Измерение тока и напряжения при эксплуатации электрооборудования на промышленных предприятиях

Проверка действия расцепителей автоматических выключателей (диагностика)

Объектом испытаний являются автоматы, которые предназначены для работы в сетях напряжением до 1000 В. Определяемые параметры:

1) Измерение параметров изоляции; 2) Испытания независимых расцепителей автоматов; 3) Проверка работы автоматов и контакторов при сниженном и номинальном напряжениях.

Применяемая аппаратура

При выполнении измерений применяется прибор Сатурн-1М. Принцип его действия основывается на имитации короткого замыкания (КЗ) за местом установки испытываемого автомата с непрерывной регулировкой тока, его измерением и регистрацией времени от начала установления тока КЗ до момента, когда отрабатывает автоматический выключатель. Прибор «Сатурн-1М» имеет цифровой дисплей, где отображаются параметры указанных выше величин. • Испытательное устройство Сатурн-1М; • Измеритель сопротивления изоляции MIC-2500

Измерение напряжения в сети

Чтобы правильно выполнить измерение напряжения необходимо четко представлять принцип и объект исследования. Поэтому следует отметить, что напряжение представляет собой такую электрическую величину, которая показывает разность заряда между двумя электрическими точками. К примеру, если в одной точке заряд составит +35 В, а в другой +310 В, то разница между этими точками составит 310 – 35 = 275 В, это и будет напряжение. Соответственно измерение напряжения может производиться только относительно чего-то, поэтому используются сразу две точки.

Рис. 1. Схема измерения напряжения

Если говорить о падении напряжения на каком-либо объекте или участке цепи, то измерение напряжения проводиться относительно концов прибора или цепи, точек подключения и т.д

При этом важно учитывать, что цифровой вольтметр или мультиметр в режиме измерения считается бесконечным сопротивлением или разрывом в цепи

Падение напряжения возможно только при условии протекания тока, поэтому подключение вольтметров последовательно с измеряемым объектом недопустимо, так как через него перестанет протекать ток. Аналоговый или электронный вольтметр должен подключаться только параллельно по отношению к измеряемому сигналу.

С практической точки зрения следует заметить, что аналоговые модели измерительных приборов имеют входное сопротивление равное 10 – 20 кОм, а современные мультиметры могут похвастаться 1МОм. Так как через сопротивление на входе в измерительное устройство может протекать ток утечки, этот делитель напряжения будет обуславливать снижение точности измерений. Поэтому чем ближе сопротивление на входе к бесконечности, тем более точный прибор вы используете.

Важно отметить, что замеры производятся под напряжением, из-за чего присутствует угроза поражения электротоком

Поэтому важно соблюдать элементарные меры предосторожности. Далее рассмотрим порядок выполнения измерения для постоянного и переменного напряжения

Далее рассмотрим порядок выполнения измерения для постоянного и переменного напряжения.

Постоянного тока

Рис. 2. Измерение напряжения постоянного тока

Для цепи постоянного тока расмотрим порядок измерения напряжения при помощи цифрового мультиметра. Для этого:

1. Переведите переключатель мультиметра в положение для постоянного напряжения. На панели обозначается латинской буквой V со значком « = », знаками «+ и – », также может обозначаться аббревиатурой DC.
2. Выберете нужный предел измерения, который будет максимально приближен к предполагаемому номиналу, но выше измеряемого.
3. Установите щупы в соответствующие разъемы – черный к выводу COM, красный к выводу V.
4. Приложите щупы мультиметра сразу к двум точкам – красный к плюсу, черный к минусу. Если вы заранее не знаете положение потенциалов, и показание прибора имеет отрицательное значение, нужно просто поменять полярность подключения.

На дисплее вы увидите показания вольтметра, если значение слишком малое, переключите ручку на меньший предел измерений. Прикладывая щупы, создавайте хорошее усилие, чтобы избежать большого переходного сопротивления, иначе они внесут ощутимую погрешность измерений.

Переменного тока

Рис. 3. Измерение переменного напряжения

В цепи переменного тока бытовой цепи важно учитывать ее опасность из-за номинала в 220/380 В. Поэтому при невозможности подключения мультиметра непосредственно в процессе эксплуатации, его присоединение должно выполняться при отключенном напряжении при помощи «крокодилов»

В остальном процесс измерения идентичен:

1. Переключите ручку мультиметра в положение для измерения переменного напряжения. На панели оно обозначается как V со значком «~» или аббревиатурой AC.
2. Установите ручкой деление на нужный предел по принципу ближайшего большего потенциала относительно измеряемого номинала.
3. Выполните подключение щупов к соответствующим выводам: черный к выводу COM, красный к выводу V.
4. Подключите измерительный прибор к нужному устройству, заметьте, что полярность щупов здесь значения не имеет.

На дисплее у вас отобразится действующее значение разности потенциалов, именно оно и является основным для всех расчетов. Но, помимо этого существует и амплитудное значение, которое больше действующего на √2 раз или 1,41 раза.

Профилактические проверки электроустановок

По действующим нормативным документам (ПУЭ, ПОТ, ОиНИЭ, ПТЭЭП), существует ряд параметров, при которых запрещена эксплуатация электроустановок. Это так называемые дефекты, которые могут привести к несчастным случаям на производстве, возможности возникновения пожаров, аварий, отключениям электричества и остановке производства. Поэтому в качестве профилактических мер установлены сроки, в течение которых элементы электроустановок должны быть проверены на соответствие требованиям нормативных документов путем проверок характеристик. В течение установленных временных интервалов должны быть выполнены испытания и электроизмерения. Электрические измерения и испытания электроустановок осуществляются специальными с помощью  сертифицированных электролабораторий,  специалистами необходимой квалификации: электромонтерами, инженерами-электриками, инженерами –наладчиками и  другими специалистами, имеющими группу  по электробезопасности, установленную требованиями нормативного документа: Правила охраны труда при эксплуатации электроустановок. При этом персонал, проводящий испытания от постороннего источника, должен пройти специальную подготовку для работ с электрооборудованием напряжением свыше 1000В. Как правило, в группе из трех экспертов двое должны иметь опыт работы с такими установками, третьим допускается брать стажера необходимой квалификации. О допуске к электрическим измерениям и испытаниям электроустановок персонала должны иметься разрешительные и подтверждающие документы на право проведения работ за подписью руководителя электролаборатории и печатью организации.

Современные приборы, испытательное оборудование и средства измерений, используемые в электрических измерениях и испытаниях электроустановок, позволяют с большой точностью провести измерения характеристик электроустановок до и выше 1000В , либо отыскать место повреждения силового кабеля или настроить устройства релейной защиты. Зарубежные средства измерений используются наравне с прошедшими проверку временем отечественными высокоточными приборами, и служат дополнительной гарантией качества выполняемых работ по электрическим измерениям и испытаниям.

Дополнительные возможности

Разобравшись, как правильно пользоваться мультиметром для вычисления основных величин, можно переходить к изучению дополнительных функций прибора. Самая востребованная из них — это определение целостности проводов с помощью так называемой прозвонки. Провести эту процедуру несложно. Сначала нужно поставить стрелку прибора на соответствующий режим — обычно он обозначен изображением динамика или звуковых волн. Затем подключить щупы (чёрный в нижнее гнездо, красный — в среднее) и расположить их по краям цепи. Если она целая, то устройство издаст звуковой сигнал.

Мультиметром также можно проверить исправность диода. Если у конкретной модели прибора не предусмотрено для таких целей отдельной функции, это можно сделать в режиме определения сопротивления или прозвонки. Чёрный щуп нужно подключить к отрицательному концу диода, а красный — к положительному. Сопротивление должно присутствовать только в одном из них. Если оно есть в обоих направления или отсутствует вообще, то диод несправен.

Сложнее дело обстоит с проверкой светодиода. Он начинает работать только при поступлении тока в определённом диапазоне напряжения, потому при обычной проверке значения могут не подойти. Для того чтобы достоверно проверить его, понадобиться мультиметр с разъёмом для подключения транзисторов. Включать светодиод нужно «плюсом» в отверстие C (collector) и «минусом» в E (emitter) на секции NPN и наоборот на PNP. Если он исправен, то начнёт светиться. Определить положительный и отрицательный электроды у светодиода можно по их длине — «минус» обычно короче, чем «плюс».

У некоторых мультиметров есть функция проверки ёмкости конденсатора. Её диапазоны бывают в значениях от 2 нФ до 20 мкФ, а принцип проведения измерений ничем не отличается от прочих. Если таковой нет, то косвенно проверить исправность этого устройства можно с помощью режима определения сопротивления. Предел измерения нужно выставить на 20—2000 кОм, а щупы подключить к конденсатору.

Если он работает, то сопротивление сначала будет на нуле, но затем начнёт медленно увеличиваться, пока не дойдёт до максимального значения, и прибор не покажет цифру «1». Однако, такой способ ненадёжен — он не показывает ёмкость устройства и не может определить, справиться ли конденсатор с напряжением.

Раз в год рекомендуется проверять на точность сам мультиметр. Для этого нужно измерить им сопротивление, ток и напряжение в калибровочных схемах, где это значение заранее известно. Делается такая процедура в лабораториях, но многие домашние мастера считают, что для работы с бытовыми электроприборами такая точность не нужна, и пренебрегают ею.

Измерение индуктивностей

Измерение индуктивностей несколько сложнее. Это связано с тем, что любая катушка (обмотка трансформатора и т. п.) имеет кроме индуктивности еще и резистивное сопротивление. Поэтому во многих случаях измеряют предварительно полное сопротивление катушки индуктивности:

Оно может быть определено методом амперметра и вольтметра путем измерения напряжения и тока измерительными приборами схемы на переменном напряжении (рис. 7, a) z = U/I. При подаче на схему постоянного напряжения (рис. 7, б), как уже рассматривалось выше, можно определить резистивное сопротивление катушки R.

Рис. 7. Схемы измерения индуктивностей

Тогда

В свою очередь, индуктивное сопротивление

При известном значении частоты / напряжения питания легко найти величину искомого значения индуктивности

При малых значениях индуктивности (например, контурных катушек радиоэлектронных устройств) можно воспользоваться резонансной схемой, аналогичной схеме определения емкости резонансным методом.

Для измерения индуктивности можно использовать также мосты переменного тока, специальные измерительные приборы — ку- метры, позволяющие определять не только величину индуктивности, но и такую характеристику, как добротность катушки, характеризующие качество работы катушки в электронных схемах.

Примеры измерений

Измерение напряжения может понадобится при множестве ситуаций, как в быту, так и в производстве. Рассмотрим наиболее распространенные из них.

В бытовой сети

Мультиметром в розетке 220В проводят измерения, когда необходимо понять, есть ли скачки напряжения и насколько реальное значение, отличается от стандартного. Отклонения значений часто бывают в нестабильных сетях, особенно в небольших городах и посёлках. А всем известно, что скачки напряжения негативно сказываются на электрических приборах и оборудовании и могут привести к выходу их из строя.

Еще это делают выявления обрыва и разомкнутой цепи при устранении разных неисправностей сети (если цепь разорвана – напряжение будет равно 0 или близко к нему) или для определения фазы. Поиск фазы производят относительно земли или нуля, то есть замыкая один щуп на контакт заземления, а второй поочередно на контакты в розетке.

Зная напряжение и силу тока в сети, можно вычислить потребляемую мощность. Для этого используется формула:

P=U×I

В автомобиле

Для выявления неисправностей аккумуляторной батареи, генератора автомобиля, якоря стартера или катушки зажигания, а также участка электрической цепи нужно знать значение напряжения, поэтому тут также важны поиск значения вольтметром или мультиметром. Такая необходимость возникает достаточно часто в отечественных автомобилях (например ваз 2114, ваз 2107), но нередко это нужно сделать и в импортных моделях.

Иногда возникает необходимость проверки напряжения линейного выхода магнитолы или усилителя автомобиля, для диагностики правильности работы. Этим обычно занимаются профессиональные автомобильные электрики. Они знают, что в зависимости от модели магнитолы значение на выходе может достигать от 200 до 5000 миллиВольт, точные данные обычно указаны в паспорте устройства.

Прозвонка датчиков (например, дмрв – датчик массового расхода воздуха) и диагностика правильности их работы тоже производится с помощью мультиметра. Для этого при запущенном двигателе подключают мультиметр к датчику и сравнивают показания прибора с номинальными значениями из технических характеристик соответствующего датчика.

В производственных целях

В производственных целях измерения производят профессиональными приборами: цифровым осциллографом. Значения с этого прибора получают путем изучения формы сигнала на его дисплее. Это делают на промышленных предприятиях при диагностики правильной работы оборудования или выпускаемой продукции, в радиолюбительской практике при наладке и настройке схем и в мастерских по ремонту электроники.

Оценка измеряемой величины происходит либо с помощью курсорных измерений — курсор устанавливается на определенную точку в осциллограмме и на дисплее выводятся необходимые величины.

Но это доступно только в цифровых осциллографах, в аналоговых моделях с электронно-лучевой трубкой на экране есть только координатная сетка, в зависимости от установленного усиления «вольт/деление», количество вольт считают по клеточкам этой сетки.

В других сферах производства, например, в строительстве, может возникнуть необходимость в ремонте различных приборов. Например, изучение холостого хода сварочного инвертора может помочь в его ремонте, оценка значения напряжения батарейки шуруповерта может сказать о её емкости и износе.

Ошибка №1 – Измерение тока в розетке

Как измерить силу тока в розетке и узнать, действительно ли она соответствует своим заявленным характеристикам (6А или 16А)? Типа воткнул щупы, а прибор тебе Амперы показывает.

Ответ – никак. Единственное, что можно измерить в розетке мультиметром – это переменное напряжение.

Никогда не вставляйте щупы в гнезда розетки, установив переключатель режимов в положение “замер тока”!

Да, иногда мультиметром проверяют в розетке целостность цепи или наличие КЗ в эл.проводке, путем прозвонки и проверки сопротивления приходящего кабеля.

Но для этого в эл.щитке должен быть отключен не только автомат розеток, но и вводной выключатель.

Во всех остальных случаях “сколько тока в розетке” вы не узнаете. Разве что проверите насколько хорошо работает защита в вашей эл.щитовой.

Вот наглядные последствия таких измерений на кончиках щупов, которые были вставлены в розетку для проверки силы тока. Ток оказался сильнее

А это последствия внутри самого мультиметра.

Обратите особое внимание — большинство дешевых китайских мультиметров вообще не измеряют переменный ток! Об этом говорят надписи на корпусе. Возле разъемов для щупов, где написано 200мА и 10А нарисован значок прямой (-) или прерывистой пунктирной (

.) линии. Он обозначает, что данный мультиметр может измерять только ПОСТОЯННЫЙ ИЛИ ПУЛЬСИРУЮЩИЙ ТОК (от батарейки, аккумулятора, блока питания и т.п.)

Возле разъемов для щупов, где написано 200мА и 10А нарисован значок прямой (-) или прерывистой пунктирной (. . .) линии. Он обозначает, что данный мультиметр может измерять только ПОСТОЯННЫЙ ИЛИ ПУЛЬСИРУЮЩИЙ ТОК (от батарейки, аккумулятора, блока питания и т.п.)

О розетках и бытовых приборах здесь и речи быть не может! «Переменка» обозначается волнистой линией ( ~ ).

Измерения напряжения прикосновения

Главная СтатьиИзмерения напряжения прикосновения

1. Цель проведения измерения:

Измерения напряжения прикосновения проводятся после монтажа, переустройства и капитального ремонта заземляющего устройства, но не реже 1 раза в 6 лет. Измерения производятся на присоединенных естественных заземлителях и тросах ВЛ.

2.Применяемые средства защиты и измерения, приборы, приспособления:

Для измерения напряжения прикосновения используются:

— стальная пластина 25х25 см;

— медная сетка 25х25 см;

— мегаомметр MIC-2500.

1. Подготовка рабочего места и основные меры безопасности при проведении испытаний и измерений:

— ознакомление со схемой и проектной документацией (тех. документация предприятия изготовителя, проект, cогласованный с УГЭН, протоколы предыдущих испытаний и т.п.);

— выполнение организационных и технических мероприятий, обеспечивающих безопасность работ в электроустановках.

Примечание:

— Работы ОРУ производятся со снятием напряжения, по наряду — допуску.

1. Подготовка приборов к работе.

Подготовка прибора MIC-2500 к работе:

— проверка клейма поверки СИ и отсутствия видимых повреждений корпуса и измерительных проводов;

— проверка напряжения источника питания.

При измерении напряжения прикосновения на территории ОРУ 110 кВ и выше, питание которого осуществляется от одной или нескольких ВЛ, токовый электрод переносится от края заземлителя не менее чем на 2Д.

Если подстанция располагается на территории промышленного предприятия, на застроенной территории, то для уменьшения наводки напряжения на токовую цепь рабочим током ВЛ токовый электрод переносится не менее чем на 200 м от подстанции и примерно на 100 м в сторону от питающих ВЛ.

Если измерения выполняются на ОРУ 110 кВ, с шин которого осуществляется питание нагрузки, а питание шин в свою очередь осуществляется от автотрансформатора с высшим напряжением 220-1150 кВ, токовый электрод можно присоединять к нейтрали питающего автотрансформатора.

Проводники токовой и потенциальной цепей должны подключаться к заземленному оборудованию отдельными струбцинами, при этом проводник токовой цепи присоединяется к заземляющему проводнику. Проводник потенциальной цепи может быть подсоединен к этому же заземляющему проводнику или к любой точке металлоконструкции, т.е. к месту возможного прикосновения.

При измерении на нерабочем месте токовый вывод Т2 прибора присоединяется к заземляющей шинке корпуса ближайшего оборудования, по которой может протекать ток КЗ.

Потенциальная цепь от вывода П1 прибора подсоединяется к пластине, имитирующей стопы ног человека, размером 25 см × 25 см, которая располагается примерно в 1 м от оборудования. Основание под пластиной должно быть выровнено и увлажнено 250 мл воды. Пластина должна быть выполнена таким образом, чтобы при измерениях на ней мог располагаться человек, создающий необходимое давление, которое должно быть не менее 50 кгс/см2.

Напряжения прикосновения необходимо измерять в контрольных точках, в которых эти значения определены расчетом при проектировании. Кроме того, рекомендуется производить измерения на всех рабочих и нерабочих местах.

При измерениях на подстанциях 110 кВ и выше выводы П1 и П2 измерительного прибора должны быть шунтированы резистором 1 кОм, как это показано на рис. 1. В приборах ПИНП и ЭКО-200 этот резистор встроен.

Для определения сопротивления основания собирается схема, показанная на рис. 2. Определение сопротивления основания рекомендуется производить у каждой точки измерения. Сопротивление Rосн измеряется мегомметром либо с помощью прибора ОНП-1 (в этом случае к заземляющему проводнику присоединяются выводы П1 и Т1, а к основанию П2, Т2).

При измерении значений напряжений прикосновения Uпр изм на частоте, отличной от промышленной (прибор КДЗ-1), необходимо производить пересчет измеренных значений на истинные значения. При этом значение напряжения прикосновения на частоте 50 Гц (Uпр50) определяется по формуле

Ошибка №3 – Измерение без отключения из розетки

Прежде чем проводить какие-либо замеры мультиметром проверьте, отключили ли вы измеряемое оборудование от сети 220В (за исключением проверки схем в режиме вольтметра).

То же самое относится и к девайсам, питаемым от источника постоянного напряжения 12/24V. Казалось бы, вполне логичное правило и все его исполняют   

Однако здесь есть один подвох

Обратите внимание, что в этом случае всегда нужно именно вытаскивать вилку из розетки, а не просто щелкать встроенным переключателем на переноске или самом приборе

Дело в том, что такой выключатель зачастую разрывает не два провода (фаза и ноль), а всего один. Это касается удлинителей с двухполюсными (они более узкие), а не четырехполюсными выключателями.

И тут все будет зависеть, каким образом вы вставили вилку от переноски или сетевого фильтра в розетку. При одном положении будет разрываться фаза, а при другом – ноль!

Как вы понимаете, во втором случае фаза по-прежнему будет присутствовать на приборе, не зависимо от того, щелкнули вы выключателем на удлинителе или нет.

Чем измерять

Основным инструментом здесь является вольтметр. Он может быть выполнен, как в виде отдельного устройства, так и включен в многофункциональный измерительный инструмент, называемый цифровым мультиметром.

Цифровым, потому что данный прибор имеет дисплей для отображения значений измеряемой величины и использует цифровые схемы для измерений (например, микроконтроллер), а не универсальную измерительную головку как старые стрелочные приборы. Также некоторые мультиметры оборудованы токоизмерительными клещами, но используются и для измерения напряжения и сопротивления на участке цепи.

В зависимости от конкретной ситуации необходима различная точность измерения. Для домашних целей нет необходимости покупать дорогой и точный аппарат, поэтому домашние мастера зачастую пользуются дешевым китайским мультиметром (например, наиболее популярны модели DT838 или DT830).

Универсальные измерительные приборы часто называют «тестер»

Для профессиональных целей в лабораториях и ремонтных мастерских пользуются наиболее точным и сложным прибором – осциллографом. Наиболее популярными моделями этих устройств являются советские с1-94 и с1-65, а также российский аппарат ads 2061m и зарубежные типа hantek и прочих.

Советские мастера обычно пользовались стрелочным тестером или «цешкой».

Цешка – прибор Ц20, советский мультиметр, предназначенный для измерения под нагрузкой напряжения в сети постоянного и переменного тока до 600В, силы постоянного тока до 750 мА и сопротивления до 500кОм. Также применяют приборы ц4313, ц4353. Измерения, которые производят данные приборы – тоже являются достаточно точными, поэтому некоторые электрики и радиолюбители пользуются им и по сей день.

Меры защиты от поражения электрическим током

В соответствии с Правилами устройства электроустановок для защиты от поражения электрическим током в нормальном режиме должны быть применены по отдельности или в сочетании следующие меры защиты от прямого прикосновения

1. основная изоляция токоведущих частей;
2. ограждения и оболочки;
3. установка барьеров;
4. размещение вне зоны досягаемости;
5. применение сверхнизкого (малого) напряжения.

Для дополнительной защиты от прямого прикосновения в электроустановках до 1 кВ, следует применять устройства защитного отключения (УЗО)

Защита от прямого прикосновения не требуется, если электрооборудование находится в зоне системы уравнивания потенциалов, а наибольшее рабочее напряжение не превышает 25 В

переменного или60 В постоянного тока в помещениях без повышенной опасности и6 В переменного тока и15 В постоянного тока – во всех случаях.

Для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции (в аварийном режиме) должны быть применены по отдельности или в сочетании следующие меры защиты при косвенном прикосновении

1. защитное заземление;
2. автоматическое отключение питания;
3. уравнивание потенциалов;
4. выравнивание потенциалов;
5. двойная или усиленная изоляция
6. сверхнизкое (малое) напряжение;
7. защитное электрическое разделение цепей;
8. изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки.

Защиту при косвенном прикосновении следует выполнять во всех случаях, если напряжение в электроустановке превышает 50В

переменного тока и120 В постоянного тока.

В помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках выполнение защиты при косвенном прикосновении может потребоваться при более низких напряжениях. (Например, при напряжении более 25В переменного и 60В постоянного тока в помещениях без повышенной опасности, и более 6В переменного и 15В постоянного тока – в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных).

Перечисленные меры защиты не являются универсальными. Их эффективность зависит от уровня напряжения, рода электрического тока (постоянный или переменный), типа электроустановки и режимов ее работы (режима заземления нейтрали), а также от условий эксплуатации (от степени опасности помещений)

Поэтому классификация защитных мер является важной предпосылкой для рационального их использования

Безопасность обслуживающего электроустановки персонала и посторонних лиц должна обеспечиваться выполнением не только мер защиты, предусмотренных ПУЭ, а также выполнением следующих мероприятий:

1. соблюдением соответствующих расстояний до токоведущих частей или путем закрытия, ограждения токоведущих частей;
2. применением блокировок аппаратов и ограждающих устройств для предотвращения ошибочных операций и доступа к токоведущим частям;
3. применением предупреждающей сигнализации, надписей и плакатов;
4. применением устройств для снижения напряженности электрических и магнитных полей до допустимых значений;
5. использованием средств защиты и приспособлений, в том числе для защиты от воздействия электрического и магнитных полей в электроустановках, в которых их напряженность превышает допустимые нормы.

Информация с сайта: https://ohrana-bgd.ru/