Основы электрических измерений

Контрольная работа

Дисциплина: "Электрические измерения"

План

Введение

1. Измерение сопротивления электрической цепи и изоляции

2. Измерение активной и реактивной мощности

3. Измерение магнитных величин

Список литературы

 

Введение

 

Задачи магнитных измерений. Область электроизмерительной техники, которая занимается измерениями магнитных величин, обычно называют магнитными измерениями. С помощью методов и аппаратуры магнитных измерений решаются в настоящее время самые разнообразные задачи. В качестве основных из них можно назвать следующие: измерение магнитных величин (магнитной индукции, магнитного потока, магнитного момента и т. д.); определение характеристик магнитных материалов; исследование электромагнитных механизмов; измерение магнитного поля Земли и других планет; изучение физико-химических свойств материалов (магнитный анализ); исследование магнитных свойств атома и атомного ядра; определение дефектов в материалах и изделиях (магнитная дефектоскопия) и т. д.

Несмотря на разнообразие задач, решаемых с помощью магнитных измерений, определяются обычно всего несколько основных магнитных величин: Причем во многих способах измерения магнитных величин фактически измеряется не магнитная, а электрическая величина, в которую магнитная величина преобразуется в процессе измерения. Интересующая нас магнитная величина определяется расчетным путем на основании известных зависимостей между магнитными и электрическими величинами. Теоретической основой подобных методов является второе уравнение Максвелла, связывающее магнитное поле с полем электрическим; эти поля являются двумя проявлениями особого вида материи, именуемого электромагнитным полем.

Используются в магнитных измерениях и другие (не только электрические) проявления магнитного поля, например механические, оптические.

Настоящая глава знакомит читателя лишь с некоторыми способами определения ее основных магнитных величин и характеристик магнитных материалов.

1. Измерение сопротивления электрической цепи и изоляции

Средства измерений

К средствам измерения изоляции относятся мегомметры: ЭСО 202, Ф4100, М4100/1-М4100/5, М4107/1, М4107/2, Ф4101. Ф4102/1, Ф4102/2, BM200/G и другие, выпускаемые отечественными и зарубежными фирмами. Сопротивление изоляции измеряют мегомметрами (100-2500В) со значениями измеренных показателей в Ом, кОм и МОм.

1.  К выполнению измерений сопротивления изоляции допускается обученный электротехнический персонал, имеющий удостоверение о проверке знаний и квалификационную группу по электробезопасности не ниже 3-й, при выполнении измерений в установках до 1000 В, и не ниже 4-й, при измерении в установках выше 1000 В.

2.  К обработке результатов измерений могут быть допущены лица из электротехнического персонала со средним или высшим специальным образованием.

3.  Анализ результатов измерений должен проводить персонал, занимающийся вопросами изоляции электрооборудования, кабелей и проводов.

Требования безопасности

1.  При выполнении измерений сопротивления изоляции должны быть соблюдены требования безопасности в соответствии с ГОСТ 12.3.019.80, ГОСТ 12.2.007-75, Правилами эксплуатации электроустановок потребителей и Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.

2.  Помещения, используемые для измерения изоляции, должны удовлетворять требованиям взрыво- и пожарной безопасности по ГОСТ 12.01.004-91.

3.  Средства измерений должны удовлетворять требованиям безопасности по ГОСТ 2226182.

4.  Измерения мегомметром разрешается выполнять обученным лицам из электротехнического персонала. В установках напряжением выше 1000 В измерения производят по наряду два лица, одно из которых должно иметь по электробезопасности не ниже IV группы. Проведение измерений в процессе монтажа или ремонта оговаривается в наряде в строке "Поручается". В установках напряжением до 1000 В измерения выполняют по распоряжению два лица, одно из которых должно иметь группу не ниже III. Исключение составляют испытания, указанные в п. БЗ.7.20.

5.  Измерение изоляции линии, могущей получить напряжение с двух сторон, разрешается проводить только в том случае, если от ответственного лица электроустановки, которая присоединена к другому концу этой линии, получено сообщение по телефону, с нарочным и т.п. (с обратной проверкой) о том, что линейные разъединители и выключатель отключены и вывешен плакат "Не включать. Работают люди".

6.  Перед началом испытаний необходимо убедиться в отсутствии людей, работающих на той части электроустановки, к которой присоединен испытательный прибор, запретить находящимся вблизи него лицам прикасаться к токоведущим частям и, если нужно, выставить охрану.

7.  Для контроля состояния изоляции электрических машин в соответствии с методическими указаниями или программами измерения мегомметром на остановленной или вращающейся, но не возбужденной машине, могут проводиться оперативным персоналом или, по его распоряжению, в порядке текущей эксплуатации работниками электролаборатории. Под наблюдением оперативного персонала эти измерения могут выполняться и ремонтным персоналом. Испытания изоляции роторов, якорей и цепей возбуждения может проводить одно лицо с группой по электробезопасности не ниже III, испытания изоляции статора — не менее чем два лица, одно из которых должно иметь группу не ниже IV, а второе — не ниже III.

8.  При работе с мегомметром прикасаться к токоведущим частям, к которым он присоединен, запрещается. После окончания работы необходимо снять остаточный заряд с проверяемого оборудования посредством его кратковременного заземления. Лицо, производящее снятие остаточного заряда, должно пользоваться диэлектрическими перчатками и стоять на изолированном основании.

9.  Производство измерений мегомметром запрещается: на одной цепи двухцепных линий напряжением выше 1000 В, в то время когда другая цепь находится под напряжением; на одноцепной линии, если она идет параллельно с работающей линией напряжением выше 1000 В; во время грозы или при ее приближении.

10.  Измерение сопротивления изоляции мегомметром осуществляется на отключенных токоведущих частях, с которых снят заряд путем предварительного их заземления. Заземление с токоведущих частей следует снимать только после подключения мегомметра. При снятии заземления необходимо пользоваться диэлектрическими перчатками.

Условия выполнения измерений

1.  Измерения изоляции должны проводиться в нормальных климатических условиях по ГОСТ 15150-85 и при нормальном режиме питающей сети или оговоренных в заводском паспорте - техническом описании на мегомметры.

2.  Значение электрического сопротивления изоляции соединительных проводов измерительной схемы должно превышать не менее чем в 20 раз минимально допускаемое значение электрического сопротивления изоляции испытуемого изделия.

3.  Измерение проводят в помещениях при температуре 25±10 °С и относительной влажности воздуха не более 80%, если в стандартах или технических условиях на кабели, провода, шнуры и оборудование не предусмотрены другие условия.

Подготовка к выполнению измерений

При подготовке к выполнению измерений сопротивления изоляции проводят следующие операции:

1.  Проверяют климатические условия в месте измерения сопротивления изоляции с измерением температуры и влажности и соответствие помещения по взрыво- пожароопасности для подбора, к соответствующим условиям, мегомметра.

2.  Проверяют по внешнему осмотру состояние выбираемого мегомметра, соединительных проводников, работоспособность мегаомметра согласно техническому описанию на мегомметр.

3.  Проверяют срок действия госповерки на мегомметр.

4.  Подготовку измерений образцов кабелей и проводов выполняют согласно ГОСТ 3345-76.

5.  При выполнении периодических профилактических работ в электроустановках, а также при выполнении работ на реконструируемых объектах в электроустановках подготовку рабочего места выполняет электротехнический персонал предприятия, где выполняется работа согласно правилам ПТБЭЭП и ПЭЭП.

Выполнение измерений

1. Отсчет значений электрического сопротивления изоляции при измерении проводят по истечении 1 мин с момента приложения измерительного напряжения к образцу, но не более чем через 5 мин, если в стандартах или технических условиях на конкретные кабельные изделия или на другое измеряемое оборудование не предусмотрены другие требования.

Перед повторным измерением все металлические элементы кабельного изделия должны быть заземлены не менее чем за 2 мин.

2. Электрическое сопротивление изоляции отдельных жил одножильных кабелей, проводов и шнуров должно быть измерено:

для изделий без металлической оболочки, экрана и брони - между токопроводящей жилой и металлическим стержнем или между жилой и заземлением;

для изделий с металлической оболочкой, экраном и броней - между токопроводящей жилой и металлической оболочкой или экраном, или броней.

3. Электрическое сопротивление изоляции многожильных кабелей, проводов и шнуров должно быть измерено:

для изделий без металлической оболочки, экрана и брони - между каждой токопроводящей жилой и остальными жилами, соединенными между собой или между каждой токопроводящей; жилой и остальными жилами, соединенными между собой и заземлением;

для изделий с металлической оболочкой, экраном и броней - между каждой токопроводящей жилой и остальными жилами, соединенными между собой и с металлической оболочкой или экраном, или броней.

4. При пониженном сопротивлении изоляции кабелей проводов и шнуров, отличной от нормативных правил ПУЭ, ПЭЭП, ГОСТ, необходимо выполнить повторные измерения с отсоединением кабелей, проводов и шнуров от зажимов потребителей и разведением токоведущих жил.

5. При измерении сопротивления изоляции отдельных образцов кабелей, проводов и шнуров, они должны быть отобраны на строительные длины, намотанные на барабаны или в бухты, или образцы длиной не менее 10 м, исключая длину концевых разделок, если в стандартах или технических условиях на кабели, провода и шнуры не оговорена другая длина. Число строительных длин и образцов для измерения должно быть указано в стандартах или технических условиях на кабели, провода и шнуры.

Измерение изоляции преобразователей

1. Измерение электрического сопротивления, изоляции преобразователей проводят в соответствии с требованиями настоящего стандарта, а при воздействии климатических факторов измерение сопротивления изоляции проводят с учетом ГОСТ/16962-71. Средства измерений: мегомметры и омметры по ГОСТ 16862-71. Измерение электрического сопротивления изоляции проводят: в нормальных климатических условиях; при верхнем значении температуры окружающей среды после установления в преобразователе теплового равновесия; при верхнем значении относительной влажности. Сопротивление изоляции измеряют между электрически не соединенными между собой цепями; электрическими цепями и корпусом. В ТУ или конструкторской документации на преобразователи конкретных серий и типов указывают выводы, между которыми должно быть измерено сопротивление и значение постоянного напряжения, при котором проводится это измерение. Если один из выводов или элементов по схеме соединен с корпусом, то эта цепь на время испытаний должна быть разъединена. При измерении сопротивления изоляции преобразователей должны выполняться следующие условия:

Таблица 1.

Номинальное напряжение цепи, В	Напряжение измерительного прибора, В
До 100 включительно Свыше 100 до 500 включительно Свыше 500 до 1000 включительно Свыше 1000	100 250-1000 500-1000 2500

Перед испытаниями преобразователь должен быть отсоединен от внешних питающих сетей и нагрузки; входные (выходные) выводы преобразователя, конденсаторы, связанные с силовыми цепями, а также анодные, катодные и выводы управления силовых полупроводниковых приборов должны быть соединены между собой или зашунтированы; контакты коммутационной аппаратуры силовых цепей должны быть замкнуты или зашунтированы; электрические цепи, содержащие полупроводниковые приборы и микросхемы, необходимо отключить и, при необходимости, подвергнуть испытаниям отдельно; напряжение измерительного прибора при измерении сопротивления изоляции в зависимости от номинального (амплитудного) значения напряжения цепи выбирают по табл. 1.

При необходимости сопротивление изоляции измеряют при более высоких напряжениях, но не превышающих испытательное напряжение цепи. Измерение сопротивления изоляции преобразователей, состоящих из нескольких шкафов, допускается проводить отдельно по каждому шкафу.

Если измеряют сопротивление изоляции каждого шкафа и (или) конструктивного узла преобразователя, то значение сопротивления изоляции каждого шкафа и (или) конструктивного узла должно быть указано в ТУ на преобразователи конкретных серий и типов.

Величины минимально-допустимых сопротивлений изоляции для силовых кабелей, выключателей, выключателей нагрузки, разъединителей, вентильных разрядников, сухих реакторов, измерительных трансформаторов, КРУ 6-10 кВ внутренней установки, электродвигателей переменного тока, стационарных, передвижных и комплектных испытательных устройств приведены в табл. 2.

Обработка результатов измерений

1. Если измерение для кабельных изделий проводилось при температуре, отличающейся от 20 °С, а требуемое стандартами или техническими условиями на конкретные кабельные изделия, значение электрического сопротивления изоляции нормировано при температуре 20 °С, то измеренное значение электрического сопротивления изоляции пересчитывают на температуру 20°С по формуле:

R20=KRt,

где R20 - электрическое сопротивление изоляции при температуре 20 °С, МОм; Rt - электрическое сопротивление изоляции при температуре измерения, МОм; К - коэффициент для приведения электрического сопротивления изоляции к температуре 20 °С, значения которого приведены в приложении к настоящему стандарту.

При отсутствии переводных коэффициентов арбитражным методом является измерение электрического сопротивления изоляции при температуре (20±1)°С. 10.2. Пересчет электрического сопротивления изоляции R на длину 1 км должен быть проведен по формуле:

R=R20L,

где R20 - электрическое сопротивление изоляции при температуре 20 °С, МОм; L - длина испытуемого изделия без учета концевых участков, км. Коэффициент К приведения электрического сопротивления изоляции к температуре 20 °С. Погрешность величины сопротивления изоляции подсчитывают по рекомендациям, указанным в технических описаниях и инструкциях по эксплуатации на мегомметры с учетом внешних влияющих факторов.

Оформление результатов измерений

Результаты измерений вносятся в протоколы испытания кабелей до и свыше 1000 В, а также в протоколы по профилактическим наладочным работам по устройствам РЗА и электрооборудования.

Наименование измерений сопротивления изоляций	Нормируемое значение, Мом, не менее	Напряжения мегомметра, В	Указания
Кабели силовые выше 1000 В	Не нормируется	2500	При испытании повышенным напряжением сопротивление изоляции R60 должно быть одинаковым до и после испытаний
Кабели силовые до 1000В	1	1000
Масляные выключатели:
1. Подвижных и направляющих
частей выполненных из органического материала. 3-10кВ,	300	2500
15-150кВ	1000
220кВ	3000
2. Вторичных цепей, в том числе включающих и отключающих катушек.	1	1000
З.Выключатели нагрузки: измерение сопротивления изоляции включающей и отключающей катушек	1	500-1000	Сопротивление изоляции силовой части не измеряется, а испытывается повышенным напряжением промышленной частоты
4. Разъединители, короткозамыкатели и отделители:			Производится только при положительных температурах окружающего воздуха
1 .Поводков тяг, выполненным
из органических материалов
3-10кВ	300	2500
15-150кВ	1000	2500
220кВ	3000	2500
Измерение сопротивления элемента вентильного разрядника на напряжение:			Сопротивление разрядника или его элемента должно отличаться не более чем на 30% от результатов измерения
выше 3 кВ и выше		2500
менее 3 кВ		1000	на заводе-изготовителе или предыдущих измерений при эксплуатации
Сухие реакторы. Измерение сопротивления обмоток относительно болтов крепления	0,5	1000-500	После капитального ремонта.
	0,1	1000-500	В эксплуатации
Измерительные трансформаторы напряжения выше 1000В:	Не нормируется.	2 500	При оценке состояния вторичных обмоток можно ориентироваться на следующие средние значения сопротивления исправной обмотки: у встроенных ТТ - 10 МОм, у выносных ТТ- 50 МОм
первичных обмоток, вторичных обмоток	Не ниже 1 вместе с под- соединенными цепями	1000
КРУ 3-10кВ: первичны е цепи вторичны е цепи	300	2 500	Измерение выполняется при полностью собранных цепях
	1	500-1000 В
Электродвигатели переменного тока вы ше 660 В	Не		Должны учитываться при необходимости сушки.
	нормируется	2500
обм. статора. до 660 В	1	1000
Обмотки статора у эл. двигателей на напряжение вы ше 3000 В или мощность более 3000 кВТ	R60/R15	2500	Производится у синхронны х двигателей и асинхронных двигателей с фазным ротором напряжением 3000 В и выше или мощностью выше 1000 кВт
	Не нормируется	1000В
Обмотки ротора
Стационарные, передвижные, переносные комплектные испытательные установки.	Не нормируется	2500
Измерение изоляции цепей и аппаратуры напр. выше 1000В.
Цепей и аппаратуры на напряжение до 1000 В	1	1000
Машины постоянного тока:			Сопротивление изоляции обмоток
измерение изоляции обмоток и бандажей до 500В,	0,5	500	измеряется относительно корпуса, а бандажей - относительно корпуса и
выше 500В		1 000	удерживаемых им обмоток вместе с соединенными с ними цепями и кабелями
Силовые и осветительные электропроводки	0,5	1000
Распределительные устройства, щиты и токопроводы	0,5	1000
Вторичны е цепи управления, защиты и автоматики Шинки постоянного тока	1	500-1000
	10	500-1000
Каждое присоединение вторичных цепей и цепей питания приводов выключателей	1	500-1000
Цепи управления, защиты, автоматики, телемеханики, возбуждения машин пост. тока на напряжение 500-1000В, присоединенным к цепям главных РУ	1	500-1000	Сопротивление изоляции цепей напряжением до 60 В, нормаль но питающихся от отдельных источников, измеряется мегом- метром на 500 В и должно быть не менее 0,5 МОм
Цепи, содержащие устройства с микроэлектронными элементами:
выше 60 В	0,5	500
60 и ниже	0,5	100