Как проверить трансформатор тока для счетчика мультиметром

Проверка трансформатора тока

Устройства для пропорционального преобразования переменного тока до значений, безопасных для его измерений, называют трансформаторами тока.

Такие трансформаторы находят широкое применение в сфере электроснабжения и электроэнергетике и изготавливаются в различных конструктивных исполнениях, — от небольших моделей, размещаемых непосредственно на электронных платах, до сооружений внушительных размеров, устанавливаемых на специальные строительные конструкции.

Проверка ТТ проводится с целью выявления его работоспособности, при этом не производится оценка метрологических характеристик, которые определяют класс точности и сдвига фаз между вектором первичного и вторичного токов.

Перечень возможных неисправностей

Ниже приведены наиболее распространённые причины неисправностей ТТ:

• механические повреждения магнитопровода;
• повреждения изоляции корпуса;
• механические повреждения обмоток:
• обрывы обмоток;
• снижение изоляции проводников обмотки, создающее межвитковые замыкания;
• механический износ выводов обмотки и контактов.

Методы проверок

Для оценки работоспособности трансформатора проводится внешний визуальный осмотр и проверка электрических характеристик.

Внешний визуальный осмотр

С него начинается каждая проверка, и она позволяет оценить:

• состояние внешних поверхностей деталей;
• наличие сколов и трещин на изоляции;
• состояние клеммных или болтовых соединений;
• наличие видимых дефектов.

Проверка изоляции

Испытания изоляции

В случае установки в составе высоковольтного оборудования трансформатор тока смонтирован в линии нагрузки, при этом он входит в линию конструктивно, и в таком случае испытания изоляции проводятся при проведении совместных высоковольтных испытаний отходящей линии сотрудниками службы изоляции. По результатам проведенных испытаний оборудование может быть допущено в эксплуатацию.

Проверка состояния изоляции

Для проведения измерения сопротивления изоляции следует использовать мегомметр с U_вых соответствующий требованиям техдокументации на ТТ. Для большинства существующих высоковольтных устройств проверку сопротивления изоляции следует проводить прибором с U_вых в 1 Кв.

Мегомметром проводят измерения сопротивление изоляции между:

• корпусом и обмотками (каждой из обмоток);
• каждой из обмоток и всеми остальными.

К эксплуатации могут быть допущены собранные токовые цепи с величиной сопротивления изоляции не менее 1 мОм.

Оценка работоспособности трансформатора тока

1. Прямой метод проверки

Прямая проверка — наиболее проверенный способ, также называемый проверкой схемы под нагрузкой.

Для проведения следует использовать штатную цепь включения трансформатора в цепи первичного и вторичного оборудования или же, собрать новую цепь для проверки, при которой ток величиной от 20 до 100 % от номинальной величины проходит по первичной обмотке трансформатора и замеряется во вторичной.

Численное значение замеренного первичного тока нужно разделить на численное значение замеренного тока вторичной обмотки. Полученное значение и будет коэффициентом трансформации, которое следует сравнить с паспортным значением, что позволит судить об исправности трансформатора.

Трансформатор тока может содержать не одну, а несколько вторичных обмоток. До начала испытаний все обмотки должны быть надежно подключены к нагрузке или же закорочены. В противном случае, в разомкнутой вторичной обмотке, при условии появлении тока в первичной обмотке, возникнет напряжение в несколько КВ, опасное для жизни человека и могущее привести к повреждению оборудования.

Магнитопроводы большинства высоковольтных трансформаторов тока нуждаются в заземлении. Для этого в их конструкции предусмотрена специальная клемма, которая маркируется буквой “З”.

На практике очень часто возникают какие-либо ограничения по проверке трансформаторов под нагрузкой, обусловленные особенностями эксплуатации и безопасности испытаний. В связи с этим часто используются иные способы проверки.

2. Косвенные методы

Каждый из перечисленных ниже способов проверки может предоставить лишь частичную информации о состоянии трансформаторов. Поэтому эти способы необходимо применять в комплексе.

Определение правильности маркировки выводов обмоток

Целостность обмоток ТТ и их выводов следует определять замером их активных сопротивлений с проверкой или последующим нанесением маркировки.

Определение начала и конца каждой из обмоток следует проводить способом, позволяющим установить полярность.

Проверка полярности выводов обмоток.

Для проведения испытаний к вторичной обмотке присоединить амперметр или вольтметр магнитоэлектрического типа с определенной полярностью на его выводах.

Рекомендуется использовать прибор с нулем посередине шкалы, однако, допускается использовать и с нулем, расположенным в начале шкалы.

Все остальные вторичные обмотки трансформатора необходимо, из соображений безопасности, зашунтировать.

К первичной обмотке ТТ необходимо подключить источник постоянного тока, затем последовательно подключить к нему сопротивление для ограничения тока разряда. Достаточно использовать обыкновенный элемент питания (батарейку) с лампочкой накаливания. Вместо выключателя можно просто коснуться проводом от лампочки клеммы первичной обмотки ТТ и затем отвести его.

При совпадении полярности стрелка сдвинется вправо и возвратится назад. Если прибор подключен с обратной полярностью, то стрелка будет сдвигаться влево.

При отключении питания у однополярных обмоток стрелка сдвигается толчком влево, а в противном случае – толчком вправо.

Таким же образом следует проверить полярность подключения других обмоток трансформатора.

Снятие характеристики намагничивания.

Зависимость напряжения на клеммах вторичных обмоток от протекающего по ним тока намагничивания называется вольт-амперной характеристикой, сокращенно ВАХ. Она свидетельствует о правильности работы обмотки и магнитопровода, позволяет оценить их исправность.

Для того, чтобы исключить влияние помех со стороны расположенного рядом силового оборудования, характеристику ВАХ следует снимать, предварительно разомкнув цепь первичной обмотки.

Для построения характеристики ВАХ необходимо пропускать переменный ток различных величин через обмотку ТТ и измерять напряжение на входе обмотки. Такие испытания можно проводить любым лабораторным стендом с блоком питания, имеющим выходную мощность, позволяющую нагружать обмотку до насыщения магнитопровода трансформатора, при котором кривая насыщения обратится в горизонтальное положение.

Полученные по замерам данные нужно занести в таблицу протокола. По табличным данным строятся графики ВАХ.

Перед началом проведения замеров и после их окончания следует в обязательном порядке производить размагничивание магнитопровода методом нескольких постепенных увеличений тока в обмотке и последующим снижением тока до нуля.

Важно

Для измерения значений токов и напряжений следует использовать приборы электромагнитной или электродинамической систем, которые могут воспринимать действующие значения тока и напряжения.

Наличие в обмотке короткозамкнутых витков уменьшает величину выходного напряжения в обмотке и снижает крутизну ВАХ. В связи с этим, при первом использовании исправного ТТ необходимо сделать замеры и построить график ВАХ, а при последующих проверках ТТ через определенное нормативами время следует контролируют состояние выходных параметров.

Источник

Как проверить трансформатор тока

Устройства, пропорционально преобразующие переменный ток из одной величины в другую на основе принципов электромагнитной индукции, называют трансформаторами тока (ТТ).

Их широко используют в энергетике и изготавливают разными конструкциями от маленьких моделей, размещаемых на электронных платах до метровых сооружений, устанавливаемых на железобетонные опоры.

Цель проверки — выявление работоспособности ТТ без оценки метрологических характеристик, определяющих класс точности и углового сдвига фаз между первичным и вторичными векторами токов.

Возможные неисправности. Трансформаторы выполняются автономными устройствами в изолированном корпусе с выводами для подключения к первичному оборудованию и вторичным устройствам. Ниже приведены основные причины неисправностей:

— повреждение изоляции корпуса; — повреждение магнитопровода; — повреждение обмоток: — обрывы; — ухудшение изоляции проводников, создающее межвитковые замыкания; — механические износы контактов и выводов.

Методы проверок. Для оценки состояния ТТ проводится визуальный осмотр и электрические проверки.

Визуальный внешний осмотр. Проводится в первую очередь и позволяет оценить:

— чистоту внешних поверхностей деталей; — появление сколов на изоляции; — состояние клеммников и болтовых соединений для подключения обмоток; — наличие внешних дефектов.

Проверка изоляции. (эксплуатация ТТ с нарушенной изоляцией не допускается!).

Испытания изоляции. На высоковольтном оборудовании трансформатор тока смонтирован в составе линии нагрузки, входит в нее конструктивно и подвергается совместным высоковольтным испытаниям отходящей линии специалистами службы изоляции. По результатам испытаний оборудование допускается в эксплуатацию.

Проверка состояния изоляции. К эксплуатации допускаются собранные токовые цепи с величиной изоляции 1 мОм.

Для ее замера используется мегаомметр с выходным напряжением, соответствующим требованиям документации на ТТ. Большинство высоковольтных устройств необходимо проверять прибором с выходным напряжением в 1000 вольт.

Итак, мегаомметром измеряют сопротивление изоляции между:

— корпусом и всеми обмотками; — каждой обмоткой и всеми остальными.

Работоспособность трансформатора тока можно оценить прямыми и косвенными методами.

Это, пожалуй наиболее проверенный способ, который по другому называют проверкой схемы под нагрузкой.

Используется штатная цепь включения ТТ в цепи первичного и вторичного оборудования или собирается новая цепь проверки, при которой ток от (0,2 до 1,0) номинальной величины пропускается по первичной обмотке трансформатора и замеряется во вторичной.

Численное выражение первичного тока делится на замеренный ток во вторичной обмотке. Полученное выражение определяет коэффициент трансформации, сравнивается с паспортными данными, что позволяет судить об исправности оборудования.

ТТ может содержать несколько вторичных обмоток. Все они, до начала испытаний, должны надежно подключаться к нагрузке или закорачиваться. В разомкнутой вторичной обмотке (при токе в первичной) возникает высокое напряжение в несколько киловольт, опасное для человека и оборудования.

Магнитопроводы многих высоковольтных трансформаторов нуждаются в заземлении. Для этого в их клеммной коробке оборудуется специальный зажим с маркировкой буквой “З”.

На практике часто есть ограничения по проверке ТТ под нагрузкой, связанные с условиями эксплуатации и безопасности. Поэтому используются другие способы.

Каждый из способов предоставляет часть информации о состоянии ТТ. Поэтому следует применять их в комплексе.

Определение достоверности маркировки выводов обмоток. Целостность обмоток и их вывода определяются “прозвонкой” (замером омических активных сопротивлений) с проверкой или нанесением маркировки. Выявление начал и концов обмоток осуществляется способом, позволяющим определить полярность.

Определение полярности выводов обмоток. Вначале ко вторичной обмотке ТТ подсоединяется миллиамперметр или вольтметр магнитоэлектрической системы с определенной полярностью на выводах.

Допускается использовать прибор с нулем в начале шкалы, однако, рекомендкеься посередине. Все остальные вторичные обмотки из соображений безопасности шунтируются.

К первичной обмотке подключается источник постоянного тока с ограничивающим его ток разряда сопротивлением. Обыкновенной батарейки от карманного фонарика с лампочкой накаливания вполне достаточно. Вместо установки выключателя можно просто дотронуться проводом от лампочки до первичной обмотки ТТ и затем отвести его.

При включении выключателя в первичной обмотке формируется импульс тока соответствующей полярности. Действует закон самоиндукции. При совпадении направления навивки в обмотках стрелка движется вправо и возвращается назад. Если прибор подключен с обратной полярностью, то стрелка будет двигаться влево.

При отключении выключателя у однополярных обмоток стрелка двигается импульсом влево, а в противном случае – вправо.

Аналогичным способом проверяется полярность подключения других обмоток.

Снятие характеристики намагничивания. Зависимость напряжения на контактах вторичных обмоток от проходящего по ним тока намагничивания называют вольтамперной характеристикой (ВАХ). Она свидетельствует о работе обмотки и магнитопровода ТТ, позволяет оценить их исправность.

С целью исключения влияния помех со стороны силового оборудования ВАХ снимают при разомкнутой цепи у первичной обмотки.

Для проверки характеристики требуется пропускать переменный ток различной величины через обмотку и замерять напряжение на ее входе. Это можно делать любым проверочным стендом с выходной мощностью, позволяющей нагружать обмотку до насыщения магнитопровода ТТ при котором кривая насыщения переходит в горизонтальное направление.

Данные замеров заносят в таблицу протокола. По ним методом аппроксимации вычерчивают графики.

Перед началом замеров и после них необходимо обязательно проводить размагничивание магнитопровода путем нескольких плавных увеличений токов в обмотке с последующим снижением до нуля.

Для замеров токов и напряжений следует пользоваться приборами электродинамической или электромагнитной систем, воспринимающих действующие значения тока и напряжения.

Появление в обмотке короткозамкнутых витков уменьшает величину выходного напряжения в обмотке и снижает крутизну ВАХ. Поэтому, при первом использовании исправного трансформатора делают замеры и строят график, а при дальнейших проверках через определенное время контролируют состояние выходных параметров.

Источник

Инструкция, как произвести проверку трансформатора мультиметром

Трансформатор силовой в составе энергосистемы – главный преобразовательный узел, трансформатор понижающий или импульсный в быту или на производстве – важный электроэлемент, обеспечивающий питанием множество приборов, так нужных людям. Его обслуживание своевременно предотвращает выход из строя устройства или направляет его в ремонт. В этом формате создана целая методика. Такие мероприятия проводятся по заранее установленному плану, с определенной периодичностью и объемами работ, в числе которых есть тест трансформатора мультиметром.

Основы и принципы работы

Трансформатор – электротехническое устройство преобразования одной величины электроэнергии в другую. Ими может быть напряжение, которое преобразуется из одного класса в другой. Или электрический ток, который трансформируется из входного значение в нужное для различного функционала на выходе.

Индуцирование магнитного поля, преобразование которого легло в элементарный принцип действия простейшего трансформатора всегда реализуемо в среде переменного (изменяющего во времени с определенной частотой, номинальное значение которой 50Гц) тока. В случае необходимости работы трансформатора на постоянном токе (не изменяется со временем, его частота протекания равна 0) такое магнитное поле требуется в начале преобразовывать.

Любой электрический трансформатор обязательно состоит из основных конструктивных узлов:

• Сердечник (магнитопровод) – выполняется в различной форме и конфигурации в зависимости от назначения преобразователя, его параметров преобразования и прочих деталей. Изготавливается из электротехнической шихтованной стали. Возможны варианты изготовления из многих ферромагнитных материалов;
• Двух обмоток – первичной и вторичной – выполняются в виде катушек медных проводников рассчитанного сечения и намотанных на сердечник в определенном количестве витков, в зависимости от мощностных и функциональных значений устройства;
• Контактов и клемм на каждой из обмоток для подключения входных и снятия выходных трансформируемых величин;
• Дополнительные электротехнические устройства, изоляционные материалы, крепежные части – их расположение, тип, многообразие тоже в пропорциональности функционала, характеристик преобразователя прямого типа.

На магнитопровод разной конструкции, на заводах изготовителях преобразовательных устройств, по специальной расчетной технологии, намотана первичная обмотка медных проводников определенного количества витков. На нее всегда производится подача внешней электрической величины (напряжения, тока) для начала процесса ее преобразования.

Далее в составе и на сердечнике устройства идут одна или несколько, по функционалу трансформатора обмоток вторичного преобразования. Их намотку по заводским технологиям выполняет изготовитель с определенным шагом и количеством витков из медного проводника. С контактов вторичной обмотки или обмоток производится снятие выходной электрической величины, уже преобразованной в требуемый класс или значение.

В таком основном конструктивном строении и обеспечивается основной процесс трансформации определенной величины электроэнергии в нужное выходное значение, согласно закону электромагнитной индукции. В большинстве случае процесс трансформации работает на образование на выходе вторичной обмотки понижающего значения электровеличины.

Параметры трансформации, мощность устройства и другие номинальные параметры заключены и зависят от строения и формы магнитопровода преобразователя, количества и вида намотки первичной обмотки устройства, наличия в его конструктивном исполнении одной или нескольких вторичных обмоток.

Разновидности

По виду значений электроэнергии, которые агрегат трансформирует, пропуская через свои главные узлы существует много типов и разновидностей трансформаторов.

Силовой

Наиболее распространенный тип устройства. Используется в составе крупных или не очень по мощности энерго системах, как главный узел преобразования величины напряжения из одного класса в другой. Типы силовых трансформаторов различаются между собой:

• По типу трансформации классов напряжения – основной тип преобразователей напряжения – понижающий – производит преобразование высоковольтного напряжения в низковольтный, но в ряде случаев, когда это необходимо территориально, используется и повышающий силовой трансформатор. Он рассчитан на обратный принцип действия и работает в системе высоковольтного напряжения, производя повышение величины такого напряжения в большее значение. Основной пример установки повышающего агрегата трансформации — это его установка после генератора электростанции и до линии электропередач, призванной транспортировать величину на большие расстояния и территории. Осуществить такой процесс с минимальными потерями возможно с устройством повышающего типа;

Силовой понижающий трансформатор городских сетей имеет высоковольтное напряжение первичной обмотки, номиналом как правило 6/10кВ, а на выходе выдает класс низковольтного напряжения значением 0,4кв или 380В. Повышающий агрегат преобразования напряжения работает в системе высоковольтной энергии. Способен повышать напряжения с 12кВ до 400кВ.

• По количеству фаз – преобразователи делятся на трехфазные и однофазные устройства преобразования;
• По мощности силового агрегата – в зависимости от типа и устройства всей энергосистемы, количества электроприемников, который обслуживает тот или иной преобразователь возможно его деление по мощностным характеристикам;
• Дополнительные системы, типа изоляции, систем охлаждения и конструктивных особенностей – в устройстве возможен расширенный или упрощенный функционал вспомогательных систем, от года выпуска, климатической зоны – могут использоваться разные системы охлаждения, корпуса, изоляции и другой вспомогательный набор комплектующих.

Силовые трансформаторы, как понижающего, так и повышающего типа – это электроустановки повышенной опасности, к тому же требующие периодических осмотров и испытаний. Методы таких тестов строго регламентированы и проводятся обученным высококвалифицированных персоналом.

Сетевой

Электроагрегат, работающий в классе низковольтного напряжения. Основная разработка и широкое применение сетевой трансформатор в России произошла в 80-е годы прошлого века. Применение было во многих бытовых и производственных приборах в системе их источника питания. Производит преобразование сетевого напряжения 220 вольт в более низкое по величине (36,24,12 вольт самые распространенные варианты). Изготавливался чаще всего на Ш-образном магнитопроводе, встречались в сетях освещения и тороидальные (кольцевые) сердечники.

В настоящее время, после изобретения более мало габаритных и более эффективных преобразователей напряжения используется крайне редко. Производится больше для технических или промышленных нужд.

Автотрансформатор

Представляет собой низкочастотное электротехническое устройство. Оригинальная по конструкции обмотка на нескольких выводов катушки позволяет получить разные значения напряжений. Вторичная обмотка входит в состав первичной. Основная связь между собой, как и у других видов преобразования напряжения по средством магнитного поля. Но нюанс автотрансформаторов в том, что его обмотки имеют и электрическую связь вторичной системы с первичной.

Экономически выгоден по стоимости изготовления за счет уменьшения расхода материала на магнитопровод, расхода проводников на обе обмотки. Не имеет гальванической связи внутри своего устройства, что делает этот прибор оборудованием с повышенным классом опасности в момент обслуживания и эксплуатации.

Сфера применения в автоматических средствах управления. Во многих высоковольтных системах трехфазного типа часто применяется при схеме соединения обмотки в схему «треугольник – звезда».

Лабораторный

Разновидность автотрансформатора представлена в виде своеобразного блока питания для переменного напряжения в сети. Мощности лабораторного автотрансформатора (ЛАТРа) небольшие, основное применение в исследовательских центрах, лабораториях научных опытов, учебных заведения электротехнического профиля для выполнения учебных лабораторных работ. Основной принцип работы заключается в настройке выходного переменного напряжения однофазной или трехфазной сети. Обмотка представлена в одном контуре, часть из которого является первичной обмоткой, а вторая часть представлена вторичным.

Конструктивно изготавливается на тороидальном сердечнике с одним общим контуром обмотки. Двойного деления на первичный и вторичный контур не имеет. В структуре механизмов на внешней стороне корпуса имеет регулировочную рукоять, с внутренней стороны соединенной с угольными щетками.

ЛАТР имеет очень высокую производительность. Его КПД равен 99%. Выходное напряжение четкой синусоидой – идеальный источник питания для опытов или тестов.

Пользователь, вращая рукоять управляет щетками из угля, тем самым изменяя количество витков сектора вторичной обмотки единого контура обмотки. Смена количества витков позволяет, в зависимости от исполнения ЛАТРа понижать или повышать величину выходного напряжения в двух типовых значениях:

• Однофазные изменяют величины напряжения от 0 до 250В;
• Трехфазные модели от 0 до 450 вольт.

Сфера применения ограничивается испытательными стендами учебных или научно-исследовательских лабораторий. В обычных условиях применение не рекомендуется, в случае скачков сетевого напряжения, или его нестабильного значения требуется установка стабилизаторов перед установкой лабораторных автотрансформаторов.

Трансформатор тока

Преобразователь величины тока из одного значения в другое. Предназначен для питания в энерго системах измерительной аппаратуры, приборов учета, осуществления защиты и питания схем релейной защиты и автоматики на узлах, в разрыв которых невозможно подключить на прямую указанные модули. В конструкции состоит:

• Магнитопровода;
• Двух обмоток (первичная и вторичная);
• Выходные контактные клеммы обмоток;
• Крепежные аксессуары;

Электротехнический преобразователь тока, в отличии от агрегатов, описанных выше, которые работали с трансформацией одной и той же величины электроэнергии – напряжения, предназначен для преобразования второй важной величины в электротехнике – токовой величины в цепях энергосистем. Его первичную обмотку всегда включают в разрыв главной цепи переменного тока, который будут измерять, по типу последовательного соединения. Контакты вторичной обмотки трансформатора тока (ТТ) соединяются с различными измерительными приборами (амперметрами, ваттметрами), или коммутируют с токовыми обмотками учета энерго учета.

Еще одной функцией ТТ является изоляция цепей релейной защиты и автоматики (РЗиА) от больших значений тока первичной цепи, подача питания на слаботочные цепи питания для работы модулей автоматики.

Отсюда такой трансформатор еще называется измерительным трансформатором, и так как он работает с измерениями, учетом и автоматикой, все стандарты и регламенты метрологических служб по поддержанию высокой точности, актуальной поверки и остальных законов измерительной аппаратуры на ТТ распространяются в обязательном порядке.

Участие в схемах измерения, изоляции и питания модулей автоматики от ТТ требуют повышенной надежности и точности, иначе измерения приборов по контрольным величинам в сети энерго объекта, учет потребляемой энергии и автоматизация объекта будут сбоить, транслировать некорректные выходные данные. Своевременный ремонт и обслуживание трансформаторов тока ключевой и очень важный момент в электроэнергетике.

В заключении описания видов трансформаторов стоит добавить, что эти приборы носят класс повышенной опасности, являются сложно техническими устройствами передачи электроэнергии из одной величины в другую и в составе любой электроустановки занимают важное структурное место. Следовательно их обслуживание и проверка необходима постоянно, тем самым можно своевременно предотвратить аварийный режим трансформаторов и не допустить перебоев с электроэнергией на различных объектах энерго потребителей.

Как проверить тестером

Тестер или мультиметр – современное многофункциональное устройство для измерений основных величин электроэнергии, по разным пределам и их номиналам, роду (тока), классу (напряжения), пределу (сопротивления) и многим другим, доступных в одном модуле.

Электронный прибор с механической или электронной шкалой, с которой визуально снимаются текущие показания измерений выбранной величины. Корпус мультиметра обладает ручкой переключателем, шкала которой на 360 градусов разнесена на разные электровеличины и их пределы. Тут же на корпусе есть гнезда, куда подключаются изолированные провода щупов напрямую участвующие в контакте с измеряемым объектом в момент измерения.

Проводить любые замеры величин на участках цепи с действующим напряжением допускается только квалифицированному персоналу с группой допуска по электробезопасности не ниже IV до и выше 1000В. Всем остальным, особенно обычным людям старательно рекомендуется использовать тестер для замеров в цепях с заранее отключенным электро питанием

Современные мультиметры выпускаются во множественных модификациях, мобильных корпусах, питаемых от автономного элемента питания («Крона»). Сейчас он может заменить амперметр, вольтметр, ваттметр, мегаомметр одном лице, почему и получил тестер электровеличин звучное название – мультиметр. До широкого развития электроники тестеры выпускались электромеханического типа с аналоговыми шкалами.

Такой многофункциональный прибор позволяет позванить проводники, на их целостность или обрыв, замерить величину сопротивления проводников, определив целостность изоляции, и многое другое.

Учитывая, что трансформатор напряжения или тока, в основе представлен сердечником, двумя обмотками из медных проводников, другими контактными элементами и частями, получается провести испытания такого преобразователя, определить его скрытые дефекты, проанализировать насколько коэффициент трансформации устройства находится в значении нормы, возможно при помощи тестера мультиметра.

Для начала в любом трансформаторе требуется правильно определить все выводы его обмоток.

Определение обмоток

Определить и идентифицировать выводы и обмотки преобразователей энергии возможно несколькими теоретически- практическими способами:

Маркировка через спецификации и принципиальные схем приборов

Четкая оценка всех четырех выводов трансформатора, определение расположения первичной, нахождение вторичной обмотки преобразователя напряжения или тока с помощью заводской маркировки на корпусе устройства, принципиальной схемы в паспорте оборудования возможно и доступно в основном для крупногабаритных силовых агрегатов или для больших свободно стоящих понижающих производственных преобразовательных устройств.

В случае сетевого или импульсного трансформатора, как правило, плотно установленных в часть корпуса промышленного или бытового прибора потребителя, такая идентификация выводов и расположения первичных и вторичных обмоток происходит при помощи спецификации и схемы преобразователя энергии, где указаны все маркировки нужных элементов.

При этом схема как правило нанесена на часть корпуса прибора потребителя, а спецификация с описанием является частью паспорта бытового прибора.

Маркировка через опыты и измерения при помощи мультиметра

Часть трансформаторов в шаге начальной проверки не имеет ни принципиальных схем, ни маркировок выводов, ни понимания, где конкретно расположена первичная, а где вторичная обмотка. Если визуально такие части определить не удается, идентификаторов и схематики по ним нет, а установить их необходимо – применяется мультиметр.

Определить и распознать элементы блока преобразования прекрасно помогает цифровой мультиметр, включенный на измерение сопротивление пределом 2кОм.

Детали опыта рассматриваются на примере бытового понижающего трансформатора 220В/12В. Исходя из электротехнических процессов трансформаторов научно установлено, что первичная обмотка имеет большее напряжение по величине, чем обмотка вторичного характера. Значит количество витков на ней будет больше, чем на вторичной. Но в этом случае величина тока первичной обмотки будет меньше вторичной, следовательно, сечение проводника первичной обмотки явно тоньше, чем у выводной обмотки. По закону Ома, учитывая озвученные параметры получается, что сопротивление первичной обмотки по своей величине больше, чем значение сопротивления у вторичного вывода. Замерив щупами мультиметра значения сопротивления обмоток, сравнив их величины станет очевидно, какие выводы являются первичной обмотки, а какие вторичной.

Из условий – трансформатор, понижающий бытовой 220В на 12В. Измерением сопротивления установлено, что первичная обмотка имеет большее напряжение, но не доказан факт, что его величина именно на 220В. Очень часто бывает, что первичные обмотки устройств могут иметь и 110В и иные значения напряжения.

Если просто включить эту обмотку в электрическую бытовую сеть 220В, не получив доказательств по значению напряжения – есть большая вероятность выхода оборудования из строя.

Метод проверки напряжения первичной обмотки опытом «Лампа накаливания»

Второй опыт способен доказать номинал напряжения в 220В или опровергнуть его – метод лампы накаливания, рассчитанной на напряжение 220В. Лампу последовательно соединяют с выводами первичной обмотки. Контактный провод лампочки и обмотки включают в сеть 220В. Если трансформатор по первичной обмотки рассчитан на 220В – лампа накаливания не будет гореть! Не горит лампа из-за направленных встречно напряжений сети и ЭДС обмотки трансформатора, его самоиндукции; в таком процессе лампа пропускает через себя крайне малый ток, (ток холостого хода трансформатора, о детальном измерении которого немного ниже) его не хватает для свечения вольфрамовой нити лампы.

Если опытом с лампой установлено, что первичная обмотка рассчитана на величину напряжения 220В – узнать параметры напряжения вторичной обмотки дело техники. Трансформатор подключается выводами первичной обмотки к бытовой сети, а мультиметром, предварительно установив на нем нужный класс напряжения и предел, производится измерение величины вторичной обмотки. В этом опыте можно замерить и величину тока вторичной обмотки, установив на тестере соответствующий параметр.

Если свечение будет хотя бы в половину накала нити лампы – напряжение первичной обмотки имеет номинал отличный от 220В, эксплуатировать его в обычной бытовой сети нельзя.

После маркировки оборудования, замеров его номинальных величин напряжения и тока, стоит приступить к следующим шагам проверки и диагностики работоспособности энерго агрегата.

Проверка замыкания

Описание исследования возможного образования режима КЗ (короткого замыкания), проверки замыкания с помощью мультиметра наглядно и просто на примере импульсного трансформатора (ИТ), тем более их популярность в современной технике бытового и промышленного назначения очень высока, а поломки такого важного узла как ИТ, в системе импульсного источника питания (ИИП) наиболее вероятна и распространена.

Проверка замыкания на ИТ производится с помощью мультиметра включенного в режим мегаомметра для проверки величины сопротивления. Щупы тестера включают в соответствующие гнезда:

• Красный щуп включается в гнездо тестера с символикой «V/Ω»;
• Черный щуп включается в гнездо с символикой «COM».

Щупы поочередно прислоняют к обмоткам, параллельно мониторя значения сопротивления на экране тестера. Номинальное значение сопротивления обмоток при отсутствии короткого замыкания равно не меньше 10 Ом.

Чтобы понять зачем в тесте проверки короткого замыкания (КЗ) измеряют величину сопротивления обмотки, необходимо разобраться почему возникает КЗ в обмоточных витках трансформатора. Аварийный и опасный режим КЗ в обмотке преобразователя возможен в результате пробоя изоляции обмотки по различным причинам: режим перегрузки энерго потребителя, неправильная эксплуатация трансформатора и другие. В результате режима КЗ значение сопротивления обмотки уменьшится до минимальных значений, выраженных в Омах.

Прозвонка обмотки на пробой изоляции с помощью замера величины ее сопротивления, ясно показывает есть ли в тестируемом трансформаторе скрытый и серьезный дефект КЗ обмотки или его нет и устройство исправно на этом этапе.

Прозвонка обмоток

Тестировать трансформатор с помощью мультиметра на целостность обмоток устройства еще проще, чем проверить ее на замыкание. Испытание разделяется на несколько простых шагов:

• Мультиметр переводится в режим прозвонки диода – символику такого режима легко найти в паспорте тестера в условных обозначения. Щупы красный и черный остаются в тех же гнездах, что и при опыте определения КЗ обмотки преобразователя: «V/Ω» – красный/ «COM»- черный;

Если целостность контактного проводника обмотки не нарушена – мультиметр в режиме прозвонки диода издаст сигнал высокого писка – это будет показывать наличие замкнутого контура тестируемого проводника.

• Последовательными действиями щупы подносят к выводным проводникам обмоток трансформатора: красный щуп к одному, черный к другому;
• Смотрят за звуковой реакцией мультиметра в момент контакта щупов с выводами обмотки устройства.

В прошлые года, когда тестеров с электронной начинкой не было в свободном доступе прозвонки целостности обмоток трансформаторов вели на аналоговом тестере путем замера минимальных значений сопротивлений. Реакцию обрыва смотрели по не двигающей стрелки в момент контакта щупов и тестируемой обмотки.

Если мультиметр в момент контакта щупов с выводами не издаст никаких сигналов – в обмотке трансформатора – обрыв. Его дальнейшая работа невозможна и требуется отправка в ремонт.

Но испытания на обрыв путем звуковой сигнализации несколько удобнее и доступнее для проведения испытаний трансформаторов.

Замер тока холостого хода

Измерение тока холостого хода с помощью мультиметра выполняется, после подтверждения исправности оборудования по остальным испытаниям. Мультиметром возможно замерять токи холостого хода у маломощных однофазных сетевых или импульсных трансформаторов напряжения. Силовые трехфазные трансформаторы проходят такие измерения с серьезной аппаратурой и более сложными опытами.

На примере тороидального трансформатора напряжения возможно осветить детали измерений тока без нагрузки. Для этого мультиметр необходимо перевести в режим амперметра с достаточно низким пределом измерений. Номинальный ток х.х. равен 0,15 от номинального тока под нагрузкой. Зная все величины, можно вычислить требуемый предел на приборе.

В виде нагрузки на вторичной обмотке можно использовать обычные лампы накаливания.

Важно! Мультиметр при измерениях к испытательному трансформатору необходимо подносить накоротко замкнутым. Через временную паузу щупы размыкаются и на экране прибора считывают требуемые показатели тока без нагрузки. Их анализ и сравнения с паспортным значением оценивает само преобразовательное оборудование на работоспособность.

В таком же формате производится испытания измерением тока холостого хода на вторичной обмотке посредством мультиметра.

Снятие характеристики намагничивания

Испытание трансформаторов тока, которое требует определенной подготовки в начале выпуска ТТ, в минимальные сроки его работы требуется получить вольт-амперную характеристику – зависимость напряжения на выводах вторичной обмотки от величины протекающего в них тока в графическом эквиваленте (ВАХ), которая является единственным параметром оценки исправности преобразователя тока.

Снятие характеристик намагничивания, при которых размыкается первичная обмотка, а на зажимы вторичной обмотки ТТ подается через (возможны три схемы тестирования):

Увеличение напряжение на вторичную обмотку фиксируется в нескольких значений напряжения и тока, которые приобщаются к графику новой ВАХ и анализируются с номинальной характеристикой, оценивая свою пригодность в работе в составе энерго системы.

Под напряжением

Такой контрольный тест возможно производить с некоторыми современными импульсными блоками питания (новых телевизоров, к примеру), где они очень герметично установлены в корпус прибора, нет возможности оперативного демонтажа ИТ или всего ИИП. Не выпаивая импульсный трансформатор под действующим напряжением цифровым тестером возможно проверить лишь на значения напряжения и тока в текущий момент и сравнить их с паспортными величинами. Остальные серьезные тесты под напряжением при помощи мультиметра реализовать трудоемко.

Проверка целостности изоляции

Тестирование изоляции обмоток трансформатора схоже с испытанием обмоток – методом прозвонки. Отличие состоит в том, что первым методом трансформатор испытывался на обрыв медных проводников, а в этой проверке проводится испытание изоляции обмоток, проверка ее целостности, с целью определения отсутствия пробоя изоляции – более опасному и сложному дефекту – межвитковому замыканию.

Пробой изоляции, нарушение ее целостности может привезти к еще более сложным неисправностям и длительному ремонту устройства преобразования в виде межвитковых замыканий обмоток, а в последствии полный выход оборудования из строя.

Подготовленный мультиметр переводится в режим прозвонки диодов. Щупы устанавливаются в гнезда по методу прозвонки обмоток. Щупы прислоняются контактными частями к изоляции каждой обмотки. Наблюдается реакция цифрового мультиметра. В случае целостности изоляции тестер в режиме прозвонки издаст тот же пищащий звук. Если звука не будет, значит в обмотках нарушена целостность изоляции и требуется проводить тесты возможного межвиткового замыкания.

Определение межвиткового замыкания

Короткое замыкание в системе преобразовательного узла может произойти и на магнитопровод. Именно поэтому проводится тестирование устройства на межвитковые замыкания, особенно если есть подозрения в целостности изоляции обмоток трансформатора.

Серьезными лабораторными приборами и квалифицированным персоналом такие опыты выполнить можно гораздо точнее и проще, а если использовать мультиметр, то определить межвитковое замыкание трансформатора получится только очень приближенно, к тому же погрешность цифрового измерительного прибора довольно высокая.

Установкой рукоятки тестера в режим измерения мегаомметра начинается приблизительный тест по поиску потенциальных межвитковых замыканий в трансформаторе. Одним щупом его контактом касаются к железной части устройства, а второй щуп подносят в четкой последовательности к обмоткам.

Ни отклонений по измерению, не возможных звуковых отклонений на дисплее мультиметра быть не должно. В противном случае – это первые признаки серьезного дефекта трансформирующего оборудования.

Лучше использовать не один тест в такой проверки и испытании энерго оборудования. Измерение величины сопротивления обмоток, сравнение их с номинальными величинами согласно техническим справочникам, анализ. Внешний осмотр оборудования и своевременные обслуживания всех узлов и систем до наступления точки «невозврата» для трансформаторов любого типа.

Методика проверки бытовых понижающих устройств

В большинстве своем такие модули имеют ограниченный характер доступности, обслуживания и не высокий уровень ремонтопригодности. Однако структура определения дефектов и внутренних неисправностей при помощи использования цифрового мультиметра существует и практикуется.

Основные номинальные параметры понижающих устройств в быту имеют значение напряжения на первичную обмотку:

• 220 В – подается на первичную обмотку из бытового электросети;
• 5 – 30В – выходное напряжение на вторичных обмотках различных типов подобных энерго установок бытового назначения.

Использование такой техники в быту обеспечивает питанием, электроэнергией многие узлы социального сектора, бытового назначения – телевизоры, магнитофоны, микроволновые печи, радиоприемники и другие.

Проверка строится на следующих конкретных шагах:

• Производится проверочный осмотр состояния первичной обмотки, куда подается номинальное напряжение со входа бытового прибора – 220В. Осмотр включает в себя необходимый мониторинг отсутствия на первичной обмотке:
• Тресков в момент работы;

• Запаха гари;
• Малейшего видимого дыма;
• Если что-то из перечисленных пунктов обнаружено –введение оперативных мер согласно технике безопасности. Устройство обесточивается, отключаясь от сети, и анализ опыта больше не проводится;
• Если с состоянием первичной обмотки больше нет вопросов, производится переход для ведения необходимых замеров и тестов на элементах вторичных цепей. Практические измерения нормативных величин и значений в узлах вторичной обмотки. Ведутся соблюдения мер безопасности, при выполнении подобных измерительных процессов;

В обязательном порядке тестирование подобных бытовых блоков производится при наличии такой же или полностью аналогичной исправной системы, которая и будет выдавать контрольные данные для сравнения.

• Полученные результаты всегда необходимо сравнивать с контрольными значениями. Аналитический процесс. В случае, если наблюдается разница в значениях между моими данными в размере более, чем 20% от номинальных – серьезная вероятность возможных технических нарушений, сборка для обслуживания и возможного ремонта после.

На этом возможности цифрового тестера вынуждены завершится. Дальнейшие испытания, проверки и получения результатов возможно при более серьезных инструментах типа лабораторных испытательных систем, или им подобных.

Особенности проверки импульсного трансформатора

Импульсный блок питания в настоящее время является самым популярным и востребованным источником питания многих бытовых и мультимедийных приборов и аппаратов в быту и жизни в целом практически любого человека. Его одним из главных узлов продолжает оставаться импульсный трансформатор напряжения, который выполняет важные функции преобразования, стабилизации и другой взаимосвязи с остальной электронной начинкой ИИП.

Именно, потому что ИТ серьезный узел в цепи импульсного питания множества электронных потребителей, его проверка, своевременная диагностика на скрытые дефекты и неисправности должна иметь обязательный, плановый характер. Только испытания на безупречную работоспособность его частей и элементов, измерение его параметрических данных, их анализ и принятия соответствующих мер, в зависимости от полученных результатов, позволит сделать работу импульсного блока подачи питания максимально стабильной, надежной и высококачественной.

Но для проведения таких мероприятий по испытанию и проверки элементов ИТ существует ряд определенных особенностей, не учитывая которые сама проверка пройдет некачественно и не в полном формате, а работоспособность систем питания оборудования уменьшит надежность и качество:

• Необходимо перед началом проверки и испытаний любого ИТ учесть и проверить соблюдение всех правил по техники безопасности разработанных с учетом работы с новыми импульсными системами питания, учитывая их электронную начинку и повышенную опасность некоторых элементов;
• Теоретическая подготовка и поиск ресурсов по схематике, описанию и дополнительной информации по оборудованию, с которым решено провести проверки и опытные тесты;
• Учет возможных сложностей в тестировании ИТ при нюансах неразборных пластиковых корпусов, с учетом неудобства работы с их вторичными элементами и большой степенью не восстановления в исходное состояние после первичной разборки;
• Собрание полного набора измерительных инструментов и приборов в месте, где будут проводится испытания ИТ, до их начала.

Для проведения проверки импульсных трансформаторов возможно использование аналоговых и цифровых мультиметров. Но цифровые тестеры в этом формате более эффективны и оперативны в настройке, подготовке к работе и получению измерений.

Первым шагом для проведения системы тестов ИТ необходимо выполнить:

• Тщательный внешний осмотр всех элементов импульсного преобразователя на предмет окалины, повреждений, механических дефектов и прочего
• Провести определение обмоток и выводов в тестируемом ИТ посредством доступных принципиальных схем, маркировочных меток на корпусах и описания их в паспортной литературе блоков.

Согласно базовому списку дефектов импульсных трансформаторов производятся проверки:

• На повреждение магнитопровода;
• Нарушение целостности изоляции обмоток;
• Образование межвитковых замыканий;
• Возможности обгорании контактов или их разрыв.

Действуя согласно строгим правилам проверки трансформирующего оборудования импульсного типа, учитывая все особенности в момент проведения этих тестов, продуктивность обслуживания, а значит надежность и долговечность работы ИТ возрастет в разы.

Полезные советы и рекомендации

Обзорный круг статьи о проверке трансформатора мультиметром и не только завершает свое течение и в заключении оставляет небольшую выдержку по практическим и теоретическим полезным советам и рекомендациям проведения качественной проверки, тестированию энерго агрегатов трансформирующего типа:

• До проведения испытательных работ с электрооборудованием, особенно сложно техническим преобразующим величины электроэнергии устройством стоит узнать их основное устройство и принципы действия максимально подробно;
• Стоит изучить все формулы и расчеты элементарных величин трансформаторов, с целью умения из одного значения величины получать путем расчетов (ручного или автоматического типа) другие величины оборудования, которые смогут правильно его испытывать;
• Изучение основных величин трансформатора, умение их рассчитывать, знать физические зависимости конструктивного строения преобразователей от каждой из величин, будь то мощность, напряжение, ток, сопротивление, магнитный поток и другие станет весомым плюсом в работе по тестированию, проверке особенно неизвестного оборудования, не имеющего базы из документации или схем;

• При работе с зарядным, сварочным оборудованием в составе которых присутствуют различные преобразователи, в обязательном порядке соблюдать всю технику безопасности и предписания к ней, обладать знаниями и скрытыми деталями устройства подобного оборудования и только после такой подготовки начинать практические действия тестирования или простой разборки оборудования;
• Учитывать погрешности и неточности цифровых мультиметров (особенно бюджетных моделей), тем более при опытных работах с обмотками трансформаторов, где повышенная индуктивность еще больше искажает их полученные данные;
• Иметь базис проверки полученных расчетных значений лично путем формул, а также результатов снятых с цифровых тестеров. Перепроверять их на нескольких ресурсах расчетов или калькуляторов онлайн для проверки правильности данных;

Как видно советов и рекомендаций на опытные работы по электротехническому и электронному оборудованию значительное количество, а большинство из них направленно на предварительное изучение всех процессов и понятий в теории, а уже после аккуратно и осторожно приниматься за практические работы. Такими маленькими шажками, совмещая теорию и практику в электроэнергетике и электронике шансов стать прекрасным и высококвалифицированным специалистом предостаточно у каждого желающего.

Источник