Cách thiết kế máy đo điện trở điện áp cao

Hầu hết các thông số của thiết kế được hiển thị trong phần trước sử dụng pin có điện áp tương đối thấp, thường là 9 vôn hoặc ít hơn. Điều này là hoàn toàn thích hợp để đo điện trở dưới một số mega-ohms (MΩ), nhưng khi điện trở cực cao cần phải được đo, một pin 9 volt là không đủ để tạo đủ dòng điện để kích hoạt một chuyển động đồng hồ điện.

Ngoài ra, như đã thảo luận trong một chương trước, điện trở không phải lúc nào cũng là một số lượng ổn định (tuyến tính). Điều này đặc biệt đúng với phi kim loại. Nhớ lại đồ thị điện áp quá dòng cho một khoảng trống nhỏ (ít hơn một inch):

Trong khi đây là một ví dụ cực đoan của dẫn phi tuyến, các chất khác thể hiện tính chất cách điện / dẫn điện tương tự khi tiếp xúc với điện áp cao. Rõ ràng, một ắc-quy sử dụng pin điện áp thấp làm nguồn điện không thể đo điện trở tại điện thế ion hóa của khí, hoặc tại điện áp sự cố của chất cách điện. Nếu các giá trị điện trở như vậy cần phải được đo, không có gì ngoài một máy đo điện áp cao sẽ đủ.

Phương pháp đo điện trở điện áp cao nhất trực tiếp liên quan đến việc thay thế một loại pin điện áp cao hơn trong cùng một thiết kế cơ bản của máy đo điện tử được nghiên cứu trước đó:

Tuy nhiên, biết rằng sức đề kháng của một số vật liệu có xu hướng thay đổi với điện áp được áp dụng, nó sẽ thuận lợi để có thể điều chỉnh điện áp của máy đo này để có được các phép đo điện trở trong các điều kiện khác nhau:

Thật không may, điều này sẽ tạo ra một vấn đề hiệu chuẩn cho đồng hồ. Nếu chuyển động của đồng hồ làm lệch hướng toàn bộ với một lượng dòng nhất định qua nó, phạm vi toàn bộ của đồng hồ đo trong ohms sẽ thay đổi khi điện áp nguồn thay đổi. Hãy tưởng tượng kết nối một điện trở ổn định trên các dẫn thử của máy đo này trong khi thay đổi điện áp nguồn: khi điện áp được tăng lên, sẽ có nhiều dòng điện hơn thông qua chuyển động của đồng hồ, do đó có độ lệch lớn hơn. Những gì chúng tôi thực sự cần là một chuyển động đồng hồ sẽ tạo ra độ lệch ổn định, ổn định cho bất kỳ giá trị điện trở ổn định nào được đo, bất kể điện áp được áp dụng.

Hoàn thành mục tiêu thiết kế này đòi hỏi một phong trào đồng hồ đặc biệt, một trong đó là đặc biệt để megohmmeters , hoặc meggers , như các công cụ này được biết đến.

Các khối hình chữ nhật, được đánh số trong hình minh họa ở trên là các biểu diễn mặt cắt ngang của các cuộn dây. Ba cuộn dây này đều di chuyển với cơ chế kim. Không có cơ chế lò xo để đưa kim trở lại vị trí đã đặt. Khi chuyển động không được kiểm soát, kim sẽ ngẫu nhiên “trôi nổi”. Các cuộn dây được nối điện như thế này:

Với điện trở vô hạn giữa các dẫn thử (mạch hở), sẽ không có dòng điện qua cuộn 1, chỉ thông qua các cuộn dây 2 và 3. Khi được cấp nguồn, các cuộn dây này cố gắng tập trung vào khoảng cách giữa hai cực nam châm, lái kim hoàn toàn ở bên phải của thang đo nơi nó trỏ đến “vô cùng”.

Bất kỳ dòng điện nào qua cuộn 1 (thông qua một điện trở đo được kết nối giữa các dây dẫn thử) có xu hướng dẫn kim sang bên trái của thang đo, trở về không. Các giá trị điện trở bên trong của chuyển động đồng hồ được hiệu chuẩn sao cho khi các đầu đo thử được rút ngắn lại với nhau, kim sẽ lệch chính xác đến vị trí 0 Ω.

Bởi vì bất kỳ biến thể nào về điện áp pin sẽ ảnh hưởng đến mô-men xoắn được tạo ra bởi cả hai cuộn dây (cuộn dây 2 và 3, dẫn kim sang bên phải và cuộn 1, dẫn kim sang bên trái), các biến thể đó sẽ không có tác dụng hiệu chuẩn của chuyển động. Nói cách khác, độ chính xác của chuyển động kế này không bị ảnh hưởng bởi điện áp của pin: một lượng điện trở đo được cho trước sẽ tạo ra độ lệch kim nhất định, cho dù có bao nhiêu hay ít điện áp pin.

Hiệu ứng duy nhất mà một biến thể trong điện áp sẽ có trên chỉ thị đồng hồ là mức độ mà điện trở đo thay đổi với điện áp được áp dụng. Vì vậy, nếu chúng ta sử dụng một megger để đo điện trở của đèn phóng điện, nó sẽ đọc điện trở rất cao (kim ở phía xa bên phải của thang đo) cho điện áp thấp và điện trở thấp (kim di chuyển sang bên trái của quy mô) cho điện áp cao. Đây chính xác là những gì chúng ta mong đợi từ một máy đo điện áp cao tốt: để cung cấp chỉ báo chính xác về đề kháng trong các trường hợp khác nhau.

Để đảm bảo an toàn tối đa, hầu hết các megger đều được trang bị các máy phát điện tay quay để sản xuất điện áp DC cao (lên tới 1000 volt). Nếu người vận hành đồng hồ nhận được một cú sốc từ điện áp cao, điều kiện sẽ tự điều chỉnh, vì người đó sẽ tự động dừng quay máy phát điện! Đôi khi một “ly hợp trượt” được sử dụng để ổn định tốc độ máy phát điện trong điều kiện khác nhau cranking, để cung cấp một điện áp khá ổn định cho dù nó được quay nhanh hoặc chậm. Nhiều mức sản lượng điện áp từ máy phát có sẵn bằng cài đặt của công tắc chọn.

Một megger tay quay đơn giản được hiển thị trong bức ảnh này:

Một số meggers được cấp nguồn pin để cung cấp độ chính xác cao hơn trong điện áp đầu ra. Vì lý do an toàn, các megger này được kích hoạt bằng công tắc nút tiếp điểm tạm thời, do đó, công tắc không thể được đặt ở vị trí “bật” và gây ra nguy cơ gây sốc đáng kể cho người vận hành đồng hồ đo.

Real meggers được trang bị ba thiết bị đầu cuối kết nối, có nhãn Line , Earth và Guard . Sơ đồ khá giống với phiên bản đơn giản được hiển thị trước đó:

Điện trở được đo giữa thiết bị đầu cuối Đường dây và Trái đất, nơi dòng điện sẽ di chuyển qua cuộn dây 1. Thiết bị đầu cuối “Bảo vệ” được cung cấp cho các tình huống thử nghiệm đặc biệt trong đó một điện trở phải được cách ly với nhau. Lấy ví dụ kịch bản này, nơi điện trở cách điện được kiểm tra bằng cáp hai dây:

Để đo điện trở cách điện từ ruột dẫn đến bên ngoài của cáp, chúng ta cần kết nối dây dẫn “Đường dây” của máy phóng với một trong các dây dẫn và kết nối dây dẫn “Trái đất” của megger với dây quấn quanh vỏ của cáp:

Trong cấu hình này, megger nên đọc điện trở giữa một dây dẫn và vỏ ngoài. Hay là nó? Nếu chúng ta vẽ một sơ đồ hiển thị tất cả các điện trở cách điện như các ký hiệu điện trở, những gì chúng ta có trông như thế này:

Thay vì chỉ đo điện trở của dây dẫn thứ hai vào vỏ bọc (R _c2-s ), điều chúng ta thực sự đo lường là điện trở song song với sự kết hợp của sự dẫn điện của dây dẫn (R _c1-c2 ) và dây dẫn đầu tiên cho vỏ bọc (R _c1-s ). Nếu chúng ta không quan tâm đến thực tế này, chúng ta có thể tiến hành thử nghiệm như được cấu hình. Nếu chúng ta mong muốn để đo lường chỉ kháng giữa các dây dẫn thứ hai và vỏ (R _c2-s ), sau đó chúng ta cần phải sử dụng của máy để đo sức kháng của máy phát điện “Guard” thiết bị đầu cuối:

Bây giờ sơ đồ mạch trông như thế này:

Kết nối đầu nối “Guard” với dây dẫn đầu tiên đặt hai dây dẫn ở gần như bằng nhau. Với ít hoặc không có điện áp giữa chúng, điện trở cách điện gần như vô hạn, và do đó sẽ không có dòng điện giữa hai dây dẫn. Do đó, chỉ báo sức đề kháng của megger sẽ dựa hoàn toàn vào dòng điện thông qua lớp cách điện của dây dẫn thứ hai, qua vỏ cáp và dây quấn quanh, không bị rò rỉ qua dây cách điện đầu tiên.

Meggers là công cụ thực địa: có nghĩa là chúng được thiết kế để di động và vận hành bởi một kỹ thuật viên trên trang web việc làm dễ dàng như một máy đo thông thường. Chúng rất hữu ích trong việc kiểm tra các lỗi “ngắn” kháng cao giữa các dây gây ra bởi vật liệu cách nhiệt ướt hoặc bị suy thoái. Bởi vì chúng sử dụng các điện áp cao như vậy, chúng không bị ảnh hưởng bởi điện áp đi lạc (điện áp nhỏ hơn 1 volt được tạo ra bởi các phản ứng điện hóa giữa các dây dẫn, hoặc “gây ra” bởi các từ trường lân cận) như các ohmmeters thông thường.

Để kiểm tra kỹ hơn cách điện dây, một máy đo điện áp cao khác thường được gọi là thiết bị kiểm tra hi-potđược sử dụng. Những dụng cụ chuyên dụng này tạo ra điện áp vượt quá 1 kV, và có thể được sử dụng để kiểm tra tính hiệu quả cách điện của dầu, chất cách điện gốm và thậm chí là tính toàn vẹn của các dụng cụ điện cao thế khác. Bởi vì họ có khả năng sản xuất điện áp cao như vậy, họ phải được vận hành với sự chăm sóc tối đa, và chỉ bởi nhân viên được đào tạo.

Cần lưu ý rằng những người thử nghiệm nồi chưng và thậm chí cả những chiếc megông (trong một số điều kiện nhất định) có khả năng làm hỏng cách điện dây nếu sử dụng không đúng cách. Một khi vật liệu cách điện đã bị hư hỏng do ứng dụng của điện áp quá mức, khả năng cách điện của nó sẽ bị tổn hại. Một lần nữa, các công cụ này chỉ được sử dụng bởi các nhân viên được đào tạo.

Bạn đang