Vlastnosti měření malých a velkých odporů

Odolnost je jedním z nejdůležitějších parametrů elektrický obvodurčování provozu jakéhokoli okruhu nebo instalace.

Získání určitých hodnot odporu při výrobě elektrických strojů, přístrojů, zařízení při instalaci a provozu elektrických instalací je předpokladem pro zajištění jejich normálního provozu.

Některé odpory si zachovávají svou hodnotu prakticky beze změny, jiné jsou naopak velmi náchylné na čas od času změny, od teploty, vlhkosti, mechanické námahy atd. Proto jak při výrobě elektrických strojů, přístrojů, přístrojů, tak i Během instalace musí elektrické instalace nevyhnutelně měřit odpor.

Podmínky a požadavky na provádění měření odporu jsou velmi různorodé. Někde je vyžadována vysoká přesnost, jinde naopak stačí zjistit přibližnou hodnotu odporu.

V závislosti na hodnotě elektrické odpory se dělí do tří skupin:

• 1 ohm a méně – nízký odpor,

• od 1 ohmu do 0,1 Mohm — střední odpory,

• 0,1 Mohm a více — vysoké odpory.

Při měření malého odporu je nutné provést opatření k vyloučení vlivu na výsledek měření odporu připojovacích vodičů, kontaktů a termo-EMF.

Při měření průměrných odporů můžete ignorovat odpory propojovacích vodičů a kontaktů, můžete ignorovat vliv izolačního odporu.

Při měření vysokých odporů je nutné vzít v úvahu přítomnost objemového a povrchového odporu, vliv teploty, vlhkosti a dalších faktorů.

Charakteristiky měření nízkého odporu

Do skupiny malých odporů patří: vinutí kotvy elektrických strojů, odpory ampérmetrů, bočníků, odpory vinutí proudových transformátorů, odpory krátkých vodičů sběrnice atd.

Při měření nízkých odporů je třeba vždy počítat s možností, že odpor propojovacích vodičů a přechodové odpory mohou ovlivnit výsledek měření.

Odpory testovacího vodiče jsou 1 x 104 — 1 x 102 ohmů, odpor přechodu — 1 x 105 — 1 x 102 ohmů

Při přechodových odporech popř kontaktní odpory porozumět odporu, se kterým se setkává elektrický proud při průchodu z jednoho vodiče na druhý.

Přechodové odpory závisí na velikosti kontaktní plochy, na její povaze a stavu — hladká nebo drsná, čistá nebo špinavá, jakož i na hustotě kontaktu, lisovací síle atd.Ukažme si na příkladu vliv přechodových odporů a odporů propojovacích vodičů na výsledek měření.

Na Obr. 1 je schéma měření odporu pomocí příkladů ampérmetru a voltmetru.

Rýže. 1. Chybné schéma zapojení pro měření malého odporu ampérmetrem a voltmetrem.

Řekněte požadovaný odpor rx — 0,1 ohm a odpor voltmetru rv = 500 ohmů. Protože jsou zapojeny paralelně, pak rNS/ rv= Iv / Ix = 0, 1/500 = 0,0002, tj. proud ve voltmetru je 0,02 % proudu v požadovaném odporu. S přesností 0,02 % lze tedy proud ampérmetru považovat za rovný proudu v požadovaném odporu.

Vydělením hodnot voltmetru připojeného k bodům 1, 1′ odečtu ampérmetru dostaneme: U'v / Ia = r'x = rNS + 2рNS + 2рk, kde r'x je zjištěná hodnota požadovaného odporu ; rpr je odpor spojovacího vodiče; gk — kontaktní odpor.

Uvážíme-li rNS =rk = 0,01 ohm, dostaneme výsledek měření r'x = 0,14 ohm, odkud je chyba měření způsobená odpory připojovacích vodičů a odpory kontaktů rovna 40 % — ((0,14 — 0,1) / 0,1 )) x 100 %.

Je třeba dát pozor na to, že s poklesem požadovaného odporu se chyba měření z výše uvedených důvodů zvyšuje.

Připojením voltmetru k proudovým svorkám — body 2 — 2 na obr.1, tedy k těm vývodům odporu rx, ke kterým jsou připojeny vodiče proudového obvodu, získáme z velikosti úbytku napětí v připojovacích vodičích údaj voltmetru U «v menší než U'v nalezená hodnota požadovaného odporu rx «= U»v / Ia = rx + 2 rk bude obsahovat chybu způsobenou pouze přechodovými odpory.

Připojením voltmetru, jak je znázorněno na obr. 2, k potenciálním svorkám umístěným mezi proudovými, dostaneme odečty voltmetru U»'v je menší než U «v velikosti úbytku napětí na přechodových odporech, a tedy zjištěnou hodnotu požadovaného odporu. r » 'x = U»v / Ia = rx

Rýže. 2. Správné schéma zapojení pro měření malých odporů ampérmetrem a voltmetrem

Nalezená hodnota se tedy bude rovnat skutečné hodnotě požadovaného odporu, protože voltmetr bude měřit skutečnou hodnotu napětí na požadovaném odporu rx mezi jeho potenciálními svorkami.

Použití dvou párů svorek, proudové a potenciální, je hlavní technikou pro eliminaci vlivu odporu připojovacích vodičů a přechodových odporů na výsledek měření malých odporů.

Charakteristika měření vysokých odporů

Špatné proudové vodiče a izolátory mají vysoký odpor. Při měření odporu vodičů s nízkou elektrickou vodivostí, izolační materiály a výrobky z nich musí brát v úvahu faktory, které mohou ovlivnit míru jejich odolnosti.

Mezi tyto faktory patří především teplota, například vodivost elektrokartonu při teplotě 20 °C je 1,64 x 10-13 1 / ohm a při teplotě 40 ° C 21,3 x 10-13 1 / ohm. Změna teploty o 20 °C tedy způsobila 13násobnou změnu odporu (vodivosti)!

Čísla jasně ukazují, jak nebezpečné je podceňovat vliv teploty na výsledky měření. Stejně tak velmi důležitým faktorem ovlivňujícím velikost odporu je obsah vlhkosti jak ve zkoušeném materiálu, tak ve vzduchu.

Hodnotu odporu může ovlivnit také typ proudu, kterým se test provádí, velikost testovaného napětí, doba trvání napětí atd.

Při měření odporu izolačních materiálů a výrobků z nich je třeba vzít v úvahu také možnost průchodu proudu dvěma cestami:

1) objemem testovaného materiálu,

2) na povrchu testovaného materiálu.

Schopnost materiálu vést elektrický proud tak či onak je charakterizována velikostí odporu, na kterou proud v tomto vtipu narazí.

V souladu s tím existují dva koncepty: objemový odpor přisuzovaný 1 cm3 materiálu a povrchový odpor připisovaný 1 cm2 povrchu materiálu.

Vezměme si pro ilustraci příklad.

Při měření izolačního odporu kabelu pomocí galvanometru může dojít k velkým chybám v důsledku toho, že galvanometr dokáže měřit (obr. 3):

a) proud Iv procházející z jádra kabelu do jeho kovového pláště objemem izolace (proud Iv vzhledem k objemovému odporu izolace kabelu charakterizuje izolační odpor kabelu),

b) proud procházející z jádra kabelu do jeho pláště po povrchu izolační vrstvy (Protože povrchový odpor závisí nejen na vlastnostech izolačního materiálu, ale také na stavu jeho povrchu).

Rýže. 3. Povrchový a objemový proud v kabelu

Pro eliminaci vlivu vodivých ploch při měření izolačního odporu se na izolační vrstvu nanese cívka drátu (pojistný kroužek), která se zapojí tak, jak je znázorněno na Obr. 4.

Rýže. 4. Schéma měření objemového proudu kabelu

Pak proud Is projde navíc galvanometrem a nebude vnášet chyby do výsledků měření.

Na Obr. 5 je schematický diagram pro stanovení objemového měrného odporu izolačního materiálu. — desky A. Zde BB — elektrody, na které je přivedeno napětí U, G — galvanometr měřící proud v důsledku objemového odporu desky A, V — ochranný kroužek.

Rýže. 5. Měření objemového odporu pevného dielektrika

Na Obr. 6 je schematický diagram pro stanovení povrchového odporu izolačního materiálu (deska A).

Rýže. 6. Měření povrchového odporu pevného dielektrika

Při měření vysokých odporů je třeba věnovat vážnou pozornost také izolaci samotné měřicí instalace, protože jinak bude galvanometrem protékat proud kvůli izolačnímu odporu vlastní instalace, což povede k odpovídající chybě v měření.

Před měřením se doporučuje použít stínění nebo provést kontrolu izolace měřicího systému.