Статьи и технические рекомендации

Микромилликилоомметры МИКО-2.2 и МИКО-2.3  08.01.2016 21:00

Чернышев Н.А., канд. техн. наук, СКБ ЭП ИСЭМ

При эксплуатации и ремонте электрооборудования возникает необходимость измерения сопротивлений электрических цепей четырех видов:

• переходных сопротивлений контактов коммутационных аппаратов и контактных соединений токопроводов;
• сопротивлений постоянному току в цепях с большой индуктивностью (трансформаторы, электромагниты, электродвигатели и т.п.);
• сопротивлений делителей напряжения, балластных, шунтирующих и др.;
• сопротивлений изоляции.

Для измерения сопротивлений существует большое количество различных приборов, как отечественного производства, так и импортных, отличающихся принципом действия, метрологическими характеристиками, степенью автоматизации, массогабаритными показателями и ценой.

Из-за большого диапазона сопротивлений (10-6...1012) Ом и разнообразия требований, зачастую взаимоисключающих, сложилась узкая специализация приборов на каждый вид сопротивления. Для микроомметров основными требованиями являются обеспечение достаточно большого тока через переходное сопротивление и его стабильность. Окисная пленка и неметаллические включения контактов обуславливают нелинейную зависимость переходного сопротивления от протекающего тока. Поэтому наиболее достоверные измерения будут при приближении тока микроомметра к рабочему току контактов. А микроомметры с током ≤10А дают завышенные показания сопротивления, что может повлечь неоправданную забраковку контактов.

Обеспокоенность по этому поводу нашла отражение в стандартах, регламентирующих минимально допустимое значение измерительного тока: МЭК 56 (I і50A) и ANSI C37.09 (I і100A). Нестабильность тока микроомметра вызывает дополнительную погрешность измерения сопротивления, пропорциональную изменению тока за время измерения и индуктивности цепи. Требования к стабильности тока миллиомметра, измеряющего сопротивление постоянному току в цепи с большой индуктивностью, по этой причине многократно ужесточаются.

Характерной особенностью миллиомметров является большое время измерения, складывающееся из времени установления тока в катушке и времени установления напряжения на катушке при уже постоянном токе из-за явления вязкости магнитного материала сердечника. Поэтому при не достаточной стабильности измерительной цепи возникают колебания показаний прибора, что вызывает дополнительное увеличение времени измерений.

Приборы для измерения третьего вида сопротивлений по аналогии с предыдущими могут быть названы килоомметрами, так как верхняя граница диапазона этих сопротивлений достигает 100 ком (сопротивление шунта каждой камеры выключателя МКП-220). Тем более, что для приборов измерения последнего вида сопротивлений общепринятое название - мегаомметры.

Особенностью третьего вида сопротивлений является наличие на них большого наведенного напряжения, в условиях подстанции достигающее нескольких киловольт. И при измерении сопротивления ток помехи с частотой 50 Гц на три порядка может превышать измерительный ток, задаваемый от прибора. В связи с большими трудностями обеспечения требуемого уровня помехозащищенности специальных приборов для измерения этого вида сопротивлений до настоящего времени не существовало.

Таким образом, устоявшаяся классификация приборов сопротивления, расширенная предложенным названием, отражает в первую очередь не диапазоны измерения, а назначение приборов, определяемое видом измеряемого сопротивления. Отсюда и название универсального прибора - микромилликилоомметр, аналогичное названию ампервольтомметр.

Разработанные универсальные приборы МИКО-2.2 и МИКО-2.3 обеспечивают измерение трех первых из перечисленных видов сопротивлений электрооборудования и одного вспомогательного параметра - температуры обмоток для приведения измеренного сопротивления к стандартной температуре. При их разработке устранен главный недостаток всех универсальных приборов - повышенная сложность пользования, из-за загромождения панели управления прибора многочисленными переключателями и надписями. Это достигнуто путем установления однозначного соответствия между видом измеряемого сопротивления или параметра и типом и конструкцией каждого кабеля. И присоединение, например, кабеля для измерения переходных сопротивлений автоматически выведет на дисплей прибора только те обозначения и надписи, которые относятся именно к переходному сопротивлению, и подготовит прибор к его измерению по команде от кнопки «Пуск».

Так что пользователь МИКО-2.2 или МИКО-2.3 будет иметь все преимущества универсального прибора (компактность, малый вес, оптимальная цена) плюс простоту обслуживания прибора специализированного. Дальнейшее сокращение органов управления и надписей получено полной автоматизацией всех процессов функционирования приборов.

МИКО-2.2 и МИКО-2.3 - это интеллектуальные приборы с самонастройкой к объекту путем автоматического выполнения множества операций:

• переключение в режим измерения требуемого вида сопротивления сразу после подключения к объекту,
• определение параметров объекта и выбор диапазона измерения,
• выбор рабочего тока исходя из минимизации времени и погрешности измерения,
• оценка уровня помех и установление необходимой степени фильтрации сигнала, компенсация термо-э.д.с. и начального смещения,
• самокалибровка,
• обработка результатов измерения и выдача на жидкокристаллический индикатор,
• при гашении импульса самоиндукции определение момента его уменьшения до безопасного уровня с выдачей сообщения на дисплей,
• постоянная индикация текущего уровня заряженности аккумулятора,
• управление режимом зарядки аккумулятора и другие.

Рассмотренные технические решения позволили создать уникальный прибор - МИКО-2.2, предельно простой в пользовании с единственной кнопкой управления. При присоединении к объекту соответствующим кабелем из комплекта и нажатии кнопки, прибор автоматически выполнит все необходимые вышеперечисленные операции, выведет результаты измерения на жидкокристаллический индикатор, включит подсветку, а через 60с полностью выключится. При необходимости в повторных измерениях кнопка нажимается вновь через любой промежуток времени.

Для расширения возможностей в МИКО-2.3 введены разнообразные сервисные функции, для которых потребовалось добавить еще пять кнопок управления. Пользователь может задавать требуемый ток измерения переходного сопротивления, либо, по умолчанию, измерять его при максимально возможном токе, вводить функцию прожига окисной пленки контактов, а для режима миллиомметра - функцию автоматического пересчета сопротивлений обмоток, соединенных в треугольник или звезду в сопротивления обмоток фаз, а также автоматического учета температуры обмоток и др. Измеренные значения могут быть занесены в энергонезависимую память (при записи автоматически регистрируются дата и время измерений), либо по интерфейсам RS-232/RS-485 переданы в компьютер или приборы ПКВ/У3 и ПКВ/М7.

Через интерфейсы возможно и дистанционное управление прибором от компьютера. На время измерения ток в приборах постоянный и стабилизируется с высокой точностью. Но для максимального использования ресурса аккумулятора в режиме микроомметра, когда расход энергии даже на одно измерение велик, величина измерительного тока сделана плавающей. Ток уменьшается от измерения к измерению и при полном разряде конечный ток составляет 60% от начального максимального значения.

Благодаря такому режиму одной зарядки аккумулятора хватает на 40 измерений переходных сопротивлений. Автономное питание от встроенного аккумулятора и малый вес приборов позволяют легко подниматься с ними на выключатели и трансформаторы, благодаря чему длина и вес присоединительных кабелей могут быть значительно уменьшены.