Mjerač otpora izolacije MEGGER 5G/152


Danas je nabavljen instrument za mjerenje otpora izolacije MEGGER, proizvod britanske tvrtke Evershed & Vignoles iz 1950-tih godina. Tvrtka Evershed & Vignoles osnovana je 1895. godine, a na adresi Acton Lane Works, Chiswick, London, W4 (koju vidimo otisnutu na kućištu instrumenta) nalazi se od 1903. godine. Iste te 1903. godine tvrtka registrira zaštitni znak MEGGER (MEGaohm metER) za svoju seriju prenosivih mjerača otpora izolacije sa ručnim generatorima mjernog napona. Tvrtka Evershed & Vignoles je 1965. godine prešla u vlasništvo britanske tvrtke George Kent, nakon čega slijede nove reorganizacije, restrukturiranja i promjene vlasništva unutar tadašnjih britanskih električarskih tvrtki (Thorn Electrical Industries, AVO, Taylor Electrical Instruments) da bi u konačnici 1988. godine tvrtka Evershed & Vignoles postala dijelom današnjeg britanskog Meggitt Holdings-a. Pogon na adresi Acton Lane Works zatvoren je 1986. godine.

Tijekom svojeg postojanja tvrtka Evershed & Vignoles bila je najpoznatija po mjeračima otpora izolacije Megger, no proizvodila je i druge mjerne instrumente za vojnu i civilnu primjenu, također i za mornaricu i zrakoplovstvo (mjerači otpora tla, mjerači kapaciteta, tahometri, registracijski instrumenti, uređaji za daljinski nadzor i upravljanje i slično). Prvi mjerači otpora izolacije tvrtke Evershed & Vignoles imali su generator i mjerni instrument u zasebnim kućištima kako bi se izbjegle elektromagnetske interferencije između te dvije komponente, a kad je taj problem riješen obje komponente su ugrađivane u zajedničko kompaktno bakelitno kućište. Megger mjerači otpora izolacije stekli su veliku popularnost i izrađivani su u velikom broju serija za vojne i civilne potrebe. Ugrađivani su ručni generatori mjernog napona od 100, 250 i 500 V čime su imali mogućnost mjerenja do 20, 50 ili 100 MΩ. Na kućištu našeg primjerka nalazimo patentni broj 400728 koji je odobren 1933. godine, a dizajn Meggera temeljen na tom patentu primjenjivao se sve do druge polovice 1960-tih godina. Naš primjerak najvjerojatnije spada u zadnju seriju 3 (poznatu i kao “Wee Megger”) temeljenu na patentu 400728, koja datira iz 1950/1960. godina. Na skali instrumenta nalazimo oznaku 5G/152 (na kožnoj futroli 5G/1622) što je oznaka Meggera 250V / 20MΩ namijenjenog za vojno zrakoplovstvo iz polovice 1950-tih godina.

Megaommetar ili instrument za mjerenje otpora izolacije je mjerni instrument za ispitivanje stanja izolacije na električnim elementima, uređajima, vodovima i postrojenjima. Vrste mjerača otpora izolacije kao i način mjerenja ovim instrumentima opisali smo u objavi MJERAČ OTPORA IZOLACIJE ISOLEKA EKA M126 pa ovdje nećemo ponovno kopirati taj tekst. Kao što smo već spomenuli, naš Megger generira istosmjerni pomoćni napon od 250V kojim pokriva mjerni opseg do 20 MΩ. Megger 5G/152 nema nikakvih sklopki ni kontrola već samo dvije mjerne priključnice (stezaljke) na koje se spajaju otporne točke prilikom mjerenja čime je upotreba ovog instrumenta krajnje jednostavna.

Megger se sastoji od dvije osnovne komponente: ručnog generatora istosmjernog (komutiranog) napona 250 V i mjernog instrumenta za zakretnim zavojnicama.

Mjerni instrument čine dvije zakretne zavojnice sa međusobno suprotnim zakretnim momentima postavljene unutar statora koji je stalni magnet (logometarski mjerni sistem). Rotor sa zakretnim zavojnicama nije oprugama namješten na neku početnu vrijednost (nulu na skali instrumenta) kako je to uobičajeno kod većine analognih mjernih instrumenata. Ovdje se opruge ne koriste već se rotor sa kazaljkom postavlja u određeni položaj isključivo ovisno o omjeru struja koje dolaze na svaku od zavojnica, odnosno o omjeru magnetskih polja koje iste stvaraju unutar polja stalnog magneta. Stoga kad nema nikakvog napona na zavojnicama kazaljka može zauzeti bilo koji položaj na skali uslijed mehaničkog djelovanja na sam mehanizam instrumenta. Tek kad se dovede neki napon na zavojnice, odnosno kad kroz njih proteče struja i stvori se magnetsko polje i rotor će se uslijed tog magnetskog polja fiksirati na određenoj poziciji unutar stalnog magnetskog polja statora.

Na priloženoj shemi zavojnice smo nazvali otklonska i kočeća. Otklonska se negdje u literaturi zove i strujna zavojnica, a kočeća se naziva kontrolna ili potisna. Kočeća zavojnica spojena je preko serijskog otpornika izravno na napon napajanja, dok je otklonska zavojnica spojena na isto to napajanje preko serijskog otpornika i preko otpora izolacije koji mjerimo. Ako su mjerni kontakti (Rx) otvoreni struja teče samo preko kočeće zavojnice te će njeno magnetsko polje zakrenuti kazaljku u krajnji gornji otklon (beskonačni otpor) jer nema suprotnog magnetskog polja otklonske zavojnice koje bi se tome suprotstavilo.  Ako pak kratko spojimo mjerne kontakte vidimo kroz obje zavojnice teći jednaka struja te će one biti u ravnoteži. Konstrukcija rotora sa zavojnicama i kazaljkom izvedena je tako da u slučaju ravnoteže kazaljka pokazuje nulu (nema otpora, kratki spoj) dakle zauzima krajnji donji otklon. Ukoliko pak postoji neki otpor na stezaljkama instrumenta a time i u grani otklonske zavojnice, ravnoteža struja i magnetskih polja će se za određeni iznos narušiti, te će se rotor sa kazaljkom postaviti na odgovarajući otklon između dvije krajnje vrijednosti. Zbog konstrukcije otklonskog instrumenta mjerači otpora uzemljena imaju uglavnom nelinearne skale. Otpornici u krugu zavojnica također i ograničavaju struju čime se mjerni instrument kao i ostali elementi u mjernom strujnom krugu ne opterećuju nepotrebno velikim strujama.

Za funkcioniranje instrumenta dovoljna su spomenuta dva otpornika (otpornik otklonske zavojnice i otpornik kočeće zavojnice) i osnovne (rane) inačice Meggera iz 1930/1940-tih godina sadrže samo ova dva otpornika. U kasnije primjerke Meggera iz 1950/1960-tih godina dodani su elementi za kalibraciju skale instrumenta i elementi za filtriranje i stabilizaciju napona iz ručnog generatora. Ovi dodatno ugrađeni elementi opet se razlikuju ovisno o seriji Meggera, a u našoj inačici paralelno stezaljkama generatora nalazimo RC mrežu za filtriranje mjernog napona i varistor za ograničavanje naponskih pikova koji se mogu javljati na induktivnim opterećenjima. Otklonska zavojnica pak je premoštena otpornikom 27 kΩ i trimerom 500 Ω kojim se regulira struja kroz istu, odnosno vrši kalibracija otklona prema skali instrumenta.

Lijepo se uočavaju dvije zavojnice mjernog instrumenta (otklonska i kočeća) koje međusobno stvaraju suprotne zakretne momente u magnetskom polju stalnog magneta.

Disk pločica koja se vidi na lijevom rubu kućišta/mjernog instrumenta najvjerojatnije je varistor (naponski ovisan otpornik) koji se u strujnom krugu ponaša slično zener diodi. Varistor se veže u krug paralelno naponskom izvoru, a ima karakteristiku da mu otpor naglo padne nakon što napon pređe određenu vrijednost (predstavlja kratki spoj za previsoke napone). Na taj način štiti mjerni instrument od prenapona, odnosno naponskih pikova koji mogu nastati na induktivnim komponentama.
Od elektroničkih komponenti uočavaju se dva žičana otpornika (lijevo i desno od kondenzatora mjedenim vijcima pričvršćeni za kućište) koji se vežu na zavojnice instrumenta i koji su jedini neophodni za rad instrumenta. Sve ostale komponente (kondenzator, varistor, dodatni otpornici i trimer potenciometar) čini se da su novije proizvodnje i dodane na instrumente Megger kasnije serije kako bi im se poboljšale električne karakteristike (stabilnost mjernog napona i kalibracijska točnost). Vanjski dizajn Meggera nije se mijenjao tijekom cijelog razdoblja proizvodnje od 1930-tih do 1960-tih godina.

Naš primjerak Meggera serije 5G/152 na testu se pokazao ispravnim. Sustav redukcijskog zupčanog prijenosa za pokretanje ručnog generatora, te filtarski RC krug i varistor osiguravaju stabilan i konstantan istosmjerni mjerni napon prilikom okretanja ručice što doprinosi lakšem opsluživanju instrumenta i većoj točnosti mjerenja. Nezgoda sa instrumentima sa ručnim generatorima je u tome što instrument jednom rukom treba čvrsto držati (najbolje pritisnutog na neku stabilnu podlogu), a drugom rukom treba okretati ručicu, tako da nam ne preostaje više slobodnih ruku za držanje mjernih stezaljki. Njih je prije mjerenja potrebno fiksirati na mjerna mjesta ili su potrebne dvije osobe za vršenje mjerenja. Kućište našeg instrumenta je mjestimice pretrpjelo teška oštećenja što može biti posljedica ispadanja instrumenta prilikom nespretnog mjerenja (gdje su se pokušale raditi tri stvari sa dvije ruke) ili pak se radi o općenito lošem postupanju vlasnika s ovim posebno lijepim primjerkom mjernog instrumenta u efektnom crvenom bakelitnom kućištu. Kako god bilo, ovaj Megger sada odlažemo na neku mirnu i tihu policu što bliže podu tako da koliko god je moguće preventivno spriječimo nastanak novih mehaničkih nezgoda kojima je ovaj instrument očito vrlo sklon 🙂


Testiranje je pokazalo da je naš primjerak Meggera ispravan. Kod kratkog spoja stezaljki pokazuje nulu, kod otvorenih stezaljki beskonačni otpor. Izmjerene vrijednosti testnih otpornika bile su u granicama tolerancije instrumenta. Također je snimljen valni oblik mjernog napona iz ručnog generatora i to prvo izravno bez filtriranja, a zatim i sa elementima koji služe za filtriranje i ograničenje napona. Razlika je jasno vidljiva na priloženim oscilogramima, a treba dodati i to da bez filtarskih i stabilizatorskih elemenata srednja vrijednost napona jako ovisi o brzini okretanja ručice, dok sa uključenim RC filtrom i varistorom napon ostaje konstantan na svim brzinama većim od dva okreta u sekundi.


Leave a comment

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena.