Hoogspanning-ohmmeters

De meeste ohmmeters van het in het vorige gedeelte getoonde ontwerp gebruiken een batterij met een relatief lage spanning, gewoonlijk negen volt of minder. Dit is perfect geschikt voor het meten van weerstanden onder enkele mega-ohms (MΩ), maar wanneer extreem hoge weerstanden moeten worden gemeten, is een 9-volt batterij onvoldoende om voldoende stroom te genereren om een ​​elektromechanische meterbeweging te activeren.

Ook is, zoals in een eerder hoofdstuk besproken, weerstand niet altijd een stabiele (lineaire) grootheid. Dit geldt vooral voor niet-metalen. Denk aan de grafiek van de huidige overspanning voor een kleine luchtspleet (minder dan een inch):

Hoewel dit een extreem voorbeeld is van niet-lineaire geleiding, vertonen andere stoffen vergelijkbare isolerende/geleidende eigenschappen bij blootstelling aan hoge spanningen. Het is duidelijk dat een ohmmeter die een laagspanningsbatterij als stroombron gebruikt, geen weerstand kan meten bij de ionisatiepotentiaal van een gas of bij de doorslagspanning van een isolator. Als dergelijke weerstandswaarden moeten worden gemeten, is niets anders dan een hoogspannings-ohmmeter voldoende.

Eenvoudige hoogspannings-ohmmeter

De meest directe methode voor het meten van hoogspanningsweerstanden omvat het vervangen van een batterij met een hogere spanning in hetzelfde basisontwerp van een ohmmeter die eerder is onderzocht:

Wetende echter dat de weerstand van sommige materialen de neiging heeft te veranderen met de aangelegde spanning, zou het voordelig zijn om de spanning van deze ohmmeter te kunnen aanpassen om weerstandsmetingen onder verschillende omstandigheden te verkrijgen:

Helaas zou dit een kalibratieprobleem voor de meter opleveren. Als de beweging van de meter de volledige schaal afbuigt met een bepaalde hoeveelheid stroom erdoorheen, zou het volledige bereik van de meter in ohm veranderen als de bronspanning verandert. Stelt u zich eens voor dat u een stabiele weerstand over de meetsnoeren van deze ohmmeter aansluit terwijl u de bronspanning varieert:naarmate de spanning toeneemt, zal er meer stroom door de meterbeweging gaan, dus een grotere hoeveelheid doorbuiging. Wat we echt nodig hebben, is een beweging van de meter die een consistente, stabiele doorbuiging produceert voor elke stabiele gemeten weerstandswaarde, ongeacht de aangelegde spanning.

Meggermeter

Om dit ontwerpdoel te bereiken, is een speciale meterbeweging nodig, een beweging die eigen is aan megohmmeters , of meggers , zoals deze instrumenten bekend staan.

De genummerde, rechthoekige blokken in de bovenstaande afbeelding zijn weergaven in dwarsdoorsnede van draadspoelen. Deze drie spoelen bewegen allemaal met het naaldmechanisme. Er is geen veermechanisme om de naald terug te brengen naar een ingestelde positie. Wanneer de beweging niet wordt aangedreven, zal de naald willekeurig "zweven". De spoelen zijn als volgt elektrisch aangesloten:

Met oneindige weerstand tussen de meetsnoeren (open circuit), zal er geen stroom zijn door spoel 1, alleen door spoel 2 en 3. Wanneer ze worden geactiveerd, proberen deze spoelen zichzelf te centreren in de opening tussen de twee magneetpolen, waardoor de naald volledig wordt aangedreven rechts van de schaal waar het naar "oneindig" wijst.

Elke stroom door spoel 1 (via een gemeten weerstand die is aangesloten tussen de meetsnoeren) heeft de neiging om de naald naar de linkerkant van de schaal te drijven, terug naar nul. De interne weerstandswaarden van de meterbeweging zijn zo gekalibreerd dat wanneer de meetsnoeren aan elkaar worden kortgesloten, de naald precies afbuigt naar de 0 Ω-positie.

Omdat variaties in de accuspanning het koppel beïnvloeden dat door beide . wordt gegenereerd sets spoelen (spoelen 2 en 3, die de naald naar rechts drijven, en spoel 1, die de naald naar links drijven), die variaties hebben geen effect op de kalibratie van de beweging. Met andere woorden, de nauwkeurigheid van deze ohmmeterbeweging wordt niet beïnvloed door de batterijspanning:een bepaalde hoeveelheid gemeten weerstand zal een bepaalde naaldafbuiging produceren, ongeacht hoeveel of weinig batterijspanning er aanwezig is.

Het enige effect dat een variatie in spanning zal hebben op de meterindicatie is de mate waarin de gemeten weerstand verandert met de aangelegde spanning. Dus als we een megger zouden gebruiken om de weerstand van een gasontladingslamp te meten, zou deze een zeer hoge weerstand (naald uiterst rechts van de schaal) aflezen voor lage spanningen en lage weerstand (naald beweegt naar links van de schaal) voor hoge spanningen. Dit is precies wat we verwachten van een goede hoogspannings-ohmmeter:om een ​​nauwkeurige indicatie te geven van de weerstand van het onderwerp onder verschillende omstandigheden.

Voor maximale veiligheid zijn de meeste meggers uitgerust met handslingergeneratoren voor het produceren van de hoge gelijkspanning (tot 1000 volt). Als de bediener van de meter een schok krijgt van de hoogspanning, zal de toestand zelfcorrigerend zijn, aangezien hij of zij vanzelf stopt met het starten van de generator! Soms wordt een "slipkoppeling" gebruikt om de generatorsnelheid onder verschillende startomstandigheden te stabiliseren, om een ​​redelijk stabiele spanning te leveren, of deze nu snel of langzaam wordt gestart. Er zijn meerdere uitgangsspanningsniveaus van de generator beschikbaar door een keuzeschakelaar in te stellen.

Een eenvoudige handslinger wordt op deze foto getoond:

Sommige meggers werken op batterijen om een ​​grotere precisie in de uitgangsspanning te bieden. Om veiligheidsredenen worden deze meggers geactiveerd door een kortstondige drukknopschakelaar, zodat de schakelaar niet in de "aan" -stand kan blijven staan ​​en een aanzienlijk schokgevaar voor de meteroperator kan vormen.

Echte Meggers

Echte meggers zijn uitgerust met drie aansluitklemmen, gelabeld Lijn , Aarde , en Bewaken . Het schema lijkt veel op de eerder getoonde vereenvoudigde versie:

De weerstand wordt gemeten tussen de lijn- en aarde-aansluitingen, waar de stroom door spoel 1 gaat. De "Guard"-aansluiting is bedoeld voor speciale testsituaties waarbij de ene weerstand van de andere moet worden geïsoleerd. Neem bijvoorbeeld dit scenario waarbij de isolatieweerstand getest moet worden in een tweeaderige kabel:

Om de isolatieweerstand van een geleider naar de buitenkant van de kabel te meten, moeten we de "Lijn" -draad van de megger aansluiten op een van de geleiders en de "Aarde" -draad van de megger aansluiten op een draad die om de mantel van de kabel:

In deze configuratie zou de megger de weerstand tussen één geleider en de buitenmantel moeten lezen. Of zal het? Als we een schematisch diagram tekenen met alle isolatieweerstanden als weerstandssymbolen, dan ziet het er als volgt uit:

In plaats van alleen de weerstand van de tweede geleider tegen de mantel te meten (R_c2-s ), wat we eigenlijk zullen meten, is de weerstand parallel met de seriecombinatie van geleider-naar-geleiderweerstand (R_c1-c2 ) en de eerste geleider naar de mantel (R_c1-s ). Als dit ons niets kan schelen, kunnen we doorgaan met de test zoals geconfigureerd. Als we alleen willen meten de weerstand tussen de tweede geleider en de mantel (R_c2-s ), dan moeten we de "Guard"-terminal van de megger gebruiken:

Nu ziet het schakelschema er als volgt uit:

Door de "Guard"-aansluiting op de eerste geleider aan te sluiten, krijgen de twee geleiders een bijna gelijk potentiaal. Met weinig of geen spanning ertussen is de isolatieweerstand bijna oneindig, en er zal dus geen stroom tussen zijn de twee dirigenten. Bijgevolg zal de weerstandsindicatie van de megger uitsluitend gebaseerd zijn op de stroom door de isolatie van de tweede geleider, door de kabelmantel en naar de draad die eromheen is gewikkeld, niet de stroom die lekt door de isolatie van de eerste geleider.

Meggers zijn veldinstrumenten:dat wil zeggen, ze zijn ontworpen om draagbaar te zijn en door een technicus op het werkterrein met evenveel gemak te worden bediend als een gewone ohmmeter. Ze zijn erg handig voor het controleren van "korte" storingen met hoge weerstand tussen draden die worden veroorzaakt door natte of aangetaste isolatie. Omdat ze zulke hoge spanningen gebruiken, worden ze niet zo beïnvloed door zwerfspanningen (spanningen van minder dan 1 volt die worden geproduceerd door elektrochemische reacties tussen geleiders of 'geïnduceerd' door aangrenzende magnetische velden) als gewone ohmmeters.

Hi-Pot-testers

Voor een meer grondige test van draadisolatie, een andere hoogspannings-ohmmeter, gewoonlijk een hi-pot genoemd tester wordt gebruikt. Deze gespecialiseerde instrumenten produceren spanningen van meer dan 1 kV en kunnen worden gebruikt voor het testen van de isolerende werking van olie, keramische isolatoren en zelfs de integriteit van andere hoogspanningsinstrumenten. Omdat ze zulke hoge spanningen kunnen produceren, moeten ze met de grootste zorg worden bediend, en alleen door opgeleid personeel.

Opgemerkt moet worden dat hi-pot-testers en zelfs meggers (in bepaalde omstandigheden) in staat zijn om schade te veroorzaken draadisolatie bij onjuist gebruik. Nadat een isolatiemateriaal is blootgesteld aan afbraak door de toepassing van een te hoge spanning, zal het vermogen om elektrisch te isoleren in gevaar komen. Nogmaals, deze instrumenten mogen alleen worden gebruikt door opgeleid personeel.

GERELATEERDE WERKBLAD:

• Werkblad voor basis ohmmetergebruik