Как проверить трансформатор мегаомметром

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

Устройство и принцип работы мегаомметра

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

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

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

Конструктивно модели мегаомметров принято разделять на два вида:

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

Рассмотрим их особенности.

Электромеханический мегаомметр

Рассмотрим упрощенную электрическую схему мегаомметра и его основные элементы

Упрощенная схема электромеханического мегаомметра

Обозначения:

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

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

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

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

Современная аналоговая модель мегаомметра Ф4102

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

Электронный мегаомметр

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

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

Как правильно пользоваться мегаомметром?

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

Таблица 1. Соответствие уровня напряжения допустимому значению сопротивления изоляции.

Испытуемый объект	Уровень напряжения (В)	Минимальное сопротивление изоляции (МОм)
Проверка электропроводки	1000,0	0,5>
Бытовая электроплита	1000,0	1,0>
РУ, Электрические щиты, линии электропередач	1000,0-2500,0	1,0>
Электрооборудование с питанием до 50,0 вольт	100,0	0,5 или более в зависимости от параметров, указанных техническом паспорте
Электрооборудование с номинальным напряжением до 100,0 вольт	250,0	0,5 или более в зависимости от параметров, указанных техническом паспорте
Электрооборудование с питанием до 380,0 вольт	500,0-1000,0	0,5 или более в зависимости от параметров, указанных техническом паспорте
Оборудование до 1000,0 В	2500,0	0,5 или более в зависимости от параметров, указанных техническом паспорте

Перейдем к методике измерений.

Пошаговая инструкция измерения сопротивления изоляции мегаомметром

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

Подготовка к испытаниям

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

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

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

Подключение прибора к испытуемой линии

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

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

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

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

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

Алгоритм испытаний

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

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

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

По итогам испытаний принимается решение о возможности эксплуатации электроустановки.

Правила безопасности при работе с мегаомметром

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

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

Сопротивление изоляции обмоток силовых трансформаторов , имеющих параллельные ветви, производится между ветвями, если при этом параллельные ветви могут быть выделены в электрически несвязанные цепи без распайки концов.

Измерение сопротивления изоляции силовых трансформаторов рекомендуется производить до измерения тангенса угла диэлектрических потерь и емкости обмоток.

Измерение сопротивления изоляции обмоток трансформаторов производится мегомметром между каждой обмоткой и корпусом (землей) и между обмотками при отсоединенных и заземленных на корпус остальных обмотках.

Состояние изоляции силовых трансформаторов характеризуется не только абсолютным значением сопротивления изоляции , которое зависит от габаритов трансформаторов и применяемых в нем материалов, но и коэффициентом абсорбции (отношением сопротивления изоляции, измеренного дважды — через 15 и 60 с после приложения напряжения на испытуемом объекте, R6o"и R15"). За начало отсчета допускается принимать начало вращения рукоятки мегаомметра.

Измерение сопротивления изоляции позволяет судить как о местных дефектах, так и о степени увлажнения изоляции обмоток трансформатора. Измерение сопротивления изоляции должно производиться мегаомметром, имеющим напряжение не ниже 2500 В с верхним пределом измерения не ниже 10000 МОм. На трансформаторах с высшим напряжением 10 кВ и ниже допускается измерение сопротивления изоляции производить мегаомметром на 1000 В с верхним пределом измерения не ниже 1000 МОм.

Перед началом каждого измерения по рис.1 испытуемая обмотка должна быть заземлена не менее 2 мин. Сопротивление изоляции R6o"- не нормируется, и показателем в данном случае является сравнение его с данными заводских или предыдущих испытаний. Коэффициент абсорбции также не нормируется, но учитывается при комплексном рассмотрении результатов измерения.

Обычно при температуре 10 — 30°С для неувлажненных трансформаторов он находится в следующих пределах: для трансформаторов менее 10000 кВА напряжением 35 кВ и ниже — 1,3, а для трансформаторов 110 кВ и выше — 1,5 — 2. Для трансформаторов, увлажненных или имеющих местные дефекты в изоляции, коэффициент абсорбции приближается к 1.

В связи с тем, что при приемосдаточных испытаниях приходится измерять трансформаторов при различных температурах изоляции, следует учитывать, что значение коэффициента изменяется с изменением температуры. Зависимость Ka б c = R6o" / R15"- показана на рис.2.

Для сравнения сопротивления изоляции необходимо измерять при одной и той же температуре и в протоколе испытания указывать температуру, при которой проводилось измерение. При сравнении результаты измерений сопротивления изоляции при разных температурах могут быть приведены к одной температуре с учетом того, что на каждые 10 °С понижения температуры R6o" увеличивается примерно в 1,5 раза.

В инструкции на этот счет даются следующие рекомендации: значение R6o" должно быть приведено к температуре измерения, указанной в заводском паспорте, оно должно быть: для трансформаторов 110 кВ — не менее 70 %, для трансформаторов 220 кВ — не менее 85 % значения, указанного в паспорте трансформатора.

Рис. 1. Схемы измерения сопротивления изоляции обмоток трансформатора: a – относительно корпуса; б – между обмотками трансформатора

Рис. 2 Зависимость Ka б c = R6o" / R15"

Измерение сопротивления изоляции вводов с бумажно-масляной изоляцией производится мегаомметром на напряжение 1000 — 2500 В. При этом измеряется сопротивление дополнительной изоляции вводов относительно соединительной втулки, которое должно быть не менее 1000 МОм при температуре 10 — 30 °С. Сопротивление основной изоляции ввода трансформатора должно быть не менее 10000 МОм.

Содержание:

Трансформатор нужен для повышения или уменьшения значений переменного тока. Основные его части – входная и выходные (бывает и по 1) катушки, расположенные на магнитном сердечнике. Работа устройства заключается в 2-стороннем изменении магнитного поля, индуцируемого переменным током. При использовании постоянного тока его необходимо вначале преобразовать. Переменное напряжение поступает извне на первичную обмотку. На идущих вслед за ней вторичных катушках вызывается переменное напряжение. Трансформаторы бывают разных типов, созданные из отличающихся материалов. Форма определяется легкостью расположения преобразователя в корпусе прибора. Расчетная мощность зависит от типа и материала сердечника. В зависимости от характеристик сердечника и отличий в численности витков коэффициент передачи бывает разным.

Возможные неисправности

Распространенные поломки трансформатора включают:

• перегорание кабеля в катушке;
• повреждение изоляции, вызывающее межвитковое замыкание или электрический контакт между катушкой и корпусом;
• дефект сердечника;
• естественный износ выводов обмоток или контактов.

Визуальная проверка трансформатора позволяет выявить повреждение или отсутствие изоляции, неисправность клемм и болтов, вздутие или протекание. Также при осмотре нужно обращать внимание на имеющуюся черноту, обугливание бумаги, запах гари. При отсутствии видимых повреждений работоспособность устройства проверятся с применением измерительных приборов.

Как проверить работу трансформатора мультиметром

Диагностировать исправность преобразователя можно мультиметром. Последовательность диагностики такова:
1. Определение обмоток. На преобразователе обычно присутствует маркировка с указанием номеров и типа выводов. По обозначениям можно получить дополнительные сведения по справочникам. Для преобразователей, установленных в электронные приборы, можно воспользоваться схемами приборов и подробными спецификациями.
2. Использование тестера. Он позволяет установить 2 типичные проблемы – обрыв обмотки и замыкание на расположенную рядом обмотку или корпус.
3. Если есть подозрение на обрыв обмотки – выполняется поочередный перезвон всех их омметром. Подтверждением обрыва выступает сопротивление, равное бесконечности. Для измерений лучше использовать аналоговый омметр, поскольку цифровой из-за существенных значений индукции может искажать показания. Это наиболее актуально для катушек с множеством витков.
4. Контроль замыкания на корпус – 1 щуп контактирует с выводом обмотки, а 2-м выполняется перезвон выводов остальных обмоток и корпуса. Контактная область на корпусе заранее зачищается от лакокрасочного покрытия.

Выявление межвиткового замыкания

Чтобы выявить такой дефект импульсного трансформатора, мультиметра недостаточно. Как минимум, понадобится еще хорошее зрение и внимательность. Для изоляции проволоки используется только ее лаковое покрытие. В случае пробоя изоляции остается сопротивление между расположенными рядом витками, и контактная область греется. Поэтому нужно убедиться в отсутствии подтеков, вспучивания, запаха гари, черноты, подгорания. После определения типа преобразователя можно увидеть в справочнике значение сопротивления его катушек. После этого следует тестером в функционале мегаомметра замерить сопротивление изоляции – между парами обмоток и отдельно между каждой из них и корпусом. Измерения осуществляются при напряжении, значащемся в техдокументации на преобразователь. Измеренные величины сравниваются со справочными, и в случае нестыковки на 50% или выше диагностируется неисправность обмотки.

Диагностика бытовых трансформаторов понижения

Такие элементы содержатся в блоках питания, понижающих напряжение на входе 220 В до значения 5–30 В на выходе. Перед тем, как проверять работоспособность трансформатора понижения, нужно вначале удостовериться в исправности его первичной обмотки. При выявлении запаха гари, возникновении дыма или треска измерения необходимо прекратить. Если же описанные дефекты не выявлены, выполняются измерения на вторичных катушках. В процессе измерений к ним допустимо прикасаться исключительно щупами тестера. Данные измерений сопоставляются с контрольными. Если нестыковка составляет 20% и более, подтверждается неисправность обмотки. Но протестировать такой блок удастся только при наличии 100% идентичного рабочего блока, который необходим для сборки контрольных данных. При работе с сопротивлением около 10 Ом возможно искажение результатов (характерно для некоторых тестеров).

Определение тока холостого тока

Если в ходе предыдущих проверочных работ неисправность не выявлена, рекомендуется выполнить диагностику на ток ХХ. Зачастую он составляет 0,1-0,15 от номинала. Для выполнения диагностики измерительный прибор используется в режиме амперметра. Мультиметр подсоединяется к диагностируемому устройству замкнутым накоротко. Это условие важно, поскольку при подаче тока на катушку его значение увеличивается в сотни раз по сравнению с номиналом. После размыкания выводов тестера на дисплее отображается значение тока без нагрузки, т.е. тока ХХ. Идентично измеряются его величины на вторичных катушках. Для определения напряжения обычно используется реостат. Альтернативой ему способна стать спираль из вольфрама или набор ламп. Для повышения нагрузки уменьшается число витков спирали или увеличивается число лампочек.

Контроль схемы под нагрузкой – прямой метод

Этот способ применяется для проверки рабочих параметров преобразователя. Его суть заключается в определении токов в обмотках под нагрузкой. К вторичной обмотке подключается такая нагрузка, чтобы протекающие в обмотках токи составляли минимум 20% от номинальных величин. Если вторичных обмоток несколько, неподключенные к нагрузке необходимо закоротить. Это нужно в целях безопасности, чтобы избежать возникновения высокого напряжения в разомкнутой вторичной катушке. Полученные значения делятся между собой, и определяется коэффициент трансформации. При его соответствии паспортной величине подтверждается исправность устройства, при несоответствии – нужно определить дефект.

Как проверить высоковольтный трансформатор мегаомметром

В вопросе, как проверить силовой трансформатор мегаомметром, важно соблюдать правила безопасности. Перед включением высоковольтного преобразователя следует проконтролировать, не требуется ли заземлить его сердечник. О такой необходимости свидетельствует наличие клеммы «З» или схожего знака. Для проверки состояния преобразователя используется прямой метод. Если же включить трансформатор с нагрузкой и выполнить замеры невозможно, его работоспособность проверяется косвенным методом. Он включает совокупность тестов, отображающих состояние устройства в определенном аспекте:

1. Проверка корректности маркировки выводов обмоток. Мультиметром в режиме омметра прозваниваются все пары выводов. Между выводами от различных катушек сопротивление бесконечно, а в рамках одной катушки – равно конкретному числу.
2. Сопоставление измеренного сопротивления со значениями в справочнике. Отличие на 50% или выше означает наличие межвиткового замыкания или повреждения провода.
3. Выяснение полярности выводов при помощи магнитоэлектрического амперметра или вольтметра с известной полярностью щупов. Он подключается к вторичной катушке. Если она не одна, остальные шунтируются. Через начальную катушку пропускается незначительный постоянный ток. Цепь замыкается и тут же размыкается. При совпадении полярности стрелка отклоняется вправо, при разной полярности – влево.
4. Получение характеристики намагничивания. Этот метод актуален, если есть исходная ВАХ проверяемого трансформатора. Цепь первичной катушки размыкается, а через вторичную пропускается переменный ток. Его сила меняется, и замеряется входное напряжение. Полученная ВАХ сравнивается с исходной. Уменьшение крутизны ВАХ отражает наличие межвиткового замыкания.

Для гарантированного получения достоверных результатов нужно использовать высокоточные приборы. Лучше всего получить эту задачу специалистам.