Характеристики на измерване на малки и големи съпротивления

Съпротивлението е един от най -важните параметри електрическа веригаопределяне на работата на всяка верига или инсталация.

Получаването на определени стойности на съпротивление при производството на електрически машини, апарати, устройства по време на монтажа и експлоатацията на електрически инсталации е предпоставка за осигуряване на нормалната им работа.

Някои съпротивления запазват стойността си практически непроменена, докато други, напротив, са силно податливи на промяна от време на време, от температура, влажност, механични усилия и т. Н. Следователно както при производството на електрически машини, апарати, устройства, така и по време на монтажа електрическите инсталации неизбежно трябва да измерват съпротивлението.

Условията и изискванията за производство на измервания на съпротивлението са много разнообразни. В някои случаи е необходима висока точност, в други, напротив, достатъчно е да се намери приблизителна стойност на съпротивлението.

В зависимост от стойността електрически съпротивления са разделени на три групи:

• 1 ом и по -малко — ниско съпротивление,

• от 1 ом до 0,1 Mohm — средни съпротивления,

• от 0,1 Mohm и повече — големи съпротивления.

При измерване на ниско съпротивление е необходимо да се вземат мерки за премахване на влиянието върху резултата от измерването на съпротивлението на свързващите проводници, контакти и термо-ЕМП.

Когато измервате средните съпротивления, можете да пренебрегнете съпротивленията на свързващите проводници и контакти, можете да пренебрегнете влиянието на съпротивлението на изолацията.

При измерване на високи съпротивления е необходимо да се вземе предвид наличието на обемно и повърхностно съпротивление, влиянието на температурата, влажността и други фактори.

Характеристики на измерване на ниско съпротивление

Групата на малки съпротивления включва: арматурни намотки на електрически машини, съпротивления на амперметри, шунтове, съпротивления на намотки на токови трансформатори, съпротивление на къси проводници на шината и др.

Когато измервате ниски съпротивления, винаги трябва да се съобразявате с възможността за влияние на съпротивлението на свързващите проводници и преходните съпротивления върху резултата от измерването.

Съпротивленията на тестовите проводници са 1 x 104 — 1 x 102 ом, съпротивление на прехода — 1 x 105 — 1 x 102 ом

При преходни съпротивления или съпротивления при контакти разбират съпротивленията, които среща електрически ток при преминаване от един проводник към друг.

Преходните съпротивления зависят от размера на контактната повърхност, от нейното естество и състояние — гладки или грапави, чисти или замърсени, както и от плътността на допира, натискащата сила и пр. Нека разберем, използвайки пример, влиянието на преходните съпротивления и съпротивления на свързващите проводници върху резултата от измерването.

На фиг. 1 е диаграма за измерване на съпротивлението с помощта на примерни уреди за амперметър и волтметър.

Ориз. 1. Грешна схема на свързване за измерване на ниско съпротивление с амперметър и волтметър.

Да кажем необходимата съпротива rx — 0,1 ома и съпротивлението на волтметъра rv = 500 ома. Тъй като те са свързани паралелно, тогава rNS/ rv= Iv / Ix = 0, 1/500 = 0,0002, т.е.токът във волтметъра е 0,02% от тока в желаното съпротивление. По този начин, с точност от 0,02%, токът на амперметъра може да се счита за равен на тока в необходимото съпротивление.

Разделяне на показанията на волтметъра, свързан към точки 1, 1′ на показанието на амперметъра получаваме: U’v / Ia = r’x = rNS + 2рNS + 2рk, където r’x е намерената стойност на необходимото съпротивление; rpr е съпротивлението на свързващия проводник; gk — контактно съпротивление.

Имайки в предвид rNS =rk = 0,01 ома, получаваме резултата от измерването r’x = 0,14 ома, откъдето грешката на измерването поради съпротивленията на свързващите проводници и съпротивленията на контактите равно на 40% — ((0,14 — 0,1) / 0,1)) х 100%.

Необходимо е да се обърне внимание на факта, че с намаляване на необходимото съпротивление грешката на измерване от горните причини се увеличава.

Чрез свързване на волтметър към токовите скоби — точки 2 — 2 на фиг. 1, тоест към тези клеми на съпротивление rх, към които са свързани проводниците на токовата верига, получаваме отчитането на волтметъра U «v по -малко от U’v от размера на спада на напрежението в свързващите проводници и следователно намерената стойност на желаното съпротивление rx «= U»v / Iа = rx + 2 rk ще съдържа грешка, дължаща се само на съпротивленията на контактите.

Чрез свързване на волтметър, както е показано на фиг. 2, към потенциалните клеми, разположени между текущите, получаваме показанията на волтметъра U»’v е по -малко от U «v от размера на спада на напрежението върху контактните съпротивления и следователно намерената стойност на необходимото съпротивление r » ‘x = U»v / Ia = rx

Ориз. 2. Правилната схема на свързване за измерване на малки съпротивления с амперметър и волтметър

По този начин намерената стойност ще бъде равна на действителната стойност на необходимото съпротивление, тъй като волтметърът ще измерва действителната стойност на напрежението в търсеното съпротивление rx между потенциалните си клеми.

Използването на две двойки скоби, токови и потенциални, е основната техника за премахване на влиянието на съпротивлението на свързващите проводници и преходните съпротивления върху резултата от измерването на малки съпротивления.

Характеристики на измерване на високи съпротивления

Лошите токови проводници и изолатори имат висока устойчивост. При измерване на съпротивлението на проводниците с ниска електрическа проводимост, изолационните материали и продуктите, изработени от тях, трябва да се съобразяват с фактори, които могат да повлияят на степента на тяхната устойчивост.

Тези фактори включват предимно температура, например проводимостта на електрическия картон при температура 20 ° C е 1,64 x 10-13 1 / ом и при температура 40 ° C 21,3 x 10-13 1 / ом. По този начин температурна промяна от 20 ° C причини 13-кратна промяна в съпротивлението (проводимостта)!

Цифрите ясно показват колко опасно е да се подценява влиянието на температурата върху резултатите от измерването. По същия начин, много важен фактор, влияещ върху величината на съпротивлението, е съдържанието на влага както в тестовия материал, така и във въздуха.

Освен това видът на тока, с който се провежда изпитването, големината на тестваното напрежение, продължителността на напрежението и т.н., могат да повлияят на стойността на съпротивлението.

При измерване на съпротивлението на изолационни материали и продукти, изработени от тях, трябва да се вземе предвид и възможността за преминаване на ток по два пътя:

1) чрез обема на тествания материал,

2) върху повърхността на тествания материал.

Способността на материала да провежда електрически ток по един или друг начин се характеризира с количеството съпротивление, което токът среща при тази шега.

Съответно има две понятия: обемно съпротивление, приписано на 1 cm3 от материала, и повърхностно съпротивление, приписано на 1 cm2 от повърхността на материала.

Нека вземем един пример за илюстрация.

При измерване на изолационното съпротивление на кабел с помощта на галванометър могат да възникнат големи грешки, поради факта, че галванометърът може да измерва (фиг. 3):

а) ток Ivпреминавайки от жилата на кабела към металната му обвивка през обема на изолацията (ток Ivпоради обемното съпротивление на изолацията на кабела, характеризира изолационното съпротивление на кабела),

б) ток Епреминавайки от жилата на кабела към обвивката му по повърхността на изолационния слой (Епоради повърхностното съпротивление зависи не само от свойствата на изолационния материал, но и от състоянието на неговата повърхност).

Ориз. 3. Повърхностен и обемен ток в кабела

За да се елиминира влиянието на проводимите повърхности при измерване на изолационното съпротивление, към изолационния слой, който е свързан, както е показано на фиг., Се прилага намотка от тел (предпазен пръстен). 4.

Ориз. 4. Схема за измерване на обемния ток на кабела

Тогава токът Is ще премине в допълнение към галванометъра и няма да въведе грешки в резултатите от измерването.

На фиг. 5 е схематична диаграма за определяне на обемното съпротивление на изолационен материал. — плочи А. Тук BB — електроди, към които се прилага напрежение U, G — галванометър, измерващ тока поради обемното съпротивление на плоча А, V — защитен пръстен.

Ориз. 5. Измерване на обемното съпротивление на твърд диелектрик

На фиг. 6 е схематична диаграма за определяне на повърхностното съпротивление на изолационен материал (плоча А).

Ориз. 6. Измерване на повърхностното съпротивление на твърд диелектрик

При измерване на високи съпротивления трябва да се обърне сериозно внимание и на изолацията на самата измервателна инсталация, тъй като в противен случай през галванометъра ще протече ток поради изолационното съпротивление на самата инсталация, което ще доведе до съответна грешка в измерването.

Препоръчва се да се използва екраниране или да се извърши проверка на изолацията на измервателната система преди измерването.