Teres-1t.ru

Инженерные решения
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Обнаружение падения напряжения с использованием мультиметра

Обнаружение падения напряжения с использованием мультиметра

При достаточной квалификации электрика диагностику неисправностей электросистемы автомобиля можно осуществить, воспользовавшись таким простым прибором, как функциональный цифровой мультиметр. При этом зачастую ошибок в диагностике можно избежать, всего лишь имея навыки правильного считывания показаний мультиметра.

При измерении напряжения показания мультиметра отображают значение разницы потенциала между красным и черным щупом. Например, если красный щуп замкнуть на 12 В, а черный на 0 В, на табло мультиметра высветится показатель 12 В (разница между 12 и 0). Однако если оба щупа замкнуть на 12 В, разности напряжения между щупами не будет, и на дисплей мультиметра будет выведен показатель 0 вольт.

Контрольное напряжение – прежде всего

Перед проведением любых испытаний электрической системы автомобиля следует убедиться в наличии контрольного напряжения. Измеряется оно на подключенной АКБ автомобиля, приложением щупов мультиметра к обоим клеммам. Красный щуп замыкается на положительную клемму (+), а черный — на отрицательную (-).

delphi_myltimetr

Для правильного выполнения процедуры измерения придерживайтесь таких инструкций:

  1. При выключенном мультиметре убедитесь, что щупы подключены к нужным разъемам мультиметра (обычно есть разъемы для переменного и постоянного тока, иногда – два разъема для постоянного тока разной силы)
  2. Переключите мультиметр в режим «Вольты постоянного тока»
  3. Выберите положение круглого переключателя, соответствующее десяткам вольт (обычно маркируется «20»).
  4. После этого замкните красный и черный щупы на клеммы аккумулятора.

Замер на цепи – не показатель

В приведенном примере, если измерение напряжения выполняется на противоположных клеммах АКБ автомобиля (при выключенном двигателе), мультиметр покажет приблизительно 12,7 вольт. Это и есть значение разницы потенциалов.

delphi_myltimetr2

delphi_myltimetr2_contact

После ознакомления с теоретическими аспектами, диагностика неисправностей становится более понятной. Теперь можно искать место падения напряжения по цепи.

Проверка отдельного кабеля

В приведенном выше примере показано падение напряжения от положительной клеммы аккумулятора к положительной клемме стартера. При обнаружении такового следует проверить кабель на предмет наличия или отсутствия разрывов. Для выполнения данного теста мультиметр находился в режиме «Вольты постоянного тока», а щупы прикладываются к разным концам исследуемого кабеля. Стартер проворачиваем для подачи нагрузки на кабель.

Предполагаемый результат не должен превышать приблизительно 0,5 вольт, что свидетельствует о возможности нормальной эксплуатации кабеля – разница обусловлена сопротивлением самого кабеля. Если же результат изменения превышает рекомендованную величину в полвольта, это может свидетельствовать о повреждении кабеля или о высоком сопротивлении в цепи.

delphi_cabels

Исправный кабель берет не больше полувольта

Аналогичный метод испытаний можно применить к любой электрической цепи.
При замыкании мультиметра на отрицательную клемму аккумулятора и контакта стартера на массу, как показано ниже, следует ожидать результата показаний около 0,5 вольт для кабеля, пригодного к эксплуатации.

delphi_myltimetr3

delphi_myltimetr3_contact

Аналогичный метод измерения падения напряжения может применяться к любой электрической цепи автомобиля и является надежным методом определения таких типов неисправностей:

Испытание измерительных трансформаторов тока и напряжения

Перед началом испытаний проводят визуальный осмотр проверяя технический паспорт, состояние фарфора изоляторов, число и место установки заземлений вторичных обмоток. Проверка заземления вторичных обмоток выполняется там, где оно может безопасно отсоединяться без снятия высокого напряжения, на панели защиты.

Читайте так же:
Какой счетчик посетителей лучше

Также проверяется резьба в ламелях зажимов трансформаторов тока. Трансформаторы класса токов Д и З проверяют на комплектность, номер комплекта должен совпадать.

Встроенные трансформаторы проверяют на сухость и устанавливают в соответствиями с надписями “верх”/”низ”. У выключателей с встроенными трансформаторами тока проверяют наличие уплотнения труб и сборных коробок, через которые проходят цепи трансформаторов тока.

При осмотре масляных трансформаторов удаляют резиновую шайбу из-под заливной пробки.

Проверка сопротивления изоляции обмоток

Мегаомметром на напряжение 1-2,5 кВ проверяют сопротивление первичной изоляции, каждой из вторичных обмоток и сопротивление между обмотками.

Испытание прочности изоляции обмоток производится напряжением 2 кВ на протяжении одной минуты.

Изоляцию вторичных обмоток разрешается испытывать одновременно с цепями вторичной коммутации переменным током напряжением 1 кВ в течение 1 мин.

Все испытания проводятся в соответствии с нормами.

Проверка полярности вторичных обмоток трансформаторов тока

Данная проверка проводится методом импульсов постоянного тока при помощи гальванометра.

Схема проверки полярности вторичных обмоток трансформаторов тока

Замыкая цепь контролируют направление отклонения стрелки прибора, при отклонении вправо, однополярные зажимы те, что присоединены к “плюсам” батареи и прибора. Для испытаний, в качестве источника тока, используются аккумуляторы или сухие батареи.

Проверка коэффициента трансформации трансформаторов тока

Нагрузочным трансформатором НТ в первичную обмотку подается ток, близкий к номинальному, не менее 20% номинального. Коэффициент трансформации проверяется на всех ответвлениях для всех вторичных обмоток.

Схема проверки коэффициента трансформации трансформаторов тока

Если на встроенных трансформаторах отсутствует маркировка, она восстанавливается следующим образом:

Подается напряжение Х автотрансформатора AT или потенциометра на два произвольно выбранных ответвления трансформатора тока. Вольтметром V измеряют напряжение между всеми ответвлениями. Максимальное значение напряжения будет на крайних выводах А и Д, между которыми заключено полное число витков вторичной обмотки трансформатора тока. На определенные таким образом начало и конец обмотки подают от автотрансформатора напряжение из расчета 1 В на виток (число витков определяют по данным каталога). После этого, измеряя напряжение по всем ответвлениям, которое будет пропорционально числу витков, определяют их маркировку.

Схема определения отпаек встроенных трансформаторов тока при отсутствии маркировки

Снятие характеристик намагничивания трансформаторов тока

Витковое замыкание во вторичной обмотке — самый распространенный дефект трансформаторов. Обнаруживается он во время проверки характеристик намагничивания, основных при оценке неисправностей, определении погрешностей. Выявляется дефект по снижению намагничивания и уменьшению крутизны.

При замыкании даже нескольких витков, характеристики резко снижаются.

Характеристики намагничивания при витковых замыканиях во вторичных обмотках

Полученные характеристики оцениваются сравнением с типовыми значениями, либо с данными полученными при проверке других однотипных трансформаторов с теми же коэффициентов и классом точности.

Не рекомендуется снимать характеристики реостатом, из-за возможности появления остаточного намагничивания стали сердечника трансформатора тока при отключении тока.

Схемы снятия характеристик намагничивания

В протокол проверки обязательно записывают по какой схеме проводилась проверка, для того чтобы полученные значения можно было использовать при следующих проверках.

Для трансформаторов высокого класса точности и с большим коэффициентом трансформации достаточно снимать характеристику до 220 В. При снятии характеристик намагничивания вольтметр включают в схему до амперметра, чтобы проходящий через него ток не входил в значение тока намагничивания. Амперметр и вольтметр, применяемые при измерениях, должны быть электромагнитной или электродинамической системы.

Читайте так же:
Продать счетчик с пультом

Пользоваться приборами детекторными, электронными и другими, реагирующими на среднее или амплитудное значение измеряемых величин, не рекомендуется во избежание возможных искажений характеристики.

Проверка трансформаторов напряжения

Проверка трансформаторов напряжения не отличается от проверки силовых трансформаторов. Отличается методы проверки дополнительной обмотки 5-стержневых трансформаторов напряжения типа НТМИ, так как обмотка соединена в разомкнутый треугольник.

Полярность проверяется поочередным подключением “плюса” батареи ко всем выводам обмотки, а “минус” остается нулевым. При верном подключении наблюдают отклонение стрелок гальванометра в одну сторону.

После включения трансформатора в сеть необходимо измерить напряжение небаланса.

Понятие потерь

При работе установки часть мощности поступает на первичный контур. Она рассеивается в системе. Поэтому поступающая мощность в нагрузку определяется на меньшем уровне. Разница составляет суммарное снижение мощности в трансформаторе.

потери электроэнергии в трансформаторах

Существует два вида причин, из-за которых происходит рост потребление энергии оборудованием. На них влияют различные факторы. Их делят на такие виды:

  1. Магнитные.
  2. Электрические.

Их следует понимать, дабы иметь возможность снизить электрические потери в силовом трансформаторе.

Магнитные потери

В первом случае потери в стали магнитопривода состоят из вихревых токов и гистериза. Они прямо пропорциональны массе сердечника и его магнитной индукции. Само железо, из которого выполнен магнитопривод, влияет на эту характеристику. Поэтому сердечник изготавливают из электротехнической стали. Пластины делают тонкими. Между ними пролегает слой изоляции.

Также на снижение мощности трансформаторного устройства влияет частота тока. С ее повышением растут и магнитные потери. На этот показатель не влияет изменение нагрузки устройства.

Электрические потери

Снижение мощности может определяться в обмотках при их нагреве током. В сетях на такие затраты приходится 4-7% от общего количества потребляемой энергии. Они зависят от нескольких факторов. К ним относятся:

  • Электрическая нагрузка системы.
  • Конфигурация внутренних сетей, их длина и размер сечения.
  • Режим работы.
  • Средневзвешенный коэффициент мощности системы.
  • Расположение компенсационных устройств.

Потери мощности в трансформаторах являются величиной переменной. На нее влияет показатель квадрата тока в контурах.

2. Косвенные методы

Каждый из перечисленных ниже способов проверки может предоставить лишь частичную информации о состоянии трансформаторов. Поэтому эти способы необходимо применять в комплексе.

Определение правильности маркировки выводов обмоток

Целостность обмоток ТТ и их выводов следует определять замером их активных сопротивлений с проверкой или последующим нанесением маркировки.

Определение начала и конца каждой из обмоток следует проводить способом, позволяющим установить полярность.

Проверка полярности выводов обмоток.

Для проведения испытаний к вторичной обмотке присоединить амперметр или вольтметр магнитоэлектрического типа с определенной полярностью на его выводах.

Определение полярности выводов обмоток

Рекомендуется использовать прибор с нулем посередине шкалы, однако, допускается использовать и с нулем, расположенным в начале шкалы.

Все остальные вторичные обмотки трансформатора необходимо, из соображений безопасности, зашунтировать.

К первичной обмотке ТТ необходимо подключить источник постоянного тока, затем последовательно подключить к нему сопротивление для ограничения тока разряда. Достаточно использовать обыкновенный элемент питания (батарейку) с лампочкой накаливания. Вместо выключателя можно просто коснуться проводом от лампочки клеммы первичной обмотки ТТ и затем отвести его.

Читайте так же:
Epson 355 сброс счетчика памперса

При совпадении полярности стрелка сдвинется вправо и возвратится назад. Если прибор подключен с обратной полярностью, то стрелка будет сдвигаться влево.

При отключении питания у однополярных обмоток стрелка сдвигается толчком влево, а в противном случае – толчком вправо.

Таким же образом следует проверить полярность подключения других обмоток трансформатора.

Снятие характеристики намагничивания.

Зависимость напряжения на клеммах вторичных обмоток от протекающего по ним тока намагничивания называется вольт-амперной характеристикой, сокращенно ВАХ. Она свидетельствует о правильности работы обмотки и магнитопровода, позволяет оценить их исправность.

Для того, чтобы исключить влияние помех со стороны расположенного рядом силового оборудования, характеристику ВАХ следует снимать, предварительно разомкнув цепь первичной обмотки.

Для построения характеристики ВАХ необходимо пропускать переменный ток различных величин через обмотку ТТ и измерять напряжение на входе обмотки. Такие испытания можно проводить любым лабораторным стендом с блоком питания, имеющим выходную мощность, позволяющую нагружать обмотку до насыщения магнитопровода трансформатора, при котором кривая насыщения обратится в горизонтальное положение.

Полученные по замерам данные нужно занести в таблицу протокола. По табличным данным строятся графики ВАХ.

Перед началом проведения замеров и после их окончания следует в обязательном порядке производить размагничивание магнитопровода методом нескольких постепенных увеличений тока в обмотке и последующим снижением тока до нуля.

Важно

Для измерения значений токов и напряжений следует использовать приборы электромагнитной или электродинамической систем, которые могут воспринимать действующие значения тока и напряжения.

Наличие в обмотке короткозамкнутых витков уменьшает величину выходного напряжения в обмотке и снижает крутизну ВАХ. В связи с этим, при первом использовании исправного ТТ необходимо сделать замеры и построить график ВАХ, а при последующих проверках ТТ через определенное нормативами время следует контролируют состояние выходных параметров.

Измерение заземления мультиметром — пример расчета

Мы знаем, что измерение сопротивления контура заземление выполняется при помощи специализированного измерительного оборудования. Но как быть, если под рукой только обычный мультиметр? Им тоже можно измерить относительно точно. Единственный нюанс — это небезопасный способ, и при измерении мы получим общее сопротивление контура заземления и заземления нейтрали на распределительном трансформаторе. Последнее значение можно принять равным 2 Ом (плюс-минус отклонение будет незначительным).

Измеряться будет только напряжение (вольтметром) и сопротивление (амперметром). Полученные данные нужны для расчета сопротивления по правилам последовательного соединения резисторов.

правила последовательного соединения резисторов

Если рассмотреть схему замыкания фазы на контур заземления, то очевидно, что в таком виде измерить и сравнить ничего не получится. Ведь заземление на схеме — это резистор с двумя выводами. А в реальности второй вывод находится глубоко в земле — и физически произвести замер разности потенциалов между выводами нельзя. Поэтому нужно добавить в схему еще одну нагрузку (резистор) — например включить чайник (мощность 2 кВт, сопротивление 27 Ом) через фазу и землю. В этом случае измеряется падение напряжение через чайник и сила тока в цепи.

Читайте так же:
Access 2007 тип данных счетчик

измерение заземления мультиметром - пример расчета

Получаем напряжение на участке резистора 27 Ом (чайник): U(чайник) = 180 В.

Соответственно напряжение на участке, объединяющим два заземления (дома и нейтрали) равняется: U(заземление 2+4 Ом) = 220 — 180 = 40 В.
По отдельности возможности измерить падение напряжения на двух участках с заземлением нет возможности. В программе Electronics Workbench это можно сделать. И для наглядности покажем напряжение на каждом участке:

измерение заземления мультиметром - пример расчета

Первое правило последовательного соединения заключается в том, что протекающие по всем проводникам токи равны между собой. Сила тока в рассматриваемой цепи I = 6,667 А.

Теперь зная закон Ома можно легко найти сопротивление на участке заземление дома — заземление нейтрали:
R=U / I = 40 / 6,667 = 5,99970001499925 Ом = 6 Ом.

Так как мы взяли за сопротивление глухозаземленной нейтрали значение 2 Ом, то сопротивление заземления дома = 6 — 2 = 4 Ом.

Как видно, зная сопротивление глухозаземленной нейтрали трансформатора можно практически точно рассчитать сопротивление вашего контура заземления.

Как снизить потери ?

Одним из способов снижения потери напряжения в проводнике, является увеличение его сечения. Помимо этого, рекомендуется сократить его протяженность и удаленность от точки назначения. В некоторых случаях эти способы не всегда можно применить по техническим причинам.В большинстве случаем, сокращение сопротивления позволяет нормализовать работу линии.

Главным недостатком большой площади сечения кабеля, являются существенные материальные затраты в процессе использования. Именно поэтому правильный расчёт и подбор нужного диаметра, позволяют избавиться от этой неприятности. Калькулятор в режиме онлайн применяют для проектов с высоковольтными линиями. Здесь программа помогает правильно рассчитать точные параметры для электрической цепи.

Причины повреждаемости трансформаторов напряжения

В том числе типа трансформаторов НТМИ (НТМИ 6, НТМИ 10) для сетей 6/10 кВ

Особенность российских электросетей 6/10 кВ, без глухого заземления нейтрали заключается в том, что они могут работать некоторое время при однофазном замыкании на землю. И в этом случае изменяются только напряжения каждой из фаз относительно земли, но треугольник фазных напряжений остается неизменным. В результате потребители могут не реагировать на такое КЗ, продолжая работать в обычном режиме, в то время как эксплуатационное предприятие должно найти и отремонтировать неисправность на линии.

Выполнение этой задачи зависит от типа используемых трансформаторов напряжения, которые делятся на незаземляемые и заземляемые. Незаземляемые, в отличие от заземляемого типа, не имеют соединения первичной обмотки с землей. ТН заземляемого типа, помимо междуфазных напряжений, также могут трансформировать напряжения фаз относительно земли, что позволяет контролировать изоляцию сети. Это определило сферу применения этих видов трансформаторов напряжения в сетях 6/10 кВ: незаземляемые ТН в основном устанавливают на стороне высокого напряжения потребительских трансформаторов, а заземляемые – на шинах центров питания и распредпунктах.

a) Незаземляемые ТН

Незаземляемые ТН включают между фазами сети. Они бывают однофазными и трехфазными, имеют одну вторичную обмотку.

b) Заземляемые ТН

Заземляемые ТН включают между землей и фазами сети, их производят в однофазном и трехфазном исполнении. Если три однофазных ТН собрать в трехфазную группу, то такая группа эквивалентна одному трехфазному трансформатору напряжения. Заземляемые трехфазные ТН обеспечивают все функции незаземляемых и дополнительно контроль изоляции сети, для чего, помимо выводов фаз «A», «B» и «C» основной вторичной обмотки, имеется еще вывод нейтрали «O» и дополнительная обмотка.

Читайте так же:
Счетчик калорий для велосипеда

При нормальном режиме симметричной нагрузки фазные напряжения АО, ВО, CO равны 57,8 B, а междуфазные равны 100 B, при этом на выходе дополнительной вторичной обмотки есть небольшое напряжение небаланса. Когда возникают однофазные замыкания на землю, напряжение одной из фаз снижается до нуля, в то время как два других напряжения повышаются до 100В.

Напряжения междуфазные не изменяются, хотя напряжение дополнительной обмотки возрастает до 100В.

При однофазных КЗ на землю, рабочее напряжение каждой фазы превышает 120% номинального напряжения, и междуфазные напряжения могут потерять высокий класс точности.

При эксплуатации заземляемых ТН выявились три режима, которые могут приводить к ненормальной работе трансформаторов и повреждению.

1. Первый режим возникает при работе заземляемых трансформаторов напряжения на ненагруженных шинах центров питания или распределительных пунктов. Малый емкостный ток (на частоте 50Гц) замыкания шин на землю компенсируется намагничивающим током одной из фаз трансформатора напряжения. Напряжение на этой фазе повышается, и намагниченность стали магнитопровода приближается к насыщению, в то время как напряжение остальных фаз понижено. Поэтому создается ложное впечатление о замыкании на землю одной из фаз. Так как в режим феррорезонанса может войти любая фаза, то «ложная земля» способна «переходить» с фазы на фазу. Обычно трансформатор напряжения при таком режиме не повреждается. Для устранения «ложной земли», достаточно включения на дополнительную обмотку сопротивления 25 Ом.

2. Второй режим может возникать при появлении однофазных дуговых замыканий на землю, часто происходящих в сельской местности. Благодаря воздушным линиям, имеется небольшой (до 10 А) ток замыкания, а также открытая перемежающаяся дуга, например из-за воздействия ветра, который вызывает ее циклическое гашение и зажигание. В этом случае емкость нулевой последовательности во время бестокового промежутка дуги разряжается через трансформатор напряжения, насыщая магнитопровод трансформатора и перегревая обмотки. Новое зажигание дуги приводит к тому, что емкость вновь заряжается, а затем снова в бестоковую паузу разряжается. Такой процесс может продолжаться несколько минут, а иногда и часов, и в результате ТН часто выходит из строя.

3. Третий режим может наблюдаться как в воздушных линиях, так и в линиях кабельных. Это возникновение явления устойчивого гармонического феррорезонанса между емкостью нулевой последовательности на частоте сети и нелинейной индуктивностью намагничивания трехфазного потребительского силового трансформатора. Режим феррорезонанса может возникать при КЗ на землю одной фазы малонагруженного трансформатора с последующим перегоранием предохранителя. При таком варианте напряжение нулевой последовательности может возрасти трехкратно, и в результате повреждение трансформатора напряжений происходит в течение одной минуты.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector