Электроизмерительные приборы и электрические измерения

Наименование прибора.

Условное обозначение.

Наименование прибора.

Условное обозначение.

Амперметр

A.

Миллиамперметр

mA.

Вольтметр

V.

Милливольтметр

mV.

Вольтамперметр

VA.

Омметр

Щ.

Ваттметр

W.

Мегаомметр

MЩ.

Микроамперметр

мA.

Частотомер

Hz.

Значение условного обозначения.

Условное обозначение.

Значение условного обозначения.

Условное обозначение.

Прибор постоянного тока.

Прибор переменного тока.

Прибор постоянного и переменного тока.

Прибор трехфазного тока.

№ варианта.

Обозначения приборов.

A2-, Б2-, В2-, Г2-, У2-, Л2-, Р3-, С1-, Ф2-, Х1-, Ч3;

А3-, Б5-, В3-, Г3-, Е3-, Л3-, Р4-, С2-, Ф4-, Х2-, Ч5;

А7-, Б5-, В7-, Г4-, Е4-, Л4-, Р5-, С4-, Ф3-, Х3-, Ч9;

А2-, Б7-, В7-, Г5-, Е6-, Л2-, Р6-, С6-, Ф2-, Х4-, Ч3;

А3-, Б2-, В7-, Г6-, Е8-, Л3-, Р3-, С8-, Ф4-, Х1-, Ч5;

А7-, Б5-, В2-, Г2-, Е2-, Л4-, Р5-, С9-, Ф3-, Х2-, Ч9;

А2-, Б7-, В3-, Г3-, Е3-, Л2-, Р5-, С1-, Ф2-, Х3-, Ч3;

А3-, Б2-, В7-, Г4-, Е4-, Л3-, Р6-, С2-, Ф4-, Х4-, Ч5;

А7-, Б5-, В7-, Г5-, Е6-, Л4-, Р3-, С4-, Ф3-, Х1-, Ч9;

А2-, Б7-, В7-, Г6-, Е8-, Л2-, Р4-, С6-, Ф2-, Х2-, Ч3;

Обозначение приборов.

(2).

Рисунок 6. Участок цепи, содержащий э.д.с.

Для схемы рисунок 6 закон Ома записывается так:

(3).

В общем случае закон Ома записывается так:

(4).

Уравнение (2) математически выражает закон Ома для участка цепи, содержащего э.д.с., знак плюс перед Е соответствует рисунку 4, а знак минус — рисунку 5.

Закон Ома для участка цепи, не содержащего э.д.с., устанавливает связь между током и напряжением на этом участке. Применительно к рисунку 7.

Рисунок 7. Участок цепи, не содержащий э.д.с.

(5).

Законы Кирхгофа: Все электрические цепи подчиняются первому и второму законам Кирхгофа. Первый закон Кирхгофа можно сформулировать двояко:

алгебраическая сумма токов, подтекающих к любому узлу токов схемы, равна нулю;

сумма подтекающих к любому узлу токов равна сумме утекающих от узла токов.

Так, применительно к рисунку 8, если подтекающие к узлу токи считать положительными, а утекающие — отрицательными, то согласно первой и второй формулировке:

I1 — I2 — I3 — I4 = 0 (6).

I 1 = I2 + I3 + I4 (7).

Рисунок 8. Схема к первому закону Кирхгофа Второй Закон Кирхгофа: алгебраическая сумма падений напряжения в любом замкнутом контуре равна алгебраической сумме э.д.с. вдоль того же контура:

?I R = ?E (8).

В каждую из сумм соответствующие слагаемые входят со знаком плюс, если они совпадают с направлением обхода контура, и со знаком минус, если они не совпадают с ним.

Так, для периферийного контура схемы рисунок 9:

Е1 = I 3R3 + I3 R4 + I 1R1 (9).

Рисунок 9. Схема ко второму закону Кирхгофа Задание к работе:

Собрать схему (см. рисунок 10).

Рисунок 10. Схема для проверки справедливости законов Кирхгофа В схеме сопротивление r1, r3 и r4 — магазины сопротивлений с блока 2, сопротивление r2 = К10 — с первого блока.

2) Значение сопротивлений схемы для разных бригад взять из таблицы 12.

Таблица 12 Исходные данные.

Для предотвращения вывода из строя измерительных приборов следует установить на них максимальные пределы измерений.

3) Измерить и занести в таблицу 13 токи и напряжения на резисторах и общее напряжение в строку — опытные результаты. Напряжение на резисторах измеряется переносным вольтметром (V2), присоединяемым к требуемым точкам схемы.

Таблица 13.

Результаты расчёта и измерения токов и напряжений.

Примечание: результаты считываются по приборам с точностью до трёхзначных цифр.

Содержание отчета: Отчет по лабораторной работе оформляется в специальной тетради и должен включать:

• 1) номер работы;
• 2) тему работы;
• 3) цель работы;
• 4) задание к работе, исходные данные, схема установки;
• 5) результаты расчета;
• 6) результаты измерений;
• 7) вывод по результатам работы;
• 8) ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы:

Какое соединение резисторов называется последовательным?

Какое соединение резисторов называется параллельным?

Что такое ветвь, узел, контур электрической схемы?

Как формулируется Закон Ома для участка и для полной цепи?

Как формулируется первый закон Кирхгофа?

Как формулируется второй закон Кирхгофа?

Запишите уравнение энергетического баланса.

Лабораторная работа 3.

Тема: Измерение сопротивления изоляции электрических цепей Цель работы: Ознакомить учащихся с измерением сопротивления изоляции электрических цепей.

Задание к работе (время выполнения работы 2 часа):

• 1. Изучить тему.
• 2. Произвести необходимые записи.
• 3. Сделать вывод о проделанной работе.
• 4. Ответить на контрольные вопросы.

Порядок выполнения работы:

Измерение проводятся с целью проверки соответствия сопротивления изоляции установленным нормам.

Меры безопасности:

Организационные мероприятия. Измерения сопротивления изоляции мегомметром разрешается выполнять в электроустановках напряжением выше 1000 В по наряду, бригадой не менее двух человек, один из которых должен иметь группу по электробезопасности не ниже IV. В электроустановках напряжением до 1000 В измерения выполняются по распоряжению двумя работниками, один из которых должен иметь группу по электробезопасности не ниже III. В электроустановках до 1000 В, расположенных в помещениях, кроме особо опасных в отношении поражения электрическим током, работник, имеющий группу III и право быть производителем работ, может проводить измерения единолично. Измерения сопротивления изоляции ротора работающего генератора разрешается выполнять по распоряжению двумя работниками, имеющими IV и III группу по электробезопасности.

Технические мероприятия. Перечень необходимых технических мероприятий определяет лицо, выдающее наряд или распоряжение в соответствии с разделом 3 и главой 5.4. Межотраслевых правил по охране труда при эксплуатации электроустановок (МПБЭЭ). Измерения сопротивления изоляции мегомметром должно осуществляться на отключенных токоведущих частях, с которых снят заряд путем предварительного их заземления. Заземление с токоведущих частей следует снимать только после подключения мегомметра.

Нормируемые величины. Периодичность испытаний и минимальная допустимая величина сопротивления изоляции должны соответствовать указанным в нормах испытаний электрооборудования и аппаратов Правил устройства электроустановок (ПУЭ), Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП).

Применяемые приборы. Для измерения сопротивления изоляции применяются мегомметры генераторного типа или цифровые измерители с преобразователем напряжения. Контроль точности результатов измерений обеспечивается ежегодной поверкой приборов в органах Госстандарта РК. Приборы должны иметь действующие свидетельства о госповерке. Выполнение измерений прибором с просроченным сроком поверки не допускается.

Измерение сопротивления изоляции электрооборудования. Измерение сопротивления изоляции силовых кабелей и электропроводок. При измерении сопротивления изоляции необходимо учитывать следующее: измерение сопротивления изоляции кабелей (за исключением кабелей бронированных) сечением до 16 ммІ производится мегомметром на 1000 В, а выше 16 ммІ и бронированных — мегомметром на 2500 В; измерение сопротивления изоляции проводов всех сечений производится мегомметром на 1000 В. Если электропроводки, находящиеся в эксплуатации, имеют сопротивление изоляции менее 1 МОм, то заключение об их непригодности делается после испытания их переменным током промышленной частоты напряжением 1 кВ.

Измерение сопротивления изоляции силового оборудования. Значение сопротивления изоляции электрических машин и аппаратов в большей степени зависит от температуры. Замеры следует производить при температуре изоляции не ниже +5°С кроме случаев, оговоренных специальными инструкциями. При более низких температурах, результаты измерения из-за нестабильного состояния влаги не отражают истинной характеристики изоляции. При существенных различиях между результатами измерений на месте монтажа и данным завода-изготовителя, обусловленных разностью температур, при которых проводились измерения, следует откорректировать эти результаты по указаниям изготовителя.

Степень увлажненности изоляции характеризуется коэффициентом абсорбции, равным отношению измеренного сопротивления изоляции через 60 секунд после приложения напряжения мегомметра (R60) к измеренному сопротивлению изоляции через 15 секунд (R15), при этом:

(10).

При измерении сопротивления изоляции силовых трансформаторов используются мегомметры с выходным напряжением 2500 В. Измерения проводятся между каждой обмоткой и корпусом и между обмотками трансформатора. При этом R60 должно быть приведено к результатам заводских испытаний в зависимости от разности температур, при которых проводились испытания.

Значение коэффициента абсорбции должно отличаться (в сторону уменьшения) от заводских данных не более, чем на 20%, а его величина должна быть не ниже 1,3 при температуре 10−30°С. При невыполнении этих условий трансформатор подлежит сушке.

Сопротивление изоляции автоматических выключателей и УЗО производятся:

Между каждым выводом полюса и соединенными между собой противоположными выводами полюсов при разомкнутом состоянии выключателя или УЗО.

Между каждым разноименным полюсом и соединенными между собой оставшимися полюсами при замкнутом состоянии выключателя или УЗО;

Между всеми соединенными между собой полюсами и корпусом, обернутым металлической фольгой.

Порядок проведения измерений:

При измерении сопротивления изоляции следует учитывать, что для присоединения мегомметра к испытываемому объекту необходимо пользоваться гибкими проводами с изолирующими рукоятками на концах и ограничительными кольцами перед контактными щупами. Длина соединительных проводов должна быть минимальной исходя из условий проведения измерений, а сопротивление их изоляции не менее 10 МОм.

Последовательность измерения мегомметрами:

проверить отсутствие напряжения на испытываемом объекте;

очистить изоляцию от пыли и грязи вблизи присоединения мегомметра к испытываемому объекту;

присоединить испытываемый объект к гнёздам;

выбрать выходное напряжение, соответствующее испытываемому объекту;

для проведения измерений вращать рукоятку генератора со скоростью 120−140 оборотов в минуту (мегомметра генераторного типа) или нажать кнопку пуска измерения (цифрового измерителя);

снять показания мегомметра.

После каждого измерения необходимо снимать ёмкостной заряд путем кратковременного заземления частей испытываемого объекта, на которые подавалось выходное напряжение мегомметра.

Результаты измерений оформляются протоколами.

Измерение сопротивления изоляции с помощью мегомметра (см. рисунок 11). Перед началом измерений необходимо убедиться, что на испытываемом объекте нет напряжения, тщательно очистить изоляцию от пыли и грязи и на 2−3 мин заземлить объект для снятия с него возможных остаточных зарядов. Измерения следует производить при устойчивом положении стрелки прибора. Для этого нужно быстро, но равномерно вращать ручку генератора. Сопротивление изоляции определяется показанием стрелки прибора мегомметра.

Рисунок 11. Схема измерения сопротивления изоляции, а — схема измерения сопротивления изоляции электродвигателя;

б — схема измерения сопротивления изоляции кабеля;

• 1 — клеммный щиток; 2 — выводы катушки; 3 — металлическая защита;
• 4 — изоляция; 5 — экран; 6 — токопроводящая жила

После окончания измерений испытываемый объект необходимо разрядить. Для присоединения мегомметра к испытываемому аппарату или линии следует применять раздельные провода с большим сопротивлением изоляции (обычно не меньше 100 МОм).

Перед пользованием мегомметр следует подвергнуть контрольной проверке, которая заключается в проверке показания по шкале при разомкнутых и короткозамкнутых проводах. В первом случае стрелка должна находиться у отметки шкалы «бесконечность», во втором — у нуля.

Для того чтобы на показания мегомметра не оказывали влияния токи утечки по поверхности изоляции, особенно при проведении измерений в сырую погоду, мегомметр подключают к измеряемому объекту с использованием зажима Э (экран) мегомметра. При такой схеме измерений токи утечки по поверхности изоляции отводятся в землю, минуя обмотку логометра.

Значение сопротивления изоляции в большой степени зависит от температуры. Сопротивление изоляции следует измерять при температуре изоляции не ниже + 5 °C, кроме случаев, оговоренных специальными инструкциями. При более низких температурах результаты измерения из-за нестабильного состояния влаги не отражают истинной характеристики изоляции.

В некоторых установках постоянного тока (аккумуляторных батареях, генераторах постоянного тока и т. п.) можно контролировать изоляцию с помощью вольтметра с большим внутренним сопротивлением (30 000−50 000 Ом). При этом измеряют три напряжения — между полюсами (U) и между каждым из полюсов и землей.

Контрольные вопросы:

Перечислите меры безопасности при измерении сопротивления изоляции электрических цепей.

Какие приборы, применяются для измерения сопротивления изоляции?

Как производится сопротивление изоляции автоматических выключателей и УЗО?

В какой последовательности проводятся измерения мегомметрами?

С какой целью проводятся измерения сопротивления изоляции?

Литература

Межотраслевых правил по охране труда при эксплуатации электроустановок (МПБЭЭ).

Правила устройства электроустановок (ПУЭ).

Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП).

Дополнительные вопросы (вопросы промежуточного контроля):

Как классифицируются электроизмерительные приборы?

Что называют абсолютной и относительной погрешностью измерения? Как они рассчитываются?

Что называют классом точности электроизмерительного прибора?

Что называют чувствительностью прибора? Как рассчитывается чувствительность?

Поясните принцип действия прибора магнитоэлектрической системы.

Поясните принцип действия прибора электромагнитной системы.

Поясните принцип действия прибора электродинамической системы.

Поясните принцип действия прибора электростатической системы.

Что называют электрической цепью? Что входит в состав электрической цепи?

Что называют электрической схемой? Каковы условные обозначения элементов электрической цепи?

Сформулируйте правила работы с многопредельными приборами.

Почему важно знать собственное сопротивление прибора?

Каковы действия электрического тока на живой организм?

Каковы правила по технике безопасности при проведении лабораторных работ по электротехнике?