Электроизмерительный прибор должен удовлетворять следующим требованиям:
· быть достаточно точным;
· давать непосредственный отсчёт измеряемой величины в практических единицах;
· потреблять незначительную мощность;
· сразу давать нужное показание (стрелка прибора должна сразу устанавливаться на соответствующее деление шкалы);
· быть простым и удобным в обращении;
· обладать независимостью показаний от внешних влияний (посторонних магнитных полей, температурных изменений и т.д.);
· иметь по возможности равномерную шкалу;
· иметь приспособление, позволяющее устанавливать стрелки на нуль;
· иметь достаточный срок службы.
Часто измерительный прибор предназначен для определённых целей и может измерять ту или иную величину в известных пределах. Так, например, прибором, измеряющим постоянный ток, нельзя измерять переменный, вольтметром нельзя пользоваться для измерения тока и т.д.
В России (и частично в других странах СНГ) традиционно принята унифицированная система обозначений, основанная на принципах действия электроизмерительных приборов.
В состав обозначения входит прописная русская буква, соответствующая принципу действия прибора, и число — условный номер модели.
Например: С197 — киловольтметр электростатический. К обозначению могут добавляться буквы М (модернизированный), К (контактный) и другие, отмечающие конструктивные особенности или модификации приборов.
· В — приборы вибрационного типа (язычковые);
· Д — электродинамические приборы;
· Е — измерительные преобразователи;
· И — индукционные приборы;
· К — многоканальные и комплексные измерительные установки и системы;
· М — магнитоэлектрические приборы;
· Н — самопишущие приборы;
· П — вспомогательные измерительные устройства;
· Р — меры, измерительные преобразователи, приборы для измерения параметров элементов электрических цепей;
· С — электростатические приборы;
· Т — термоэлектрические приборы;
· У — измерительные установки;
· Ф — электронные приборы;
· Х — нормальные элементы;
· Ц — приборы выпрямительного типа;
· Ш — измерительные преобразователи;
И Н С Т Р У К Ц И Я
По технике безопасности при производстве электроизмерительных работ.
- Требования, предъявляемые к электроизмерительным приборам.
Пользование переносными электроизмерительными приборами регламентируется «Правилами устройства электроустановок», «Межотраслевыми Правилами по охране труда (правилами безопасности) при эксплуатации электроустановок», «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», инструкциями заводов изготовителей, РТМ 033-89, действующими производственными инструкциями и инструкцией по охране труда и производственной санитарии.
За электроизмерительными приборами должен быть организован систематический контроль, обеспечивающий их исправное состояние и правильность показаний. При эксплуатации, хранении и транспортировке переносных электроизмерительных приборов следует избегать резких толчков и ударов. На всех приборах должны быть нанесены следующие данные: марка завода изготовителя; заводской номер прибора; наименование прибора или сокращенное обозначение измеряемой величины; условное обозначение системы (принцип действия) прибора; верхний и нижний пределы измерения; обозначение нормального положения прибора; назначение всех видов зажимов и знаки полярности у зажимов; номинальное число оборотов рукоятки привода генератора; величина напряжения на зажимах.
Перед началом измерительных работ прибор проверяют. Производить электроизмерительные работы прибором разрешается, если: корпус его не имеет механических повреждений и трещин, через которые может проникать внутрь прибора пыль; стекло должно быть прочно укреплено, не иметь трещин, пузырьков, царапин и других изъянов, мешающих снятию показаний; шкала не покороблена, не отклеилась и не загрязнена (зеркальная полоска, служащая для устранения погрешности в показаниях прибора, не потускнела и не разбита); зажимы должны завинчиваться до конца и резьба должна быть исправной, основания не расшатаны; внутри корпуса не должно быть отсоединившихся частей, обнаруживаемых на слух при опрокидывании прибора; стрелка не погнута и её конец по направлению должен совпадать с направлением отметок шкалы; корректор исправен, и допускает регулировку нулевого положения указателя; разбивка шкалы на деления должна быть произведена в соответствии с характером интервалов между числовыми отметками и должны быть исправны регулирующие устройства.
- Требования, предъявляемые к лицам, производящим электроизмерительные работы.
Измерения переносными электроизмерительными приборами производится двумя лицами, одно из которых должно иметь квалификационную группу по электробезопасности не ниже IV, а второе не ниже III.
Электроизмерения переносными приборами разрешается производить: неоперативному персоналу – по наряду; оперативному персоналу, закреплённому за данной установкой, по распоряжению с записью в журнале. При текущей эксплуатации измерения производят омметром, вольтметром и мегаомметром лица с квалификационной группой по электробезопасности не ниже III.
При производстве электроизмерений вблизи и на токоведущих частях, находящихся под напряжением, следует: надеть спецодежду, опустить рукава и застегнуть их у кисти, надеть головной убор; проверить исправность прибора и целостность изоляции подключенных к прибору проводов. Измерения производят в диэлектрических перчатках, стоя на изоляционном основании.
Металлические корпуса измерительных приборов и кожухи трансформаторов должны быть занулены, а находящиеся под напряжением токоведущие части, на которых измерения производиться не будет и расположенные от производящего измерения на расстоянии менее 70 см., ограждают. Ограждения изготавливают из изоляционных материалов и устанавливают так, чтобы между ними и находящимися под напряжением токоведущими частями было расстояние не менее 35 см. Лица, производящие электроизмерения, располагаются так, чтобы токоведущие части, на которых производятся измерения, находились спереди и только с одной стороны. Работа в согнутом положении не допускается.
- Присоединение электроизмерительных приборов к измеряемым участкам.
Подключение приборов к измеряемым участкам сети и оборудования производят только с помощью щупов, струбцины и зажимов типа «крокодил». Все операции, связанные с измерением, производят осторожно.
При отсчёте показаний приборов нельзя приближаться на опасное расстояние к токоведущим частям и касаться включённых трансформаторов, сопротивлений, проводов и каких либо других электроприборов.
Присоединять и отсоединять амперметры, трансформаторы тока и другие
приборы, требующие разрыва цепи, следует при полном снятии напряжения с
тех элементов, к которым присоединяются приборы.
Присоединение вольтметров, трансформаторов напряжения и других приборов,
не требующих разрыва цепи, производят под напряжением с применением проводов типа «Магнето» и специальных зажимов с изолированными рукоятками. Работу производят в диэлектрических перчатках.
Запрещается работать на токоведущих частях со снятым напряжением без предварительной проверки отсутствия напряжения.
Отсутствие или наличие напряжения проверяют указателем напряжения или индикатором напряжения. Перед этим необходимо убедится в исправности указателя напряжения или переносного вольтметра на токоведущих частях, заведомо находящихся под напряжением.
Если указатель напряжения падал на пол, подвергался толчкам или ударам, то
его запрещается применять без проверки на исправность.
Все указанные работы производят в диэлектрических перчатках лицами, с квалификационной группой по электробезопасности не ниже III.
На всех отключенных коммутационных аппаратах и на основаниях снятых предохранителей, при помощи может быть подано напряжение на отключенные участки, необходимо вывешивать плакаты «Не включать. Работают люди.».
При измерениях индикатором напряжения типа ИН-92 прибор следует держать непосредственно за рукоятку щупов-электродов.
Запрещается во время измерений держать прибор дальше ограничителей, расположенных на этих рукоятках. Верхняя крышка прибора должна быть закрыта. Проверку наличия или отсутствия напряжения этим прибором или тестером могут производить два лица с III и II квалификационными группами по технике безопасности. Измерения производят в диэлектрических перчатках.
Измерения токоизмерительными клещами должны производить два лица, одно из которых должно иметь квалификационную группу не ниже IV, а второе – не ниже III. Токоизмерительные клещи предназначены для измерения переменного тока в одиночных проводниках без нарушения их целостности (без разрыва цепи).
Они представляют собой комплексное устройство, состоящее из трансформатора тока с разъёмным магнитопроводом, одной вторичной обмотки и измерительного прибора.
Первичной обмоткой является проводник, охватываемый магнитопроводом при измерении величины тока. Вторичная обмотка, расположенная на магнитопроводе, подключена к амперметру. Для измерения напряжения в сети до 600 В. на корпусе токоизмерительных клещей Ц-30 имеются специальные зажимы, к которым подключают проводники в случае, когда клещи используют в качестве вольтметра. При этом переключатель устанавливают на 600 В., а показания прибора отсчитывают на нижней шкале.
Рукоятки клещей должны быть сухими, чистыми, без трещин и царапин, поверхность их должна быть покрыта водостойким лаком.
Изолирующая часть рукоятки ограничивается упором. При работе с клещами запрещается касаться их изолирующих частей, расположенных за упорным (ограничительным) кольцом. При повреждении лакового покрова токоизмерительных клещей или других неисправностях работу следует
немедленно прекратить. После ремонта клещи испытывают. Периодически токоизмерительные клещи испытывают не реже одного раза в 12 месяцев напряжением 2 кВ. в течении 5 минут. Периодические осмотры производят
1 раз в 6 месяцев.
Запрещается применять токоизмерительные клещи с вынесенным амперметром. Амперметр необходимо устанавливать (встраивать) на рабочей части клещей. Измерения токоизмерительными клещами производят в диэлектрических перчатках, стоя на изолирующем основании.
Во время измерения концы клещей, охватывающие провод, шину, кабель, не должны касаться каких либо частей электроустановки во избежание короткого замыкания или замыкания на «землю».
Токоизмерительные клещи следует держать в руках на весу и ни в коем случае не опираться ими на какие-либо электропроводящие предметы, имеющие соединение с «землёй». Производящий измерение должен быть удалён на длину клещей от находящихся под напряжением предметов.
При снятии показаний амперметра нельзя нагибаться над прибором, для этого достаточно слегка наклонить голову.
При горизонтальном расположении фаз перед проведением измерений токов пофазно необходимо соблюдать осторожность: ограждать каждую фазу изолирующим материалом (электрокартоном, резиновым ковриком и т.п.) во избежание возникновения короткого замыкания между фазами при разведении клещей. Эти операции следует производить в диэлектрических перчатках, стоя на изолирующем основании. Токоизмерительные клещи хранят в футляре в сухом помещении.
Сопротивление изоляции электропроводки измеряют мегаомметром (при напряжении на приборе 2500 В. и более) обученные и специально назначенные лица с квалификационной группой по технике безопасности не ниже III.
Для измерения сопротивления изоляции электропроводки при напряжении сети
до 60 В. используют мегаомметр типа М-1101, рассчитанный на напряжение 500 В., а при напряжении сети до 380 В. – рассчитанный на 1000 В. Для измерения сопротивления изоляции электропроводки электрифицированного инструмента используют мегаомметр, рассчитанный на напряжение 1000 В.
Показание мегаомметра соответствует градуировке шкалы при частоте вращении рукоятки генератора до 90-150 мин.-1 и горизонтальном положении мегаомметра. Рекомендуемая частота вращения 120 мин.-1 .Провода, применяемые для соединения мегаомметра с измеряемым объектом, должны быть гибкими, сечением 1,5 – 2,5 мм.2 с сопротивлением изоляции не ниже 100 МОм.
Перед началом измерений проверяют исправность мегаомметра и его проводов. Для проверки исправности мегаомметра один провод присоединяют к зажиму «земля», второй к зажиму «линия», замыкают их концы накоротко и вращают рукоятку прибора. Стрелка при этом должна установиться на нуле.
При разомкнутых концах проводов, стрелка мегаомметра должна показать на бесконечность (¥); при других показаниях – прибор неисправен и пользоваться
им запрещено. Для установки точного показания прибора отсчёт показаний производят через 1 минуту после начала вращения рукоятки прибора, когда стрелка займёт устойчивое положение.
На каждом участке измерение сопротивления изоляции электропроводки многожильного кабеля следующий: измерить сопротивление изоляции между фазными проводами, при этом присоединить одну фазу к зажиму «линия», а другую к зажиму «земля»; вращая рукоятку мегаомметра в течение 1 минуты
снять показания с его шкалы. Аналогично измерить сопротивление изоляции
между другими фазными проводами. Измерить сопротивление изоляции фазных проводов по отношению к «земле». При этом оболочку кабеля соединить с зажимом «земля» прибора, фазный провод присоединить к зажиму «линия». Вращая рукоятку мегаомметра в течение 1 минуты, снять показания с его шкалы. Аналогично измерить сопротивление изоляции каждого фазного провода по отношению к земле.
Проводящий измерение мегаомметром должен располагаться так, чтобы
исключать возможность случайного прикосновения к частям, находящимся под напряжением. Перед измерением сопротивления изоляции кабелей и воздушных линий необходимо после снятия напряжения разрядить их переносным заземлением.
В качестве переносного заземления используют гибкие голые медные проводники сечением не менее 25 мм2, имеющие зажимы для присоединения к зануляемой шине и для закорачивания токоведущих частей. Порядок разряжения следующий: присоединить зажим переносного заземления к «земле» и проверить отсутствие напряжения, затем разрядить кабель (воздушную линию), присоединив к нему другой зажим переносного заземления.
Работу следует производить в диэлектрических перчатках.
Проверку сопротивления заземляющих устройств производят с целью выявления неисправностей в сети заземления, которые могут повлечь за собой поражения людей электрическим током в случае пробоя изоляции электропроводки. Проверка сети защитного заземления включает: проверку наличия цепи между заземлителем и заземлёнными корпусами электроустановок; измерение сопротивления заземляющих устройств; проверку соответствия сечений заземляющих проводников установленным нормам; проверку полного сопротивления петли «фаза – нуль» в электроустановках напряжением до 1000 В. с глухим заземлением нейтрали; осмотр сети защитного заземления для определения надёжности и правильности её конструктивного исполнения.
Проверку наличия цепи между заземлением и заземлёнными элементами электроустановки, измерения сопротивления растекания тока заземляющего устройства производят перед пуском электроустановки в эксплуатацию и в дальнейшем не реже 1 раза в 5 лет.
Сопротивление заземляющего устройства растеканию тока не должно превышать 2,4,8 Ом при линейных напряжениях соответственно 660, 280, 220 В. трёхфазного тока, сопротивление переходных контактов не нормируется, но рекомендуется не более 0,05 Ом.
Одновременно с проверкой приборами производят визуальный осмотр наружных частей заземляющего устройства.
Электроизмерительные приборы классифицируют по различнымпризнакам.
По роду измеряемой величины электроизмерительные приборы под-разделяют на амперметры, вольтметры, ваттметры, счетчики электри-ческой энергии, фазометры, частотомеры, омметры и т. д. Условное обозначение прибора по роду измеряемой величины (табл. 9.1) наносится на лицевую сторону прибора.
измеряющий сдвиг фаз
измеряющий коэффициент мощности
Счетчик вольт-ампер-часов реактивный
Вольтметр с цифровым отсчетом
Вольтметр с непрерывной регистрацией
Амперметр, подвижная часть которого отклоняется в обе стороны от нулевой отметки
На шкалах электроизмерительных приборов указывают также услов-ные обозначения, отражающие род измеряемого тока, класс точности прибора, испытательного напряжения изоляции, рабочего положения прибора и т. д. (табл. 9.2).
Измерительные приборы бывают аналоговыми и цифровыми Аналоговыми называют измерительные приборы, показания которых являются непрерывной функцией измеряемой величины. Цифровыми называют измерительные приборы, показания которых выражены в цифровой форме.
В зависимости от вида получаемой измерительной информации измерительные приборы подразделяют на показывающие, регистрирую- щие, самопишущие, печатающие, интегрирующие, суммирующие. Услов- ное обозначение системы прибора указано в табл. 9.3.
Наибольшее распространение в электротехнической практике получили показывающие приборы, т. е. приборы непосредственной оценки, или прямого отсчета. Приборы этого типа независимо от приципа действия и назначения состоят из двух основных частей: измерительной цепи и измерительного механизма. Простейшая измерительная цепь, например, вольтметра представляет собой индуктивную катушку с последовательно подсоединенным добавочным сопротивлением. При постоянном сопротивлении такой цепи через катушку проходит ток, пропорциональный измеряемому напряжению.
Значение условного обозначения
Прибор постоянного тока
Прибор постоянного и переменного тока
Прибор переменного тока
Прибор трехфазного тока
Рабочее положение шкалы горизонтальное
Рабочее положение шкалы вертикальное
Рабочее положение шкалы наклонное, под углом 60° к горизонту
Прибор класса точности 0,5
Измерительная цепь изолирована от корпуса и испытана напряжением 3 кВ
Прибор испытанию прочности изоляции не подлежит
Осторожно! Прочность изоляции измерительной цепи по отношению к корпусу не соответствует нормам (знак выполняете;красным цветом)
Защита от внешних магнитных полей 3 мТл
Защита от внешних электрических полей 10 кВ/м
Направление ориентировки прибора в магнитном поле Земли
с подвижной рамкой и механической противодействующей силой
с подвижной рамкой и без механической противодействующей силы (логометр)
с механической проти- водействующей силой
без механической про-
с механической проти- водействующей силой
без механической про-
с механической проти- водействующей силой
без механической про-
с механической проти-
Без механической противодействующей силы
с контактным термо-
с изолированным термопреобразовате-
В простейшем амперметре измерительная цепь состоит из изме-рительной катушки, последовательно подключенной к электрической сети, в которой необходимо измерить ток.
Измерительный механизм предназначен для преобразования под-водимой к нему электрической энергии в механическую энергию пере-мещения подвижной части прибора и связанной с ней стрелкой или другим указательным устройством, каждому положению которого соответствует определенное значение измеряемой величины. Одинаковый по конструкции измерительный механизм в сочетании с различными измерительными цепями можно применять для измерения различных электрических величин.
Перемещение подвижной части измерительного прибора происходит за счет взаимодействия магнитных или электрических полей в электро-измерительном приборе, в результате которого возникает вращающий момент Мвр, пропорциональный значению измеряемой величины. Под действием Мвр подвижная часть измерительного механизма повернется до упора, если этому не будет препятствовать противодействующий момент Мпр. Установившееся отклонение подвижной части измерительного механизма наступает при равенстве вращающего и противодействующего моментов: Мвр = Мпр.
Для создания противодействующего момента в современном электроприборостроении используются механические и электромагнитные силы. Приборы с электромагнитным противодействующим моментом называются логометрами. Для создания механического противодействующего момента широко используют спиральные пружины из фосфорной бронзы (рис. 9.1, а). В более чувствительных приборах, например гальванометрах, иногда применяют подвесы или растяжки. Подвес обычно представляет собой упругую металлическую ленту 1, на которой свободно подвешена подвижная система прибора 2 (рис. 9.1,6). Растяжки 1 выполняют так же, как и подвесы, но в приборе их две и они имеют предварительное натяжение (рис. 9.1, в).
Для точной установки стрелки 2 прибора (рис. 9.1, а) на нулевое деление служит специальное корректирующее устройство, позволяющее с помощью специального винта 5 смещать поводок 1, в котором закреплен неподвижный конец противодействующей пружины 4. Подвижная часть прибора не должна изменять положения под действием сил тяжести. Уравновешивание подвижной системы прибора достигается путем ее балансировки с помощью грузиков 3, которые устанавливаются на тонких нарезных стержнях с противоположной стороны стрелки.
Для того чтобы при внезапном изменении значения измеряемой величины, когда нарушается равновесие моментов, стрелка прибора быстро (без колебаний) занимала новое положение, показывающие приборы снабжают успокоителями (демпферами). Момент успокоения, или демпфирующий момент, пропорционален скорости движения подвижной части прибора:
(9.6)
г
де α — угол поворота измерительного механизма; Р — коэффициент успокоения. Назначение успокоителей состоит в том, чтобы поглощать кинетическую энергию подвижной части измерительного механизма. При хорошем успокоительном воздействии демпфера подвижная часть прибора должна принимать новое положение равновесия после небольшого колебания, причем для большинства стрелочных приборов время успокоения не должно превышать 4 с. За время успокоения принимают промежуток времени от момента включения прибора до момента, когда стрелка прибора отклоняется от положения равновесия не более чем на 1 % всей шкалы.
Наибольшее распространение получили воздушные и магнитоиндукционные успокоители. В воздушном успокоителе (рис. 9.2, а) демпфирующий момент создается за счет торможения легкого поршенька 2, жестко связанного с подвижной частью прибора и двигающегося внутри закрытой камеры 1.
В магнитоиндукционных успокоителях (рис. 9.2, б) демпфирующий момент создается силами взаимодействия между полем постоянного магнита 1 и вихревыми токами, наводимыми этим полем в металлическом диске 2 при его движении. Очевидно, что принцип действия этого успокоителя основан на законе Ленца.
К электроизмерительным приборам предъявляются следующие основные требования:
1) погрешность прибора не должна превышать указанного на лицевой стороне предела (класса точности) и не должна изменяться с течением времени;
2) шкала прибора должна быть проградуирована в единицах СИ;
3) прибор должен быть снабжен успокоительной системой;
4) магнитные и электрические поля, температура окружающей среды не должны оказывать заметного влияния на показания прибора;
5) прибор должен потреблять минимальное количество энергии и должен выдерживать установленную соответствующим ГОСТом пере-грузку.