Измерение сопротивления изоляции трансформатора мегаомметром схема

Перед началом каждого измерения и при повторных измерениях, испытуемую обмотку трансформатора заземляют не менее чем на 2 мин для снятия абсорбционного заряда.

Внешние соединения при измерении сопротивления изоляции по схемам табл. 1 приведены на рис. 1, 2.

Если по результатам измерений по схемам табл. 1 выявлено за­ниженное значение сопротивления изоляции одной или нескольких обмоток рекомендуется выполнить ряд дополнительных измерений по отдельным участкам (зонам) изоляции, что позволяет выявить участок с пониженным уровнем изоляции.

Схемы измерений по участкам изоляции приведены в табл. 2 и на рис. 3, 4.

Значения сопротивлений изоляции участков двухобмоточных трансформаторов можно определить и расчетным путем по следу­ющим формулам:

Где R_HH, R_BH, R_BH+HH — сопротивления изоляции обмоток, измеренные по заводским схемам (ВН+СН+НН) – К, НН – (СН+НН+К), (ВН+СН) – (НН+К);

R₁ — сопротивление участка изоляции НН-бак;

R₂ — сопротивление участка изоляции НН-ВН;

R₃ — сопротивление участка изоляции ВН-бак.

Рис. 1. Схемы измерений сопротивления изоляции обмоток

Измерительные приборы, методы измерения

Для трансформаторов напряжением до 10 кВ включительно, а также трансформаторов 35 кВ мощностью менее 16 МВ-А согласно ГОСТ 3483-88 допускается применение мегаомметров на 1000 В, а для осталь­ных трансформаторов — мегаомметров на 2500 В.

Для контроля состояния изоляции трансформаторов рекомен­дуется использовать мегаомметры, обеспечивающие погрешность измерения сопротивления изоляции, не превышающей 15%, а при определении коэффициента абсорбции — менее 10%. Этим требо­ваниям отвечают мегаомметры типов Ф-4102, Ф-4108, ЭС0202/2.

Перед началом производства измерений наружную поверхность вводов трансформатора следует очистить от загрязнений и насухо протереть для предупреждения поверхностных токов утечки.

При производстве измерений относительно корпуса, рекомендуется экранировать поверхность вводов.Для этого на верхней части ввода устанавливается экранное кольцо из мягкого провода (для хорошего прилегания к поверхнос­ти фарфора), которое присоединяется к выводу «Э» мегаомметра (рис. 5).

При применении мегаомметров со встроенным генератором но­минальное напряжение мегаомметра устанавливается при достижении частоты вращения генератора 120 об/мин, поэтому отсчет из­меряемого абсолютного значения сопротивления изоляции следует производить при достижении указанной частоты вращения.

Рис. 5. Схема экранирования наружной поверхности ввода трансформатора:

1 — ввод трансформатора; 2 — экранное кольцо; 3 — мегаомметр

При определении коэффициента абсорбции присоединение изме­рительного вывода «r_X» мегаомметра к измеряемому объекту реко­мендуется производить после достижения частоты вращения ручки генератора 120 об/мин, а отсчет показаний прибора производить через 15 и 60 с от начала прикосновения вывода «r_X» к объекту. Для обеспечения безопасных условий работы рекомендуется использо­вание щупов с изолирующими рукоятками.

В случае питания мегаомметра от сети или от химического эле­мента отсчет показаний прибора производится от момента подачи напряжения на объект.

Провода, соединяющие выводы «r_X» и «Э» мегаомметра с объектом, должны быть рассчитаны на класс напряжения мегаомметра.

При повторных измерениях сопротивления изоляции необходи­мо выводы обмотки заземлить не менее чем на 5 мин для стекания абсорбционного заряда.

Измерение сопротивления изоляции объекта (трансформатора) рекомендуется производить одним и тем же прибором или по край­ней мере приборами одного и того же типа. Это обусловлено тем, что в ряде конструкций мегаомметров последовательно с образцо­вым резистором в цепи измерителя тока включен ограничивающий резистор. Как следствие у мегаомметров разных конструкций вы­ходные сопротивления оказываются разными, что приводит к несо­впадению результатов измерения.

Подробно методы исключения погрешностей измерения описы­ваются в Методике измерения сопротивления изоляции и испытания повышенным напряжением кабельных линий и электрооборудования.

При производстве измерений в рабочем журнале записываются результаты измеренных значении сопротивления изоляции R60", R15", температура обмотки.

Если температура обмотки определялась по значению сопротив­ления обмотки постоянному току, то ее значение рассчитывается по формуле:

Где R_И, R – сопротивление обмотки постоянному току со­ответственно при измерении и базовое значе­ние (измеренное на заводе-изготовителе или при пусконаладочных испытаниях), Ом;

t_И, t – измеренное и базовое значения температуры обмотки, °С.

Для вновь вводимых трансформаторов сопротивление изоляции (R₆₀) обмоток всех напряжений должно быть не ниже следующих значений.

Измерение электрического сопротивления может выполняться разными приборами. Среди них довольно часто применяется мегаомметр, название которого состоит из трех частей. «Мега» означает миллион или 10 6 , «ом» – соответствует сопротивлению, а частица «метр» эквивалентна слову «измерять». Таким образом, диапазоном измерений этого прибора служат мегаомы. Начинающим электрикам рекомендуется, прежде чем пользоваться мегаомметром, изучить принцип работы, устройство и технические характеристики данного измерительного прибора.

Принцип действия мегаомметра

Работа мегаомметра основана на законе Ома для участка цепи, отображаемого в виде формулы I=U/R. Для измерения необходимы элементы, расположенные в корпусе устройства. Прежде всего, это источник напряжения с постоянной, откалиброванной величиной. Кроме того, мегаомметр дополняется измерителем тока и выходными клеммами.

В разных моделях конструкция источника напряжения может существенно изменяться. В старых мегаомметрах установлены простые ручные динамо-машины, а в новых применяются внешние или встроенные источники. Значение выходной мощности генератора и его напряжения могут изменяться в различных диапазонах или оставаться в фиксированном виде. К клеммам мегаомметра подключены соединительные провода, скоммутированные в измеряемую цепь. Надежный контакт обеспечивается зажимами – «крокодилами».

Амперметр, включенный в электрическую схему, измеряет величину тока, проходящего по цепи. Благодаря точному значению напряжения, шкала на измерительной головке размечена сразу в нужных единицах сопротивления. Это могут быть мегаомы или килоомы. Некоторые приборы оборудованы шкалой, показывающей оба значения. Новые модели мегаомметров, использующие цифровые сигналы, отображают полученные данные на дисплее.

Устройство мегаомметра

Типовой мегаомметр состоит из генератора постоянного тока, измерительной головки, тумблера-переключателя и токоограничивающих резисторов. Работа измерительной головки основана на взаимодействии рабочей и противодействующей рамок. Тумблер может выставляться на определенные пределы измерения. Он осуществляет коммутацию различных резисторных цепочек, изменяющих выходное напряжение и режим работы головки.

Все элементы заключены в прочный, герметичный диэлектрический корпус, оборудованный ручкой для более удобной переноски. Здесь же располагается портативная складывающаяся генераторная рукоятка. Чтобы начать вырабатывать напряжение, она раскладывается и вращается. На корпусе имеется рычаг управления тумблером и выходные клеммы, в количестве трех, к которым подключаются соединительные провода. Каждый выход имеет собственное обозначение: «З» — земля, «Л» — линия и «Э» — экран.

Клеммы «З» и «Л» применяются во всех случаях, когда требуется измерить сопротивление изоляции по отношению к контуру заземления. Вывод «Э» необходим для устранения воздействия токов утечки при измерение между кабельными жилами, расположенными параллельно или похожими токоведущими частями. Клемма «Э» работает совместно со специальным измерительным проводом, имеющим экранированные концы. Обычно она подключается к кожуху или экрану. С помощью этой клеммы производятся наиболее точные измерения. В некоторых моделях клеммы «Л» и «З» обозначаются соответствующей маркировкой «rx» и «-».

Принцип работы мегаомметров, использующих внутренние или внешние источники питания генератора, такой же, как и у конструкций с ручкой. Для того чтобы выдать напряжение на проверяемую схему, необходимо нажать кнопку и удерживать ее в этом состоянии. Существуют приборы, способные выдавать различные комбинации напряжения путем сочетания нескольких кнопок.

Современные мегаомметры отличаются более сложным внутренним устройством. Напряжение, выдаваемое генераторами разных конструкций, составляет примерный ряд величин: 100, 250, 500, 700, 1000 и 2500 В. Одни мегаомметры могут работать лишь в одном диапазоне, а другие – сразу в нескольких.

Значение выходной мощности мегаомметра, способны проверять изоляцию на высоковольтном промышленном оборудовании, во много раз выше, чем этот же параметр у моделей мегаомметров, способных проверять лишь бытовую проводку. Их размеры также заметно различаются между собой.

Опасность повышенного напряжения устройства

В работе с мегаомметром существуют специфические особенности, на которые следует обращать пристальное внимание. В первую очередь это связано с повышенным напряжением прибора. Встроенный генератор обладает выходной мощностью, достаточной не только для проверки изоляции, но и для получения серьезной электротравмы. Поэтому, в соответствии с правилами электробезопасности, использовать мегаомметр могут только подготовленные и обученные специалисты, не менее чем с 3-й группой допуска.

В процессе замеров повышенное напряжение охватывает проверяемый участок, а также клеммы и соединительные провода. Защита от этого обеспечивается щупами, имеющими усиленную изолированную поверхность. Они предназначены для установки на измерительные провода. Концы щупов ограничены запретной зоной с помощью предохранительных колец. Таким образом, предупреждается касание к ним открытых частей тела.

Для выполнения измерения на измерительных щупах предусмотрена специальная рабочая зона, за которую можно смело браться руками. Непосредственное подключение к схеме осуществляется зажимами «крокодил» с хорошей изоляцией. Запрещается использование других типов проводов и щупов. При выполнении измерительных работ, людей не должно быть на всем проверяемом участке. Данный вопрос особенно актуален в тех случаях, когда сопротивление изоляции измеряется в длинномерных кабелях, протяженностью до нескольких километров.

Влияние наведенного напряжения

Электрическая энергия, проходящая по проводам ЛЭП, создает значительное магнитное поле. Оно изменяется в соответствии с синусоидальным законом и способствует наведению в металлических проводниках вторичной электродвижущей силы и тока I2. В случае большой протяженности кабеля, наведенное напряжение достигает значительной величины.

Данный фактор оказывает существенное влияние на точность проводимых измерений. Дело в том, что в этом случае неизвестна величина и направление электрического тока, протекающего через измерительный прибор. Данный ток появляется под влиянием наведенного напряжения и его значение добавляется к собственным показаниям мегаомметра, полученным через калиброванное напряжение генератора. В итоге образуется сумма двух неизвестных токовых величин, и данная метрологическая задача становится неразрешимой. Поэтому измерение сопротивления изоляции сетей при наличии любого напряжения является совершенно бессмысленным занятием.

Пристальное внимание к наведенному напряжению объясняется реальной возможностью электрического травматизма. Поэтому все работники должны строго соблюдать установленные правила безопасности.

Действие остаточного напряжения

При выдаче генератором мегаомметра напряжения, поступающего в измеряемую сеть, между проводом и контуром заземления возникает разность потенциалов. Это приводит к образованию емкости, наделенной определенным зарядом.

После того как измерительный провод отключается, цепь мегаомметра становится разорванной. За счет этого потенциал частично сохраняется, поскольку в проводе или шине создается емкостной заряд. В случае касания этого участка, человек может получить электротравму от разряда тока, проходящего через тело. Для того чтобы избежать подобных неприятностей, следует использовать переносное заземление. Его рукоятка должна быть заизолирована, что дает возможность безопасно снимать емкостное напряжение.

Перед тем как подключать мегаомметр для замеров изоляции, необходимо чтобы в проверяемой схеме отсутствовал остаточный заряд или напряжение. Для этого существуют специальные индикаторы или вольтметр с соответствующим номиналом. С помощью мегаомметра можно выполнять самые разные замеры. Например, изоляция в десятижильном кабеле вначале проверяется относительно земли, а затем измеряется каждая жила. Качество изоляции определяется по очереди между всеми жилами. Во время каждого измерения следует использовать переносное заземление.

Чтобы обеспечить быструю и безопасную работу, заземляющий проводник изначально одним концом соединяется с контуром заземления. В таком положении он остается до конца работ. Другим концом проводник контактирует с изоляционной штангой. Именно при ее непосредственном участии накладывается заземление, чтобы снять остаточный заряд.

Безопасная эксплуатация мегаомметра

Любые измерения следует производить только исправным мегаомметром. Устройство должно быть испытанным в лаборатории, где проверяется его собственная изоляция и все комплектующие части. Для испытаний применяется повышенное напряжение, после чего мегаомметру выдается разрешение на работу в течение определенного, ограниченного срока.

С целью поверки мегаомметр направляется в метрологическую лабораторию, где специалисты определяют его класс точности. Прохождение контрольных замеров подтверждается клеймом, наносимым на корпус прибора. В процессе дальнейшей эксплуатации должна соблюдаться сохранность и целостность клейма, особенно даты и номера специалиста, проводившего поверку. В противном случае устройство автоматически попадет в категорию неисправных.

Правильная область применения также гарантирует безопасность при работе с мегаомметром. Перед каждым замером определяется величина выходного напряжения. В первую очередь устройство применяется для испытаний изоляции. С этой целью для проверяемого участка создаются экстремальные условия, когда производится подача не номинального, а завышенного напряжения. Временной период также довольно продолжительный. Это способствует своевременному выявлению возможных дефектов и недопущение их в последующей эксплуатации.

Каждая схема, подлежащая проверке, имеет свои особенности, влияющие на безопасную работу мегаомметра. Поэтому перед подачей на нужный участок высокого напряжения, нужно исключить все неисправности и поломки составляющих элементов. Современное оборудование буквально насыщено полупроводниками, конденсаторами, измерительными и микропроцессорными приборами. Они не рассчитаны на высокое напряжение, создаваемое генератором мегаомметра. Перед проверкой все подобные устройства шунтируются или вовсе извлекаются из схемы. По окончании замеров схема восстанавливается и приводится в рабочее состояние.

Сопротивление изоляции: как правильно измерить

Перед измерением сопротивления нужно внимательно изучить схему электроустановки, подготовить средства защиты и сам прибор в исправном состоянии. Проверяемый участок должен быть заранее выведен из работы.

Проверка исправности мегаомметра происходит следующим образом. Выводы измерительных проводов закорачиваются между собой. После этого к ним от генератора подается напряжение. В случае исправности прибора результаты измерений закороченной цепи равны нулю. Далее концы проводов разъединяются, отводятся в стороны, после чего делается повторный замер. В норме на шкале отображается символ бесконечности, показывающий сопротивление изоляции в воздушном промежутке между измерительными концами.

Непосредственное измерение сопротивления изоляции выполняется в строго определенной последовательности. Прежде всего, переносное заземление нужно подсоединить к контуру. Напряжение на проверяемом участке должно отсутствовать. Далее собирается схема измерения прибора, а переносное заземление снимается.

На схему подается калиброванное напряжение до того момента, пока не выровняется емкостный заряд. Далее фиксируется отсчет, после чего напряжение снимается. Чтобы снять остаточный заряд, накладывается переносное заземление. По окончании замеров соединительный провод отключается от схемы, а заземление снимается.

Для замера сопротивления изоляции мегаомметром используется наибольший предел МΩ. Если данной величины недостаточно, необходимо воспользоваться более точным диапазоном. Все дальнейшие цепочки измерений должны выполняться в такой же последовательности. Некоторые конструкции мегаомметров могут работать в прерывистом режиме. В этом случае на протяжении одной минуты выдается напряжение, после чего в течение двух минут выдерживается пауза.

При наличии в измерительных приборах стрелочного индикатора, для всех замеров используется горизонтальная ориентация корпуса. Нарушение этого требования приводит к дополнительным погрешностям. Современные цифровые мегаомметры могут работать в любом положении.

Страница переехала на другой адрес…переходим на новую страницу

Испытания трансформаторов производятся во время ввода их в эксплуатацию, а также периодически в соответствии с нормативно-технической документацией, которая выпускается заводом-изготовителям и должна соответствовать ГОСТам, ПТЭЭП, ПУЭ. Также могут возникать сбои или неполадки во время работы трансформаторов, поэтому после ремонта и настройки также проводятся контрольные замеры показателей агрегатов.

При пуско-наладке делаются измерения потерь холостого хода, проверяется состояние изоляции, сопротивление обмоток, замеряется коэффициент трансформации. Контрольно-измерительные работы проводятся в строгой последовательности, поскольку для большинства испытаний должен соблюдаться температурный режим и отсутствие магнитного поля.

В зависимости от устройства силовые трансформаторы могут быть сухими (применяется воздушное охлаждение), масляные, элегазовые. Наибольшее распространение получили масляные агрегаты, поскольку они наиболее просты в эксплуатации, а также обладают низкой стоимостью по сравнению с элегазовыми.

— в первую очередь проводится внешний осмотр трансформатора, проверяются характеристики изоляции (сопротивление, ёмкость, тангенс диэлектрических потерь);

— тесты повышенным напряжением;

— тесты сопротивления обмоток;

— контроль системы охлаждения;

— замер коэффициента трансформации;

— замер тока холостого хода, а также потерь при этом;

— снимается круговая диаграмма;

— проверяются встроенные трансформаторы тока;

— гидравлические тесты бака радиатора;

— тесты при номинальном напряжении.

Если трансформатор не масляный, то нет необходимости производить контрольно-измерительные работы жидкостной системы охлаждения.

Испытания сопротивления изоляции трансформаторов в сетях напряжением 3-35 кВ проводятся при проведении ремонта ячеек, в которых они установлены. Для устройств 110 кВ и выше обязателен контроль раз в 4 года. Масло в агрегатах напряжением до 35 кВ можно не испытывать при эксплуатации. В трансформаторах 110-220 кВ-ных масло берётся на пробу раз в 4 года. Для более высоковольтных трансформаторов масло проверяется раз в 2 года.