Danas je nabavljen mjerač otpora izolacije (megaommetar) IMI-413 proizvod poljskog poduzeća ERA iz 1968. godine.
Tvrtka ERA (Elektrotechnicki Regulator Automaticky) osnovana je 1927. godine kao partnerska tvrtka Poljskog elektrotehničkog zavoda (Polskie Zakłady Elektrotechniczne Sp. Akc.). Taj zavod je osnovan u sklopu poljsko-češke suradnje za formiranjem proizvodnih pogona koji bi osigurali opskrbu tadašnje željeznice električnim uređajima. ERA je držala patente koje je razvio njen glavni inženjer A. Junek, a koji su bili od interesa za poljsku željezničku industriju. Ime tvrtke izvedeno je od prvih slova čeških riječi: Elektrotechnicki Regulator Automaticky (elektrotehnička regulacijska automatika), definirajući primarnu specijalnost praške tvornice. U tvornici ERA su se proizvodili električni generatori, automatski upravljački sistemi, rasvjeta i drugi električni sistemi za željezničke vagone, lokomotive, brodove i zrakoplove. Tijekom 1930-ih godina tvornica je počela proizvoditi oružje.
Godine 1932. otkupljena je licenca od tvrtke Norma iz Beča i time je započela i proizvodnja električnih mjernih instrumenata. Tijekom njemačke okupacije patenti koje je držala Norma za mjerne instrumente zamijenjeni su Siemensovom licencom. Siemensovo sjedište u Berlinu preuzelo je nadzor nad ERA-om. Nakon rata 1948. godine tvornica ERA je nacionalizirana i službeno nazvana “Zakłady Wytwórcze Przyrządów Pomiarowych im. Janka Krasickiego” (Tvornica za proizvodnju mjernih instrumenata Janek Krasicki). U razdoblju od 1957. do 1968. godine proizvodnja je proširila na stotinu novih laboratorijskih i prijenosnih mjernih instrumenata koji su uključivali voltmetre, ampermetre, ispitivače izolacije i uzemljenja, mjerne mostove, kompenzatore, galvanometre, ispitivače baterijskih ćelija i drugo.
U 1970-tim godinama otvaraju se novi pogoni i podružnice (ZWPP ERA) i proizvodnja se još više proširuje, no nakon 1989. godine s promjenom političkog sustava, tvornica ERA je kao i mnoga druga poljska državna poduzeća zapala u teškoće povezane sa konkurencijom slobodnog tržišta. Tijekom 2002. godine ERA je reorganizirana te je nastala nova tvrtka naziva Przedsiębiorstwo Wielobranżowe ERA-GOST Sp. z o.o. (ERA-GOST Multitrade Enterprise, doo). Tvrtka nastavlja proizvoditi analogne i digitalne mjerne instrumente, a 2007. godine preimenovana je u ERA-GOST Sp. z o.o.
Jednostavne upute za upotrebu:
- 1 – mehaničkim gumbom postaviti kazaljku na krajnju desnu poziciju (beskonačni otpor).
- 2 – postaviti sklopku u položaj kalibracije opsega I i II, okretati ručicu induktora brzinom 2,5-3 o/sek, potenciometrom kalibrirati doseg kazaljke na trokutaste markere na skali.
- 3 – mjerenje otpora na odgovarajućem mjernom opsegu.
Slika desno pokazuje način upotrebe srednjeg priključka za mjerenje na kablovima gdje je moguća pojava površinskih struja.
Do sada smo već opisali nekoliko mjerača otpora izolacije (megaommetar). Većinom su to bili instrumenti sa kvocijentnim (logometarskim) mjernim sistemom i ručnim induktorom mjernog napona iz 1950-tih godina (Evershed & Vignoles MEGGER 5G/152, EKA ISOLEKA M126, Metra Blansko MEGMET 1000 V), zatim smo imali jedan nešto drugačije izvedeni mjerač sa standardnim mjernim sistemom sa jednim zakretnim svitkom i ručnim induktorom također iz 1950-tih godina (Metrawatt J5000), te jedan megaommetar sa elektronskim cijevima iz 1960-tih godina (Iskra MA 2072). Opisali smo i dva nešto naprednija (novija) tipa mjerača otpora izolacije koji imaju tranzistorski generator stabilnog mjernog napona, Iskra MA 2025 i Iskra MA 2026. U navedenim objavama opisali smo što su, čemu služe, kako se koriste i kako funkcioniraju takvi instrumenti pa ovdje nećemo opet sve to ponavljati.
Mjerač otpora izolacije ERA IMI-413 može mjeriti otpore do 10 GΩ podijeljeno u dva mjerna opsega uz mjerni napon 2500 V. Po izgledu i konstrukciji najsličniji Metrawattu J5000 no električne sheme im se ipak razlikuju.
Električna shema mjerača otpora izolacije ERA IMI-413.
ERA IMI-413 ima klasični mjerni sistem sa jednom pomičnom zavojnicom unutar permanentnog magneta s tom razlikom što je otklon kazaljke suprotan (s desna na lijevo). Ovo je napravljeno iz razloga da omska skala ide sa uzlazim vrijednostima otpora s lijeva na desno. Za razliku od mjernih sistema sa ukriženim zavojnicama, kod sistema sa jednom zavojnicom važno je osigurati stabilan regulirani mjerni napon, te izvršiti kalibraciju skale prije mjerenja.
S obzirom da se mjerni napon proizvodi pomoću ručnog induktora gdje generirani napon izravno ovisi o brzini vrtnje rotora generatora, potrebno je osigurati sisteme za stabilizaciju broja okretaja i stabilizaciju samog izlaznog napona. Kod ERA IMI-413 to je izvedeno mehanički i električki.
Što se tiče mehaničke stabilizacije u mehanizam pogona induktora ugrađen je posebni centrifugalni regulator brzine vrtnje. Dovoljno je održavati brzinu vrtnje iznad nekog minimalnog broja okretaja (175 o/min), a regulator će “višak” brzine regulirati preko mehaničkog sistema tarnog kvačila koje će proklizavati to više što je veća brzina okretanja induktora.
Električka stabilizacija pak se postiže stabilizatorima napona. Upotrijebljene su dvije posebne elektronske cijevi, tzv. korona stabilizatori napona. Rade vrlo slično tinjalicama koje provedu (tinjaju) na određenom naponu i ne dopuštaju njegov daljnji rast. Kod korona stabilizatorske cijevi na određenom naponu dolazi do ionizacije i koronalnog pražnjenja između elektroda tako da cijev postane vodljiva i sprječava daljnji porast napona. Za razliku od tinjalica koje su punjene neonom, korona stabilizatori su punjeni vodikom kako bi radni napon bio što manje ovisan o struji i kako bi struja kroz cijev mogla biti što veća. Također, kod korona stabilizatora elektrode nisu postavljene paralelno jedna do druge kao kod tinjalice, nego je anoda izvedena u obliku žice i postavljena unutar cilindrične katode.
U naš instrument su ugrađeni korona stabilizatori SK1200 sa radnim naponom 1200 V i strujom 100 µA. Dva takva stabilizatora su vezana serijski pa će napon regulacije biti oko 2400 V. Paralelno stabilizatorima vezani su kondenzatori kako bi se spriječila pojava neželjenih relaksacijskih oscilacija. Također, kao zaštitni element od preopterećenja generatora strujom kratkog spoja na priključnicama ugrađena je tinjalica MN3. Sve ove regulacije i zaštite funkcioniraju samo na većem mjernom opsegu 0,2-10 GΩ.
Sam ručni generator (induktor) je istosmjerni (sa komutatorom). Dva kondenzatora od 0,1 µF pune se prilikom okretanja ručice generatora te filtriraju i zadržavaju napon oko 20-30 sekundi tako da je u tom periodu moguće mjerenje (očitanje vrijednosti) bez okretanja generatora.
U mjerni krug instrumenta ugrađen je potenciometar za kalibraciju kazaljke instrumenta na puni otklon, odnosno na crne marker-trokutiće gotovo na punom otklonu skale. Kalibracija se vrši s obzirom na temperaturni utjecaj i točan regulirani napon iz generatora. Sklopka za odabir mjernih područja također ima posebne položaje i za kalibraciju svakog opsega, gdje se na izlazne priključnice uključuje interni kalibracijski otpornik (1 MΩ ili 250 MΩ). Pored kalibracijskog potenciometra (K) nalazi se i gumb za mehaničko podešavanje kazaljke na početnu poziciju skale (beskonačno).
Srednja priključnica služi za odvođenje površinskih struja koje mogu nastati u pojedinim strujnim sistemima na kojima mjerimo otpor izolacije. Takve površinske struje mogu se prenijeti i na naš mjerni krug megaohmmetra te bi se pribrojile struji mjernog kruga i uzrokovale pogrešno očitanje. Najveću utjecaj takve strane struje imaju kod mjerenja posebno velikih vrijednosti otpora izolacije kada su same mjerne struje vrlo male (reda nekoliko mikroampera) i kada bi i najmanje vrijednosti stranih struja značajno utjecale na mjereni rezultat. Ovo se obično koristi kod mjerenja otpora izolacije na žičanim instalacijama poput dugačkih koaksijalnih kablova, odnosno na energetskim kablovima sa vodljivim vanjskim plaštem (zaštitom) kakvi su nekad bili u upotrebi (olovo).
Naš mjerač otpora izolacije ERA IMI-413 još uvijek mjeri precizno otpore na oba mjerna područja. Oko brzine okretanja ručice se ne treba puno zamarati, jednostavno se okreće do one brzine gdje daljnje povećanje brzine više nema utjecaj na kretanje kazaljke (dostignut maksimalni otklon). Elektrolitske kondenzatore od 0,1 µF / 1000 V trebalo bi zamijeniti jer više ne drže napon, no sve u svemu uređaj je još uvijek sasvim upotrebljiv za mjerenje 🙂