Сопротивления кабелей: Активные и индуктивные сопротивления линии

Содержание

Определение сопротивления кабелей на напряжение 6

В данной статье приводятся таблицы активного и индуктивного сопротивления кабелей на напряжение 6 — 35 кВ взятые из различных справочников по проектированию электрических сетей и руководящих указаний.

Значения активного и индуктивного сопротивления кабелей необходимы при расчете токов короткого замыкания и проверки кабеля на потери напряжения.

Сопротивление кабелей с бумажной, резиновой и поливинилхлоридной изоляцией на напряжение 6 — 35 кВ

1. РД 153-34.0-20.527-98 – Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования. 2002 г. Таблица П.8, страница 145.

2. Проектирование кабельных сетей и проводок. Хромченко Г.Е. 1980 г. Таблица 2-5, страница 48.

3. Справочник по проектированию электроснабжению. Ю.Г. Барыбина. 1990 г. Таблица 2.63, страницы 175-176.

4. Справочная книга электрика. Григорьева В.И. 2004г. Таблицы 3.9.7; 3.9.11; страницы 448-449

Если значения активных и реактивных сопротивлений кабелей, вы не нашли в приведенных таблицах. В этом случае, сопротивление кабеля можно определить по приведенным формулам с подстановкой в них фактических параметров кабелей.

Методика расчета представлена в книге: «Проектирование кабельных сетей и проводок. Хромченко Г.Е. 1980 г, страницы 45-48».

Активное сопротивление кабеля

1. Активное сопротивление однопроволочной жилы, определяется по формуле 2-1, Ом:

где:

  • l — длина жилы, м;
  • s – поперечное сечение жилы, мм2, определяется по формуле: π*d2/4;
  • d – диаметр жилы кабеля;
  • α20 – температурный коэффициент сопротивления, равный при 20 °С:
  • 0,00393 1/град – для меди;
  • 0,00403 1/град – для алюминия;
  • ρ20 – удельное сопротивление материала жилы при 20 °С (температура изготовления жилы), можно принять согласно книги «Справочная книга электрика.
    Григорьева В.И. 2004г.» Таблица 1.14, страница 30.
  • tж – допустимая температура нагрева жилы, согласно ПУЭ п.1.3.10 и 1.3.12.

2. Активное сопротивление многопроволочной жилы определяется также по формуле 2-1, но из-за конструктивных особенностей многопроволочной жилы, вместо значений ρ20 вводиться в формулу ρр равное:

  • 0,0184 Ом*мм2/м – для медных жил;
  • 0,031 Ом*мм2/м – для алюминиевых жил.

3. Удельное активное сопротивление жилы, отнесенное к единице длины линии 1 км, определяется из следующих зависимостей, Ом/км:

Индуктивное сопротивление кабеля

1. Удельное реактивное (индуктивное) сопротивление кабеля определяется по формуле 2-8, Ом/км:

где:

  • d – диаметр жилы кабеля.
  • lср – среднее геометрическое расстояние между центрами жил кабеля определяется по формуле [Л1.с.19]:

где:

  • lА-В — расстояние между центрами жил фаз А и В;
  • lВ-С — расстояние между центрами жил фаз В и С;
  • lС-А — расстояние между центрами жил фаз С и А.

Пример

Определить активное и индуктивное сопротивление кабеля марки АВВГнг(А)-LS 3х120 на напряжение 6 кВ производства «Электрокабель» Кольчугинский завод». Длина кабельной линии L = 300 м.

Решение

1. Определяем поперечное сечение токопроводящей жилы кабеля имеющую круглую форму:

S = π*d2/4 = 3,14*13,52/4 = 143 мм2

Расчет поперечного сечение секторной жилы, а также размеры секторных жил на напряжение 0,4 — 10 кВ представлен в статье: «Расчет поперечного сечения секторной жилы кабеля«.

где: d = 13,5 мм – диаметр жилы кабеля (многопроволочные уплотненные жилы), определяется по ГОСТ 22483— 2012 таблица С.3 для кабеля с токопроводящей жилой класса 2. Класс токопроводящей жилы указывается в каталоге завода-изготовителя кабельной продукции.

Ниже представлена классификация жил кабелей, согласно ГОСТ 22483— 2012:

2. Определяем удельное активное сопротивление кабеля марки АВВГнг(А)-LS 3х120, отнесенное к единице длины линии 1 км, Ом/км:

где:

  • l = 1000 м – длина жилы, м;
  • α20 – температурный коэффициент сопротивления, равный при 20 °С:
  • 0, 00393 1/град – для меди;
  • 0,00403 1/град – для алюминия;
  • ρр – удельное сопротивление материала многопроволочной жилы, равное:
  • 0,0184 Ом*мм2/м – для медных жил;
  • 0,031 Ом*мм2/м – для алюминиевых жил;
  • tж = 65 °С — допустимая температура нагрева жилы, для кабеля напряжением 6 кВ, согласно ПУЭ п. 1.3.10.

3. Определяем удельное активное сопротивление кабеля, исходя из длины кабельной трассы:

где: L = 0,3 км – длина кабельной трассы, км;

4. Определяем среднее геометрическое расстояние между центрами жил кабеля, учитывая что жилы кабеля расположены в виде треугольника.

где:

  • lА-В = 20,3 мм — расстояние между центрами жил фаз А и В;
  • lВ-С = 20,3 мм — расстояние между центрами жил фаз В и С;
  • lС-А = 20,3 мм — расстояние между центрами жил фаз С и А.

Что бы определить расстояние между центрами жил кабеля, нужно знать диаметр жил кабеля d = 13,5 мм и толщину изоляции жил из поливинилхлоридного пластиката dи.ж = 3,4 мм, согласно ГОСТ 16442-80 таблица 4. Определяем расстояние между центрами жил фаз равное 20,3 мм (см.рис.1).

5. Определяем удельное реактивное (индуктивное) сопротивление кабеля марки АВВГнг(А)-LS 3х120, Ом/км:

где: d = 13,5 мм – диаметр жилы кабеля;

6. Определяем удельное реактивное сопротивление кабеля, исходя из длины кабельной трассы:

Сопротивление кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6 — 35 кВ

Значения активного и реактивного (индуктивного) сопротивления кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена приводятся в каталогах завода-изготовителя. Для ознакомления приведу лишь некоторых производителей кабельной продукции.

«Электрокабель» Кольчугинский завод» – Каталог кабельной продукции.

В таблице 12 – приводятся значения активного сопротивления кабелей согласно ГОСТ 22483-2012

Компания «Estralin» — Каталог силовые кабели и кабельные системы 6 – 220 кВ.

Компания «Камкабель» — Настольная книга проектировщика. Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6-35 кВ.

Справочники по проектированию электрических сетей и руководящие указания, которые упомянуты в данной статье, вы сможете найти, скачав архив.

Литература:

1. Расчет токов короткого замыкания в электросетях 0,4-35 кВ, Голубев М.Л. 1980 г.

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

Активное и индуктивное сопротивление кабелей + таблица

В любых электрических сетях имеет место потеря напряжения под влиянием различных факторов. В основном это такие параметры, как проводимость и сопротивление, которые следует учитывать при выполнении расчетов. Для цепей постоянного тока можно обойтись обычными характеристиками. Однако, при использовании переменного тока потребуется вычислить активное и индуктивное сопротивление кабелей. Для того чтобы правильно ориентироваться в этих параметрах, необходимо хорошо представлять себе особенности каждого из них.

Особенности активного сопротивления

Сопротивление в электротехнике является важнейшим параметром, с помощью которого какая-то часть электрической цепи оказывает противодействие проходящему по ней току. Образованию данной величины способствуют изменения электроэнергии и ее переход в другие виды энергетических состояний.



Подобное явление характерно лишь для переменного тока, под действием которого образуются активные и реактивные сопротивления кабелей. Этот процесс представляет собой необратимые изменения энергии или передачу и распределение ее между отдельными элементами цепи. Если изменения электроэнергии принимают необратимый характер, то такое сопротивление будет активным, а если имеют место обменные процессы, оно становится реактивным. Например, электрическая плита выделяет тепло, которое обратно в электрическую энергию уже не превращается.

Данное явление в полной мере затрагивает любые виды провода и кабеля. При одинаковых условиях, они будут по-разному сопротивляться прохождению постоянного и переменного тока. Подобная ситуация возникает из-за неравномерного распределения переменного тока по сечению проводника, в результате чего образуется так называемый поверхностный эффект.

Таблица и расчет по формуле

Как показывает таблица, поверхностный эффект не критично влияет на проводники, состоящие из цветных металлов и работающие при переменном напряжении с частотой 50 Гц. Поэтому для выполнения расчетов, сопротивления таких кабелей под действием постоянного и переменного тока принимаются условно равными.

Кроме таблицы, для расчетов проводников из алюминия и меди используется специальная формула r = (l * 103)/ γ3 * S = r * l, в которой l – длина (км), γ – удельное значение проводимости конкретного материала (м/ом * мм2), r – активное сопротивление 1 км кабеля (Ом/км), S – поперечное сечение (мм2).

Значение активного сопротивления кабелей зависит также от температуры окружающей среды. Для того чтобы вычислить r

при точной температуре Θ, необходимо воспользоваться еще одной формулой r = r20 * [l + α * (Θ – 20)] = (l * 103)/ γ20 * S * [l + α * (Θ – 20)]. Здесь α является температурным коэффициентом сопротивления, r20 – активное сопротивление при t 20C, γ20 – удельная проводимость при этой же температуре. Эти расчеты необходимы, когда определяется точное активное и индуктивное сопротивление какого-либо проводника.

Активное сопротивление стальных проводов существенно превышает аналогичный показатель проводников из цветных металлов. Это связано с более низкой удельной проводимостью и наличием поверхностного эффекта, выраженного намного ярче по сравнению с медными и алюминиевыми проводами. Кроме того, в линиях со стальными проводами активная энергия значительно теряется на перемагничивание и вихревые токи, поэтому такие потери становятся дополнительным компонентом активного сопротивления.

У стальных проводников существует зависимость активного сопротивления от величины протекающего тока, поэтому в расчетах неприемлемо использование постоянного значения удельной проводимости.

Действие индуктивного сопротивления кабельных линий

Полное сопротивление электрической цепи разделяется на активное и индуктивное сопротивление. Из них последнее является составной частью реактивного сопротивления, возникающего во время прохождения переменного тока через элементы, относящиеся к реактивным. Индуктивность считается основной характеристикой катушек, не учитывая активное сопротивление их обмоток. Как правило, реактивное сопротивление возникает под влиянием ЭДС самоиндукции. При ее росте, в зависимости от частоты тока, происходит одновременное увеличение сопротивления.

Таким образом, активное и реактивное сопротивление кабелей образуют полное сопротивление, которое есть ни что иное, как сумма квадратов каждой составляющей. Графически это отображается в виде прямоугольного треугольника, в котором гипотенуза является полным сопротивлением, а катеты – его составными элементами.

Очень быстро вычислить активное и индуктивное сопротивление кабелей помогает таблица, в которой отражаются основные характеристики наиболее распространенных проводников. Однако довольно часто требуется определить индуктивное сопротивление Х кабельной линии с определенной протяженностью. Для этого применяется простая первоначальная формула Х = Хl, где Х является индуктивным сопротивлением 1 км проводника, а l – длина этого проводника. Полученный результат измеряется в единицах Ом/км.

В свою очередь Х определяется по другой формуле X = 0,145lg * (2Dср/d) + 0,0157 μт, в которой 2Dср является средним расстоянием между проводниками или центрами кабельных жил, d – диаметр этих проводников или жил, μт – отражает относительную магнитную проницаемость металла проводника. Таким образом, при увеличении сечения проводника реактивное сопротивление Х будет незначительно уменьшаться.

Сопротивление изоляции кабеля

 

Наша электролаборатория оказывает услуги проведения различных электротехнических измерений. Мы располагаем штатом квалифицированных специалистов и полным набором испытательного и измерительного оборудования. Наша аккредитация и сертификаты позволяют выдавать протоколы и акты установленного образца. Мы оперативно откликаемся на обращения наших клиентов, быстро и качественно выполняем заказы.

Измерение сопротивления изоляции кабеля. Прибор MIC-2500

Существует множество ситуаций, когда требуется произвести измерение сопротивления изоляции кабельных линий. Одно дело, когда такие измерения проводятся собственным электротехническим персоналом предприятия или организации для того, чтобы убедиться в исправности кабельной линии. Совсем другое дело, когда на выходе должен появиться юридический документ, именуемый «протоколом проверки сопротивления изоляции проводов и кабелей».

Такой документ будет иметь юридическую силу только в случае, если его выдала электролаборатория прошедшая аккредитацию в уполномоченном государственном органе (Росаккредитация) и имеющая соответствующий аттестат. Например, такой протокол может затребовать энергоснабжающая организация в случае аварийного отключения кабельной линии перед повторным её включением.

Ещё протоколы предоставляются в органы Энергонадзора для приёмки в эксплуатацию вновь смонтированных или реконструируемых электроустановок, при подключении их к электросети энергоснабжающей организации. Требования ПТЭЭП предписывают производить замеры изоляции не реже одного раза в год. Такие протоколы должны хранится у лица ответственного за электрохозяйство. К ним очень «неравнодушны» пожарные инспектора.

Меры безопасности при проведении измерений

Организационные и технических мероприятия, обеспечивающие безопасность персонала во время измерений и испытаний кабельных линий, регламентируются «Правилами по охране труда» Эти правила определяют порядок оформления работ, состав бригады и квалификацию персонала производящего замеры и испытания в зависимости от категории электроустановки. Стоит заметить, что даже измерение изоляции кабельных линий и электропроводки 0.4 кВ с помощью мегомметра должны производить специалисты прошедшие обучение и имеющие соответствующую группу допуска по электробезопасности.

Инженер электролаборатории проводит измерение сопротивления изоляции кабеля. Прибор MIC-2500

Нормы сопротивления изоляции

Параметры изоляции кабелей определяются требованиями пункта 1.8.40 ПУЭ (Правил устройства электроустановок). Для силовых кабелей, осветительных электропроводок, цепей вторичной коммутации до 1000 В. нормой являются 0.5 Мом и выше для каждой жилы кабеля между фазными проводами, по отношению к нулевому проводу и проводу защитного заземления.

Для кабельных линий напряжением выше 1000 В сопротивление не нормируется. Для определения соответствия нормам ПУЭ применяется другой параметр – ток утечки, измеряемый в миллиамперах. Испытания проводят на основе методик, утверждённых Ростехнадзором. Величина испытательного напряжения, величина допустимого тока утечки зависят от рабочего напряжения кабеля и типа его изоляции. Кратность испытательного напряжения зависит от рода тока испытательной установки. С помощью мегомметра можно только оценить качество изоляции высоковольтного кабеля.

Электрики в повседневной практике считают нормальной изоляцию в 1 Мом на каждый киловольт рабочего напряжения. Так сопротивление изоляции кабеля 10 кВ можно считать нормальным, если оно превышает 10 Мом измеренных мегомметром на 2.5 кВ.

Вам нужно провести измерения? Обращайтесь к нам!

Наша электролаборатория аккредитована и имеет свидетельство регистрации электролаборатории в Ростехнадзоре в установленном порядке и проводит все необходимые электротехнические измерения. Например, такие, как измерение сопротивления изоляции электропроводок и кабелей, измерение сопротивления цепи фаза-ноль, измерения связанные с сетью заземления.

Мы оказываем услуги клиентам, расположенным в Москве и Подмосковье. Сфера наших возможностей не ограничивается только измерениями. Еще мы занимаемся проектированием электроустановок и их ремонтом. Обо всем этом вы можете узнать на нашем сайте. Связавшись с нами, вы получите компетентные консультации по всем интересующим вас вопросам.

Похожие статьи

Поддержите наш проект, поделитесь ссылкой!

Кабель АСБ сопротивление: активное, реактивное

Достаточно часто при проектных расчетах электрических сетей на потери напряжения необходимо знать показатели сопротивления жил кабеля. Приведем наиболее необходимые значения для кабеля АСБ.

Таблица 1. АСБ: активное сопротивление постоянному току при температуре + 20о С

Сечение, мм2 Сопротивление жил, Ом
35 0.868
50 0.641
70 0.443
95 120 0.253
150 0.206
185 0.164
240 0.125
300 0.1
400 0.0778
500 0.0605
630 0.0464
800 0.0367

Таблица 2. АСБ: реактивное индуктивное сопротивление

Сечение, мм2 Реактивное индуктивное сопротивление, Ом/км, кабеля напряжением, кВ
1 6 10 20
10 0.073 0.11 0.122
16 0.068 0.102 0.113
25 0.066 0.099 0.135
35 0.064 0.087 0.095 0.129
50 0.063 0.083 0.09 0.119
70 0.061 0.08 0.086 0.116
95 0.06 0.083 0.11
120 0.06 0.076 0.081 0.107
150 0.059 0.074 0.079 0.104
185 0.059 0.073 0.077 0.101
240 0.058 0.075

Таблица 3. АСБ: реактивное емкостное сопротивление

Сечение, мм2 Реактивное емкостное сопротивление, Ом/км, кабеля напряжением, кВ
6 10 20 35
35 12.11 15.30 - -
50 10.91 13.91 19.78 70 9.62 12.34 17.69 23.77
95 8.38 10.83 15.77 21.37
120 7.62 9.86 14.48 19.78
150 6.85 8.92 13.16 185 6.29 8.23 12.20 17.03
240 5.87 7.42 11.10 15.54
300 5.61 6.66 10.05 14.15
400 5.36 6.00 9.10 500 5.16 5.45 8.32 11.88
630 4.68 4.95 7.56 10.91
800 4.14 4.38 6.75 9.77

Активные и реактивные сопротивления кабелей | Кабели

Сечение жилы,
мм2

Активное сопротивление при 20 °С, Ом/км, жилы

Индуктивное сопротивление, Ом/км,
кабеля напряжением, кВ

алюминиевой

медной

1

6

10

20

10

2,94

1,79

0,073

0,11

0,122

        

16

1,84

1,12

0,068

0,102

0,113

25

1,17

0,72

0,066

0,091

0,099

0,135

35

0,84

0,51

0,064

0,087

0,095

0,129

50

0,59

0,36

0,063

0,083

0,09

0,119

70

0,42

0,256

0,061

0,08

0,086

0,116

95

0,31

0,19

0,06

0,078

0,083

0,110

120

0,24

0,15

0,06

0,076

0,081

0,107

150

0,2

0,12

0,059

0,074

0,079

0,104

185

0,16

0,1

0,059

0,073

0,077

0,101

240

0,12

0,07

0,058

0,071

0,075

Измерение сопротивления изоляции кабельных линий мегаомметром

Вот и отпуску конец. .. Сегодня рассмотрим тему взаимоотношения силового электрического кабеля и мегаомметра. Здесь будет присутствовать два вопроса: прозвонка и проверка сопротивления изоляции. В зависимости от вида мегаомметра (стрелочный или цифровой) будет отличаться и порядок действий.

Для чего проверяют сопротивление изоляции кабеля?

Для чего вообще производят эти измерения? Ток у нас течет по проводнику, которым является медная или алюминиевая жила (или много жил). И между токопроводящей жилой и окружающей средой находится изоляция — пластмассовая, резиновая, ПВХ, бумажная, масляная.

Изоляция защищает жилу от соприкосновения с другой жилой, с окружающей средой, с человеком. Характеристикой качества изоляции, кроме прочих, является сопротивление изоляции. Эта характеристика измеряется в омах и их производных (кило, мега, гига).

Сопротивление — это величина обратная проводимости, то есть она показывает способность не пропускать электрический ток. Чем слабее изоляция, тем больше вероятность, что ток найдет путь и распространится из кабеля через токопроводящие поверхности и материалы. То есть произойдет пробой изоляции кабеля на поверхность какую-нибудь.

Изоляция может ухудшаться по следующим причинам:

  • старение изоляции в течении времени
  • увеличенная влажность
  • механические повреждения
  • воздействие агрессивной среды

Допустимые значения сопротивления изоляции

Величины сопротивления изоляции (Rx) кабелей различных типов должны быть выше допустимых значений. Допустимые значения определяются в ГОСТах, технических условиях, нормах и объемах испытания электрооборудования. Если брать нормы по испытанию сопротивления изоляции силовых кабельных линий, то тут всё просто:

  • испытываются мегаомметром на 2500В на протяжении 1 минуты
  • значение Rх должно быть больше 0,5 МОм для кабелей до 1кВ включительно
  • для кабелей напряжением выше 1кВ значение сопротивления изоляции не нормируется, а факторами, определяющими пригодность является величина тока утечки при высоковольтных испытаниях и отсутствие пробоев

Порядок проверки сопротивления изоляции кабеля мегаомметром

Приходишь на объект, и видишь например следующую картину.

Перед непосредственно проверкой сопротивления изоляции надо убедиться, что:

  • жилы кабеля прозвонены и промаркированы (о прозвонке читайте тут)
  • на жилах кабеля, куда будем подавать напряжение нет грязи, нагори, краски (на жиле кабеля такого нет, но это может быть на заземлении, которое окрашивают или же оно может быть покрыто слоем ржавчины, тогда надо отскрести отверткой или ножом)
  • на другом конце кабеля никто не работает и кабель отсоединен от нагрузки и источника питания (не стоит подавать напряжение на монтажника, который может разделывать кабель с другой стороны, или замерять Rx кабеля с нагрузкой, также стоит проследить, чтобы мы не подали высокое напряжение на вторичные цепи и элементы, которые могут от 2500В прийти в негодность, поэтому иногда их просто мегерят на 500В)
  • кабель обесточен и предусмотрены меры, не допускающие случайную подачу напряжения на испытуемый кабель (замки, плакаты, выкачены ячейки)
  • если мегер-тест (измерение сопротивления изоляции) идет в комплексе с высоковольтными испытаниями, то нужно убедиться, что на втором конце кабеля (второй конец — противоположный от места испытания) выставлен человек или помещение заперто и огорожено с вывешенными плакатами
  • мегаомметр находится в исправном состоянии и годен к эксплуатации (клеймо поверки на корпусе и концы прибора испытаны)
  • вы имеете право и квалификацию работать с мегаомметром и производить данный вид работ (3 группа по электробезопасности и не просроченная проверка специальных знаний, плюс медосмотр)
  • провода мегаомметра должны иметь высокую изоляцию (тут можно еще сделать следующее: свести два провода мегаомметра и подать напряжение — значение должно быть нулевым, так как изоляции между проводами нет, а если развести — то бесконечность — так как сопротивление воздуха велико)

После того, как вышеприведенные пункты стали очевидно реализованы, можно приступать к делу. Помегерим!

Измерение сопротивления изоляции кабеля мегаомметром

Порядок действий следующий (!!!КАБЕЛЬ ОБЕСТОЧЕН!!!):

  1. Один конец мегаомметра на время проведения испытания подключен к заземлению (это может быть заземленная шина, заземляющий болт или переносное заземление)
  2. Если есть оболочка, экран, броня — их следует также заземлять на время измерения сопротивления изоляции и высоковольтного испытания
  3. На испытуемую жилу кабеля вешаем заземление (этим мы снимаем возможный остаточный заряд на кабеле)
  4. Вешаем на испытуемую жилу второй конец мегаомметра, по которому будет подаваться напряжение 2500В
  5. Снимаем с испытуемой жилы провод заземления
  6. Подаем прибором на испытуемую жилу напряжение 2500В в течение 60 секунд. Записываем значение сопротивления изоляции на 15-ой и 60-ой секундах испытания (в случае электронного прибора с памятью значения можно не записывать)
  7. На испытанную жилу кабеля вешаем заземление, для того, чтобы разрядить кабель. Чем длиннее кабель, тем дольше надо держать провод заземления на жиле.
  8. Снимаем второй конец мегаомметра с испытанной жилы, далее переходим на другую жилу кабеля и идем от пункта 2). Затем аналогично и для третьей жилы. В конце отключаем прибор от электроустановки

Если у нас трехжильных кабель, то мы должны получить значения сопротивлений изоляции фаза-ноль и фаза-фаза. Итого 6 измерений. В реальности делают не три измерения, а одно — объединяют три жилы и подают напряжение от мегаомметра к ним. В случае, если значение сопротивления изоляции удовлетворяет, то всё хорошо. В случае, если Rx неудовлетворительно, то производится измерение каждой жилы по-отдельности.

Фиксируют показания на 15 и 60-ой секундах для определения коэффициента абсорбции (Ka). Этот коэффициент численно равен отношению значений сопротивления R60/R15. Показывает степень увлажненности. Также существует понятие коэффициента поляризации или индекса поляризации (PI) — он равен отношению R600/R60 и характеризует степень старения изоляции. В нормах определены следующие значения:

Предельное значение говорит о том, что кабель непригоден к эксплуатации. Индекс поляризации замеряется на кабелях с бумажной пропитанной изоляцией вместе с Ka. У кабелей с пластмассовой, ПВХ, изоляцией из сшитого полиэтилена индекс поляризации определять нет необходимости.

Сейчас существуют различные цифровые и электронные мегаомметры. В цифровых сразу можно увидеть после измерения значения коэффициента абсорбции, R60, R15, отдельные приборы позволяют измерять и PI. Кроме того у моделей sonel можно нажать кнопку старт, затем другой кнопкой ее зафиксировать и не держать минуту палец на кнопке. Работают приборы от аккумуляторов. Это упрощает жизнь.

В стрелочных приборах в основе источника постоянного напряжения (а испытания мегаомметром — это испытания постоянным напряжением) лежит или генератор, или кнопка (модели ЭСО).

Тут уже придется либо крутить ручку прибора со скоростью 2 об/c, либо искать розетку. А кроме этого еще надо производить отсчет по секундомеру и записывать результаты. Трудности вызывают и шкалы отдельных приборов. Но мегаомметры различных производителей — это тема отдельной большой статьи.

В общем, не забывайте разряжать кабель после испытания, снимая накопившийся заряд заземлением. А уже затем снимайте конец прибора с испытуемой жилы. И чем длиннее кабель, тем больше времени держите заземление.

Измерение сопротивления изоляции: полное руководство

Для безопасной работы все электрические установки и оборудование должны иметь сопротивление изоляции, соответствующее определенным характеристикам. Независимо от того, идет ли речь о соединительных кабелях, оборудовании секционирования и защиты, трансформаторах, электродвигателях и генераторах – электрические проводники изолируются с помощью материалов с высоким электрическим сопротивлением, которые позволяют ограничить, насколько это возможно, электрический ток за пределами проводников.

Из-за воздействий на оборудование качество этих изоляционных материалов меняется со временем. Подобные изменения снижают электрическое сопротивление изоляционных материалов, что увеличивает ток утечки, который, в свою очередь, приводит к серьезным последствиям, как с точки зрения безопасности (для людей и имущества), так и с точки зрения затрат на остановки производства.

Регулярная проверка изоляции, проводимая на установках и оборудовании в дополнение к измерениям, выполняемым на новом и восстановленном оборудовании во время ввода в эксплуатацию, помогает избегать подобных инцидентов за счет профилактического обслуживания. Данные испытания дают возможность обнаружить старение и преждевременное ухудшение изоляционных свойств прежде, чем они достигнут уровня, способного привести к описанным выше инцидентам.

Проверка: испытание или измерение?

На первом этапе полезно прояснить разницу между двумя типами проверки, которые часто путают – испытание электрической прочности изоляции и измерение сопротивления изоляции.

Испытание электрической прочности, также называемое «испытание на пробой», позволяет определить способность изоляции выдерживать выброс напряжения средней длительности без возникновения искрового пробоя. Фактически такой выброс напряжения может быть вызван молнией или индукцией в результате неисправности линии электропередачи. Основной целью этого теста является обеспечение соответствия строительным нормам и правилам, касающимся путей утечки и зазоров. Этот тест часто выполняется с использованием напряжения переменного тока, но также при испытаниях применяется и напряжение постоянного тока. Подобный тип измерений требует использования установок для испытания кабелей повышенным напряжением. Результатом является значение напряжения, обычно выраженное в киловольтах (кВ). Испытания электрической прочности в случае неисправности могут быть разрушительными, в зависимости от уровней тестирования и энергетических возможностей инструмента. Поэтому этот метод используется для типового тестирования на новом или восстановленном оборудовании.

При нормальных условиях испытаний измерение сопротивления изоляции является неразрушающим тестированием. Этот замер выполняется с использованием напряжения постоянного тока меньшей величины, чем при испытании электрической прочности, и дает результат, выраженный в кОм, МОм, ГОм или ТОм. Значение сопротивления указывает на качество изоляции между двумя проводниками. Поскольку данное испытание является неразрушающим, его особенно удобно использовать для контроле старения изоляции работающего электрического оборудования или установок. Для данного измерения используется тестер изоляции, также называемый мегомметром (доступны мегомметры с диапазоном до 999 ГОм).

Типовые причины неисправности изоляция

Поскольку измерение сопротивления изоляции с помощью мегомметра является частью более широкой политики профилактического обслуживания, важно понимать, по каким причинам возможно ухудшение характеристик изоляции. Только это позволит предпринять правильные шаги для их устранения.

Можно разделить причины неисправности изоляции на пять групп. Однако необходимо иметь в виду, что в случае отсутствия каких-либо корректирующих мер, различные причины будут накладываться друг на друга, приводя к пробою изоляции и повреждению оборудования.

1. Электрические нагрузки

В основном электрические нагрузки связаны с отклонением рабочего напряжения от номинального значения, причем влияние на изоляцию оказывают как перенапряжения, так и понижение напряжения.

2. Механические нагрузки

Частые последовательные запуски и выключения оборудования способны вызвать механические нагрузки. Кроме того, сюда входят проблемы с балансировкой вращающихся машин и любые прямые нагрузки на кабели и установки в целом.

3. Химические воздействия

Присутствие химических веществ, масел, агрессивных испарений и пыли в целом отрицательно влияет на характеристики изоляционных материалов.

4. Напряжения, связанные с колебаниями температуры:

В сочетании с механическими напряжениями, вызванными последовательными запусками и остановками оборудования, также на свойства изоляционных материалов влияют напряжения, возникающие при расширении и сжатии. Работа при экстремальных температурах также приводит к старению материалов.

5. Загрязнение окружающей среды

Плесень и посторонние частицы в теплой, влажной среде также способствуют ухудшению изоляционных свойств установок и оборудования.

В приведенной ниже таблице показана относительная частота различных причин отказа электродвигателя.

Внешние загрязнения:

 

В дополнение к внезапным повреждениям изоляции из-за таких чрезвычайных происшествий, как, например, наводнения, факторы, снижающие эффективность изоляции работающей установки объединяются, иногда усиливая друг друга. В конечном итоге в долгосрочной перспективе без постоянного мониторинга это приведет к возникновению ситуаций, которые станут критическими с точки зрения безопасности людей и нормальной эксплуатации. Таким образом, регулярное тестирование изоляции установок или электрических машин является полезным способом контроля состояния изоляции, позволяющим предпринимать необходимые действия еще до того, как возникло повреждение.

Принцип измерения сопротивления изоляции и влияющие на него факторы

Измерение сопротивления изоляции базируется на законе Ома. Подав известное напряжение постоянного тока с уровнем ниже, чем напряжение испытания электрической прочности, а затем измерив значение тока, очень просто замерить значение сопротивления. В принципе, значение сопротивления изоляции очень велико, но не бесконечно, поэтому измеряя малый протекающий ток, мегомметр указывает значение сопротивления изоляции в кОм, МОм, ГОм и даже в ТОм (на некоторых моделях). Это сопротивление характеризует качество изоляции между двумя проводниками и способно указать на риск возникновения тока утечки.

На значение сопротивления изоляции и, следовательно, на значение тока, протекающего, когда к тестируемой цепи приложено напряжение постоянного тока, влияет ряд факторов. К таким факторам относятся, например, температура или влажность, которые способны существенно повлиять на результаты измерений. Для начала давайте проанализируем характер токов, протекающих во время измерения изоляции, используя гипотезу о том, что эти факторы не влияют на проводимое измерение.

Общий ток, протекающий в изоляционном материале, представляет собой сумму трех компонентов:

  • Емкость. Для зарядки емкости тестируемой изоляции необходим ток зарядки емкости. Это переходный ток, который начинается с относительно высокого значения и падает экспоненциально к значению, близкому к нулю, когда тестируемая цепь электрически заряжается. Через несколько секунд или десятых долей секунды этот ток становится незначительным по сравнению с измеряемым током.
  • Поглощение. Ток поглощения, соответствующий дополнительной энергии, которая необходима для переориентации молекул изоляционного материала под воздействием прикладываемого электрического поля. Этот ток падает намного медленнее, чем ток зарядки емкости; иногда необходимо несколько минут, чтобы достичь значения, близкого к нулю.
  • Ток утечки или ток проводимости. Этот ток характеризует качество изоляции и не изменяется со временем.

На приведенном ниже графике эти три тока показаны в зависимости от времени. Шкала времени является условной и может различаться в зависимости от тестируемой изоляции.

Для обеспечения надлежащих результатов тестирования очень больших электродвигателей или очень длинных кабелей сведение к минимуму емкостных токов и токов поглощения может занимать от 30 до 40 минут.

Когда в цепь подается постоянное напряжение, суммарный ток, протекающий в тестируемом изоляторе, изменяется в зависимости от времени. Это предполагает значительное изменение сопротивления изоляции.

Перед подробным рассмотрением различных методов измерения было бы полезно снова взглянуть на факторы, которые влияют на измерение сопротивления изоляции.

Влияние температуры

Температура вызывает квазиэкспоненциальное изменение значения сопротивления изоляции. В контексте программы профилактического технического обслуживания измерения должны выполняться в одинаковых температурных условиях или, если это невозможно, должны корректироваться относительно эталонной температуры. Например, увеличение температуры на 10°C уменьшает сопротивление изоляции ориентировочно наполовину, в то время как уменьшение температуры на 10°C удваивает значение сопротивления изоляции.

Уровень влажности влияет на изоляцию в соответствии со степенью загрязнения ее поверхности. Никогда не следует измерять сопротивление изоляции, если температура ниже точки росы.

Коррекция сопротивления изоляции в зависимости от температуры (источник IEEE-43-2000)

 

Методы тестирования и интерпретация результатов

Кратковременное или точечное измерение

Это наиболее простой метод. Он подразумевает подачу испытательного напряжения на короткое время (30 или 60 секунд) и фиксацию значения сопротивления изоляции на этот момент. Как уже указывалось выше, на такое прямое измерение сопротивления изоляции значительное влияние оказывает температура и влажность, поэтому измерение следует стандартизировать при контрольной температуре и для сравнения с предыдущими измерениями следует фиксировать уровень влажности. С помощью данного метода можно проанализировать качество изоляции, сравнивая текущее измеренное значение с результатами нескольких предыдущих тестов. Со временем это позволит получить более достоверную информацию о характеристиках изоляции тестируемой установки или оборудования по сравнению с одиночным испытанием.

Если условия измерения остаются идентичными (то же самое испытательное напряжение, то же время измерения и т.д.), то при периодических измерениях путем мониторинга и интерпретации любых изменений можно получить четкую оценку состояния изоляции. После записи абсолютного значения, необходимо проанализировать изменение во времени. Таким образом, измерение, показывающее относительно низкое значение изоляции, которое, тем не менее, стабильно во времени, теоретически должно доставлять меньше беспокойства, чем значительное снижение сопротивления изоляции со временем, даже если сопротивление изоляция выше, чем рекомендованное минимальное значение. В общем, любое внезапное падение сопротивления изоляции свидетельствует о проблеме, требующей изучения.

На приведенном ниже графике показан пример показаний сопротивления изоляции для электродвигателя.

В точке A сопротивление изоляции уменьшается из-за старения и накопления пыли.

Резкое падение в точке B указывает на повреждение изоляции.

В точке C неисправность была устранена (обмотка электродвигателя перемотана), поэтому вернулось более высокое значение сопротивления изоляции, остающееся стабильным во времени, что указывает на ее хорошее состояние.

Методы тестирования, основанные на влиянии времени приложения испытательного напряжения (PI и DAR)

Эти методы включают последовательное измерение значений сопротивления изоляции в указанное время. Их преимуществом является неподверженность особому влиянию температуры, поэтому их можно применять без коррекции результатов, если только испытательное оборудование не подвергается во время теста значительным колебаниям температуры.

Данные методы идеально подходят для профилактического обслуживания вращающихся машин и для мониторинга изоляции.

Если изоляционный материал находится в хорошем состоянии, ток утечки или ток проводимости будет низким, а на начальный замер сильно влияют токи зарядки емкости и диэлектрического поглощения. При приложении испытательного напряжения со временем измеренное значение сопротивления изоляции повышается, так как уменьшаются эти токи помех. Необходимое для измерения изоляции в хорошем состоянии время стабилизации зависит от типа изоляционного материала.

Если изоляционный материал находится в плохом состоянии (поврежден, грязный и влажный), ток утечки будет постоянным и очень высоким, часто превышающим токи зарядки емкости и диэлектрического поглощения. В таких случаях измерение сопротивления изоляции очень быстро становится постоянным и стабилизируется на высоком значении напряжения.

Изучение изменения значения сопротивления изоляции в зависимости от времени приложения испытательного напряжения дает возможность оценить качество изоляции. Этот метод позволяет сделать выводы, даже если не ведется журнал измерения изоляции. Тем не менее, рекомендуется записывать результаты периодических измерений, проводимых в контексте программы профилактического обслуживания.

Показатель поляризации (PI)

При использовании этого метода два показания снимаются через 1 минуту и 10 минут, соответственно. Отношение (без размерностей) 10-минутного значения сопротивления изоляции к 1-минутному значению называется показателем поляризации (PI). Этот показатель можно использовать для оценки качества изоляции.

Метод измерения с использованием показателя поляризации идеально подходит для тестирования цепей с твердой изоляцией. Данный метод не рекомендуется использовать на таком оборудовании, как масляные трансформаторы, поскольку он дает низкие результаты, даже если изоляция находится в хорошем состоянии.

Рекомендация IEEE 43-2000 «Рекомендуемые методы тестирования сопротивления изоляции вращающихся машин» определяет минимальное значение показателя поляризации (PI) для вращающихся машин переменного и постоянного тока в температурных классах B, F и H равным 2.0. В общем случае значение PI, превышающее 4, является признаком превосходной изоляции, а значение ниже 2 указывает на потенциальную проблему.

PI = R (10-минутное измерение изоляции) / R (1-минутное измерение изоляции)

Результаты интерпретируются следующим образом:

Значение PI (нормы)

Состояние изоляции

<2

Проблемное

От 2 до 4

Хорошее

> 4

Отличное

Коэффициент диэлектрической абсорбции (DAR)

Для установок или оборудования, содержащих изоляционные материалы, в которых ток поглощения уменьшается быстро, для оценки состояния изоляции, возможно, будет достаточно провести измерение через 30 секунд и 60 секунд. Коэффициент DAR определяется следующим образом:

DAR = R (60-секундное измерение изоляции) / R (30-секундное измерение изоляции)

Результаты интерпретируются следующим образом:

Значение DAR (нормы)

Состояние изоляции

<1,25

Неудовлетворительное

<1,6

Нормальное

>1,6

Отличное

 

Метод, основанный на влиянии изменения испытательного напряжения (тестирование с помощью ступенчатого напряжения)

Наличие загрязнений (пыль, грязь и т.п.) или влаги на поверхности изоляции обычно четко выявляется с помощью зависящего от времени измерения сопротивления (PI, DAR и т.д.). Однако этот тип тестирования, проводимый с использованием низкого напряжение относительно диэлектрического напряжения испытываемого изолирующего материала, может иногда пропускать признаки старения изоляции или механические повреждения. Значительное же увеличение прикладываемого испытательного напряжения может, со своей стороны, вызвать повреждение в этих слабых точках, что приведет к существенному уменьшению измеренного значения сопротивления изоляции.

Для обеспечения эффективности соотношение между шагами изменения напряжения должно быть 1 к 5, и каждый шаг должен быть одинаковым по времени (обычно от 1 до 10 минут), оставаясь при этом ниже классического напряжения испытания электрической прочности (2Un + 1000 В). Полученные с помощью данного метода результаты полностью независимы от типа изоляции и температуры, потому что он основан не на внутреннем значении измеряемого изолятора, а на эффективном сокращении значения, получаемого по истечении одного и того же времени для двух разных испытательных напряжений.

Снижение значения сопротивления изоляции на 25% или более между первым и вторым шагами измерения является свидетельством ухудшения изоляции, которое обычно связано с наличием загрязнений.

Метод испытания рассеиванием в диэлектрике (DD)

Тест рассеивания в диэлектрике (DD), также известный как измерение тока повторного поглощения, выполняется путем измерения тока рассеивания в диэлектрике на испытуемом оборудовании.

Поскольку все три составляющие тока (ток зарядки емкости, ток поляризации и ток утечки) присутствуют во время стандартного испытания изоляции, на определение тока поляризации или поглощения может влиять наличие тока утечки. Вместо попытки измерить во время тестирования изоляции ток поляризации при тестировании рассеяния в диэлектрике (DD) измеряется ток деполяризации и ток разряда емкости после тестирования изоляции.

Принцип измерения состоит в следующем. Сначала тестируемое оборудование заряжается в течение времени, достаточного для достижения стабильного состояния (зарядка емкости и поляризация завершена, и единственным протекающим током является ток утечки). Затем оборудование разряжается через резистор внутри мегомметра и при этом измеряется протекающий ток. Этот ток состоит из зарядного тока емкости и тока повторного поглощения, которые в совокупности дают общий ток рассеивания в диэлектрике. Данный ток измеряется по истечении стандартного времени в одну минуту. Электрический ток зависит от общей емкости и конечного испытательного напряжения. Значение DD рассчитывается по формуле:

DD = Ток через 1 минуту / (Испытательное напряжение x Емкость)

Тест DD позволяет идентифицировать избыточные токи разряда, когда поврежден или загрязнен один из слоев многослойной изоляции. При точечных испытаниях или тестах PI и DAR подобный дефект можно упустить. При заданном напряжении и емкости ток разряда будет выше, если поврежден один из слоев изоляции. Постоянная времени этого отдельного слоя больше не будет совпадать с другими слоями, что приведет к более высокому значению тока по сравнению с неповрежденной изоляцией. Однородная изоляция будет иметь значение DD, близкое к нулю, а допустимая многослойная изоляция будет иметь значение DD до 2. В приведенной ниже таблице указано состояние в зависимости от полученного значения DD.

DD (нормы)

Состояние

> 7

Очень плохое

От 4 до 7

Плохое

От 2 до 4

Сомнительное

<2

Нормальное

Внимание: Данный метод измерения зависим от температуры, поэтому каждая попытка тестирования должна выполняться при стандартной температуре или, по крайней мере, температура должна фиксироваться вместе с результатом теста.

Тестирование изоляции с высоким сопротивлением: использование гнезда G на мегомметре

При измерении значений сопротивления изоляции (выше 1 ГОм) на точность измерений могут повлиять токи утечки, протекающие по поверхности изоляционного материала через имеющиеся на ней влагу и загрязнения. Значение сопротивления больше не является высоким, и поэтому пренебрежимо малым по сравнению с сопротивлением оцениваемой изоляции. Для устранения снижающей точность измерения изоляции поверхностной утечки тока на некоторых мегомметрах имеется третье гнездо с обозначением G (Guard). Это гнездо шунтирует измерительную цепь и повторно вводит поверхностный ток в одну из точек тестирования, минуя цепь измерения (смотрите рисунок ниже).

При выборе первой схемы, без использования гнезда G, одновременно измеряется ток утечки i и нежелательный поверхностный ток I1, поэтому сопротивление изоляции измеряется неверно.

Однако при выборе второй схемы измеряется только ток утечки i. Подключение к гнезду G позволяет отвести поверхностный ток I1, поэтому измерение сопротивления изоляции проводится правильно.

 

Гнездо G необходимо соединить с поверхностью, по которой протекают поверхностные токи, и которая не относится к таким изоляторам, как изоляционные материалы кабелей или трансформаторов. Знание возможных путей протекания испытательных токов через тестируемый элемент имеет решающее значение для выбора места соединения с гнездом G.

Нормы испытательного напряжения для кабелей/оборудования

Рабочее напряжение кабеля/оборудования

Нормы испытательного напряжения постоянного тока

От 24 до 50 В

От 50 до 100 В постоянного тока

От 50 до 100 В

От 100 до 250 В постоянного тока

От 100 до 240 В

От 250 до 500 В постоянного тока

От 440 до 550 В

От 500 до 1000 В постоянного тока

2400 В

От 1000 до 2500 В постоянного тока

4100 В

От 1000 до 5000 В постоянного тока

От 5000 до 12 000 В

От 2500 до 5000 В постоянного тока

> 12 000 В

От 5000 до 10 000 В постоянного тока

 

В приведенной выше таблице показаны рекомендованные нормы испытательного напряжения в соответствии с рабочими напряжениями установок и оборудования (значения взяты из руководства IEEE 43-2000).

Кроме того, эти значения задаются для электрических приборов в самых разнообразных местных и международных стандартах (IEC 60204, IEC 60439, IEC 60598 и т.д.).

Во Франции, например, стандарт NFC15-100 предусматривает значения испытательного напряжения и минимального сопротивления изоляции для электроустановок (500 В постоянного тока и 0,5 МОм при номинальном напряжении от 50 до 500 В).

Однако вам настоятельно рекомендуется обратиться к изготовителю кабеля/оборудования, чтобы узнать их собственные рекомендации по требуемому испытательному напряжению.

Безопасность при тестировании изоляции

Перед тестированием

A. Чтобы испытательное напряжение не было приложено к другому оборудованию, имеющему электрическое соединение с тестируемой цепью, испытание должно проводиться на отключенной, не проводящей электрический ток установке.

B. Убедитесь, что цепь разряжена. Ее можно разрядить, замкнув накоротко выводы оборудования и/или замкнув их на землю на определенное время (смотрите время разряда).

C. Если тестируемое оборудование находится в огнеопасной или взрывоопасной среде, необходима специальная защита, поскольку, если изоляция повреждена, при разряде изоляции (до и после испытания), а также во время тестирования могут возникать искры.

D. Из-за наличия напряжения постоянного тока, величина которого может быть достаточно высокой, рекомендуется ограничить доступ другого персонала и надевать средства индивидуальной защиты (например, защитные перчатки), предназначенные для работы на электрооборудовании.

E. Используйте только те соединительные кабели, которые подходят для проводимого испытания; убедитесь, что кабели находятся в хорошем состоянии. В лучшем случае неподходящие кабели приведут к ошибкам измерения, но гораздо важнее, что они могут быть опасными.

После тестирования

К концу испытания изоляция накапливает значительную энергию, которую необходимо сбросить до выполнения любых других операций. Простое правило безопасности заключается в том, чтобы предоставить оборудованию возможность разряжаться в течение времени, в пять раз превышающего время зарядки (время последнего теста). Для разрядки оборудования можно накоротко замкнуть его выводы и/или соединить их с землей. Все изготовленные компанией Chauvin Arnoux мегомметры оборудованы встроенными цепями разрядки, которые автоматически обеспечивают требуемую безопасность.

Часто задаваемые вопросы

 

Результат моих измерений – x МОм. Это нормально?

Какое должно быть сопротивление изоляции — на этот вопрос нет единого ответа. Точный ответ на него могут дать производитель оборудования или соответствующие стандарты. Для низковольтных установок минимальным значением можно считать значение 1 МОм. Для установок или оборудования с более высоким рабочим напряжением можно использовать правило, определяющее минимальное значение 1 МОм на кВ, в то время как рекомендации IEEE, касающиеся вращающихся машин, определяют минимальное сопротивление изоляции (n + 1) МОм, где n – рабочее напряжение в кВ.

Какие измерительные провода следует использовать для подключения мегомметра к тестируемой установке?

Используемые на мегомметрах провода должны иметь спецификации, подходящие для выполняемых измерений с точки зрения используемых напряжений или качества изоляционных материалов. Использование несоответствующих измерительных проводов может привести к ошибкам измерения или даже оказаться опасным.

Какие меры предосторожности следует принимать при измерении высокого сопротивления изоляции?

При измерении высоких значений сопротивления изоляции в дополнение к указанным выше правилам безопасности необходимо соблюдать следующие меры предосторожности.

  • Используйте специальное гнездо G (Guard) (описывается в специальном разделе выше).
  • Используйте чистые, сухие провода.
  • Прокладывайте провода на расстоянии друг от друга и без контакта с любыми объектами или с полом. Это позволит ограничить возможность возникновения токов утечки в самой измерительной линии.
  • Не касайтесь проводов и не перемещайте их во время измерения, чтобы избежать возникновения вызывающих помехи емкостных эффектов.
  • Для стабилизации измерения выждите необходимое время.

Почему два последовательных измерения не всегда дают одинаковый результат?

Применение высокого напряжения создает электрическое поле, которое поляризует изоляционные материалы. Важно понимать, что для возвращения изоляционных материалов после завершения тестирования в состояние, в котором они находились до испытания, потребуется значительное время. В некоторых случаях на это может потребоваться больше времени, чем указанное выше время разрядки.

Как протестировать изоляцию, если я не могу отключить установку?

Если невозможно отключить питание тестируемой установки или оборудования, мегомметр использовать нельзя. В некоторых случаях можно провести тестирование без снятия напряжения, используя для измерения тока утечки специальные клещи, но этот метод гораздо менее точен.

Как выбрать измеритель сопротивления изоляции (мегомметр)?

При выборе измерителя сопротивления изоляции необходимо задать следующие ключевые вопросы:

  • Какое максимальное испытательное напряжение необходимо?
  • Какие методы измерения будут использоваться (точечные измерения, PI, DAR, DD, ступенчатое изменение напряжения)?
  • Какое максимальное значение сопротивления изоляции будет измеряться?
  • Как будет подаваться питание на мегомметр?
  • Каковы возможности хранения результатов измерений?

Примеры измерений сопротивления изоляции

Измерение изоляции на электрической установке, электрооборудовании

Измерение изоляции на вращающейся машине (электродвигатель)

Измерение изоляции на электроинструменте

Измерение изоляции на трансформаторе

Измерение сопротивления изоляции трансформатора производят следующим образом:

a. Между высоковольтной обмоткой и низковольтной обмоткой и землей

 

b. Между низковольтной обмоткой и высоковольтной обмоткой и землей

 

c. Между высоковольтной обмоткой и низковольтной обмоткой

 

d. Между высоковольтной обмоткой и землей

 

e. Между низковольтной обмоткой и землей

 

Выбираем приборы

Посмотреть приборы для проверки изоляции высоковольтных кабелей.

 

Калькулятор сопротивления проводов

Этот калькулятор сопротивления проводов может быстро вычислить электрические свойства конкретного провода — его сопротивление и проводимость. Сопротивление описывает, насколько сильно данный кабель препятствует прохождению электрического тока, а проводимость измеряет способность провода проводить его. С ними также связаны две физические величины — удельное электрическое сопротивление и электропроводность. Прочитав приведенный ниже текст, вы, например, узнаете, как можно оценить сопротивление провода, используя формулу сопротивления (так называемый закон Пуйе).

В настоящее время одним из наиболее часто используемых проводников является медь, которую можно найти почти в каждом электрическом устройстве. Прочтите, если вы хотите узнать, каковы проводимость меди и удельное сопротивление меди, а также какие единицы удельного сопротивления и единицы проводимости использовать. Вы также можете рассчитать падение напряжения на конкретном проводе — в этом случае попробуйте наш калькулятор падения напряжения!

Единицы удельного сопротивления и электропроводности

Удельное сопротивление ρ , в отличие от сопротивления, является внутренним свойством материала.Это значит, что неважно, толстая или тонкая проволока, длинная или короткая. Удельное сопротивление всегда будет одинаковым для конкретного материала, а единицы удельного сопротивления — «омметр» ( Ом * м ). Чем выше удельное сопротивление, тем труднее протекать току через провод. Вы можете проверить наш калькулятор скорости дрейфа, чтобы узнать, насколько быстро проходит электричество.

С другой стороны, у нас есть проводимость σ , которая строго связана с удельным сопротивлением.В частности, он определяется как обратное: σ = 1 / ρ . Как и удельное сопротивление, это внутреннее свойство материала, но единицы проводимости — «сименс на метр» ( См / м ). Электрический ток может плавно течь через провод, если проводимость высокая.

В некоторых материалах при очень низких температурах мы можем наблюдать явление, называемое сверхпроводимостью. Сопротивление в сверхпроводнике резко падает до нуля, и, таким образом, проводимость приближается к бесконечности.Можно сказать, что это идеальный дирижер. Сверхпроводимость также связана с левитацией, которую мы описали в нашем калькуляторе магнитной проницаемости.

Формула проводимости и формула сопротивления

И проводимость, и сопротивление зависят от геометрических размеров провода. В нашем калькуляторе сопротивления проводов используется следующая формула сопротивления:

R = ρ * L / A

где

  • R — сопротивление в Ом,
  • ρ — удельное сопротивление материала в Ом * м,
  • L — длина провода,
  • A — площадь поперечного сечения провода.

Вы также можете использовать этот калькулятор сопротивления проводов для оценки проводимости, так как:

G = σ * A / L

где

  • G — проводимость в сименсах (S),
  • σ — проводимость в См / м,
  • L и A сохраняют то же значение.

В расширенном режиме вы можете напрямую изменять значения удельного сопротивления ρ и проводимости σ .Комбинируя два приведенных выше уравнения с соотношением ρ = 1 / σ , мы получаем аналогичную связь между сопротивлением и проводимостью:

R = 1 / G

Вы уже рассчитали сопротивление вашего провода? Попробуйте наш калькулятор последовательных резисторов и параллельный калькулятор резисторов, чтобы узнать, как можно рассчитать эквивалентное сопротивление различных электрических цепей.

Электропроводность меди и удельное сопротивление меди

Такие материалы, как медь и алюминий, имеют низкий уровень удельного сопротивления, что делает эти материалы идеальными для производства электрических проводов и кабелей.(-8) Ом * м .

Калибры электрических проводов

Провод AWG Размер
(сплошной)
Площадь
CM *
Сопротивление на
1000 футов (Ом) при 20 ° C
Диаметр
(дюймы)
Максимальный ток **
(амперы)
0000 211600 0,049 0,46 380
000 167810 0,0618 0.40965 328
00 133080 0,078 0,3648 283
0 105530 0,0983 0,2893 211
2 66373 0.1563 0,25763 181
3 52634 0,197 0,22942 158
4 41742 0,3133 0,18194 118
6 26250 0.3951 0,16202 101
7 20816 0,4982 0,14428 89
8 16509 0,7921 0,11443 64
10 10381 0.9989 0.10189 55
11 8234 1,26 0,09074 47
12 6529 1,588 1,588 6529 1.588 2,003 0,07196 35
14 4106.8 2,525 0,06408 32
15 3256,7 3,184 0,05707 28
16 2048,2 5,064 0,04526 19
18 1624.3 6,385 0,0403 16
19 1288.1 8,051 0,03589 14
20 1021106 20 1021106 810,1 12,8 0,02846 9
22 642.4 16,14 0,02535 7
23 509,45 20,36 0,02257 4,7
24
320,4 32,37 0,0179 2,7
26 254.1 40,81 0,01594 2,2
27 201,5 51,47 0,0142 1,7
28
126,72 81,83 0,01126 1,2
30 100.5 103,2 0,01002 0,86
31 79,7 130,1 0,00893 0,7
32 63106
32 50,13 206,9 0,00708 0.43
34 39,75 260,9 0,0063 0,33
35 31,52 329 0,00561 0,21
37 19,83 523.1 0,00445 0,17
38 15,72 659,6 0,00396 0,13
39 12,47 831 831 831 831 1049 0,00314 0,09

The U.Калибры S. проводов (называемые калибрами AWG) относятся к размерам медной проволоки. Эта таблица соответствует удельному сопротивлению

для меди при 20 C. В этой таблице используется это значение удельного сопротивления, но известно, что оно может варьироваться на несколько процентов в зависимости от чистоты и процесса производства.

* В системе AWG площади круглых медных проводов указываются в «круглых милах», которые представляют собой квадрат диаметра в милах. 1 мил = 0,001 дюйма.

Эти данные взяты из Флойда, Основы электрических цепей, 2-е изд.

** Максимальный ток для проводки шасси. Данные из Справочника электронных таблиц и формул для американского калибра проводов. Максимальный ток для передачи мощности меньше.

Сопротивление провода и падение напряжения

Полли Френдшух, преподаватель кафедры электрического строительства и технического обслуживания Технологического колледжа Данвуди, объясняет, как рассчитать сопротивление провода и падение напряжения в электрической цепи в этих двух видеороликах. Полли шаг за шагом обучает принципу электрического сопротивления и факторам, которые могут влиять на сопротивление, приводя примеры.

В первом видео вы поймете, как вычисляется формула сопротивления:

Сопротивление (Ом) = (K x L) / CM , где;

  1. K (постоянная тока)
    1. Температура: удельное сопротивление металла увеличивается с повышением температуры
    2. Материал: лучшие проводники имеют наименьшее сопротивление (лучший проводник: серебро> медь> золото> алюминий)
    3. K = 12,9 (для медь) ; K = 21,2 (для алюминия)
  2. L (Длина провода в футах)
    1. Удельное сопротивление увеличивается при увеличении расстояния
  3. CM (Circular Mil, размер поперечного сечения провода)
    1. Размер провода (AWG: американский размер провода) определяет значение CM.
    2. Чем меньше значение CM, тем тоньше провод и тем выше номер калибра.
    3. Пожалуйста, посмотрите таблицу внизу этой статьи.

Во втором видео Полли на примере показывает, как рассчитать падение напряжения по следующей формуле.

Vd (падение напряжения) = (2 x K x I x L) / CM , где;

  1. K (постоянная тока) — обсуждалось выше
  2. I (ток в амперах)
    1. Чем выше ток, тем больше падение напряжения
  3. L (длина провода в футах) — обсуждалось выше
  4. CM (круглые милы) — обсуждалось выше

Вот диаграмма значений CM (круглых милов) для размеров AWG:

Американский калибр проволоки
AWG
Диаметр
(дюйм)
Круглый Mil
(CM)
4/0 0.460 211,592
3/0 0,410 167,800
2/0 0,365 133,072
1/0
1/0 0,258 83,690
4 0,204 41,740
6 0,162 26,251
8 01 102 10,383
12 0,081 6,530
14 0,064 4,107

Сопротивление провода — Обмен электротехнического стека

Иногда сопротивление провода незначительно. В других случаях влияние сопротивления провода может стать значительным. Сначала я покажу сопротивление провода и то, как его можно игнорировать в большинстве случаев, а затем покажу примеры, когда его влияние является значительным, и, наконец, несколько приложений.{−8} \ Omega \ cdot \ text {m} \ $ при 20 ° C. Формула дает \ $ R \ приблизительно 0,0164 \ Omega \ $.

Пример : Какое сопротивление 5 см медного провода AWG-24 (диаметром 0,511 мм)?

Ответ: \ $ R \ приблизительно 0,004 \ Omega \ $.

  • Замечание 1: Как видим, сопротивление проволоки тем ниже, чем больше толщина проволоки. В частности, когда диаметр цилиндрической проволоки увеличивается вдвое, ее сопротивление уменьшается до одной четвертой от исходного. Таким образом, калибр проволоки — это не только показатель ее формы.Это действительно показатель его электрических свойств, когда указаны его материал (почти всегда медь) и длина.

  • Примечание 2: Количественный расчет сопротивления проводов не всегда выполняется. Иногда используются практические правила. Часто вопрос заключается только в том, «достаточно ли толстый провод», а не «сколько сопротивления / падения напряжения / повышения температуры у этого провода». С другой стороны, первый шаг — провести количественный анализ провода, зная его калибр. Не говоря уже о том, что провода продаются по калибру, поэтому люди чаще говорят о «толщине провода» (или «ширине дорожки» в конструкции печатной платы), чем о сопротивлении провода.

На печатной плате сопротивление дорожек можно рассчитать аналогичным образом, исходя из толщины меди и длины дорожки. Единственное отличие: провода цилиндрические, а следы прямоугольные.

Пример : Каково сопротивление дорожки размером 10 мил и 10 см на печатной плате весом в 1 унцию?

Ответ: 1 мил составляет тысячную долю дюйма (0,0254 мм). «Печатная плата весом в 1 унцию» — это монтажная плата с содержанием меди в 1 унцию на квадратный фут, или толщиной 1 унцию.2} = 0,19 \ Omega \

$

Когда сопротивление можно игнорировать

В большинстве случаев сопротивление провода слишком низкое, если сравнивать его с сопротивлением других компонентов и нагрузок, поэтому его можно пренебречь, и часто его можно игнорировать. Более того, \ $ V = IR \ $, чем ниже ток, который должна принимать нагрузка, тем выше ее эквивалентное сопротивление, поэтому вы также игнорируете сопротивление провода, если ток, передаваемый проводом, низкий, потому что это эквивалентно подключению небольшого резистор (провод) к большому резистору (устройству, принимающему ток) — почти никакого эффекта.

Например, подключите два резистора 1000 Ом медным проводом AWG-30 длиной 5 см (тонкий провод диаметром 0,255 мм). Если мы измеряем фактическое сопротивление между двумя резисторами с помощью идеального омметра с идеальными пробниками, что бы это было?

Чтобы рассчитать его влияние, использование приведенной выше формулы для сопротивления цилиндрического провода часто является пустой тратой времени, в качестве альтернативы мы можем найти сопротивление провода AWG-30 на единицу длины из инженерной таблицы в Википедии, в ней указано, что сопротивление составляет «338 .6 мОм / м «. Другими словами, дополнительное сопротивление, вносимое проводом, равно \ $ 0,3386 \ Omega \ times 0,05 \ text {m} = 0,01693 \ Omega \ $. В идеале сопротивление должно быть 2000 Ом, но из-за наличие провода, измеренное сопротивление составляет 2000,01693 Ом, оно меньше, чем на 10 частей на миллион выше, почти не обнаруживается.

  • Примечание 3: В неточных приложениях обычно используемым типом сквозного резистора является металлопленочный резистор с допуском 5% с температурным коэффициентом около 50-100 ppm на каждый 1 ° C повышения температуры — ошибка вносимый малейшим изменением температуры все еще выше, чем у вашего провода в этом примере.

  • Примечание 4. Даже для лучшего универсального мультиметра, такого как Fluke 87, максимальное разрешение измерения сопротивления составляет 0,1 Ом, поэтому даже измерение сопротивления провода 0,01693 Ом затруднено.

Другим примером является макетная плата микроконтроллера, для работы которой может потребоваться источник постоянного тока 5 В и ток 50 мА. Если вы используете пять метров AWG-30 для подключения питания (положительный электрод) и заземления (отрицательный электрод), общее сопротивление составит \ $ 0.3386 \ Omega \ times 5 \ text {m} \ times 2 = 3.386 \ Omega \ $. Общее падение напряжения на 5-метровом проводе питания и 5-метровом проводе заземления составляет \ $ 3.386 \ Omega \ times 0,05 \ text {A} = 0,1693 \ text {V} \ $. Фактическое напряжение, подаваемое на плату микроконтроллера, составляет \ $ 5 \ text {V} — 0,1693 \ text {V} = 4,8307 \ text {V} \ $, или 96,6% от исходного напряжения.

  • Примечание 5: Обычное отклонение напряжения для цифровой электроники составляет +/- 5%.

Если сам источник питания исправен, падение, вызванное проводом, все еще находится в пределах нормы.Не забывайте, что здесь я использовал экстремальный пример: 10 метров очень длинных и тонких проводов, что не совсем реалистично для большинства экспериментов с электроникой.

Как видите, при использовании проводов для межсоединений часто можно игнорировать сопротивление проводов, и, вероятно, вы никогда не увидите упоминания о сопротивлении проводов в схемах. Аналогичная ситуация возникает, когда вы подключаете кабель через розетку, разъем или зажим — вы также добавите дополнительное контактное сопротивление, но обычно оно незначительно.

  • Примечание 6: В промышленности допустимое контактное сопротивление, создаваемое соединителем, часто составляет 1 Ом. Для высококачественного разъема иногда указывается контактное сопротивление 0,1 Ом.

Когда следует учитывать сопротивление провода

Но по мере того, как ток, протекающий по проводу, увеличивается до определенной точки, вы больше не можете игнорировать дополнительное сопротивление от провода. Опять же, из-за закона Ома это также происходит, когда абсолютный ток все еще невелик, но сопротивление других электрических компонентов вокруг провода уменьшилось — это всего лишь две стороны одной медали.

Высокое сопротивление провода имеет три вредных последствия:

  1. Падение напряжения \ $ V = IR \ $ на проводе становится чрезмерным и неприемлемым, в результате чего напряжение источника питания выходит за пределы допустимого диапазона. {2} R \ $.Это представляет собой потерянную энергию. Если сопротивление провода на единицу длины слишком велико, провод не может достаточно быстро рассеивать тепло. Температура повысится до точки, когда проволока станет слишком горячей и оплавится, что создаст опасность возгорания.

Распределительное устройство постоянного тока низкого напряжения

Типичный пример — питание через порт USB. Номинальное напряжение USB составляет 5 В, стандартно регулируется на +/- 5%. USB 2.0 позволяет устройству с низким энергопотреблением потреблять 100 мА, в то время как устройство с высоким уровнем мощности может получать ток 500 мА.Если использовать USB в качестве источника питания для зарядного устройства, требования по току еще выше, обычно 2000 мА.

Допустим, у нас есть 1-метровый USB-кабель сомнительного качества, в котором используются два провода AWG-28 (диаметром 0,361 мм) для питания и заземления. Его сопротивление составляет 0,42 Ом, при пропускании тока 500 мА мы теряем 0,21 В из-за кабеля. Чтобы усложнить ситуацию, поскольку мощность USB регулируется на +/- 5%, минимально допустимое напряжение фактически составляет 4,75 В, полученное напряжение на другом конце кабеля может составлять всего 4.54 В — погрешность уже намного больше 5%.

Чтобы решить эту проблему, в стандарте USB 2.0 предусмотрен дополнительный бюджет падения напряжения для кабелей.

  • Максимальное падение напряжения (для съемных кабелей) между вилкой серии A и вилкой серии B на VBUS составляет 125 мВ (VBUSD).

  • Максимальное падение напряжения для всех кабелей между входом и выходом на GND составляет 125 мВ (VGNDD).

  • Функции, рисующие более одной единичной нагрузки, должны работать с 4.Минимальное входное напряжение 75 В на соединительном конце их входных кабелей.

Версия 2.0 спецификации универсальной последовательной шины

Другими словами, для любого совместимого со стандартом устройства USB 2.0 высокой мощности производитель этого устройства USB должен либо поставлять продукт с лучшим кабелем с меньшим падением напряжения, либо должен спроектировать устройство для работы при напряжении до 4,5 В. любыми необходимыми средствами.

В данном случае наш аппарат заработал.Через несколько дней кто-нибудь найдет этот USB-кабель и подключит его к настенному USB-адаптеру, чтобы зарядить смартфон до 2000 мА. Теперь падение напряжения на кабеле составит 0,84 В, при этом для смартфона доступно максимум 4,16 В. Кабель либо вообще не работает, либо заряжает смартфон крайне медленно.

  • Замечание 7: Часто на практике некоторые USB-зарядные устройства намеренно регулируют USB до 5,25 В, чтобы допустить большее падение напряжения на кабелях, даже если это строго нарушает стандарт USB (Обновление: это больше не имеет места с 2014 года, USB 2.0 VBUS Max Limit Engineering Change Notice увеличил максимальное напряжение до 5,5 В для всех USB-устройств, мотивация состоит в том, чтобы позволить новым кабелям USB-C пропускать более высокий ток. Видите ли, проблемы с падением напряжения могут даже привести к изменению спецификации USB).

Дистанционное зондирование

Отвод кабеля также является проблемой в конструкции регулятора напряжения. В то время как легко использовать регулируемую микросхему регулятора, чтобы сделать источник питания и отрегулировать его до +/- 2% или даже ниже. К сожалению, как и в предыдущем примере с USB, регулирование происходит только на выходном контакте регулятора, а не на нагрузке.

Источник: дистанционное зондирование важно для вашего источника питания, компания Keysight, добросовестное использование.

Дополнительное сопротивление провода снижает точность регулятора напряжения, особенно когда нагрузка находится далеко от него или когда ток большой. Как правило, следует проявлять особую осторожность при прокладке выходных дорожек для регулятора: делайте их как можно короче на печатной плате.

Но эту ошибку невозможно полностью устранить, особенно когда разработчик не может контролировать, есть ли между ними длинный кабель.Когда критически важно точно регулировать напряжение на нагрузке, для решения проблемы можно использовать метод, называемый «дистанционное зондирование». Основная идея — добавить два дополнительных провода для «контроля» «реального» напряжения на другой стороне. Если регулятор видит напряжение ниже ожидаемого, он еще больше увеличит свое напряжение, чтобы преодолеть падение.

Источник: дистанционное зондирование важно для вашего источника питания, компания Keysight, добросовестное использование.

Провода дистанционного зондирования на + s и -s могут иметь такое же сопротивление, что и провода питания (той же толщины), но на них не влияет падение напряжения.Это правда, даже если они имеют гораздо большее сопротивление (тонкие провода).

Один из способов подумать об этом — это учесть тот факт, что через силовые провода проходит большой ток, производящий падение \ $ 10 А \ раз 0,015 \ раз 2 = 0,3 В \ $, но чувствительные провода здесь только для передачи слабый сигнал — по чувствительному проводу проходит небольшой ток, поэтому падение напряжения на кабеле практически отсутствует.

Другой способ — считать, что входное сопротивление эквивалентно плюсам и минусам чувствительного входа.В идеале его входное сопротивление должно быть бесконечным (т.е. ток не поступает, идеальный вольтметр, как будто ничего не подключено). На практике сопротивление 1 мегаом (1 МОм, 1 миллион Ом) является реалистичным ожиданием. Таким образом, эквивалентная схема представляет собой небольшой резистор (провода), соединенный последовательно с огромным резистором (вход датчика регулятора).

Например, на этой схеме, хотя чувствительные провода имеют общее сопротивление 200 Ом, но входное сопротивление чувствительного элемента составляет 1 МОм, что на много порядков выше.Напряжение на входе датчика составляет

.

$$ V_ \ text {sensed} = 5 \ text {V} \ times \ frac {1,000,000} {1,000,000 + 200} $$

Падение напряжения существует, но оно составляет всего 0,02%, в то время как 99,98% напряжения с удаленной стороны измеряется чувствительным входом регулятора.

Измерение сопротивления при четырехпроводном подключении

Иногда необходимо измерить сопротивление очень маленького резистора (менее 1 Ом) с помощью омметра. Сопротивление проводов, соединяющих измерительные щупы и омметр, становится значительным.Одним из решений является короткое замыкание измерительных щупов перед выполнением измерения — обнуление ошибки. Но это требует дополнительного шага, а также вносит дополнительный источник возможной ошибки: давление, прикладываемое между датчиками, может повлиять на сопротивление, используемое для калибровки.

Распространенным методом решения проблемы является четырехпроводное измерение сопротивления или измерение Кельвина.

Мы можем рассматривать выходные контакты омметра как источник тока, а вольтметр — как источник тока поддерживает свое выходное напряжение на любом значении, необходимом для определенного тока.Затем вольтметром измеряется выходное напряжение источника тока. Известны как ток, так и напряжение, поэтому определяется сопротивление. {2} R \ $ не превышает максимального предела, в противном случае резистор будет перегреваться.

Если это проволока, она может стать опасно горячей и оплавиться, что может привести к пожару. Чтобы узнать максимально допустимый ток, пропускаемый по проводу, сначала рассчитывается рассеиваемая мощность в проводе, затем определяется поток тепла — какова температура окружающей среды, разные материалы имеют разную теплопроводность и т. Д. Наконец, определяют максимальную рабочую температуру и используют ее для расчета максимально допустимого тока, и, наконец, включают коэффициент безопасности.

Фактический расчет довольно сложен, и он также должен соответствовать Электротехническому кодексу с одобрения регулирующих органов. Вместо того, чтобы рассчитывать это с нуля, используется инженерная таблица. Опять же, таблица в Википедии является справочной.

Например, при температуре окружающей среды 20 ° C одиночный неограниченный провод AWG-30 в корпусе устройства не может выдерживать ток более 0,52 А, чтобы поддерживать его рабочую температуру ниже 60 ° C.

  • Примечание 8: Если вы разрабатываете продукт, вы должны использовать надежное руководство с инженерными таблицами, рассчитанными в соответствии со стандартами вашего местного регулирующего органа.

Токовую нагрузочную способность дорожек на печатной плате можно определить, обратившись к технической таблице или программе расчета.

Применение: Резистор с проволочной обмоткой

Сопротивление провода — не всегда неприятность, у него есть полезные применения. Резистор с проволочной обмоткой — это тип резистора, который изготавливается путем наматывания на сердечник металлической проволоки, обычно из нихрома из-за удельного сопротивления.

Источник: Резистор с проволочной обмоткой, ResistorGuide, добросовестное использование.

Имеет ряд преимуществ.

  1. Изготовить высокоточные резисторы несложно, поскольку их сопротивление пропорционально длине провода.

  2. Из проволоки большого диаметра легко сделать резисторы большой мощности.

Следует отметить, что резистор с проволочной обмоткой имеет ту же форму, что и индуктор, поэтому он имеет самую высокую индуктивность среди всех типов резисторов. Его следует использовать только в цепи постоянного тока и, возможно, в цепи звуковой частоты, но она не подходит для любых цепей переменного тока с более высокой частотой.

Применение: Шунтирующий резистор

Иногда полезно падение напряжения из-за сопротивления провода. Самый простой способ измерения тока — это последовательно подключить маломощный шунтирующий резистор и измерить падение напряжения на нем, поскольку \ $ I = \ frac {V} {R} \ $.

Использование резистора большого номинала предотвращает подачу достаточного тока в тестируемую цепь, желательно сделать сопротивление шунта как можно более низким. По-прежнему будет падение напряжения, которое в мультиметре называется напряжением нагрузки , но достаточно низким, чтобы быть приемлемым.

Если вы откроете мультиметр, вы найдете шунтирующий резистор, похожий на этот рисунок. Как видите, это просто прославленный кусок проволоки.

Источник: Открытый резистор — датчик тока металлического элемента, TT Electronics, добросовестное использование.

Если высокая точность не требуется, вы можете сделать свободный шунтирующий резистор, нарисовав дорожку на печатной плате — сама проволока (дорожка) является вашим шунтирующим резистором.

Источник: низкоомный шунтирующий резистор непосредственно на медном слое печатной платы, добросовестное использование

Измерение и испытание сопротивления контура постоянного тока

Сопротивление контура постоянного тока — это полное сопротивление двух проводников, замкнутых на одном конце звена.Обычно это функция диаметра проводника и зависит только от расстояния. Иногда это измерение проводится для того, чтобы убедиться в отсутствии грубых неправильных подключений, которые могут значительно повысить сопротивление линии. Обратите внимание, что проверка схемы разводки автоматически изолирует обрывы, но не соединения с высоким сопротивлением.

Сопротивление постоянному току часто путают с импедансом, термином, описывающим динамическое сопротивление потоку сигнала, обычно на определенной частоте. Оба измеряются в омах, потому что они определяют разные типы противодействия электрическому току.Сопротивление постоянному току увеличивается пропорционально длине тестируемого кабеля, в то время как полное сопротивление остается «довольно» постоянным независимо от длины.

С точки зрения сигнала затухание (иногда называемое вносимыми потерями) теперь является более полезным измерением, а сопротивление постоянному току стало менее важным. Что ж, не совсем так, когда становится популярным VoIP, который обеспечивает питание по кабелю.

Интерпретация результатов

Различия в сопротивлении контура между парами часто могут быть быстрым признаком неисправности кабеля.В тестовой среде с короткой петлей ожидаемое значение просто вдвое превышает сумму значений, ожидаемых для данной длины. Это простой тест для любого продвинутого полевого тестера.

Значения будут разными для каждой комбинации пар из-за разной скорости скручивания между парами. Глядя на приведенный выше результат, мы можем сделать вывод, что пара 1,2 имеет самый крутой поворот, а пара 7,8 — наименьший. Это нормально и этого следовало ожидать.

Рекомендации по поиску и устранению неисправностей

В случае неожиданно высокого сопротивления постоянному току сравните вышедшую из строя пару с другими парами кабеля.Это позволит определить, связана ли проблема с одной неисправной парой или с проблемой, затрагивающей весь кабель. Если неисправна одна пара, проверьте точки подключения на наличие плохо выполненных или окисленных соединений.

Если все четыре пары имеют неожиданно высокое сопротивление постоянному току, проверьте свои предположения. Вы учли удвоение сопротивления для включения петли? Правильно ли предположение о сопротивлении для используемого калибра провода? 26 калибра имеет более высокое сопротивление на фут, чем 24 калибра. У вас в звене необычный патч-корд, который может иметь высокое сопротивление? Ищите что-нибудь необычное, особенно если соседние кабели кажутся нормальными.

Калькулятор сопротивления круглого провода

Калькулятор сопротивления круглого провода

Логотип Chemandy Electronics Логотип Chemandy Electronics CHEMANDY ELECTRONICSПоставщики навигации UnusualShow Скрыть навигацию

Рассчитывает сопротивление постоянному току одиночного круглого провода из обычных проводящих материалов, используя уравнение 2 ниже.

Примечание. Чтобы использовать другие значения для удельного сопротивления, выберите «Ввести данные» в текстовом поле выбора материала проводника, а затем введите необходимое значение удельного сопротивления (ρ) в поле, выделенное желтым цветом.

Этот калькулятор использует JavaScript и будет работать в большинстве современных браузеров. Для получения дополнительной информации см. О наших калькуляторах

.

Сопротивление проводника постоянному току рассчитывается с использованием удельного сопротивления и площади поперечного сечения: —

Уравнение 1.

Где:

ρ — удельное сопротивление проводника, Ом · м

l Длина в метрах

А — площадь поперечного сечения в метрах

Круглый провод обычно определяется диаметром, а сопротивление постоянному току, зависящее от диаметра, составляет: —

Уравнение 2.

Где:

ρ — удельное сопротивление проводника, Ом · м

l Длина в метрах

d — диаметр круглого проводника в метрах

Значения ρ взяты из CRC Handbook of Chemistry and Physics 1st Student Edition 1998 page F-88 и относятся к элементам высокой чистоты при 20 ° C.

Таблица «контрольных» измерений, выполненных в нашей лаборатории с использованием эмалированного медного провода
Измеряется Вычислено
Диаметр Длина Напряжение Текущий Сопротивление Сопротивление
(мм) (мм) (В) (А) (Ом) (Ом)
1.0 410 0,0091 1.031 0,008826 0,0087596
0,5 410 0,0359 1.031 0,03482 0,0350385
0,2 410 0,24 1.032 0,2326 0,2189908

Этот калькулятор предоставляется Chemandy Electronics бесплатно для продвижения FLEXI-BOX

Вернуться к указателю калькулятора


Сопротивление изоляции кабеля

СОПРОТИВЛЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ КАБЕЛЯ

ПОЧЕМУ КАБЕЛИ ИЗОЛИРОВАНЫ? An ВВЕДЕНИЕ

За исключением кабелей передачи энергии, которые находятся на электрических опорах, почти все кабели, которые используются сегодня, изолированы.Уровень или степень сопротивления изоляции кабеля зависит от цели, для которой был разработан кабель. Помимо экономии энергии от потери или рассеивания в окружающую среду, одна из важнейших причин, по которой кабели изолированы, — это спасти нас от опасности поражения электрическим током.

Электричество очень опасно. Первое прикосновение может быть последним прикосновением и никогда не дает ни единого шанса. Легкое прикосновение к кабелю, по которому проходит электрический ток, может привести к несчастному случаю со смертельным исходом.Наше тело частично проводит электричество. Когда наше тело соприкасается с проводником с током, электрический ток будет стремиться течь от проводника, а затем к нашему телу. Наше тело, будучи частичным проводником, не сможет проводить электрический ток. Когда ток слишком силен, чем может вместить наше тело, он убивает человека, это вопрос.

Чтобы избежать подобных аварий в наших домах, возникла необходимость в изоляции кабелей. Изоляция предотвращает утечку тока, а также не дойдет до нас, тем самым защищая нас от поражения электрическим током.

ЧТО ТАКОЕ ИЗОЛЯТОР?

Изолятор — это материал или вещество, не проводящее тепло или электричество. Изоляторы не проводят тепло или электричество, потому что в них нет свободно движущихся электронов. Считается, что проводники изолированы, если они покрыты изоляционным материалом, таким как ПВХ и т. Д. Этот процесс называется изоляцией. Изолятор вокруг проводника предотвращает утечку электроэнергии и сигналов в окружающую среду.

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ИЗОЛИРОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Повышение температуры увеличивает сопротивление проводников, в то время как сопротивление уменьшается с повышением температуры в полупроводниках и изоляторах.Повышение температуры может сделать полупроводник хорошим проводником, а изолятор — полупроводником.

СОПРОТИВЛЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ КАБЕЛЯ

Жилы кабеля снабжены изоляцией подходящей толщины для предотвращения утечки тока. Толщина любого кабеля зависит от назначения его конструкции. Путь утечки тока в таком кабеле радиальный. Сопротивление или противодействие, обеспечиваемое изоляцией протеканию тока, также является радиальным по всей ее длине.

Для одножильной жилы кабеля с радиусом r 1 , радиусом внутренней оболочки r 2 , длиной l и удельным сопротивлением изоляционного материала ρ периметр жилы равен 2πr l . Толщина изоляции указывается как dr.

R ins = ρdr / 2πr l

После интеграции мы получим:

R ins = ρ / 2π l [loge r 2 / r 2910]

R ins обратно пропорционально 1/ l вопреки R = ρ l .Где ρ (rho) — постоянная, известная как удельное сопротивление .
Есть кабели, которые имеют более одного изоляционного слоя и более одной жилы. Главный провод, находящийся в центре, служит основным проводником. Другая жила служит для заземления и предотвращения выхода электромагнитных волн и излучения из кабеля. Он служит щитом. Кабели в этой категории — это коаксиальные кабели.

Коаксиальный кабель передает электрический сигнал с помощью внутреннего проводника (внутренний или основной проводник может быть любым хорошим проводником, но в основном предпочтительнее медь из-за ее низкого удельного сопротивления, медь также может быть покрыта гальваническим покрытием) содержится в основном в корпусе из ПВХ.Перед внешним корпусом из ПВХ расположены два или более других изолятора с алюминиевой фольгой или медной жилой между ними. Кабели защищены от внешних воздействий наружным корпусом из ПВХ. В то время как напряжение проходит через внутренний проводник, экран или корпус практически не пропускают напряжение.

Преимущество коаксиальной конструкции заключается в том, что электрическое и магнитное поля ограничены диэлектриком с небольшой утечкой за пределы экрана. Благодаря уровню изоляции в кабелях, который предотвращает проникновение в них внешних электромагнитных полей и излучений, исключаются помехи.Поскольку проводники большого диаметра имеют меньшее сопротивление, утечка электромагнитного поля будет меньше. То же самое и с кабелями с большей изоляцией. Зная, что более слабые сигналы легко прерываются небольшими помехами, кабели с большим количеством слоев изоляции всегда являются хорошим выбором для передачи таких сигналов.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗОЛИРОВАННОГО КАБЕЛЯ

Отметив, что сопротивление изоляции кабеля определяется его конструктивным назначением, есть некоторые факторы, которые инженер должен учесть перед проектированием кабеля.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *