Для оценки работоспособности кабеля, проводки необходимо измерить сопротивление изоляции. Для этого существует специальный прибор — мегаомметр. Он подает в измеряемую цепь высокое напряжение, измеряет протекающий по ней ток, и выдает результаты на экран или шкалу. Как пользоваться мегаомметром и рассмотрим в этой статье.
Устройство и принцип действия
Мегаомметр — устройство для проверки сопротивления изоляции. Есть два типа приборов — электронные и стрелочные. Независимо от типа, любой мегаомметр состоит из:
- Источника постоянного напряжения.
- Измерителя тока.
- Цифрового экрана или шкалы измерения.
- Щупов, посредством которых напряжение от прибора передается на измеряемый объект.
Так выглядит стрелочный мегаомметр (слева) и электронный (справа)
В стрелочных приборах напряжение вырабатывается встроенной в корпус динамомашиной. Она приводится в действие измерителем — он крутит ручку прибора с определенной частотой (2 оборота в секунду). Электронные модели берут питание от сети, но могут работать и от батареек.
Работа мегаомметра основана на законе Ома: I=U/R. Прибор измеряет ток, который протекает между двумя подключенными объектами (две жилы кабеля, жила-земля и т.д.). Измерения производятся калиброванным напряжением, значение которого известно, зная ток и напряжение, можно найти сопротивление: R=U/I, что и делает прибор.
Примерная схема магаомметра
Перед проверкой щупы устанавливаются в соответствующие гнезда на приборе, после чего подключаются к объекту измерения. При тестировании в приборе генерируется высокое напряжение, которое при помощи щупов передается на проверяемый объект. Результаты измерений отображаются в мега омах (МОм) на шкале или экране.
Работа с мегаомметром
При испытаниях мегаомметр вырабатывает очень высокое напряжение — 500 В, 1000 В, 2500 В. В связи с этим проводить измерения необходимо очень осторожно. На предприятиях к работе в прибором допускаются лица, имеющие группу электробезопасности не ниже 3-й.
Перед тем как провести измерения мегаомметром, в тестируемые цепи отключают от электропитания. Если вы собираетесь проверить состояние проводки в доме или квартире, надо отключить рубильники на щитке или выкрутить пробки. После выключают все полупроводниковые приборы.
Один из вариантов современных мегаомметров
Если проверять будете розеточные группы, вынимаете вилки всех приборов, которые включены в них. Если проверяются осветительные цепи, выкручиваются лампочки. Они тестового напряжения не выдержат. При проверке изоляции двигателей они также полностью отключаются от питания. После этого к тестируемым цепям подключается заземление. Для этого к «земляной» шине крепится многожильный провод в оболочке сечением не менее 1,5 мм2. Это так называемое переносное заземление. Для более безопасной работы свободный конец с оголенным проводником крепят к сухому деревянному держаку. Но оголенный конец провода должен быть доступен — чтобы можно было им прикасаться к проводам и кабелям.
Требования по обеспечению безопасных условий работы
Даже если вы хотите в домашних условиях измерить сопротивление изоляции кабеля, перед тем как пользоваться мегаомметром стоит ознакомиться с требованиями по технике безопасности. Основных правил несколько:
- Держать щупы только за изолированную и ограниченную упорами часть.
- Перед подключением прибора отключить напряжение, убедиться в том, что поблизости нет людей (на протяжении всей измеряемой трассы, если речь идет о кабелях).
Как пользоваться мегаомметром: правила электробезопасности
Правила не очень сложные, но от их выполнения зависит ваша безопасность.
Как подключать щупы
На приборе обычно есть три гнезда для подключения щупов. Они располагаются в верхней части приборов и подписаны:
Также имеется три щупа, один из которых имеет с одной стороны два наконечника. Он используется когда необходимо исключить токи утечки и цепляется к экрану кабеля (если такой есть). На двойном отводе этого щупа есть буква «Э». Тот штекер, который идет от этого отвода и устанавливается в соответствующее гнездо. Второй его штекер устанавливается в гнездо «Л» — линия. В гнездо «земля» всегда подключается одинарный щуп.
Щупы для мегаомметра
На щупах есть упоры. При проведении измерений руками браться за них так, чтобы пальцы были до этих упоров. Это обязательное условие безопасной работы (про высокое напряжение помним).
Если проверить надо только сопротивление изоляции без экрана, ставится два одинарных щупа — один в клемму «З», другой в клемму «Л». При помощи зажимов-крокодилов на концах подключаем щупы:
- К тестируемым проводам, если надо проверить пробой между жилами в кабеле.
- К жиле и «земле», если проверяем «пробой на землю».
Есть буква «Э» — этот конец вставляется в гнездо с такой же буквой
Других комбинаций нет. Проверяется чаще изоляция и ее пробой, работа с экраном встречается довольно редко, так как сами экранированные кабели в квартирах и частных домах используются редко. Собственно, пользоваться мегаомметром не особо сложно. Важно только не забывать о наличии высокого напряжения и необходимости снимать остаточный заряд после каждого измерения. Это делают прикасаясь проводом заземления к только что измеренному проводу. Для безопасности этот провод можно закрепить на сухом деревянном держаке.
Процесс измерения
Выставляем напряжение, которое будет выдавать мегаомметр. Оно выбирается не произвольно, а из таблицы. Есть мегаомметры, которые работают только с одним напряжением, есть работающие с несколькими. Вторые, понятное дело, удобнее, так как их можно использовать для тестирования различных устройств и цепей. Переключение тестового напряжения производится ручкой или кнопкой на лицевой панели прибора.
| Наименование элемента | Напряжение мегаомметра | Минимально допустимое сопротивление изоляции | Примечания |
|---|---|---|---|
| Электроизделия и аппараты с напряжением до 50 В | 100 В | Должно соответствовать паспортным, но не менее 0,5 МОм | Во время измерений полупроводниковые приборы должны быть зашунтированы |
| тоже, но напряжением от 50 В до 100 В | 250 В | ||
| тоже, но напряжением от 100 В до 380 В | 500-1000 В | ||
| свыше 380 В, но не больше 1000 В | 1000-2500 В | ||
| Распределительные устройства, щиты, токопроводы | 1000-2500 В | Не менее 1 МОм | Измерять каждую секцию распределительного устройства |
| Электропроводка, в том числе осветительная сеть | 1000 В | Не менее 0,5 МОм | В опасных помещениях измерения проводятся раз в год, в друих — раз в 3 года |
| Стационарные электроплиты | 1000 В | Не менее 1 МОм | Измерение проводят на нагретой отключенной плите не реже 1 раза в год |
Перед тем как пользоваться мегаомметром, убеждаемся в отсутствии напряжения на линии — тестером или индикаторной отверткой. Затем, подготовив прибор (выставить напряжение и на стрелочных выставить шкалу измерения) и подключив щупы, снимаем заземление с проверяемого кабеля (если помните, оно подключается перед началом работ).
Следующий этап — включаем в работу мегаомметр: на электронных нажимаем на кнопку Test, в стрелочных крутим ручку динамо-машины. В стрелочных крутим до тех пор, пока не зажжется на корпусе лампа — это значит необходимое напряжение в цепи создано. В цифровых в какой-то момент значение не экране стабилизируется. Цифры на экране — сопротивление изоляции. Если оно не меньше нормы (средние указаны в таблице, а точные есть в паспорте к изделию), значит все в норме.
Как проводить измерения мегаомметром
После того, как измерение окончено, перестаем крутить ручку мегаомметра или нажимаем на кнопку окончания измерения на электронной модели. После этого можно отсоединять щуп, снимать остаточное напряжение.
Вкратце — это все правила пользования мегаомметром. Некоторые варианты измерений рассмотрим подробнее.
Измерение сопротивления изоляции кабеля
Часто требуется измерить сопротивление изоляции кабеля или провода. Если вы умеете пользоваться мегаомметром, при проверке одножильного кабеля это займет не более минуты, с многожильными придется возиться дольше. Точное время зависит от количества жил — придется проверять каждую.
Тестовое напряжение выбираете в зависимости от того, в сети с каким напряжением будет работать провод. Если вы планируете его использовать для проводки на 250 или 380 В, можно выставить 1000 В (смотрите таблицу).
Проверка трехжильного кабеля — можно не скручивать, а перемерять все пары
Для проверки сопротивления изоляции одножильного кабеля, один щуп цепляем на жилу, второй — на броню, подаем напряжение. Если брони нет, второй щуп крепим к «земляной» клемме и тоже подаем тестовое напряжение. Смотрим на показания. Если стрелка показывает больше 0,5 МОм, все в норме, провод можно использовать. Если меньше — изоляция пробита и его применять нельзя.
Можно проверить многожильный кабель. Тестирование проводится для каждой жилы отдельно. При этом все остальные проводники скручиваются в один жгут. Если при этом надо проверить еще и пробой на «землю», в общий жгут добавляется еще и провод, подключенный к соответствующей шине.
Если у кабеля имеется экран, металлическая оболочка или броня, они тоже добавляется в жгут. При образовании жгута важно обеспечит хороший контакт.
Примерно так же происходит измерение сопротивления изоляции розеточных групп. Из розеток выключают все приборы, отключают питание на щитке. Один щуп устанавливают на клемму заземления, второй — в одну из фаз. Тестовое напряжение — 1000 В (по таблице). Включаем, проверяем. Если измеренное сопротивление больше 0,5 МОм, проводка в норме. Повторяем со второй жилой.
Если электропроводка старого образца — есть только фаза и ноль, тестирование проводят между двумя проводниками. Параметры аналогичны.
Проверить сопротивление изоляции электродвигателя
Для проведения измерений двигатель отключается от питания. Необходимо добраться до выводов обмотки. Асинхронные двигатели, работающие на напряжении до 1000 В тестируются напряжением 500 В.
Для проверки их изоляции один щуп подключаем к корпусу двигателя, второй поочередно прикладываем к каждому из выводов. Также можно проверить целостность соединения обмоток между собой. Для этой проверки надо щупы устанавливать на пары обмоток.
Мы смотрим на прибор для измерения сопротивления изоляции, называемый «Мегомметр». Назначение этого прибора — проверить сопротивление обмоток таких устройств, как электродвигатель, используя достаточно высокое напряжение. Вы видите три предела настроек для измерения: 250 вольт, 500 вольт и 1000 вольт. Нам нужны такие высокие напряжения, чтобы мы могли обнаружить определенные типы неисправностей. Я собираюсь показать это, используя двигатель мощностью 5 кВт. Это неисправный двигатель, он был снят при обслуживании, потому что имеет замыкание на землю одной из обмоток. Я покажу, как это проверить, с помощью мегомметра. Сначала я собираюсь взять зажим земли мегомметра, и присоединить его к корпусу двигателя. Далее прямо здесь смотрим на трехфазные обмотки на выходе из распределительной коробки двигателя. У меня есть синий, оранжевый и белый провод, и я собираюсь измерить сопротивление моим измерителем сопротивление изоляции между этими фазами и землей. При проведении измерений соблюдаем технику безопасности, потому что во время работы мегомметр выдает высокое напряжение, Я соединю измерительный щуп прибора и оголенный конец фазного провода, щуп надо удерживать только одной рукой за изолированную часть. Для запуска мегомметра нажмите на оранжевую кнопку. Итак, делаем замеры . нажав кнопку, мы видим, что стрелка качнулась до упора вправо. Так как прибор стоит на оранжевом диапазоне измерений, мы будем считывать показания по верхней части шкалы, и стрелка в правой части шкалы означает нулевое значение Ом. Это неисправность, мы не должны иметь ноль Ом. Между фазовой обмоткой и корпусом должно быть очень большое сопротивление. Я сделаю это снова на другой фазе обмотки, я присоединю к ней щуп и нажму кнопку — вы видите, что она также показывает ноль. И, конечно на последней обмотке будут такие же показания. Я говорю — конечно, потому что это не имеет значения, какая обмотка замкнула на корпус. Это измерение можно сделать на любом выводе фазной обмотки, так как они соединены вместе внутри двигателя, и пробой в любом месте обмотки даст одинаковые показания сопротивления изоляции на корпус. Теперь, чтобы доказать вам, что высокое напряжение действительно имеет значение и имеет значение для наших измерений, я переключу прибор в низковольтный диапазон. В зеленом режиме, прибор работает как обычный ом метр. И как обычный ом метр он использует очень низкое напряжение для проверки сопротивление. Чтобы показать вам, как это работает я присоединю зажим земля к корпусу двигателя и вы что стрелка остается на левой стороне шкалы, потому что на зеленой шкале «справа» бесконечность, и «слева» ноль . Итак, при «КЗ» стрелка будет на левой стороне шкалы и при «обрыве» — стрелка будет в правой части шкалы при этом низком значении выставленного напряжения. Помня об этом, я снова соединяю щуп с фазной обмотклй . и нажимаю кнопку «Проверить». Обратите внимание, что стрелка ушла вправо, мы помним, что в это означает «обрыв», и это указывает, что обмотка хорошая. Просто, чтобы убедиться, что я отсоединю щуп и нажму еще раз кнопку, стрелка остается справа, прибор показывает «разомкнуто». Другими словами — короткое замыкание на корпус не обнаруживается в режиме пониженного напряжения, но может быть обнаружено в режиме высокого напряжения. Я присоединю щуп еще раз — просто чтобы доказать, что это работает, щуп присоединен — я нажимаю кнопку, стрелка поворачивается вправо, что означает нулевое значение Ом или низкое сопротивлением. В режиме высокого напряжения, я отсоединю щуп, чтобы посмотреть, что происходит, — стрелка сдвигается влево, что означает «большое сопротивление». Итак, я ясно вижу, что есть неисправность в этом моторе при использовании высокого напряжения, но я не вижу неисправности при низкое значении напряжения. И именно в этом уникальная ценность измерителя сопротивления изоляции под названием мегомметр.
_
В идеале чтобы была произведена проверка обмоток электродвигателя, необходимо иметь специальные приборы, предназначенные для этого, которые стоят немалых денег. Наверняка не у каждого в доме они есть. Поэтому проще для таких целей научиться пользоваться тестером, имеющим другое название мультиметр. Такой прибор имеется практически у каждого уважающего себя хозяина дома.
Электродвигатели изготавливают в различных вариантах и модификациях, их неисправности также бывают самыми разными. Конечно, не любую неисправность можно диагностировать простым мультиметром, но наиболее часто проверка обмоток электродвигателя таким простым прибором вполне возможна.
Любой вид ремонта всегда начинают с осмотра устройства: наличие влаги, не сломаны ли детали, наличие запаха гари от изоляции и другие явные признаки неисправностей. Чаще всего сгоревшую обмотку видно. Тогда не нужны никакие проверки и измерения. Такое оборудование сразу отправляется на ремонт. Но бывают случаи, когда отсутствуют внешние признаки поломки, и требуется тщательная проверка обмоток электродвигателя.
Виды обмоток
Если не вникать в подробности, то обмотку двигателя можно представить в виде куска проводника, который намотан определенным образом в корпусе мотора, и вроде бы в ней ничего не должно ломаться.
Однако, дело обстоит гораздо сложнее, так как обмотка электродвигателя выполнена со своими особенностями:
- Материал провода обмотки должен быть однородным по всей длине.
- Форма и площадь поперечного сечения провода должны иметь определенную точность.
- На проволоку, предназначенную для обмотки, в обязательном порядке в промышленных условиях наносится слой изоляции в виде лака, который должен обладать определенными свойствами: прочностью, эластичностью, хорошими диэлектрическими свойствами и т.д.
- Провод обмотки должен обеспечивать прочный контакт при соединении.
Если имеется какое-либо нарушение этих требований, то электрический ток будет проходить уже в совершенно других условиях, а электрический мотор ухудшит свои эксплуатационные качества, то есть, снизится мощность, обороты, а может и вообще не работать.
Проверка обмоток электродвигателя 3-фазного мотора . Прежде всего, отключить ее от цепи. Основная часть существующих электродвигателей имеет обмотки, соединенные по схемам, соответствующим звезде или треугольнику.
Концы этих обмоток подключают обычно на колодки с клеммами, которые имеют соответствующие маркировки: «К» — конец, «Н» — начало. Бывают варианты соединений внутреннего исполнения, узлы находятся внутри корпуса мотора, а на выводах применяется другая маркировка (цифрами).
На статоре 3-фазного электродвигателя применяются обмотки, имеющие равные характеристики и свойства, одинаковые сопротивления. При замере мультиметром сопротивлений обмоток может оказаться, что у них разные значения. Это уже дает возможность предположить о неисправности, имеющейся в электродвигателе.
Возможные неисправности
Визуально не всегда можно определить состояние обмоток, так как доступ к ним ограничен особенностями конструкции двигателя. Практически проверить обмотку электродвигателя можно по электрическим характеристикам, так как все поломки мотора в основном выявляются:
- Обрывом, когда провод разорван, либо отгорел, ток по нему проходить не будет.
- Коротким замыканием, возникшим из-за повреждения изоляции между витками входа и выхода.
- Замыкание между витками, при этом изоляция повреждается между соседними витками. Вследствие этого поврежденные витки самоисключаются из работы. Электрический ток идет по обмотке, в которой не задействованы поврежденные витки, которые не работают.
- Пробиванием изоляции между корпусом статора и обмоткой.
Способы
Проверка обмоток электродвигателя на обрыв
Это самый простой вид проверки. Неисправность диагностируется простым измерением значения сопротивления провода. Если мультиметр показывает очень большое сопротивление, то это означает, что имеется обрыв провода с образованием воздушного пространства.
Проверка обмоток электродвигателя на короткое замыкание
При коротком замыкании в моторе отключится его питание установленной защитой от замыкания. Это происходит за очень короткое время. Однако даже за такой незначительный промежуток времени может возникнуть видимый дефект в обмотке в виде нагара и оплавления металла.
Если измерять приборами сопротивление обмотки, то получается малое его значение, которое приближается к нулю, так как из измерения исключается кусок обмотки из-за замыкания.
Проверка обмоток электродвигателя на межвитковое замыкание
Это самая трудная задача по определению и выявлению неисправности. Чтобы проверить обмотку электродвигателя, пользуются несколькими способами измерений и диагностик.
Проверка обмоток электродвигателя способом омметра
Этот прибор действует от постоянного тока, измеряет активное сопротивление. Во время работы обмотка образует кроме активного сопротивления, значительную индуктивную величину сопротивления.
Если будет замкнут один виток, то активное сопротивление практически не изменится, и определить омметром его сложно. Конечно, можно произвести точную калибровку прибора, скрупулезно замерять все обмотки на сопротивление, сравнивать их. Однако, даже в таком случае очень трудно выявить замыкание витков.
Результаты гораздо точнее выдает мостовой метод, с помощью которого измеряется активное сопротивление. Этим методом пользуются в условиях лаборатории, поэтому обычные электромонтеры им не пользуются.
Измерение тока в каждой фазе
Соотношение токов по фазам изменится, если произойдет замыкание между витками, статор будет нагреваться. Если двигатель полностью исправен, то на всех фазах ток потребления одинаков. Поэтому измерив эти токи под нагрузкой, можно с уверенностью сказать о реальном техническом состоянии электродвигателя.
Проверка обмоток электродвигателя переменным током
Не всегда можно измерить общее сопротивление обмотки, и при этом учесть индуктивное сопротивление. У неисправного двигателя проверить обмотку можно переменным током. Для этого применяют амперметр, вольтметр и понижающий трансформатор. Для ограничения тока в схему вставляют резистор, либо реостат.
Чтобы проверить обмотку электродвигателя, применяется низкое напряжение, проверяется значение тока, которое не должно быть выше значений по номиналу. Измеренное падение напряжения на обмотке делится на ток, в итоге получается полное сопротивление. Его значение сравнивают с другими обмотками.
Такая же схема дает возможность определить вольтамперные свойства обмоток. Для этого необходимо сделать измерения на различных значениях тока, затем записать их в таблицу, либо начертить график. Во время сравнения с другими обмотками не должно быть больших отклонений. В противном случае имеется межвитковое замыкание.
Проверка обмоток электродвигателя шариком
Этот метод основывается на образовании электромагнитного поля с вращающимся эффектом, если обмотки исправны. На них подключается симметричное напряжение с тремя фазами, низкого значения. Для таких проверок используют три понижающих трансформатора с одинаковыми данными. Их подключают отдельно на каждую фазу.
Чтобы ограничить нагрузки, опыт проводят за короткий промежуток времени.
Подают напряжение на обмотки статора, и сразу вводят маленький стальной шарик в магнитное поле. При исправных обмотках шарик крутится синхронно внутри магнитопровода.
Если имеется замыкание между витками в какой-либо обмотке, то шарик сразу остановится там, где есть замыкание. При проведении проверки нельзя допускать превышения тока выше номинального значения, так как шарик может вылететь из статора с большой скоростью, что является опасно для человека.
Определение полярности обмоток электрическим методом
У обмоток статора имеется маркировка выводов, которой иногда может не быть по разным причинам. Это создает сложности при проведении сборки.
Чтобы определить маркировку, применяют некоторые способы:
- Слабым источником постоянного тока и амперметром.
- Понижающим трансформатором и вольтметром.
Статор выступает в роли магнитопровода с обмотками, действующими по принципу трансформатора.
Определение маркировки выводов обмотки амперметром и батарейкой
На наружной поверхности статора имеется шесть проводов от трех обмоток, концы которых не промаркированы, и подлежат определению по их принадлежности.
Применяя омметр, находят выводы для каждой обмотки, и отмечают цифрами. Далее, делают маркировку одной из обмоток конца и начала, произвольно. К одной из оставшихся двух обмоток присоединяют стрелочный амперметр, чтобы стрелка находилась на середине шкалы, для определения направления тока.
Минусовой вывод батарейки соединяют с концом выбранной обмотки, а выводом плюса кратковременно касаются ее начала.
Импульс в первой обмотке трансформируется во вторую цепь, которая замкнута амперметром, при этом повторяет исходную форму. Если полярность обмоток совпала с правильным расположением, то стрелка прибора в начале импульса пойдет вправо, а при размыкании цепи стрелка отойдет влево.
Если показания прибора совсем другие, то полярность выводов обмотки меняют местами и маркируют. Остальные обмотки проверяются подобным образом.
Определение полярности вольтметром и понижающим трансформатором
Первый этап аналогичен предыдущему способу: определяют принадлежность выводов обмоткам.
Далее, произвольным образом маркируют выводы первой любой обмотки для соединения их с понижающим трансформатором (12 вольт).
Две другие обмотки соединяют двумя выводами в одной точке случайным образом, оставшуюся пару соединяют с вольтметром и включают питание. Напряжение выхода трансформируется в другие обмотки с таким же значением, так как у них одинаковое количество витков.
Посредством последовательной схемы подключения 2-й и 3-й обмоток вектора напряжения суммируются, а результат покажет вольтметр. Далее маркируют остальные концы обмоток и проводят контрольные измерения.