Elektrisk testutstyr brukt i miner (med diagram)

Etter å ha lest denne artikkelen vil du lære om det elektriske testutstyret som brukes i gruver.

Hver elektrisk ingeniør eller tekniker på jobb krever måleinstrumenter for å måle slike elektriske mengder som strøm, spenning og motstand. Instrumenter som kan gjøre disse målingene nøyaktig, må være av god design og av ekstremt høy kvalitet, nøyaktighet og stor følsomhet.

Ingeniører og teknikere må ha noen grunnleggende ide om hvordan måleinstrumenter fungerer og deres prinsipper.

Prinsipp for måleinstrumenter:

Måling består av å sammenligne mengden som skal måles med en referanseverke som for eksempel skalaer. Med de fleste elektriske måleinstrumenter blir det tatt avlesninger ved å observere en peker som beveger seg over en skala. Instrumentet er utformet slik at posisjonen tatt av pekeren er en indikasjon på at den elektriske mengden måles.

Enheten som gjør at pekeren gir sin indikasjon kalles bevegelsen eller måleren. Bevegelser som benytter ulike prinsipper har blitt gjort, men bevegelsen av nesten alle praktiske testinstrumenter gjør bruk av den magnetiske effekten av en elektrisk strøm. Ved bevegelser av denne typen reagerer pekeren direkte på strømmen av strømmen som strømmer gjennom en spole.

Bevegelsen er forbundet med andre elektriske komponenter som sikrer at strømmen som strømmer i bevegelsen, er direkte relatert til den elektriske mengden, for eksempel spenning eller motstand som måles.

Det er da mulig for skalaen å bli kalibrert i de nødvendige enhetene som forsterkere, ohm og volt. To typer bevegelser er i vanlig bruk, og de er den flytende jernmåleren og den bevegelige spolemåleren.

(a) Flytende jernmåler:

I en flytende jernmåler strømmer strømmen som måles, gjennom en flat spole som vist i figur 14.1. Inne i denne spolen er det to stykker mykt jern, ett stykke (faststrykejernet) forblir stasjonært, mens det andre (strykejernet) er montert på en spindel og kan svinge bort fra det faste jern. Når spolen er avspenning, opprettholdes glidestoffet nær det faste jern ved en spiralfjær.

Bevegelse av det flytende jernet bort fra det faste jern er motsatt av momentet som utøves av våren, dette dreiemomentet øker med avstanden mellom de to jernene. Når strømmen strømmer i spolen, oppretter det et magnetfelt. De to jernstykkene, som ligger innenfor dette feltet, blir midlertidig magneter av lik polaritet, slik at de avstøter hverandre.

Det glidende jernet svinger derfor vekk fra det faste jern til det dreiemoment som utøves av spiralfjæren, er lik avstøtningskraften mellom de to jernene. I denne posisjonen er kreftene som virker på det bevegelige jern, balansert og det forblir stasjonært. Fig. 14.2 viser pekeren. Imidlertid er posisjonen som tas opp av det bevegelige jern avhengig av strømmen som strømmer i spolen. En peker festet til det bevegelige jernet indikerer posisjonen, og dermed strømmen av strømmen strømmer gjennom tiden.

Moving Iron Mets Response:

Vi vet at intensiteten av magnetfeltet er direkte proporsjonal med strømmen som strømmer i spolen, slik at magnetiseringen av hvert stykke jern er også proporsjonal med strømmen. Den opprinnelige kraften til frastøtning mellom de to jernene er proporsjonal med strømsekvensen. Hvis for eksempel styrkens styrke dobles, blir repulsjonskraften fire ganger så stor og så videre.

Når det bevegelige strykejernet svinger bort fra det faste jern, reduseres avstengningskraften, selv om strømmen i spolen og magnetiseringen av strykejernet forblir den samme. Den faktiske kraften som virker mot vridmomentet til våren, når det bevegelige jern kommer til hvile, vil derfor ikke være like stort som den opprinnelige kraften. Effekten av avstanden mellom strykejernene øker med økning i gjeldende målt. Reaksjonen på måleren er begrenset fordi jernene ved en bestemt feltstyrke blir magnetisk mettet, og enhver ytterligere økning i magnetfeltet gir ikke en tilsvarende økning i magnetiseringen av jernene.

Moving Iron Meter-Scale:

Skalaen til en flytende jernmåler er ikke ensartet. Som den nedre delen av skalaen er divisjonene overfylt sammen; I midten av skalaen er divisjonene bredere fra hverandre, men i den ytre øvre enden har de en tendens til å lukke inn igjen. De mest nøyaktige avlesningene oppnås når mellom 40 prosent og 80 prosent av strømmen strømmer. Lesingene pleier å være litt unøyaktige i ekstremer av skalaen.

En glidende jernmåler måler alternerende, så vel som likestrøm, fordi de to jernene avstøter hverandre uansett polariteten til magnetfeltet. Siden repulsjonskraften er relatert til kvadratet av strømmen som strømmer i spolen, vil pekeren indikere rms-verdien av en vekselstrøm på en skala som er kalibrert for likestrøm.

(b) Moving Coil Meter:

I en bevegelsespolemåler, noen ganger referert til som et galvanometer, strømmer strømmen som måles i en spole, som er montert på en spindel og kan rotere innenfor feltet av en permanentmagnet som vist i figur 14.3. Bevegelsen av spolen er begrenset av to spolfjærer som virker i motsatte retninger. Disse fjærene opprettholder spolen i en innstilt stilling når de er spenningen, og motvirker rotasjonen av spolen i begge retninger ved å utøve et moment som er proporsjonalt med vinkelen gjennom hvilken spolen er dreid.

De spolede fjærene tjener også til å fullføre de elektriske forbindelsene mellom klemmene og spolen. Så strømmer strømmen i spolen, blir spirallederne utsatt for en kraft som har en tendens til å bevege dem i en retning vinkelrett mot strømstrømmen. Som med en motorarmatur, er den totale effekten av kreftene som virker på spoleførerne, å snu spolen mot momentet som utøves av en av fjærene.

Spolen tar opp en posisjon hvor dreiemomentet som har tendens til å rotere det, er lik vridmomentet som utøves av våren. Spolenes posisjon og derfor styrken av strømmen som strømmer i den, er indikert med en peker som beveger seg over en skala. Stangdelen av permanentmagneten og den myke jernkjernen som spolen roterer på (som i fig. 14.4.) Er utformet for å sikre at det magnetfelt som spiralledere reagerer forblir konstant.

Så langt er spolen avledet, dreiemomentet som virker på spolen er direkte proporsjonalt med strømstyrken i strømmen i spolen, og det innledende dreiemoment (dvs. det som virker før spolen begynner å rotere) er omtrent lik den som virker på den når den er avbøyet.

Skalaen til en bevegelig spolemåler er ensartet. Lesingene er pålitelige over det meste av skalaen, nøyaktigheten øker mot øvre enden. Lesinger i den ytre nedre delen av skalaen kan imidlertid ikke være for nøyaktige. Retningen som spolen roterer avhenger av hvilken retning strømmen strømmer inn i (retning er ifølge Flemings venstre håndregel). En bevegelsespole måler derfor ikke bare strømstyrken, men indikerer også retningen.

En type bevegelsespolemåler som benytter begge disse egenskapene, er midt-null-galvanometeret. Pekeren hviler på null i midten av skalaen når måleren slås av. Nålen beveger seg til venstre når strømmen strømmer i en retning gjennom spolen, til høyre når strømmen strømmer i motsatt retning. Dermed er det en egen skala i hver halvdel av skalaen bue. Fig. 14.4 (b) forklarer beskrivelsen.

Den type bevegelsespolemåler som brukes i de fleste testinstrumenter, har en enkelt skala som strekker seg over hele skalaen, som i figur 14.4 (a) med nullpunktet i den ytterste venstre ende. En slik måler kan måle strømmen som bare strømmer i en retning, og terminalene er merket '+' og '-' for å indikere retningen der strømmen skal påføres.

En bevegelsesmåler kan imidlertid ikke måle vekselstrøm direkte. Hvis en vekselstrøm blir brukt på en bevegelig spolemåler, har pointeren en tendens til å svinge ved frekvensen av den påførte strømmen. Bevegelsens tröghet kan imidlertid dampe oscillasjonen slik at pekeren ser stille ut i nullstilling.

En bevegelig spole måler kan brukes som instrument for måling av vekselstrøm. Vekselstrømmen korrigeres først. Hvis målestørrelsen ble kalibrert for likestrøm, ville gjennomsnittet av middelverdiene for den påførte vekselstrømmen være angitt. Det er derfor vanlig å kalibrere skalaen slik at rms-verdier kan leses direkte fra den.

Testinstrumenter:

Hjertet i de fleste praktiske tester er en bevegelig spole meter. Andre elektriske komponenter er innarbeidet, slik at måleren leveres med en liten strøm som gjør det mulig å gi en indikasjon på den elektriske mengden som den må måle. Mest følsom bevegelse gir maksimal avlesning når en meget liten strøm sier en milliamp strømmer i spolen.

Det er tre elektriske mengder som elektrikere ofte må måle, dvs. de som er forbundet med ohms lov spenning, strøm og motstand. Det vil si, V = IR. Og instrumentene er voltmåler lesespenning, ammeter leser ampere, og ohmmeter lese motstand.

volt~~POS=TRUNC:

En voltmeter brukes til å måle potensiell forskjell mellom to punkter i en elektrisk strømkrets eller for å måle spenningen til en forsyning. En måling gjøres ved å koble instrumentet mellom de to punktene, eller to forsyningsterminaler, slik at hele spenningen som skal måles, blir påført over det.

Siden motstanden til instrumentet er fastsatt av Ohms lov, er strømmen som strømmer gjennom bevegelsen proporsjonal med spenningen som måles. Skalaen er kalibrert i volt. Hver voltmeter har et annet utvalg. Maksimal spenning som et hvilket som helst instrument kan måle, er funnet ved å multiplisere instrumentets totale motstand med den maksimale strømmen bevegelsen vil registrere.

Den totale motstanden til instrumentet kan gjøres egnet til å måle ethvert nødvendig spenningsområde, det er nødvendig å koble en motstand i serie med bevegelsen, som vist i figur 14.5. Noen voltmåler har flere områder, de inneholder faktisk en rekke motstander som kan kobles inn eller ut av kretsen etter behov. Fig. 14.5 forklarer prinsippet om voltmeter med eksempel. Her ser vi at rekkevidden til hvilken som helst voltmeter kan endres ved å koble en multiplikator (motstand) i serie med den.

amperemeter:

Et ammeter brukes til å måle strømmen som strømmer når som helst i en elektrisk krets. Instrumentet er koblet til kretsen i serie. Siden bevegelsen til et ammeter vil trolig gi sin maksimale avlesning med en liten strøm som strømmer inn i det, er det normalt ikke mulig for hele strømmen å måles for å strømme gjennom den.

Siden ammeteret er koblet i serie med kretsen, må motstanden være så lav som mulig, ellers vil motstanden redusere strømmen som normalt strømmer i kretsen, og det kan ikke oppnås en nøyaktig måling.

Ammeterbevegelsen er koblet parallelt med en slags veldig lav motstand. Ammeteret har derfor ubetydelig motstand, og bevegelsen tar bare en liten del av strømmen som strømmer i kretsen. Se figur 14.6 (a).

Med en hvilken som helst bevegelse kan shunts gis for å gjøre det mulig for instrumentet å måle ethvert nødvendig strømmengde. Noen ammetere har flere områder, som er utstyrt med en rekke alternative shunts som kan kobles inn eller ut av kretsen etter behov. Fig. 14.6 (b) forklarer prinsippet om ammeter. Utvalget av noen ammeter kan endres ved å koble en egnet shunt parallelt med den.

ohmmeter:

En ohmmeter brukes til å måle motstanden mellom to punkter i en elektrisk krets, eller for å måle motstanden til en enkelt komponent. Imidlertid kan en lesning kun tas når komponenten eller en del av kretsen som måles, er isolert fra forsyningen.

Motstanden måles ved å sende en liten strøm fra en tilførsel av kjent spenning, si et tørt batteri, gjennom motstanden under test og bevegelsen i serie, som forklart i figur 14.7. Da både motstanden til bevegelsen og spenningen er konstant, er strømmen som strømmer gjennom bevegelsen et mål på motstanden under test. Hvis en høy motstand blir målt, vil en meget liten strøm strømme; hvis det er en lav motstand, vil en større strøm strømme.

Instrumentets skala er kalibrert i ohm, og instrumentet leser null ohm med full skaladebøyning. Men instrumentets rekkevidde avhenger både av dens indre motstand og spenningen på batteriet. Selv når bevegelsen er en bevegelig spolemåler, er skalaen til en ohmmeter ikke jevn.

De fleste nøyaktige avlesninger oppnås nær midten av skalaen. En variabel motstand er vanligvis koblet i krets for justeringer for å kompensere for små variasjoner i batterispenningen. Hvis batterispenningen endres litt, leser ikke apparatet null ohm når ledningene blir rørt sammen, til den interne motstanden er justert.

I disse målene fører en liten feil i batterispenningen til feil i de oppnådde avlesningene. Hvis batteriet har gått litt ned, vil det oppnådde målingen være for høyt. Den variable motstanden kan brukes til å bringe pekeren til null når lederne blir rørt sammen, men det vil ikke eliminere feilen over hele skalaen.

Nøyaktige målinger kan derfor oppnås ved å bruke et instrument som ikke påvirkes av variasjoner i testspenningen. Det er faktisk to typer slike meter-direkte lesende ohmmeter og bro testere.

(1) Direkte lesing ohmmeter:

Direkte lesing ohmmetre måler forholdet mellom strømmen som strømmer gjennom motstanden under test og den potensielle forskjellen på tvers av den. Bevegelsen av en direkte lesemåler er en modifikasjon av den vanlige bevegelige spole måleren.

Den er konstruert på lignende måte, men har to spoler montert på spindelen og roterer mellom polene til permanentmagneten. Disse to spolene er fast vinklet til hverandre og er koblet inn i kretsen slik at polariteten i deres elektromagnetiske felt motser hverandre.

Men det er to spoler, nåværende spole og trykkspole. Strømspolen er koblet i serie med motstanden under test mens den andre (trykkspoler) spolen er koblet parallelt med motstanden. Dermed er dreiemomentet som er forårsaket av strømmen som passerer gjennom motstanden under test, motsatt av et moment som er proporsjonalt med spenningen over motstanden. Instrumentet beregner i virkeligheten verdien av motstanden som brukes på test av Ohms lov, dvs. R = -E / I.

Direkte lesing ohmmetre brukes vanligvis når det er nødvendig å bestemme svært lav motstand av si noen ohm, eller en brøkdel av en ohm. Dets bruksområder inkluderer måling av motstanden til bryterkontakter, armaturviklinger og transformatorviklinger.

isolasjonen:

Duktoren er et lavmotstands ohmmeter i vanlig bruk. En duktor kan ha opptil fem forskjellige områder og vil måle motstander som spenner fra noen mikro-ohm til ca. 5 ohm. Duker er vanligvis utstyrt med "tosidige" testspikes som hver består av to pigger montert på et enkelt sondehåndtak. En spike av hver probe er i serie med ohmmeterens nåværende spole og den andre spissen er i serie med spenningsspolen.

En motstandstest utføres alltid med spenningspikene plassert mellom de nåværende pigger. Denne metoden sikrer at instrumentet måler den faktiske potensielle dråpen mellom spissene til de to potensielle pigger. Det er motstanden mellom de to potensielle pigger som er vist av instrumentet.

Duker kan også brukes med separate ledninger for trykk og strømspoler. De kan brukes på denne måten for armaturtesting, når strøm går gjennom armaturviklingene, og motstanden mellom suksessive kommutatorsegmenter blir målt.

Isolasjonsmotstandstestere:

En isolasjonsmotstand er en type direkte lesemåler som er spesielt utviklet for å teste isolasjonen mellom et elektrisk system og jord, eller mellom isolerte ledere, som for eksempel kabelens kjerner, når isolasjonen begynner å forringes. Det er vanlig at små lekkasjestrømmer sporer gjennom den eller over overflaten.

I det tidlige stadiet av forringelse kan isolasjonens statiske motstand forbli høy, men dens dielektriske styrke reduseres. Isolasjon med utilstrekkelig dielektrisk styrke kan bryte ned ganske plutselig med full driftsspenning påsatt over det, spesielt hvis det er en spenningsbølge i løpet av kretsens drift.

For å sikre at isolasjonen er både effektiv og sikker under normale driftsforhold, er det nødvendig å måle motstanden når den blir utsatt for dielektrisk belastning. For å oppnå et tilfredsstillende resultat, blir alle medium- og høyspentkretser testet med en isolasjonsmotstandstester.

Isolasjons- og konduktivitetstester er en del av den daglige rutinen til de elektriske ingeniører i gruver, og for å eliminere ulempen ved å måtte bære to instrumenter rundt, har isolasjonsmotstandstesteren og konduktivitetstesteren blitt kombinert i et instrument som kalles isolasjons- og kontinuitetsprovesteren.

megger:

Et veldig populært instrument som heter Megger, brukes til installasjoner som strekker seg fra 110V til 500V, 1000V (11KV) og 5000V. Selv om det er et veldig fint instrument, viste det seg å være ganske tungvint under bruk. Dette instrumentet har blitt superceded i dag av de mindre, lettere, mer kompakte modellene, som for eksempel 500 V metro-ohm og 500/1000 / 5000V batteri megger og digital megger.

500 V Metro-ohm:

Dette er et helt nytt og et veldig pent, lett kompakt instrument som leveres i et lærveske komplett med testledninger, som lett kan bæres på beltet sammen med lommelykt og selvreddende. Det er et 9 V batteridrevet utstyr som kjører en transistorisert batterikonverter som konverterer en batterispenning på 9 V til en utgangsspenning på 500 V for isolasjonsprøveformål. Dette forklares i figur 14.8.

To trykkknapper foran på instrumentet bestemmer utgangsspenningen og følgelig testen som kan utføres, dvs. den venstre håndknappen merket Ω gir en 9V utgang for kontinuerlig testing av ledere, kabelarmaturer, jordledere etc. og leses på bunnskalaen merket Ω. Høyrehåndsknappen gir en 500 V utgang for trykkprøving isolasjon av et system, enten mellom to ledere eller mellom ledere og jord, idet lesingen tas fra toppskalaen merket Ω.

Måleren vil bare være nøyaktig så lenge batterispenningen er tilstrekkelig til å kjøre kretsen. Dette kan kontrolleres ved å trykke bryteren med utgangsklemmene utkoblet. Hvis pekeren blinker over til uendelig og deretter begynner å falle tilbake, bør batteriet endres.

1000/5000 V Megger:

Denne avgiften ligner på 500 volt metro-ohm med 0-100 ohm kontinuitets skala og 0-1000 MQ isolasjon test skala. To spenningsområder leveres på dette instrumentet, 1000 volt og 5000 volt.

Bruk av isolasjonstestere i miner:

Ved bruk av isolasjonstesteren på kabler lades det høye potensialet på grunn av kabelen som fungerer som en kondensator, lade kabelen og forårsake en høy spenning mellom de to lederne eller en leder og jord som det testes. Dette kan føre til alvorlige og svært smertefulle elektriske støt hvis ledere håndteres før de slippes ut. Utslipp av kabler bør, når det er praktisk, utføres ved hjelp av "jordingsenheten" på bryteren som styrer kretsen.

Hvis dette ikke er praktisk, bør en kortslutning brukes i en kort periode for å muliggjøre at avgiften løses. Dette kan forårsake alvorlig gnistdannelse som ikke ville utgjøre fare på overflaten, men ville være veldig farlig faktisk under jorden, siden energien i gnisten produsert er i stand til å antennes en eksplosiv blanding.

Dermed er det et viktig spørsmål å huske når testeutstyr under jorden, og spesielt i nærheten av kullbanen, spesielt kabler. På grunn av bruken av klor-sulponert-polyetylen (CSP) -materialer som et isolerende middel for etterfølgende kabler, har kapasitansen mellom kjerne og skjerm økt.

Dette øker høyspenningen som kan beholdes i kabelen etter testing. Det er derfor viktig når du utfører tester på bakkabler som instruksjonene på instrumentet skal følges nøye.

Fest testledningene til krets før du trykker på knappen, og ikke koble testledninger med trykknapp nedtrykt. La instrumentet være tilkoblet for den tidsperioden som er angitt etter testen før du fjerner ledninger, og under ingen omstendigheter koble ledningene med knapptrykket.

Isolasjonstestere i størrelsesorden 2, 5 og 10 KV brukes til å teste høyspennings kretser, dvs. 3.3. KV, 6, 6 KV eller 11 KV, 33 KV. Disse er veldig spesielle instrumenter som skal brukes med stor omhu og dyktighet, og ved å følge en meget streng anbefalingskode.

Jordprøving:

Motstanden til jordens generelle jord på jordingsplaten av det elektriske anlegget blir ofte testet ved hjelp av megger. Megger-instrumentene er en direkte klar ohmmeter som leveres av en hånddrevet generator. Jordens resistivitet kan også måles ved hjelp av dette instrumentet. Denne måling er nødvendig når du velger en posisjon for en ny jordplate.

(2) Bridge Tester:

Måleinstrumenter som bestemmer verdien av en motstand under test ved å sammenligne den med en annen, benytter prinsippet om Wheatstone Bridge, som består av fire motstander koblet i et firesidet nettverk. En testforsyning er koblet til motsatte hjørner av nettverket, og et midt-null-galvanometer er koblet over de andre to hjørnene som vist i figur 14.9.

Det enkle prinsippet om å arbeide med denne typen bro tester er at galvanometeret i broenettet er laget for å lese null ved å sikre at potensialene ved de to punktene det forbinder er like. Denne tilstanden oppstår bare når forholdet mellom verdiene til to tilstøtende motstander er lik forholdet mellom verdiene til de andre to motstandene. Det er

En bro tester inneholder tre armer av et Wheatstone Bridge nettverk. Motstanden som måles, når den er koblet til terminaler, danner den fjerde armen av broen. Testeren inneholder en forsyningskilde og et galvanometer som deretter fullfører brokretsene. To av armene til broen som er inkludert i testeren, er av fast og kjent motstand, den tredje armen inneholder en variabel motstand.

Når motstanden som skal testes er koblet til, justeres variabelmotstanden til brobalansen og galvanometeret leser null. Verdien av den ukjente motstanden kan da beregnes ut fra verdiene til de faste motstandene og verdien av den justerte motstanden. Fig. 14.9 forklarer faktumet. Faktisk er bro testeren brukt når motstanden skal måles veldig nøyaktig.