Современные переносные цифровые приборы измерения электрических величин

Размещено на http://www.allbest.ru

8

Современные переносные цифровые приборы измерения электрических величин, применяемые в электролабораториях, их сравнение с аналоговыми, правила пользования, погрешности измерения

1. Основные эксплуатационные свойства

Эргономичность

Многофункциональность

Приборы сертифицированы и внесены в реестр РФ

Встроенный микропроцессор с достаточной для измерений памятью, с возможностью запоминания до 1000 и более результатов измерений и их сохранения при выключении питания

Жидкокристаллический или графический (растровый) дисплей с основным и дополнительным экранами для отображения результатов измерения и режимов, а также отображения правильности подключения измерительных проводов и подсказок

Интерфейс RS-232 или USB для взаимодействия с ПЭВМ

Автоматический выбор измерительного диапазона

Малая основная погрешность измерения

Независимость измерения от положения прибора

Малая температурная погрешность или отсутствие таковой в диапазоне нормальных температур от 20 до 25 0С

Измерение уровня напряжения помех до начала измерения и отказ от измерения при превышении порога допустимой помехи

Вычисление дополнительной погрешности измерения от уровня помех

Вычисление дополнительной погрешности измерения от сопротивления электродов

Наличие критериев достоверности результатов измерения сопротивления заземлителя

Применение новых принципов измерения (метод двух клещей, измерение импульсного сопротивления заземлителя, измерение коэффициента связи между заземлителями, измерение емкости кабеля на постоянном токе)

Высокая помехоустойчивость (до 24 В переменного напряжения и до 4 В постоянного напряжения)

Измерение параметров петли «фаза-ноль» без отключения электропотребителя и источника питания

Мегаомметры имеют защиту от стороннего напряжения (логическую защиту запрещающую измерение сопротивления при наличии напряжения и плавкие вставки), источник испытательного напряжения (от 50 до 5000 В), стабилизированный преобразователь высокого напряжения с ограничителем тока на уровне 1 (2) мА и по окончании измерения производят разряд емкости объекта испытания

Возможность выбора стандарта напряжения питания испытуемой электроустановки (220/380 или 230/400 В)

Звуковая многофункциональная сигнализация

Автотест

Автономное питание от сухих элементов или аккумуляторов

Контроль за уровнем питающего напряжения с индикацией недопустимого уровня

Обеспечение электробезопасности при измерениях

Контроль за состоянием и правильностью подключения измерительных проводов и возможность их калибровки

Расчет ожидаемого напряжения прикосновения и остановка измерения параметров при превышении расчетного значения напряжения прикосновения над установленным допустимым

Автоматическое выключение прибора при отсутствии измерений в течение 120 с

Рабочий диапазон температур от 0 до 40 0С

Гарантийный срок эксплуатации 3 года

Степень защиты корпуса IP40

Направление развития приборов:

Освоение новых функций и увеличение количества функций в одном приборе

Расширение пределов значений измеряемых величин (ГОм и ТОм)

Расширение диапазона рабочих температур (от минус 10-30 до плюс 50 0С)

Повышение испытательного напряжения до 2500 и 5000 В

Измерение тока утечки изоляции в мкА, нА и пА

Измерение сопротивления молниезащиты опор ЛЭП без отключения защитного провода (в том числе каждой ноги отдельно)

Использование набора частот (от 41 до 5078 Гц) для измерения сопротивления заземлителей

Автоматическое измерение параметров состояния изоляции (коэффициент абсорбции и коэффициент поляризации)

Возможность смены стандартных значений моментов измерения сопротивления изоляции

Измерение параметров петли «фаза-ноль» без отключения УЗО, защищающего испытуемую линию

Автоматическое (автоматизированное) измерение параметров УЗО

Повышение степени защиты корпуса до IP54

Возможность управления от ПК по инфракрасному порту IrDA

Возможность управления от ноутбука по радиоканалу

Возможность измерения при напряжении помех до 60 В (пикового значения)

Возможность просмотра содержимого памяти с ПК

Интерактивный режим общения с оператором

Наличие ПО для автоматизированного заполнения протоколов с использованием данных из памяти приборов

Возможность выбора языка отображение на дисплее (русский, английский, польский)

Расширение сервисной службы

К недостаткам приборов следует отнести:

меньший диапазон рабочих температур для большинства приборов (0…40 °С);

низкое качество ЭД (паспорт, руководство по эксплуатации) и рекламных каталогов

(метрологические ляпсусы и ошибки, несоблюдение терминологии, опечатки, маскировка принципов работы и технических характеристик, нарушения стандартов ГСИ и ЕСКД), отсутствие паспортов у ряда приборов.

недостаточная защищенность от человеческого фактора - возможность повреждения при грубой ошибке оператора;

невозможность проведения измерений во время нахождения комбинированного прибора в ремонте;

отсутствие сведений о принципах работы приборов;

маскировка информации, определяющей технические возможности прибора;

усложнение подготовки прибора к измерению в многофункциональных приборах.

изоляция заземлитель сопротивление

2. Европейские стандарты на измерительные приборы

С целью гарантирования условий безопасного использования электрической энергии, безопасности электрических установок, испытаний на безопасность и обслуживания, много усилий было приложено при подготовке соответствующих стандартов.

Весьма частыми во время подготовки единого стандарта были изменения к существующим стандартам, предлагаемые производителями и пользователями измерительного оборудования.

Хотя основной стандарт по безопасности IEC 1010-1 и позже согласованный европейский стандарт 61010 и обращаются к общей безопасности приборов для электрических измерений, но точка зрения по безопасности для использования этих приборов в низковольтных установках была ошибочной.

Для гарантированного использования унифицированных принципов в измерительных приборах, предназначенных для измерений в электрических установках до 1000 В переменного тока и 1500 V постоянного тока IEC и CENELEC подготовили и выпустили семейство стандартов 61557, которые в основном следуют немецкому семейству стандартов DINVDE 0413. EN 61557 принес важное решение в этой области работы.

Для национальных комитетов отдельных стран Европейского Союза новые стандарты имеют значение следующим образом:

* EN61557 станет Европейским стандартом, и любой национальный стандарт, который не согласуется или противоречит EN61557, будет выведен из употребления.

Введение нового стандарта ознаменовало различные изменения в подходах к конструированию и производству измерительных приборов. В соответствии с соглашением и из-за того, что каждое изменение требует определенного времени для ввода в действие, было решено ввести изменения с первого декабря 1997.

METREL также учел требования нового стандарта при разработке последнего семейства измерительных приборов.

Стандарт 61557 разделен на несколько частей; каждая часть имеет дело с определенным измерением по безопасности в электрических установках в соответствии со следующим:

? EN 61557 Часть 2 - Сопротивление Изоляции

? EN 61557 Часть 3 - Импеданс петли при неисправности

? EN 61557 Часть 4 - Непрерывность соединений заземления и эквипотенциальных связей

? EN 61557 Часть 5 - Сопротивление заземления

? EN 61557 Часть 6 - Устройства дифференциального тока (RCD) в TT и TN системах заземления

? EN 61557 Часть 7 - Последовательность фаз

? EN 61557 Часть 8 - Устройства контроля изоляции в IT системах заземления

Рассмотрим основные требования отдельных частей стандарта EN 61557, касающиеся проведения измерений и конструкции измерительных приборов.

EN 61557 Часть 2 - Сопротивление изоляции

? Максимальная погрешность не должна превышать +/- 30 %.

? Должно использоваться испытательное напряжение постоянного тока.

? Если подключить конденсатор 5 мкФ параллельно измеряемому сопротивлению (Ri = Un 1000 Ом / В), результат испытаний не должен отличаться от результата испытаний без конденсатора более, чем на 10 %.

? Испытательное напряжение не должно превышать 1.5 Un.

? Сила испытательного тока, текущего по проверяемому сопротивлению Un 1000 Ом / В, должна быть не меньше 1 мA.

? Сила испытательного тока не должна превышать 15 mAp, а переменная составляющая силы тока не должна превышать 1,5 mA.

? Внешнее переменное или постоянное напряжение до 1,2 Un, поданное на испытательное оборудование в течение 10 с не должно повреждать это оборудование.

EN 61557 Часть 3 - Импеданс петли повреждения

? Максимальная погрешность не должна превышать +/- 30 %.

? Испытательный прибор должен иметь индикацию того, что сопротивление испытательных проводников скомпенсировано.

? Во время измерения не должно появиться напряжение прикосновения, превышающее 50 В, или воздействие напряжения должно длиться не более 30 мс.

? Внешнее напряжение до 120 % номинального напряжения сети, поданное на испытательное оборудование, не должно повредить оборудование или причинять любую опасность для оператора. Кроме того, плавкий предохранитель в испытательном оборудовании не должен расплавиться.

? Внешнее напряжение до 173 % номинального напряжения сети, поданное на испытательное оборудование в течение 1 минуты, не должно повредить оборудование или вызывать любую опасность для оператора, однако плавкий предохранитель в цепи напряжения испытательного оборудования может расплавиться.

EN 61557 Часть 4 - Сопротивление заземляющих проводников и проводников системы уравнивания потенциалов

? Максимальная погрешность не должна превышать +/- 30 %.

? Может использоваться испытательное напряжение переменного или постоянного тока в пределах от 4 до 24 В.

? Испытательное оборудование должно давать возможность изменять полярность испытательного напряжения при использовании испытательного напряжения постоянного тока.

? Сила испытательного ток должна быть не ниже, чем 200 мA, в пределах минимального диапазона измерения.

? Минимальный диапазон измерения должен включать диапазон от 0,2 до 2 Ом.

? Должно быть обеспечено разрешение 0,01 Ом в цифровых приборах. В простых приборах должна быть ясная индикация превышения указанного предела.

? Должна быть обеспечена индикация компенсации как испытательных проводников, так и дополнительного внешнего сопротивления.

? Внешнее напряжение до 120 % номинального напряжения сети, поданное на испытательное оборудование в течение 1 минуты, не должно повредить оборудование или вызывать любую опасность для оператора, однако плавкий предохранитель в цепи напряжения испытательного оборудования может расплавиться.

EN 61557 Часть 5 - Сопротивление заземления

* Максимальная погрешность не должна превышать +/- 30 % при следующих условиях:

* Напряжение шума 3 В / 400 Гц, 60 Гц, 50 Гц, 16,66 Гц или постоянного тока, поданного между E(ES) и S испытательными зажимами.

* Сопротивление вспомогательных зондов - 100 Re или 50 кОм (в зависимости от того, какая величина меньше).

? Должно использоваться переменное испытательное напряжение.

? Испытательное напряжение не должно превышать 50 Вэфф (70 Впик), или сила испытательного тока должна быть меньше, чем 3,5 мАeff эфф (5 мАпик), или испытательный сигнал должен быть приложен не более, чем на 30 мс.

? Испытательный прибор должен индицировать избыточное сопротивление вспомогательных испытательных электродов

? Внешнее напряжение до 120 % номинального напряжения сети, поданное на испытательное оборудование, не должно повредить оборудование или вызывать любую опасность для оператора. Кроме того, плавкий предохранитель в испытательном оборудовании не должен расплавиться.

EN 61557 Часть 6 - Испытание устройств защитного отключения, реагирующих на дифференциальный ток (RCD)

? Испытание должно быть проведено с использованием переменного синусоидального испытательного тока.

? Испытательное оборудование должно давать возможность измерить напряжение прикосновения или, по крайней мере, иметь индикацию значения, превышающего заданную границу. Измерение может быть проведено с или без вспомогательного испытательного электрода. При измерении тока срабатывания напряжение прикосновения должно быть сопоставлено току срабатывания и сравнено с граничной величиной.

? Погрешность измерения напряжения прикосновения должно быть в пределах от 0 до +20 % граничной величины

? Испытательное оборудование должно позволить измерять время срабатывания и/или, по крайней мере, индицировать превышение граничной величины.

? Если испытание проводится при 0,5 IDN, то испытание должно длиться по крайней мере 0,2 с, RCD не должен срабатывать в течение испытания.

Испытательные приборы, имеющие цель проверить RCD устройства при номинальной силе дифференциального тока 30 mA или меньше, должны также позволять проводить испытания при 5 IDN, причем длительность ограничена 40 мс. Этот предел не используется, если контактная разность потенциалов ниже граничной величины (50 или 25 В).

Погрешность измерения времени срабатывания не должна превышать +/- 10 % граничной величины

Испытательное оборудование должно давать возможность измерять время срабатывания и показывать или по крайней мере индицировать превышение граничной величины.

Сила испытательного тока при измерении тока срабатывания должна быть равна IDN и 1,1 IDN.

Сила испытательного тока при испытании RCD при половине номинального дифференциального тока должна быть в пределах от 0,4 IDN до 0,5IDN.

Погрешность измерения тока срабатывания не должна превышать +/- 10 % номинального дифференциального тока. Указанные погрешности справедливы для следующих нормальных условий:

Нет никакого напряжения на PE (нулевом защитном) проводнике.

Напряжение сети стабильно в течение измерения.

Нет никаких токов утечки на испытуемой установке.

Величина напряжения сети в течение измерения должна быть в пределах от 85 % до 110 % номинального напряжения сети.

Сопротивление любого вспомогательного электрода находится в пределах диапазона, указанного производителем испытательного оборудования.

? Напряжение прикосновения не должно превышать 50 Вэфф (70 Впик) при проведении любого испытания, или сила испытательного тока не должна превышать 3,5 мАэфф (5 мАпик), или напряжение должно прикладываться не более, чем на 30 мс.

? Внешнее напряжение до 120 % номинального напряжения сети, поданное на испытательное оборудование, не должно повредить оборудование или вызывать любую опасность для оператора. Кроме того, плавкий предохранитель в испытательном оборудовании не должен расплавиться.

? Внешнее напряжение до 173 % номинального напряжения сети, поданное на испытательное оборудование в течение 1 мин, не должно повредить оборудование или вызывать любую опасность для оператора, однако, плавкий предохранитель в цепи напряжения испытательного оборудования может расплавиться.

EN 61557 Часть 7 - Последовательность фаз

? Испытательный прибор должен обеспечивать отчетливую индикацию последовательности фаз в диапазоне напряжений от 85 % до 110 % номинального напряжения сети и в диапазоне частот от 95 % до 105 % номинальной частоты

? Испытательный прибор должен обеспечивать либо отчетливую акустическую индикацию (даже в присутствии уровней звука более 75 дБ) либо отчетливую визуальную индикацию (видимую на расстоянии 50 см) даже при уровнях внешнего освещения от 30 до 1000 люкс.

? Индикация последовательности фаз должна быть непрерывной.

? Испытательный прибор должен быть портативным даже, если испытание проводится непрерывно. Он должно быть произведен с применением изолирующих материалов по классификации двойной изоляции.

? Если один или два из испытательных проводников связаны с землей, в то время как другой проводник присоединен к фазному напряжению, сила тока утечки должен быть не более, чем 3,5 мА (при 110 % номинального напряжения сети).

? Внешний диаметр испытательных проводников должен быть по крайней мере 3,5 мм, сечение проводника по крайней мере 0,75 мм2 с диаметром отдельных жил макс. 0,07 мм. В тестовых проводниках должна использоваться двойная изоляция.

Как можно заметить из изложенного выше, нормы EN 61557 предлагают точные требования для создания измерительных приборов. Некоторые требования уже выполняются, в то время как другие полностью новые по сравнению с предыдущими инструкциями. Именно поэтому очень важно для всех конечных пользователей и дистрибуторов проверить, что их испытательное оборудование соответствует нормам EN 61557.

2.1 Погрешности приборов

Для всех приборов, кроме лагометров, предел основной относительной погрешности прибора до определяется в процентах по формуле (1)

до = ± [в + г ( Аmax / Ах -1)], (1)

где: в и г - класс точности прибора, обозначаются в/г;

Аmax - максимальное значение диапазона измерения;

Ах - результат измерения.

в - аддетивная составляющая основной погрешности;

г ( Аmax / Ах -1) - мультипликативная составляющая основной погрешности.

Она равна нулю при Ах = Аmax и стремится к бесконечности, если Ах > 0 .

Многие фирмы не указывают значения коэффициента г.

Для логометров (аналоговые мегаомметры) основная погрешность постоянна во всем диапазоне измерений

до = ± в (1а)

Относительная погрешность прибора д определяется по формуле (2)

д =v до І + Удi І (2)

где: до - основная относительная погрешность прибора, приведенная в Паспорте;

дi - относительная погрешность прибора от воздействия i-го фактора.

Например, дополнительная погрешность цифровых приборов на отклонение температуры от нормальной (если температурный коэффициент не указан в паспорте) определяется по формуле (3)

дt = Kt·|Дt|. (дt = 0,1%|Дt|) (3)

где Дt = (t- tnmin), если t < tnmin и Дt = (t- tnmax), если t > tnmax ,

где: t - измеренная температура;

tnmin - минимальное значение диапазона нормальной температуры;

tnmax - максимальное значение диапазона нормальной температуры.

Относительная ошибка любого прибора и любого метода измерения не может быть более 30 %!

Предел допускаемой абсолютной погрешности в единицах измерения определяется по формуле (4)

ДА = ± (д·Ах) - для аналоговых приборов (4)

ДА = ± (д·Ах + n е.м.р.) - для цифровых приборов, (4а)

где: Ах - результат измерения,

n - количество единиц младшего разряда, определяемое принципом работы прибора.

Абсолютная погрешность расчета тока по измеренному сопротивлению вычисляется по формулам (5) и (6):

Д Iн = 220{1/Rs -1/(Rs+|ДR| )} (5)

Д Iв = 220{1/Rs -1/(Rs-|ДR|)}, (6)

где: Д Iн - нижний предел погрешности;

Д Iв - верхний предел погрешности;

RS - измеренное значение сопротивления ;

ДR - абсолютная погрешность измерения сопротивления.

В эксплуатационной документации некоторых приборов, а также Интернете, технической литературе встречаются грубые искажения формул определения ошибок вида:

до = ± {[в + г ( Аmax / Ах -1)] + n е.м.р.}, (7)

ДА = ± (д·Ах + n е.м.р.) (8)

Рисунок 4 Абсолютная погрешность аналогового прибора

1 ?Ах = вАх - часть от аддитивной составляющей основной относительной погрешности;

2 ?Ах = в(Ах/АВ-1) - часть от мультипликативной составляющей основной относительной погрешности;3 ?Ах = Ах[в+в(Ах/АВ-1)] - абсолютная погрешность аналогового прибора.



Рисунок 5 Основная относительная погрешность аналогового (1) и цифрового (2) прибора

2.2 Сравнение погрешностей приборов на примере измерения сопротивления изоляции

Прибор	ЭС0202/2Г	MIC-3
Результат измерения, Rx, МОм	0,6	0,6
Основная относительная погрешность, до	0,15	0,02
Относительная погрешность от положения, дп	0,15	0
Относительная погрешность от температуры, дt	0	0
Относительная погрешность измерения д =v до І + дп І + дt І	0,2	0,02
Абсолютная ошибка измерения, ДRx , МОм	ДR = ± д·Rх 0,12	ДR = ± (д·Rх + n е.м.р.), 0,02
Оценка результата измерения, Rx - ДR, МОм	0.48	0.58

3. Приборы измерения сопротивления изоляции

3.1 Мегаомметр ЭС0202/2Г

Диапазон рабочих температур, Цел от минус 30 до плюс 50

Испытательное напряжение, В 500, 1000, 2500

Основная погрешность измерения, до, % 15

Погрешность от негоризонтального положения (не более 30є), дп % 15

Погрешность от отклонения температуры от нормальной (20 єС), дt

на каждые 10 градусов 0,5 до

Относительная погрешность измерения определяется по формуле (3.1)

д =v до І + дп І + дt І (3.1)

где до = 15 % - основная относительная погрешность прибора; дп = до - дополнительная погрешность при отклонении прибора от горизонтального положения до 30°; дt = 0,5 до - дополнительная погрешность на каждые 10° отклонения от нормированной температуры (+20 °С). Абсолютную погрешность измерения следует рассчитывать для результатов измерений, менее приведенных в таблице 3.1.

Таблица 3.1 Относительная погрешность измерения и предел соответствия НТД

I Д t I, °	д, %	Норма сопротивления изоляции, МОм
		0,5	1,0
0	21.2	0.6	1,3
10	22,5	0,7
20	26,0
30	30,9		1,4
40	36,8
50	43,0	0,8	1,5

3.2 Цифровые мегаомметры

3.2.1 Основные особенности

Приборы измеряют ток утечки изоляции и имеют защиту от перегрузок с помощью ограничителя тестового тока на уровне 1 (2) мА и плавких предохранителей.

Диапазон измерения расположен на горизонтальном участке характеристики и зависит от испытательного напряжения. Нижняя граница диапазона 0,25, 05, 1,0, 2,5 МОм для тестового напряжения 250, 500, 1000, 2500 В соответственно.

В зоне работы ограничителя тока погрешность прибора не нормирована, а значение испытательного напряжения не соответствует установленному. Результат измерения нельзя вносить в протокол.

Рисунок 1 Характеристика цифрового мегаомметра

3.2.2 Мегаомметр Е6-24

Диапазон рабочих температур, Цел от минус 30 до плюс 50

Испытательное напряжение, В 500, 1000, 2500

Основная относительная погрешность измерения сопротивления, до, % по формуле (3.2.1)

до = [3 + 0.005(Rв /Rx -1)] (в паспорте другая формула) (3.2.1)

Дополнительная погрешность от отклонения температуры от нормальной (20 єС), дt во всем диапазоне рабочих температур (- 30…+50 °С) дt ?0,4 до

Дополнительная погрешность во всем диапазоне питающего напряжения (10…14 В) дп ?0,1 до

Дополнительная погрешность, вызванная изменением относительной влажности от нормального значения до максимального (диапазон не указан), дв = 2 до

Относительная погрешность измерения определяется по формуле (3.2.2) (в паспорте нет)

д =v до І + дt І + дп І+ дв І = до *v1+ 0,16 + 0,01 +4 = 2,27* до (3.2.2)

3.2.3 Прибор MIC-3

Диапазон рабочих температур, Цел от 0 до плюс 40

Испытательное напряжение, В 250, 500, 1000

Основная погрешность измерения, % (в верхней точке диапазона) 3 (4)

Погрешность от негоризонтального положения, % нет

Погрешность от отклонения температуры от нормальной (20 єС)… 0,1 %/ єС

Другие функции:

Измерение сопротивления проводников присоединения к защитному заземлению током более 200 мА

Измерение сопротивления проводников присоединения к системе уравнивания потенциалов током более 200 мА

Измерение напряжения постоянного и переменного тока

Измерение низкоомных проводников постоянному току (прозвонка)

Относительная погрешность измерения определяется по формуле (2)

д =v до І + дt І (2)

где до - основная относительная погрешность прибора, приведенная в Паспорте и Руководстве;

дt = 0,1% /°С |Дt| - дополнительная погрешность на отклонение температуры от нормальной температуры (+20 °С).

Предел допускаемой абсолютной погрешности - ± (дRx + n е.м.р.).

3.2.4 Приборы MIC-1000, MIC-2500

Предназначены для измерения сопротивления изоляции кабельных линий, трансформаторов, двигателей и других электроаппаратов, коэффициента абсорбции. Память на 999 измерений

Другие функции:

Измерение сопротивления проводников присоединения к защитному заземлению током до 200 мА.

Измерение сопротивления проводников присоединения к системе уравнивания потенциалов током до 200 мА.

Измерение напряжения постоянного и переменного тока

Измерение низкоомных проводников постоянному току (прозвонка)

Диапазоны измерения сопротивления изоляции приборами MIC-1000 и MIC-2500 приведены в таблицах 2.2 и 2.3

Таблица 2.2

Испытательное напряжение, В	Диапазон измерения сопротивления изоляции, МОм	Основная погрешность
250	0,25…999	± (3 % · RX + 20 ед.м.р.)
500	0,5…1999
1000	1,0…110000

Таблица 2.3

Испытательное напряжение, В	Диапазон измерения сопротивления изоляции, МОм	Основная погрешность
500	0,5…1999	± (3 % · RX + 20 ед.м.р.)
1000	1,0…999000
2500	2,5…1100 000

3.2.5 Прибор М416

Пределы измерения прибора М416 от 0,1 до 1000 Ом.

Предел измерения прибора разбит на 4 диапазона:

0,1-10; 0,5-50; 2-200; 10-1000 Ом.

Основная погрешность прибора сохраняется о пределах паспортных данных при сопротивлениях электродов не более:

500 Ом в диапазоне измерений 0,1 - 10 Ом;

1000 Ом - 0,5 - 50 Ом;

2500 Ом - 2 - 200 Ом;

5000 Ом - 10 - 1000 Ом.

При сопротивлении электродов больше вышеуказанных его необходимо уменьшить путем увлажнения грунта в месте их забивки (вворачивания) или использовать вместо вращением ручки «реохорд» добиться установки стрелки индикатора на нулевую отметку, на шкале при этом должно быть показание 5+0,3 Ом;

- собрать схему измерения;

- переключатель диапазонов установить в положение «х1», нажать кнопку и вращением реохорда установить стрелку на нуль.

одного несколько соединенных между собой электродов.

Измерение сопротивления электродов производится по двухпроводной схеме.

Измерение сопротивления заземлителей прибором может производиться как по трехпроводной схеме (измерение сопротивлений более 5,0 Ом), так и по четырехпроводной. При измерениях по трехпроводной схеме между клеммами 1-2 ставят перемычку. При этом сопротивление провода от клеммы 1 до заземлителя вносит погрешность в измерения.

При измерениях по однолучевой схеме расстояние от заземлителя до потенциального электрода должно быть не менее 5D + 20 м, где D-наибольшая диагональ сложного заземлителя (для простого заземлителя D = 0), а от потенциального до токового электрода не менее 20 м - для сложного заземлителя и 10 м для простого.

Порядок измерений следующий:

- установить переключатель в положение «Контроль 5 Ом», нажать кнопку и, если измеряемое сопротивление более 10 Ом, выбрать другой предел измерений.

3.2.6 Метод измерения прибором Ф4103-М1

Измерение сопротивления заземлителей (ЗУ) выполняется по четырехпроводной схеме. Направление разноса электродов и выбирается так, чтобы соединительные провода не проходили вблизи металлоконструкций и параллельно трассе ЛЭП. При этом расстояние между токовым и потенциальным проводами должно быть не менее 1 м. Измерительные электроды размещаются по однолучевой или двухлучевой схеме. Токовый электрод устанавливается на расстоянии Lзт = 2D (предпочтительно Lзт = 3D) от края испытуемого заземлителя (D-наибольшая диагональ заземлителя), а потенциальный электрод - поочередно на расстояниях (0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8) Lзт. Lзт - расстояние от края заземлителя до токового электрода.

Измерение сопротивления заземлителя проводится при установке потенциального электрода в каждой из указанных точек. По данным измерений строится кривая "б" зависимости сопротивления ЗУ от расстояния потенциального электрода до заземлителя. Пример такого построения приводится на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4

Полученную кривую "б" сравнить с кривой "а". Если кривая "б" имеет монотонный характер (такой же, как у кривой "а") и значения сопротивлений ЗУ, измеренные при положениях потенциального электрода на расстояниях 0,4Lзт и 0,6Lзт, отличаются не более чем на 10%, то места забивки электродов выбраны правильно. За сопротивление ЗУ принимается значение, полученное при расположении потенциального электрода на расстоянии 0,5Lзт.

Если кривая "б" принципиально отличается от кривой "а" (не имеет монотонного характера), что может быть следствием влияния подземных или наземных металлоконструкций, то измерения необходимо повторить при расположении токового электрода в другом направлении от заземлителя.

Если значения сопротивления ЗУ, измеренные при положениях потенциального электрода на расстоянии 0,4 Lзт и 0,6 Lзт, отличаются более чем на 10 %, то следует повторить измерения ЗУ при увеличенном в 1,5-2 раза расстоянии от ЗУ до токового электрода.

Измерения проводятся в следующей последовательности:

1) Проверить напряжение источника питания. Для этого необходимо закоротить зажимы Т1, П1, П2, Т2, установить переключатели в положение КЛБ и "0,3", а ручку КЛБ - в крайнее правое положение. Нажать кнопку «ИЗМ». Если при этом лампа КП не загорается, напряжение питания в норме.

2) Проверить работоспособность измерителя. Для этого в положении КЛБ переключателя установить ноль ручкой УСТ.0, нажать кнопку ИЗМ, ручкой КЛБ установить стрелку на "30".

3) Подключить провода от и ЗУ соответственно к зажимам П2 и П1.

4) Проверить уровень помех в проверяемой цепи. Для этого установить переключатели в положение И3М II и "0,3" и нажать кнопку ИЗМ. Если лампа КПм не загорается, то уровень помех не превышает допустимый и измерения можно проводить. Если лампа КПм загорается - уровень помех превышает допустимый для диапазона 0 - 0,3 Ом (3 В) - необходимо перейти на диапазон 0-1 Ом, где допустимый уровень помех 7 В. Если в этом случае лампа не загорается, можно проводить измерения на всех диапазонах (кроме 0-0,3 Ом). При кратковременном повышении уровня помех выше допустимого провести повторный контроль по истечению некоторого времени.

5) Измерить сопротивление потенциального электрода по двухпроводной схеме.

Для этого установить диапазон измерения ориентировочно соответствующий измеряемому сопротивлению электрода, затем установить ноль и откалибровать измеритель.

Перевести переключатель в положение ИЗМ II и определить значение сопротивления. Если оно превышает допустимое значение, указанное в таблице 1 паспорта прибора для выбранного диапазона измерения, его необходимо уменьшить одним из ранее указанных способов.

6) Измерить сопротивление заземлителя по четырехпроводной схеме. Подключить прибор.

Установить необходимый диапазон измерений, затем провести установку нуля и калибровку. Если при проведении калибровки стрелка находится левее отметки "30", уменьшить сопротивление токового электрода.

Перевести переключатель РОД РАБОТ в положение ИЗМ II и отсчитать значения сопротивления. Если стрелка под воздействием помех совершает колебательные движения, устранить их вращением ручки ПДСТ f.

При необходимости перейти на другой диапазон измерения переключить ПРЕДЕЛЫ, Щ в необходимое положение. Установить ноль и откалибровать измеритель. Затем перевести переключатель РОД РАБОТ в положение ИЗМ II и отсчитать значение сопротивления.

Измерение сопротивления точечного заземлителя проводить при расстоянии Lзт не менее 30 м.

3.3 Измерение удельного сопротивления грунта

Измерение удельного сопротивления грунта проводится, когда измеренное сопротивление заземлителя больше проектного значения или не соответствует нормативным требованиям. В этом случае проверяется допустимая степень этого несоответствия при повышенных удельных сопротивлениях грунта (см. раздел 3.2). Измерения проводятся по методу «вертикального зондирования» с помощью приборов М416, Ф4103-М1, MRU-100. Удельное сопротивление грунта измеренное аналоговыми приборами определяется по формуле:

(Ом?м),

где R - измеренное сопротивление;

а - расстояние между электродами, которое следует принимать не менее чем в 5 раз больше глубины погружения электродов.

3.3.1 Метод измерения прибором М416

Для измерения удельного сопротивления грунта необходимо забить в землю по прямой линии четыре электрода на расстоянии «а» друг от друга. Глубина забивки электродов не должна превышать 1/20 расстояния «а». Зажимы 1 и 4 прибора следует подсоединить к крайним электродам, а 2 и 3 - к средним. Перемычку между зажимами 1 и 2 необходимо снять и затем произвести измерение.

Удельное сопротивление грунта вычисляется по приведенной выше формуле.

3.3.2 Приборы измерения сопротивления заземлителей и удельного сопротивления грунта MRU-100, MRU-101, MRU-200

Прибор MRU-101 отличается питанием от аккумуляторов, расширенной памятью и наличием интерфейса RS-232.

Основные возможности:

Измерение сопротивления трех- и четырехполюсным методом

Измерение удельного сопротивления методом Веннера с возможностью выбора расстояния между измерительными электродами (автоматический расчет и индикация удельного сопротивления в Ом·м.

Измерение сопротивлений двух- и четырехполюсным методом

Возможность измерения многократных заземлителей трехполюсным методом, без разъединения измеряемых заземлителей (с применением измерительных клещей)

Контроль условий измерения (измерение уровня помех, влияния измерительных электродов, уровень напряжения питания)

Высокая устойчивость по напряжению помех

Герметичный корпус типа кейс

Неполный набор необходимых аксессуаров

Технические характеристики:

Максимальный допустимый уровень помех во время измерения, В 24

Максимальный измерительный ток, мА 225

Частота измерительного тока, Гц 128

Автоматический выбор измерительного диапазона

Основная погрешность измерения приведена в таблицах 2 и 3.

Таблица 2 Погрешность измерения без использования измерительных клещей

Диапазон	Разрешение	Предел погрешности
0,00…9,99 Ом	0,01 Ом	± (2 % · RX + 3 ед.м.р.) Ом
10,0…99,9 Ом	0,1 Ом	± (2 % · RX + 2 ед.м.р.) Ом
100…999 Ом	1 Ом
1,00…9,99 кОм	0,01 кОм	± (2 % · RX + 2 ед.м.р.) кОм
10,0…99,9 кОм	0,1 кОм
100…999 кОм	1 кОм

Таблица 3 Погрешность измерения с использованием измерительных клещей

Диапазон	Разрешение	Предел погрешности
0,00…9,99 Ом	0,01 Ом	± (8 % · RX + 3 ед.м.р.) Ом
10,0…99,9 Ом	0,1 Ом	± (8 % · RX + 2 ед.м.р.) Ом
100…999 Ом	1 Ом
1,00…9,99 кОм	0,01 кОм	± (8 % · RX + 2 ед.м.р.) кОм
10,0…99,9 кОм	0,1 кОм
100…999 кОм	1 кОм

Дополнительная погрешность, вызванная наличием сопротивления измерительных щупов, определяется по формуле:

RH·(RS +1000 Ом) -6

д доп. = -------------------- · 6 · 10 [%]

RE

Погрешность измерения сопротивления RH и RS дополнительных измерительных щупов составляет ±5 % (RE + RS + RH) в случае измерения без использования измерительных клещей и ± 10 % (RE + RS + RH) - в случае измерения с использованием измерительных клещей.

3.3.3 MRU-200 Измеритель параметров заземляющих устройств

MRU-200 -- это цифровой многофункциональный измеритель, позволяющий всесторонне охарактеризовать электрическое состояние заземляющих устройств (ЗУ) и молниеприемников.

В приборе реализованы современные методы контроля параметров ЗУ. Впервые используется импульсный метод измерения динамического сопротивления ЗУ. Также MRU-200 дает возможность проведения измерений бесконтактным методом.

Основные характеристики:

измерение сопротивления заземляющих проводников и проводников систем уравнивания и выравнивания потенциалов (2p);

измерение сопротивления заземляющих устройств по трёхполюсной схеме (3p);

измерение сопротивления заземляющих устройств по четырехполюсной схеме (4p);

измерение сопротивления заземляющих устройств и их элементов без разрыва цепи заземляющих электродов (с применением токоизмерительных клещей);

измерение сопротивления заземляющих устройств методом двух клещей;

измерение сопротивления устройств заземления и молниеотводов импульсным методом по четырехполюсной схеме (4p);

измерение переменного тока (ток утечки);

вычисление дополнительной относительной погрешности от напряжения помех;

вычисление дополнительной относительной погрешности от сопротивления измерительных электродов;

измерение удельного сопротивления грунта методом Веннера с возможностью выбора расстояния между измерительными электродами;

высокая помехоустойчивость;

сохранение результатов измерений в памяти;

подключение измерителя к компьютеру (USB);

совместимость с программой СОНЭЛ Протоколы;

степень защиты корпуса -- IP54,

класс защиты - III 600В согласно EN 61010-1;

номер в Госреестре - 41925-09;

температурный диапазон - минус 10…+50 °C,

габариты ШxВxГ - 288 x 223 x 75 мм;

масса - около 2 кг.

Стандартная комплектация

Кабель сетевой
Провод измерительный 2,2 м с разъемами "банан" черный
Ремни "Свободные руки"
Зонд измерительный для забивки в грунт 30 см
Зарядное устройство для аккумуляторов приборов автомобильное (12 В)
Зажим «Крокодил» изолированный красный K02
Зарядное устройство для аккумуляторов Z7
Кабель последовательного интерфейса USB
Клещи измерительные C-3
Провод измерительный 25 м на катушке с разъемами "банан" красный
Футляр с ремнём L2
Аккумуляторная батарея NiMH SONEL-07 4,8V
Провод измерительный 1,2м с разъемами "банан" красный
Зажим специальный типа "струбцина" с разъемом "банан"
Зажим "Крокодил" изолированный черный K01

Дополнительная комплектация

Клещи гибкие F-1
Футляр для двух зондов 80 см
Зонд измерительный для забивки в грунт 80 см
Отсек для батареек LR14 (тип C)
Клещи передающие N-1

Основные технические характеристики MRU-200

Сокращение «е.м.р.» в определении основной абсолютной погрешности обозначает «единица младшего разряда»

Сокращение «и.в.» в определении основной абсолютной погрешности обозначает «измеренное значение величины»

Измерение напряжения помех UN (RMS)

Диапазон	Разрешение	Погрешность основная абсолютная
0...100 В	1 В	± (2% и. в. + 3 е. м. р.)

частота fN 15…450 Гц

частота измерения - минимум два измерения/с

Измерение частоты помех fN

Диапазон	Разрешение	Погрешность основная абсолютная
15...450 Гц	1 Гц	± (1% и. в. + 2 е. м. р.)

измерения для напряжения помех не менее1В (при напряжении помех менее1В на дисплее высветится: f = ---)

Измерение сопротивления проводников и резисторов (2p)

Диапазон	Разрешение	Погрешность основная абсолютная
0,000...3,999 Ом	0,001 Ом	± (2% и. в. + 4 е. м. р.)
4,00...39,99 Ом	0,01 Ом	± (2% и. в. + 2 е. м. р.)
40...399,9 Ом	0,1 Ом
400...3999 Ом	1 Ом
4,00...19,99 кОм	0,01 кОм	± (5% и. в. + 2 е. м. р.)

Измерение сопротивления проводников и резисторов (3p, 4p)

Диапазон	Разрешение	Погрешность основная абсолютная
0,000...3,999 Ом	0,001 Ом	± (2% и. в. + 4 е. м. р.)
4,00...39,99 Ом	0,01 Ом	± (2% и. в. + 2 е. м. р.)
40...399,9 Ом	0,1 Ом
400...3999 Ом	1 Ом
4,00...19,99 кОм	0,01 кОм	± (5% и. в. + 2 е. м. р.)

Измерение сопротивления заземляющих устройств с использованием клещей (3p+клещи)

Диапазон	Разрешение	Погрешность основная абсолютная
0,000...3,999 Ом	0,001 Ом	± (8% и. в. + 4 е. м. р.)
4,00...39,99 Ом	0,01 Ом	± (8% и. в. + 3 е. м. р.)
40,0...399,9 Ом	0,1 Ом
400...1999 Ом	1 Ом

Измерение сопротивления заземляющих устройств методом двух клещей

Диапазон	Разрешение	Погрешность основная абсолютная
0,00...19,99 Ом	0,01 Ом	± (10% и. в. + 3 е. м. р.)
20,0...149,9 Ом	1 Ом	± (20% и. в. + 3 е. м. р.)

Измерение удельного сопротивления грунта

Измерение согласно методу Веннера, с = 2рLRE

Диапазон	Разрешение	Погрешность основная абсолютная
0,00...9,99 Ом?м	0,01 Ом?м	Зависит от основной погрешности измерении RE методом 4p, но не менее ±1 е.м.р.
10,0...99,9 Ом?м	0,1 Ом?м
100...999 Ом ?м	1 Ом?м
1,00...9,99 кОм?м	0,01 кОм?м
10,0...99,9 кОм?м	0,1 кОм?м
100...999 кОм?м	1 кОм?м

расстояние между измерительными зондами (L): 1-50 м

Измерение сопротивления заземляющих устройств и молниезащитным импульсным методом

Диапазон	Разрешение	Погрешность основная абсолютная
0,0 ... 99,9 Ом	0,1 Ом	±(2,5% и. в. + 3 е. м. р.)
100 ...199 Ом	1 Ом

форма сигнала: 8/10 мкс или 10/350 мкс

амплитуда тока измерительного импульса приблизительно 1 A

пиковые значения напряжения приблизительно 1500 В

Измерение сопротивления измерительных зондов

Диапазон	Разрешение	Погрешность основная абсолютная
0...999 Ом	1 Ом	±5%(RE+RH+RS)+8 е.м.р.
1,00...9,99 кОм	0,01 кОм
10,0...19,9 кОм	0,1 кОм

Измерение тока утечки (RMS)

Диапазон	Разрешение	Погрешность основная абсолютная
0...99,9 мA1	0,1 мА	±(8% и.в. + 5 е.м.р.)
100...999 мA1	1 мA	±(8% и.в. + 3 е.м.р.)
1,00...4,99 A1,2	0,01 A	±(5% и.в. + 5 е.м.р.)1 Не используется2
5,00...9,99 A1,2	0,01 A	±(5% и.в. + 5 е.м.р.)
10,0...99,9 A1,2	0,1 A
100...300 A1,2	1 A

1 - клещи (диаметр 52 мм) - C-3

2 - гибкие клещи - F-1

* частотный диапазон: 45...400 Гц

Измерение сопротивления заземлителя методом двух клещей

Пример использования метода двух клещей приведен в приложении С [1] для случая измерения сопротивления одного повторного заземлителя при наличии нескольких других повторных заземлителей. При этом считается, что суммарное сопротивление других повторных заземлителей и заземлителя трансформатора практически незначительно влияет на результат измерения.

В приборе MRU-200 используются двое клещей. Передающие клещи N1 наводят ЭДС известного размера на испытуемый электрод, измерительные (токовые) клещи - измеряет ток, протекающий по электроду. Ток может протекать только тогда, когда электрод находится в замкнутом контуре. Вычислитель прибора измеряет полное сопротивление контура по закону Ома для цепи по формуле (2).

R = E/I, (2)

где E - ЭДС, наведенная на электроде;

I - ток, протекающий через электрод;

R = Rх +Rэк;

Rх - сопротивление испытуемого электрода;

Rэк - эквивалентное сопротивление заземлителя трансформатора и повторных заземлителей.

Из этого следует, что до начала измерения Rх необходимо знать паспортное (расчетное) значение Rэк или его измерить и ожидаемое (расчетное) значение Rх.

Если Rх >> Rэк, то можно считать, что Rэк = 0 и Rх = R. В этом случае погрешность метода практически совпадает с погрешностью прибора.

Если Rх = Rэк, то погрешность метода в два раза больше погрешности прибора.

Если Rх < Rэк, то Rх = R - Rэк и, начиная с некоторого значения отношения

Rx/Rэк, погрешность метода может превысить 30%, т.е. измерение утратит смысл.

Поэтому методом двух клещей надо пользоваться со знанием его ограничений.

И - измерительный прибор,

Rx - измеряемый заземлитель,

Rзт ? 30 Ом - заземлитель трансформатора,

Rpe ? 0 Ом - сопротивление РЕ-проводника,

Rni - сопротивления повторных заземлителей

Рисунок 1 Измерение сопротивления заземлителя методом двух клещей

3.3.4 Токоизмерительные клещи С.А 6415 (CHAUVIN ARNOUX) (неполные сведения)

Измерение сопротивления устройства заземления, Ом 0,1…1200

Измерение тока от 1 мА до 20,00 А

Рабочая частота, Гц 2400

Память, измерений 99

Метод измерения предполагает, что Rx >>?Ri, и результат измерения есть Rx. Это справедливо далеко не всегда.

Многофункциональность тестера C.A 6472:

Все типы измерения заземления и измерение заземления на опорах линий электропередачи (модуль C.A 6474);

Удельное сопротивление (методы Венера и Шлумбергера);

Соединение заземлителей;

Сопротивление грунта;

Проводимость / Сопротивление.

Высокая эффективность тестера C.A 6472:

Широкий диапазон измерения, выбор оптимального разрешения;

Выбора частоты измерения от 41 Гц до 5 кГц;

Автоматический расчет коэффициента соединения заземлителей и удельного сопротивления грунта;

Защита от посторонних напряжений до 60 В максимум;

Измерение и анализ заземления опор линий электропередачи;

Запись результатов.

Универсальный прибор:

Тестер заземления и удельного сопротивления C.A 6472 используется для быстрого и всестороннего теста всех заземленных систем, собирая все функции заземления в одном приборе. При использовании с модулем C.A 6474, тестер измеряет заземление опор линий электропередачи.

Новое понятие измерения:

В отличии от традиционных тестеров заземления, в C.A 6472 предусмотрен выбор частоты измерения от 41 Гц до 5078 Гц, это дает возможность анализа системы заземления в любых условиях, к примеру, при попадании молнии. 2 режима измерений для легкого и удобного снятия результатов измерений. Автоматический режим - одно нажатие для простой обработки:

Выбор функции ротационным переключателем;

Нажатие клавиши START / STOP;

Запись результатов.

В этом режиме C.A 6472 выполняет измерения на частоте 128 Гц (по умолчанию) и сам выбирает соответствующую частоту в случае вмешательства напряжения.

Экспертный режим:

Пользователи могут выбрать необходимые параметры измерения (определенная частота измерения, просмотр частоты, напряжение измерения между H и S, и т.д.) и могут получить доступ к дополнительным результатам измерения для более точной интерпретации. Автоматическое распознавание входных разъемов: сигнализация на дисплее о неправильном подключении или отсутствии контактов.

Методы измерения:

Измерение сопротивления заземления методом 3-х электродов

Для измерения сопротивления RE штыря заземления обычно используется метод 3-х электродов. Также можно измерить и сопротивление вспомогательных штырей заземления - RS и RH. Пользователь может выбирать частоту измерительного сигнала в пределах от 41 Гц до 5 кГц или прибор сделает это автоматически.

ПРИМЕЧАНИЕ: Прибор имеет специальную утилиту для выбора частоты тестового сигнала. Это позволяет пользователю или автоматически выбрать частоту тестового сигнала, на которой влияние напряжения помехи минимально.

Технические характеристики:

Диапазон измерения сопротивления: от 0,01 Ом до 100 кОм;

Выбор измерительного напряжения: 16 или 32 В эфф.;

Выбор частоты измерительного сигнала: от 41 Гц до 5 кГц;

Измерение RS и RH: от 0,01 Ом до 100 кОм;

Постороннее напряжение: макс. 60 В пик.

Измерение связи между заземлителями (влияния заземлителей друг на друга)

Используется для оценки взаимного влияния 2 заземлителей, не соединенных между собой, для чего вычисляется коэффициент связи, который должен быть как можно меньше.

Оператор последовательно выполняет 3 измерения (два обычных измерения с 3 электродами, определяя R1 и R2, и одно измерения методом 2 электродов, определяя R1-2) и прибор автоматически вычислит сопротивление связи:

RC = (R1 + R2 - R1-2) / 2

Измерение сопротивления грунта (удельного сопротивления)

Если можно выбрать местоположение электрода заземления, то следует провести измерение сопротивления грунта, чтобы определить место, где оно минимально (минимизация цены конструкции).

Прибор C.A 6472 рассчитывает удельное сопротивление грунта автоматически по методу Венера (Wenner) или Шлумбергера (Schlumberger) сразу после ввода расстояния между штырями.

Сопротивления RE, RES, RS и RH также могут быть рассчитаны. Также можно выбрать частоту тестового сигнала.

Характеристики:

Диапазон измерения сопротивления RS-SE: от 0,01 Ом до 100 кОм;

Выбор измерительного напряжения: 16 или 32 В эфф.;

Выбор частоты измерительного сигнала: от 41 Гц до 5 кГц;

Измерение RE, RES, RS и RH: от 0,01 Ом до 100 кОм;

Паразитное напряжение: макс. 60 В пик.;

Автоматический расчет по методу Венера (Wenner) или Шлумбергера (Schlumberger) сразу после ввода расстояния между штырями.

Измерение сопротивления / проводимости

Проводится 4-проводным или 2-проводным методом, возможна перемена направления измерительного тока. Измерение применяется для проверки:

Состояния измерительных кабелей;

Состояния соединений между кабелями и измерительными штырями;

Состояния параллельных соединений между заземлителями в группе.

Характеристики:

Методы: 2-проводный или 4-проводный (в 2-проводном методе возможна компенсация измерительных проводов)

Диапазон измерения сопротивления: от 0,001 Ом до 100 кОм

Измерительный ток: 200 мА при R < 20 Ом.

Измерение потенциала грунта

При измерении потенциала учитываем зависимость от расстояния. Выполняя несколько измерений с различными расстояниями (d), можно отследить изменение потенциала вокруг системы заземления.

Измерение заземления на опорах линии передачи с кабелем заземления (C.A 6474)

Как правило, линии высокого напряжения с...