高電圧抵抗計

前のセクションで示した設計のほとんどの抵抗計は、比較的低電圧、通常は9ボルト以下のバッテリーを使用します。これは、数メガオーム（MΩ）未満の抵抗を測定するのに完全に適していますが、非常に高い抵抗を測定する必要がある場合、電気機械式メーターの動きを作動させるのに十分な電流を生成するには、9ボルトのバッテリーでは不十分です。

また、前の章で説明したように、抵抗は常に安定した（線形）量であるとは限りません。これは特に非金属に当てはまります。小さなエアギャップ（1インチ未満）の電流過電圧のグラフを思い出してください：

これは非線形伝導の極端な例ですが、他の物質は高電圧にさらされたときに同様の絶縁/伝導特性を示します。明らかに、電源として低電圧バッテリーを使用する抵抗計は、ガスのイオン化ポテンシャルまたは絶縁体の絶縁破壊電圧での抵抗を測定することはできません。このような抵抗値を測定する必要がある場合は、高電圧抵抗計だけで十分です。

シンプルな高電圧抵抗計

高電圧抵抗測定の最も直接的な方法は、以前に調査した抵抗計の同じ基本設計に、より高い電圧のバッテリーを単に置き換えることです。

ただし、一部の材料の抵抗は印加電圧によって変化する傾向があることを知っているので、この抵抗計の電圧を調整して、さまざまな条件下で抵抗測定値を取得できると便利です。

残念ながら、これはメーターの校正の問題を引き起こします。メーターの動きが一定量の電流でフルスケールで偏向する場合、ソース電圧が変化すると、メーターのフルスケール範囲（オーム）が変化します。ソース電圧を変化させながら、この抵抗計のテストリード間に安定した抵抗を接続することを想像してみてください。電圧が高くなると、メーターの動きに流れる電流が増えるため、たわみが大きくなります。私たちが本当に必要としているのは、印加電圧に関係なく、測定された安定した抵抗値に対して一貫した安定したたわみを生成するメーターの動きです。

メガメーター

この設計目標を達成するには、メガオームメーターに特有の特別なメーターの動きが必要です。 、またはメガー 、これらの楽器は知られているので。

上の図の番号が付けられた長方形のブロックは、ワイヤーコイルの断面図です。これらの3つのコイルはすべて針機構で動きます。針を設定位置に戻すバネ機構はありません。ムーブメントに電源が入っていない場合、針はランダムに「浮き」ます。コイルは次のように電気的に接続されています：

テストリード間の抵抗が無限大（開回路）の場合、コイル1には電流が流れず、コイル2と3にのみ電流が流れます。通電すると、これらのコイルは2つの磁極間のギャップの中心に配置され、針を完全に駆動します。 「無限大」を指す目盛りの右側。

コイル1を流れる電流（テストリード間に接続された測定された抵抗を流れる）は、針をスケールの左側に動かしてゼロに戻す傾向があります。メーターの動きの内部抵抗値は、テストリードが互いに短絡したときに、針が正確に0Ωの位置にたわむように校正されています。

バッテリー電圧の変動は、両方によって生成されるトルクに影響を与えるためです。 コイルのセット（針を右に駆動するコイル2と3、および針を左に駆動するコイル1）の場合、これらの変動は動きのキャリブレーションに影響を与えません。言い換えると、この抵抗計の動きの精度は、バッテリー電圧の影響を受けません。測定された抵抗の特定の量は、バッテリー電圧の量に関係なく、特定の針のたわみを生成します。

電圧の変動がメーターの表示に与える唯一の影響は、測定された抵抗が印加電圧によって変化する程度です。したがって、ガス放電ランプの抵抗を測定するためにメガーを使用する場合、低電圧と低抵抗（針が左側に移動する）に対して非常に高い抵抗（スケールの右端にある針）を読み取ります。スケール）高電圧用。これはまさに、優れた高電圧抵抗計に期待されることです。さまざまな状況下での被験者の抵抗を正確に示すためです。

最大限の安全性を確保するために、ほとんどのメガーには、高DC電圧（最大1000ボルト）を生成するためのハンドクランクジェネレーターが装備されています。メーターのオペレーターが高電圧から感電した場合、発電機のクランキングを自然に停止するため、状態は自己修正されます。 「スリップクラッチ」を使用して、さまざまなクランキング条件下で発電機の速度を安定させ、高速または低速でクランキングされているかどうかにかかわらず、かなり安定した電圧を提供することがあります。発電機からの複数の電圧出力レベルは、セレクタースイッチの設定によって利用できます。

簡単な手回しのメガーがこの写真に示されています：

一部のメガーは、出力電圧の精度を高めるためにバッテリー駆動です。安全上の理由から、これらのメガーは瞬間的に接触する押しボタンスイッチによって作動するため、スイッチを「オン」の位置のままにしておくことはできず、メーターのオペレーターに重大な感電の危険をもたらします。

リアルメガー

実際のメガーには、 Line というラベルの付いた3つの接続端子が装備されています。 、地球 、およびガード 。回路図は、前に示した簡略化されたバージョンと非常によく似ています。

抵抗は、電流がコイル1を通過するライン端子とアース端子の間で測定されます。「ガード」端子は、ある抵抗を別の抵抗から分離する必要がある特別なテスト状況のために用意されています。たとえば、絶縁抵抗を2線ケーブルでテストするこのシナリオを考えてみましょう。

導体からケーブルの外側までの絶縁抵抗を測定するには、メガーの「ライン」リード線を導体の1つに接続し、メガーの「アース」リード線をケーブルのシースに巻き付けたワイヤーに接続する必要があります。ケーブル：

この構成では、メガーは1つの導体と外部シースの間の抵抗を読み取る必要があります。それともそれでしょうか？すべての絶縁抵抗を抵抗記号として示す概略図を描くと、次のようになります。

シースに対する2番目の導体の抵抗を測定するだけでなく（R _c2-s ）、実際に測定するのは、導体間の抵抗の直列の組み合わせ（R _c1-c2 ）と並列の抵抗です。 ）およびシースへの最初の導体（R _c1-s ）。この事実を気にしない場合は、構成されたとおりにテストを続行できます。 のみを測定したい場合 2番目の導体とシースの間の抵抗（R _c2-s ）、次に、メガーの「ガード」ターミナルを使用する必要があります：

これで、回路回路図は次のようになります。

「ガード」端子を最初の導体に接続すると、2つの導体がほぼ等しい電位になります。それらの間に電圧がほとんどまたはまったくない場合、絶縁抵抗はほぼ無限大であるため、間に電流は流れません。 2本の導体。したがって、メガーの抵抗の表示は、最初の導体の絶縁体から漏れる電流ではなく、2番目の導体の絶縁体、ケーブルシース、および巻き付けられたワイヤを流れる電流のみに基づいて行われます。

メガーはフィールド機器です。つまり、ポータブルで、通常の抵抗計と同じくらい簡単に現場の技術者が操作できるように設計されています。これらは、絶縁が濡れているか劣化しているために発生するワイヤ間の高抵抗の「短い」障害をチェックするのに非常に役立ちます。それらはそのような高電圧を利用するため、通常のオームメーターほど迷走電圧（導体間の電気化学反応によって生成される、または隣接する磁場によって「誘導」される1ボルト未満の電圧）の影響を受けません。

ハイポットテスター

ワイヤ絶縁のより徹底的なテストのために、一般にハイポットと呼ばれる別の高電圧抵抗計 テスターを使用します。これらの特殊な機器は1kVを超える電圧を生成し、オイル、セラミック絶縁体、さらには他の高電圧機器の完全性の絶縁効果をテストするために使用できます。それらはそのような高電圧を生成することができるので、それらは細心の注意を払って、そして訓練された人員によってのみ操作されなければなりません。

ハイポットテスターや（特定の条件では）メガーでさえ、損傷を与える可能性があることに注意してください。 誤って使用された場合は、ワイヤ絶縁。絶縁材料が故障を受けたら 過度の電圧を印加すると、電気的に絶縁する能力が損なわれます。繰り返しになりますが、これらの機器は訓練を受けた担当者のみが使用できます。

関連するワークシート：

• 基本的な抵抗計の使用ワークシート