверки релейной защиты и автоматики (Вып. 81) Г у м и н М. И., Схемы управления масляными выключателями, авто¬ матами и контакторами (Вып. 82) Ильин Е. В., Монтаж электрооборудования мостовых кранов (Вып. 83) Б а т х о н И. С., Масляные выключатели 35 кв типа ВМ-35 и МКП-35 (Вып. 84) Бариев Н. В., Схемы управления электроприводами экскаваторов и их наладка (Вып. 85) Готовятся к печати Анастасиев П. И. и Фролов Ю. А., Устройство и расчет воздушных линий электропередачи напряжением до 1 000 в К а м ы ш е в А. Г., Грузовые и пассажирские лифты М а с а н о в Н. Ф., Тросовые электропроводки Хомяков М. В. и Якобсон И. А., Термитная сварка многопро¬ волочных проводов линий электропередачи и подстанций Госэнергоиздат заказов на книги не принимает и книг не высы¬ лает. Книги, выходящие массовым тиражом, высылают наложенным платежом без задатка отделения «Книга — почтой». Такие отделения имеются во всех республиканских, краевых и областных центрах СССР. Заказ следует адресовать так: название республиканского, крае¬ вого или областного центра, книготорга, отделению «Книга — поч¬ той».