Как провести диагностику участка электроцепи

Измерение и испытание металлосвязи

Непрерывная электрическая цепь, которая образует соединение между электроустановкой и объектом заземления, называется металлосвязью. При монтаже нового оборудования, смене комплектующих или проведении ремонтных работ, необходимо обеспечить тестирование качества заземления электрических устройств. Согласно нормативам безопасности проверки металлосвязи проводятся квалифицированными специалистами электролаборатории.

Сотрудники «Технопром-Замер» при помощи современного оборудования произведут необходимые измерения. При обнаружении проблемных контактов — показания приборов фиксируются в протоколе.

Зачем проводить измерение металлосвязи?

С течением времени увеличивается переходное сопротивление в местах соединения элементов. Причина в снижении плотности сцепления поверхностей двух проводников, которая вызвана окислением металла, разрушением креплений, регулярной нагрузкой или ошибкой, допущенной на стадии монтажа.

Это ухудшает прохождение тока по контуру и приводит к нарушению металлосвязи. В результате превышается допустимая разность потенциалов между двумя звеньями электрической цепи, что создает угрозу безопасности человека (возникновения опасного напряжения на корпусе электроустановки) и повышает вероятность выхода оборудования из строя.

Проведение измерения металлосвязи позволит на ранней стадии выявить зарождающуюся проблему и предотвратить серьезные последствия. Во время исследований, специалист выявит возможные причины неисправности:

• Нарушение целостности проводящих элементов и конструкций;
• Поломки в системе выравнивания потенциалов;
• Разрушение изоляционного покрытия проводки;
• Наличие напряжения на корпусе электроустановки из-за обрыва заземляющего провоника.

Основной целью исследования является проверка параметров цепей заземления, способные выявить текущие проблемы или расхождения с нормативами безопасности.

Тестирование металлосвязей обезопасит человека и сбережет энергию

Если игнорировать регулярные проверки, то контакты заземляющей сети (за исключением герметичных соединений) под действием окружающих факторов окислятся и разрушатся. В результате остается два разъединенных звена цепи с различным электрическим потенциалом. Если к ним прикоснется человек, то он выступит в роли проводника, пропуская через свое тело ток от одной детали к другой, что станет причиной получения травмы или приведет к смерти.

Для человека опасно напряжение любой величины. Для сердечной мышцы, опасность представляет ток уже начиная с 30 мА, а при воздействии тока силой в 90-100 мА в течении нескольких секунд может произойти остановка дыхания. Ток высокой силы моментально повышает температуру тела, выжигая клетки организма, низкой — становится причиной остановки сердца или нарушения мозговой активности.

Контактные соединения деталей демонстрируют повышенное сопротивление, если сравнить со сплошной проводящей поверхностью. При нарушении металлосвязи повышается переходное сопротивление, которое определяется при прохождении тока с одного элемента конструкции на следующую деталь контура.

Поэтапное измерение металлосвязи

Проверка включает ряд аналитических методик, которые в совокупности обеспечивают полноценный анализ текущей ситуации и указывают на наличие проблем. Исследование делится на следующие этапы:

• Визуальный осмотр;
• Испытание механической нагрузкой (сварные соединения легким простукиванием молотка);
• Проверка контактов, соединений и крепежных элементов;
• Проверка сечения заземляющих проводников на соответветствие ПУЭ;

На первом этапе сотрудник лаборатории осматривает детали заземлителей, которые входят в металлосвязь. Визуально определяет отсутствие дефектов и повреждений. Осматривает целостность изоляционного покрытия, отсутствие следов окисления и коррозийного разрушения. Специалист простукивает сварочные соединения молотком, чтобы удостовериться в невредимости швов и контактов.

После этого проверяются проводящие ток элементы, болтовые и контактные соединения, которые могут быть ослаблены за время эксплуатации электроустановки.

Профессиональное оборудование — залог точности проверки

После визуального осмотра используются измерители, которые покажут переходное сопротивление контактов и соединительных элементов заземляющего контура. В ходе проверки приборами увеличенной чувствительности анализируются все доступные элементы. В соответствии с действующими нормативами металлические конструкции (корпус, дверцы, полки, вентиляционные каналы, элементы креплений, металлический кабельный короб), которые соприкасаются с электрооборудованием, должны объединяться в последовательные электрические цепи, каждую необходимо заземлить.

При проверке участка электроцепи контрольные щупы анализирующего устройства устанавливаются с двух сторон от исследуемого отрезка. Образуется ответвление, по которому проходит ток, соответствующий сопротивлению контактной детали. Если тестируется несколько частей одного контура, клеммы устанавливаются на крайних точках цепи. Измерение сопротивления металлосвязи проводится между главной заземляющей шиной и каждой деталью, которая соединяется с ней в единую конструкцию.

Нормы, прописанные в правилах устройства электроустановок (ПУЭ), ограничивают показания устройства в 0,01 Ом. Расхождение с эталонным значением не должно превышать 20%. При наличии нескольких переходов между исследуемым элементом и заземляющей шиной допускается повышение сопротивления до 0,05 Ом. Если данные измерителя выходят за указанные пределы, инженер проверяет отсутствие окисления, следов коррозии и целостность контактов, зачищает их и проводит повторный анализ. Если данные оборудования не меняются, то понадобится замена элементов заземления.

Частота проверок

Нормы, прописанные в правилах устройства электроустановок и правилах технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) ограничивают периодичность проведения измерений металлосвязи в соответствии с объектом и типом оборудования.

Рекомендованные значения определены в следующих пределах:

• Предприятия и компании, работающие с устройствами, которые входят в список повышенной опасности проводят исследования один раз в год.
• Объекты нижнего и среднего уровня опасности — не реже одного раза каждые три года.
• Лифты, краны и подъемное оборудование проверяется ежегодно.
• Измерения сопротивления изоляционного покрытия электрической проводки проводят раз в год.

График проверок составляет сотрудник ответственный за электрохозяйство, или утверждает начальник объекта на основании нормативно-технической документации.

В дополнение к стандартным осмотрам, металлосвязь тестируется при установке нового оборудования, монтажных и ремонтных работах на предприятии.

Фиксация результатов замеров металлосвязи

После проведения необходимых замеров металлосвязи Заказчик получает протокол, где указаны данные проверки и показатели, которые зафиксированы инженерами. В документ включается следующая информация:

• Маркировка и обозначение электрического оборудования, которое проверялось специалистом.
• Количество и расположение исследованных контактных элементов.
• Результат, полученный при измерении прибором участка заземленной цепи.

При обнаружении расхождений с нормативными показаниями ПУЭ или нарушении металлосвязи оборудования, к основному документу выдается приложение, где указаны обнаруженные дефекты.

Обращайтесь к специалистам

Регулярные проверки целостности заземляющих контуров сертифицированными специалистами – это залог безопасности сотрудников предприятия, понижение текущих расходов за счет снижения «пустого» расходования электроэнергии и снижение опасности возникновения пожара.

Сотрудники компании «Технопром-Замер» проведут исследование элементов электроцепей, к которым предоставлен доступ. При помощи точных приборов измерят переходное сопротивление, зафиксируют показания в протоколе и передадут Заказчику.

Во время тестирования оборудование не исключается из рабочего процесса, поэтому проверка металлосвязи не влияет на производительность предприятия. Работа проводится в короткие сроки и по доступной стоимости.

Проверка электрических цепей и аппаратов

Проверка элекрических цепей может выполняться либо в профилактических целях, либо для выявления деталей неисправности, либо для регулировки электрических аппаратов. Первый вариант предполагает проведение комплексных измерений и испытаний; во втором случае проводится исследование с целью нахождения аварийного участка; третий вариант подразумевает предпусковую подготовку электроустановок.

Особенности проведения проверки электрических цепей и аппаратов

Существует ряд технических особенностей, свойственных проверке электроцепей. Например, при наличии возможности цепи желательно инспектировать с присоединением стороннего (не основного) источника напряжения, при этом объект проверки (электрический аппарат) должен быть установлен на месте эксплуатации. Если испытуемый аппарат относится к прерывателям, проверку проводят при максимальных длительно допустимых величинах. В процессе проверки цепей аппаратов контролируют взаимодействие между отдельными элементами схемы, анализируют работоспособность и моделируют различные ситуации, в том числе связанные с нештатными режимами.

Технические аспекты проверки электрических цепей

Комплексная проверка электрических аппаратов – задача не из простых. Во-первых, исполнитель должен располагать специальными (сертифицированными) контрольно-измерительными приборами. Во-вторых, персонал обязан в совершенстве знать методики испытаний и безоговорочно следовать этим методикам. В-третьих, электролаборатория, осуществляющая проверку цепи ГРМ, РЗА или любого другого электрооборудования, обязана иметь регистрационное свидетельство Ростехнадзора, в противном случае составленный ЭТЛ отчет не будет принят во внимание надзорными инстанциями.

Испытательно-измерительных мероприятий довольно много. К их числу относится и проверка цепи между заземлёнными установками, и анализ сопротивления изоляции, и измерение петли фаза-ноль, и многое другое. Стоимость этих мероприятий зависит от ряда факторов: рабочего напряжения электроустановки и продолжительности испытаний, объемов работ и их предназначения.

Некоторые специализированные предприятия позволяют «гнать липу», то бишь организовывают торговлю техническими отчётами, не проводя работ де-факто. Подобные конторы завлекают клиентуру заниженными расценками, умышленно забывая напоминать о риске использования непроверенных схем и аппаратов. Риски огромны: выход из строя или нештатный режим работы может повлечь довольно серьезные последствия, начиная с простоев и возгораний, и заканчивая травмами персонала. Не стоит экономить ради сиюминутной выгоды – гораздо разумнее своевременно проводить проверку электрических цепей и спокойно работать, не опасаясь нештатных ситуаций и штрафных санкций.

Пусконаладочные работы при монтаже электроустановок — Проверка правильности монтажа электрических цепей

§ 39. Проверка правильности монтажа электрических цепей
Правильным считают такой монтаж электрических цепей, при котором все соединения и маркировка элементов и кабелей выполнены в точном соответствии со схемами и обеспечивают правильную работу электроустановки. Известно много способов и приемов для проверки правильности монтажа электрических цепей, из которых наиболее распространены способы непосредственного прослеживания (визуальный) и прозвонка. Непосредственное прослеживание и прозвонка являются наиболее простыми и достаточно надежными средствами проверки электрических цепей.
При непосредственном прослеживании электрических цепей определяют не только соответствие фактически выполненного монтажа проектным схемам, но и внешнее состояние всех контактных соединений, расстояние между токоведущими частями, взаимное расположение отдельных элементов электрической цепи, маркировку цепей и др. Однако этот способ неприменим для проверки скрытых элементов электрических цепей (скрытые проводки, провода в жгутах, многослойные проводки, жилы кабелей) и при больших расстояниях между отдельными элементами электрической цепи (от панели управления до панели защит или до распредустройства). В этих случаях применяют прозвонку (рис. 149).
При прозвонке образуют электрическую цепь, в которую входят источник тока, индикатор тока, например электрический звонок (рис. 149, а), и проверяемый участок электрической цепи. Если проверяемый участок исправен, цепь замкнута и индикатор указывает на протекание тока в образованной цепи (звонок даст сигнал). При прозвонке коротких участков цепей (в пределах очной панели щита управления или одной ячейки РУ) индикатором тока могут кроме звонка служить лампочка (рис. 149, б), блиннкер с поворотным якорем (рис. 149, в), электроизмерительный прибор, например вольтметр (рис. 149, г). Эти простейшие приспособления для прозвонки называют пробниками.

Рис. 149. Прозвонка электрических цепей:
а — звонком, б — сигнальной лампой, в — блинкером, г — вольтметром, д — телефонными трубками; I—5 — жилы; / и 11— проводники
При прозвонке длинных участков электрических цепей, например контрольных кабелей, связывающих отдельные элементы электроустановки, размещенные в разных помещениях, удобно пользоваться телефонными трубками. Прозвонку телефонными трубками (рис. 149) выполняют два работника. Первый (старший по должности) дает указание второму, к какой жиле кабеля он должен подсоединить один провод телефонной трубки (второй провод трубки подсоединяют к земле), а сам с другого конца кабеля поочередно подключает незаземленный провод телефонной трубки к жилам кабеля, пока не образуется замкнутая цепь, по которой можно вести телефонный разговор с напарником.
Во избежание ошибок необходимо убедиться, что связь возможна только по одной жиле, к которой подключился напарник. Для этого, подключая трубку к каждой из оставшихся жил, выясняют, что связи по ним нет, а также проверяют, чтобы найденная жила имела одинаковую маркировку с обоих концов и была подведена к требуемому по монтажной схеме зажиму аппарата или сборке зажимов. Затем первый работник по телефону дает указание второму работнику о переключении телефонной трубки к следующей жиле кабеля, назвав ее марку по схеме.
Телефонные трубки следует брать низкоомные, а источником тока может служить батарейка от карманного фонаря.
Проверка цепей методом прозвонки может быть выполнена успешно, если будет исключена возможность образования
обходных цепей, помимо той, которая в данный момент проверяется. Для этого следует отсоединить проверяемые цепи от других частей электроустановки. Кроме того, необходимо убедиться в исправности изоляции между прозваниваемыми проводами и жилами контрольных кабелей.
Разобрав отдельные участки электроустановки для проверки электрических цепей методом прозвонки и убедившись, что монтаж был выполнен правильно, наладчик может неправильно восстановить эти цепи. Поэтому прозвонка электрических цепей является очень ответственной операцией и должна выполняться под руководством опытного наладчика по тщательно проверенным схемам. Полезно при прозвонке пользоваться специально составленными таблицами, особенно на контрольные кабели, с указанием маркировки жил и номеров зажимов, к которым эти жилы должны подходить, а также всех резервных жил.
Прозванивать нужно не только использованные жилы кабелей, но и все резервные жилы. Измерение сопротивления изоляции жил контрольных кабелей (желательно мегомметром 2500 В) должно предшествовать прозвонке, причем результаты измерений могут быть записаны против номеров соответствующих жил в вышеуказанных таблицах.
Следует отметить, что прозвонка и осмотр цепей — это основные способы проверки правильности монтажа, позволяющие установить точное соответствие монтажа монтажным схемам и правильность маркировки на всех проверяемых участках. Другие способы, которые позволяют выявить ошибки, допущенные при прозвонке или сборке схем после прозвонки, проверить правильность монтажа, если невозможно воспользоваться методами прозвонки по каким-либо причинам, являются дополнительными способами проверки правильности монтажа.

Рис. 150. Проверка электрических цепей методом измерения сопротивлений
Способ измерения сопротивлений позволяет убедиться в правильности монтажа многих электрических цепей без их разборки. Он основан на том, что в правильно собранной схеме должно быть определенное соотношение между сопротивлениями отдельных цепей и сопротивлениями различных элементов электрической цепи. Например, сопротивление электромагнита отключения ЭО (рис. 150) равно 20 Ом, а обмотки контактора КВ— 300 Ом. Тогда очень большое сопротивление между точками с и б для отключенного состояния выключателя или очень маленькое сопротивление между теми же точками указывает на неисправность цепи включения (в первом случае — обрыв, во втором — короткое замыкание). Если же сопротивление составляет около 300 Ом, есть основания полагать, что цепь включения исправна. Для включенного состояния выключателя критерием исправности цепи отключения будет величина измеренного сопротивления между точками в и б, равная 20 Ом.
Способ измерения токов и напряжений основан на том, что при правильной сборке электрических цепей подача на них питания от нагрузочных устройств по заранее составленной схеме приводит к вполне определенному распределению токов и напряжений в этих цепях.

Рис. 151. Проверка электрических цепей методом измерения приложенных к ним напряжений
Собрав схему, показанную на рис. 151, можно проверить правильность смонтированных цепей, измерив напряжения между соответствующими проводами и заземленным проводом. На каком бы участке не производили измерение, всюду можно определить маркировку соответствующих проводов, так как в фазе А напряжение относительно земли везде 4 В, в фазе В — 8 В, а в фазе С—12 В. При испытании необходимо принять меры, чтобы напряжение от нагрузочного трансформатора не было подано на вторичные обмотки трансформаторов испытываемой сети во избежание появления высокого напряжения в магнитосвязанных цепях из-за обратной трансформации.

Рис. 152. Проверка электрических цепей методом определения полярностей при подаче постоянного напряжения:
а — к вторичным цепям, 6 — к первичным цепям

Способ определения полярностей заключается в установлении полярностей на отдельных участках электрически связанных цепей при подаче на них постоянного напряжения или магнитосвязанных цепей при подаче импульсов постоянного или переменного напряжения к одной из цепей, с которой магнитосвязана проверяемая цепь.
В первом случае, подведя к проверяемой цепи постоянное напряжение по двухпроводной схеме (рис. 152, а) и пользуясь магнитоэлектрическим прибором или другим индикатором полярности (например, неоновой лампой), проверяют полярность в различных точках проверяемой цепи. При этом замечают тот провод прибора (например, завязав на нем узелок), при подключении которого к плюсу проверяемой цепи стрелка прибора отклоняется вправо, а для неоновой лампы — тот провод, при подключении которого к плюсу светится замеченный (например, верхний) электрод.

Рис. 153. Проверка правильности соединения вторичных обмоток трехфазного трансформатора методом измерения напряжений: а и б — соединение вторичных обмоток—правильное,
в — соединение вторичных обмоток — неправильное, г — соединение вторичных обмоток в разомкнутый треугольник — правильное, д — то же, соединение — неправильное
Во втором случае собирают схему (рис. 152, б). Если при подключении плюсового зажима источника тока к зажиму А первичной обмотки трансформатора и плюсового зажима гальванометра к зажиму а вторичной обмотки трансформатора в момент замыкания рубильника Р стрелка гальванометра отклонится вправо (к плюсовому зажиму), зажимы А и а трансформатора являются одноименными, т. е. электродвижущая сила в обеих обмотках направлена в одну сторону, к зажимам Л и а соответственно. Так же можно проверять и одноименность зажимов других элементов электрических цепей и обмоток отдельных машин, аппаратов и приборов (генераторов, двигателей, реле и др.).

Рис. 155 Определение начал и концов обмоток трехфазного двигателя
В третьем случае подводят к одной из обмоток аппарата или машины переменное напряжение и замеряют на других обмотках правильность соотношения напряжений. Этот способ широко распространен, поэтому рассмотрим его на конкретных примерах.

Рис. 154. Фазировка трансформатора

Рис. 156. Снятие векторных диаграмм ваттметром:
а — построение отрезка по проекциям, б — построение вектора тока по двум проекциям (активной и индуктивной составляющим), в — включение ваттметра, г— построение векторной диаграммы по показаниям ваттметра
Способ снятия векторных диаграмм ваттметром основан на том, что каждой электрической цепи переменного тока при данном режиме соответствует совершенно определенная векторная диаграмма. Если известно, что а, а» и b и b» — проекции начала А и конца В вектора АВ (рис. 156, а), восстанавливают перпендикуляры к осям из точек а и а» и на пересечении этих перпендикуляров находят начало А искомого отрезка. Таким же образом находят и конец отрезка в точке В. Соединив точки Л и В, получают искомый отрезок, направление которого соответствует направлению проекций и определяется по следующему правилу: если совместить начала двух проекций, отрезок будет отправлен от совмещенного начала проекций в сторону меньшего угла, образованного проекциями.
Для правильного построения направленного отрезка необходимо принять единую систему координат осей проекций. В геометрии наибольшее распространение получила прямоугольная система координат. Однако для построения направленных отрезков (векторов) не обязательно принимать за основу прямоугольную систему координат. В электротехнике такой основой часто является симметричная система векторов токов или напряжений трехфазной сети, сдвинутых друг от друга на 120°.
Если принять за основу прямоугольную систему координат и по вертикальной оси отложить напряжение и совпадающую с напряжением активную составляющую тока, а по горизонтальной оси — реактивную составляющую, можно построить вектор тока по его активной составляющей, например /а = За, и индуктивной составляющей, например JL=4д (рис. 156, б). Для этого отложим вверх от точки 0 отрезок в определенном масштабе, изображающий активную составляющую тока, а вправо от точки 0 — отрезок, изображающий в том же масштабе индуктивную составляющую тока. Восстановив перпендикуляры к этим отрезкам, найдем и точке пересечения конец вектора тока. Вектор тока получим, соединив точку 0 (начало вектора тока) с точкой А (конец вектора тока). Из геометрии известно, что проекция отрезка равна произведению длины этого отрезка на косинус угла, образованного направлением отрезка с положительным направлением одной и.ч осей проекций. Однако из электротехники известно, что ваттметр активной мощности показывает величину, пропорциональную произведению напряжений, подведенных к его вольтметровой обмотке, силе тока, протекающего через его токовую обмотку, и коэффициенту мощности (косинусу угла между векторами тока и напряжения). Таким образом, если напряжение, подводимое к ваттметру, как показано на рис. 156, в, остается неизменным, он и определенном масштабе показывает проекцию пр Iv вектора тока /, протекающего через его токовую обмотку, на вектор подивленного к нему напряжения U (рис. 156, г).
Таким образом, для построения векторной диаграммы токов можно применять метод построения отрезка по его проекциям, причем для нахождения проекций токов на систему напряжений, принятых за основу (базу), можно воспользоваться однофазным ваттметром активной мощности и за базовую систему напряжений принять систему фазовых или линейных напряжений трехфазной сети.
Рассмотрим несколько примеров проверки правильности электрических цепей способом снятия векторных диаграмм.

Рис. 157. Проверка правильности сборки цепей дифференциальной защиты: а — схема, б — векторная диаграмма

Рис. 158. Определение группы соединения трансформатора
а — Схема, Б и в — векторные диаграммы
Допустим, что показания ваттметра Рав— 60, Рве — 30, Рса — 30 делений шкалы прибора (при проверке начальный вывод обмотки напряжения ваттметра следует подключать в соответствии с чередованием фаз: сначала к фазе Л, затем к фазе В и, наконец, к фазе С). Откладывая из точки В в определенном масштабе полученные показания ваттметра (рис. 158, б), получают соответствующие отрезки пВ\ тВ и рВ, являющиеся проекциями вектора на направлении соответствующих линейных напряжений. В месте пересечения перпендикуляров, восстановленных из концов проекций, находят точку и конца вектора тока. С этим током будет совпадать по фазе и напряжение. иВ результате можно сделать вывод, что трансформатор соединен в 12-ю группу, так как векторы первичного напряжения Uab и вторичного напряжения Uai совпадают по фазе. Для 11-й группы соединения снятая диаграмма будет иметь вид, показанный на рис. 158, е.
Для точного построения векторных диаграмм необходимо знать чередование фаз. Кроме того, нужно убедиться в симметричности системы базовых напряжений, для чего перед снятием векторной диаграммы измеряют фазовые и линейные напряжения, а также определяют истинное чередование фаз с помощью фазоуказателя.

Как провести диагностику участка электроцепи

©А. Пахомов (CTTeam, Школа Диагностики Алексея Пахомова).

Как показывает многолетняя практика работы на диагностическом участке мультимарочного автосервиса и анализ статистики дефектов, на большинстве сервисов не уделяют должного внимания проверке качества питающего напряжения узлов системы управления двигателем. Наблюдения выполнялись на большом количестве автомобилей, имеющих проблемы с питающим напряжением того или иного элемента. Причем многочисленные предыдущие визиты на диагностику на разные сервисы не давали положительного результата. Из этого факта можно сделать вывод о недопонимании диагностами важности проверки качества питающего напряжения сильноточных узлов.

Хотя мы говорим о системах зажигания, отметим, что данная проверка обязательна при диагностике любого сильноточного потребителя: электробензонасоса, электромагнитных клапанов управления давлением топлива, форсунок и даже ламп головного света. Как правило, во всех этих случаях питание к потребителю подается из бортовой сети автомобиля. Слаботочные элементы (в основном датчики системы управления двигателем) запитываются в большинстве случаев напряжением 5 В, формируемым стабилизатором внутри блока управления. Хотя качество проводов питания и массы на некоторых датчиках тоже играет значительную роль (например, ДМРВ типа HFM5), проблема питания датчиковой аппаратуры не так ярко выражена, как на сильноточных нагрузках. Это происходит в силу слишком малого значения потребляемого датчиками тока.

Почему важно выполнять проверку качества цепей питающего напряжения и массы?

Начнем, пожалуй, с того, что при недостаточно качественном питании потребитель либо перестает нормально выполнять свои функции, либо (чаще всего) его работа становится недостаточно стабильной. Очень часто проблемное питание является причиной спорадических дефектов, проявляющихся лишь кратковременно, в движении либо при стечении определенных условий. Как известно, поиск спорадических дефектов – одна из самых сложных задач в автомобильной диагностике, и очень часто причина заключается именно в отсутствии нормального питания и массы.

Второй важный аспект проблемы заключается в значительной стоимости некоторых элементов современных двигателей. В этом случае цена ошибки при диагностике становится слишком высокой. Например, прежде чем «приговорить» к замене дорогостоящий клапан управления давлением системы Common Rail, необходимо тщательным образом убедиться в качестве питающего напряжения и массы. В противном случае замена элемента ничего не даст, а автосервис понесет финансовые потери и подмочит свою репутацию.

И третий момент, который хотелось бы озвучить. Очень может быть, что на крупных дилерских автоцентрах подобную операцию сочтут избыточной. Такие центры, как правило, чаще всего имеют дело с достаточно свежими автомобилями, не склонными к появлению подобных дефектов. Но мультимарочные сервисы вынуждены обслуживать весьма изношенные автомобили бюджетных марок. Такие автомобили, помимо прочего, могут быть оборудованы нештатными противоугонными системами, не всегда качественно подключенными к автомобильной электропроводке. Поэтому руководители мультимарочных сервисов обязаны относиться к делу по-другому и включить проверку состояния цепей питающего напряжения в обязательный список работ, выполняемых при диагностике двигателя.

Подводя краткий итог, можно озвучить на первый взгляд парадоксальную истину: практически ни в одном руководстве по ремонту не описана в должном объеме процедура проверки питания электрических потребителей, но на наш взгляд, эта операция должна выполняться наравне со всем остальными диагностическими процедурами и быть подробно описанной в литературе.

С помощью какого прибора выполняется данная проверка? Можно с уверенностью утверждать, что проверка качества цепи питающего напряжения и цепи массы должны выполняться только мотортестером. Ни мультиметр, ни контрольная лампа здесь не помогут. Диагносту важно увидеть и оценить именно форму осциллограммы происходящих процессов, а не просто измерить значение питающего напряжения, которое во многих случаях не несет никакой информации.

В дальнейшем будем говорить о системе зажигания, хотя все сказанное справедливо для любой электрической нагрузки. Построим эквивалентную схему первичной цепи системы зажигания с точки зрения потерь в ней. Начнем с того, что каждый электрический провод, каждый разъем, каждая группа контактов реле и т.п. имеют активное (омическое) сопротивление. Так как и питающая цепь, и цепь массы представляют собой последовательное соединение таких элементов, то все их сопротивления складываются. В итоге в каждой цепи возникает некое суммарное паразитное сопротивление, назовем его R_парп для цепи питания и R_парм для цепи массы. Обозначив их резисторами, построим эквивалентную схему первичной цепи системы зажигания следующим образом:

Закон Ома для участка цепи гласит, что при протекании по цепи тока на ее концах возникает напряжение, прямо пропорциональное сопротивлению:

Поэтому на резисторе R_парп появляются паразитное падение напряжения U_парп, а на резисторе R_парм – соответственно, U_парм. Обозначив напряжение на нагрузке как U_н, а напряжение на аккумуляторе U_акк, можно записать совершенно очевидное выражение:

Задача автодиагноста заключается в том, чтобы измерить и оценить паразитные падения напряжения в цепи питания и в цепи массы. Для этого мотортестер включают в режим измерения напряжения относительно минусовой клеммы аккумулятора и выполняют съем осциллограмм в указанных на рисунке точках. Съем можно производить одновременно, задействовав два канала мотортестера, а можно и по очереди. Вместе с этим по желанию диагноста можно получить также и осциллограмму первичного либо вторичного напряжения.

Рассмотрим проверку цепей питания и массы по отдельности.

Часть 1. Проверка цепи питающего напряжения

Бортовое напряжение 12 В через несколько предохранителей, разъемов и контактных групп подается на верхний по схеме вывод первичной обмотки; второй вывод обмотки подключен к массе через транзисторный ключ. Щуп мотортестера присоединяется к контакту 12 В на разъеме катушки зажигания. Мотортестер используется в режиме измерения напряжения относительно минусовой клеммы аккумулятора с записью осциллограммы.

В идеальном случае в точке подключения осциллограмма напряжения будет иметь вид ровной горизонтальной линии. В реальности такого, конечно же, наблюдаться не будет: всегда присутствует паразитное сопротивление цепи R_парп, на котором возникает паразитное падение напряжения U_парп. Это падение напряжения тем больше, чем выше ток через первичную цепь и чем выше паразитное сопротивление питающей цепи. Поэтому напряжение, измеренное мотортестером в указанной точке подключения, при протекании первичного тока всегда окажется ниже напряжения бортовой сети, возникает просадка напряжения. На рисунке показана совершенно реальная осциллограмма питающего напряжения первичной цепи:

Почему осциллограмма питающего напряжения имеет спад в виде пилы? Это происходит из-за того, что ток в первичной обмотке катушки вследствие действия ЭДС самоиндукции не возникает скачком, а нарастает плавно. Поэтому и падение напряжения на паразитном сопротивлении питающей цепи тоже увеличивается плавно, и соответственно, так же плавно снижается напряжение на первичной обмотке катушки.

Следует заострить внимание на том, что подобный эффект является нормой, в любой исправной первичной цепи существует паразитное сопротивление и плавное снижение питающего напряжения на катушке в течение периода, когда в ней накапливается энергия. Поэтому приведенная осциллограмма является совершенно нормальной.

Самый важный вопрос заключается в том, какую просадку напряжения за период накопления энергии считать нормой, а какую нет. Из наблюдений было установлено, что просадка напряжения примерно 1..1,5 В наблюдается на всех совершенно исправных системах зажигания. Возьмем на себя смелость установить критерий оценки исправности питающей цепи: напряжение питания на клемме катушки к концу накопления в ней энергии должно просаживаться не более чем на 2 В. Если просадка больше – нужно искать и устранять причину: окисленные разъемы, износ контактной группы замка зажигания, нештатные реле блокировки в цепи питания катушек и т.п.

Значительная просадка напряжения, до 3…5 В и даже более, говорит о катастрофическом состоянии питающей цепи и требует безотлагательного ремонта. Подобная ситуация зачастую сопровождается спорадическими подергиваниями автомобиля, внезапной остановкой двигателя, потерей мощности, неровной работой на холостом ходу и т.п. Диагностика вторичного напряжения мотортестером в таких случаях, как правило, показывает пропадание искры или искажение формы осциллограммы.

Помимо оценки просадки напряжения, нужно проанализировать полученную осциллограмму на предмет отсутствия характерных искажений, говорящих о наличии некачественного электрического контакта. Такие искажения имеют вид кратковременных бросков напряжения вниз, иногда до уровня нуля, либо характерных шумов. Они могут возникать лишь на некоторых режимах работы двигателя, например, при сильной вибрации.

Приведем несколько реальных примеров из практики диагностики на мультимарочном автосервисе.

Пример 1. Автомобиль ВАЗ 2110, двигатель 21114, объем 1.6 л, 8 клапанов. Система управления – Январь 7. Дефект со слов клиента заключался в том, что двигатель мог в любой момент заглохнуть, однако после этого легко запускался вновь. Следует заметить, что дефект очень опасен, потому что остановка двигателя происходила не только на холостом ходу, но и при движении автомобиля.

На данном двигателе имеет место система зажигания типа DIS с двумя катушками, конструктивно расположенными в одном корпусе. Ключи управления катушками и цепи контроля тока находятся внутри ЭБУ двигателя. Разъем блока катушек имеет три вывода: на один из них подается питающее напряжение 12 В из бортовой сети при включении зажигания, еще два – это выводы первичных катушек, коммутируемые на массу транзисторами внутри ЭБУ. Подключив щупы мотортестера к этим трем выводам, можно контролировать питание катушек и первичное напряжение и тем самым выяснить, не в системе зажигания ли кроется дефект, приводящий к внезапной остановке мотора.

Выполнив все подключения и запустив съем осциллограммы, дожидаемся момента, когда двигатель заглохнет. Вот этот момент на осциллограмме:

1. Напряжение питания в момент, когда накопление энергии в катушке не происходит, составляет 13,3 В. Этот факт говорит о наличии проблем в бортовой сети: с высокой долей вероятности с генератором и зарядкой аккумулятора не все в порядке и требуется дополнительная проверка.
2. Когда началось накопление энергии в катушке, напряжение питания на ней начало сильно падать. Причем форма осциллограммы в этом месте неровная, с заметными искажениями, что сразу говорит о наличии плохого контакта где-то в цепи питания. Но самое главное то, что к окончанию периода накопления напряжение упало до уровня 8,8 В. Просадка напряжения составила 4,5 В. Это очень много, однозначно имеется дефект, требующий устранения.
3. В дальнейшем напряжение питания упало до 5,9 В, что и привело к остановке двигателя. Цепь питания катушек зажигания нарушилась полностью.
4. При последующих попытках накопления энергии, когда блок замыкал первичную цепь, питающее напряжение просто падало до нуля.
5. Анализ формы первичного напряжения проводить не будем. Отметим лишь, что даже при столь плохом качестве цепи питания искрообразование на свечах имело место, а после окончательного пропадания питания, конечно же, импульсы первичного напряжения пропали тоже.

Схема подключения катушек зажигания в системе Январь 7 достаточно проста: питание поступает прямо с замка зажигания через несколько разъемов. Осталось проверить электропроводку от плюсовой клеммы аккумулятора до катушек. Возможно, проблема заключена в самой контактной группе замка зажигания. Однако при первом же взгляде в пространство под приборной панелью обнаружился нештатный тумблер, размыкающий цепь питания катушек. Видимо, это было некое подобие противоугонной системы. После удаления тумблера проблема со спорадической остановкой двигателя была решена, а осциллограмма питающего напряжения приняла нормальный вид.

Пример 2. Автомобиль Chevrolet Lanos, двигатель 1,5 л, система зажигания типа DIS с модулем конструкции General Motors, который массово применялся также и на автомобилях ВАЗ в конце девяностых – начале двухтысячных годов. Проблема, как и в первом примере, заключалась в спорадической остановке двигателя. Следует заметить, что автомобиль посетил уже несколько автосервисов, на которых была выполнена замена бензонасоса, свечей зажигания, высоковольтных проводов, модуля зажигания и датчика положения коленчатого вала.

Был подключен мотортестер, запущен съем осциллограммы питания и массы модуля зажигания, а также вторичного напряжения. Однако интерес представляет только осциллограмма напряжения питания:

Проанализируем полученную осциллограмму.

1. Бортовое напряжение, подаваемое на модуль зажигания, составляет 13,9 В. Учитывая это, можно с высокой долей вероятности предположить, что дефектов в генераторе нет, и зарядка аккумулятора происходит успешно.
2. В момент окончания накопления энергии напряжение на модуле упало до 9,1 В. Просадка напряжения составила 4,8 В. Форма осциллограммы при этом очень искажена, видны скачки вверх-вниз, линия снижения напряжения негладкая. В принципе, можно было не дожидаться остановки двигателя, а сразу искать проблему в цепи питающего напряжения модуля зажигания.
3. В какой-то момент питание просто исчезло: напряжение упало до уровня 7,8 В из-за наличия большого паразитного сопротивления в цепи.
4. В начале следующего периода накопления энергии в катушке напряжение упало до нуля. Двигатель при этом заглох.

Дефект очень похож на предыдущий. Разница лишь в том, что в первом случае причина крылась в непрофессиональном вмешательстве в электропроводку автомобиля, а во втором – в окислении контактов в цепи питания модуля.

После ремонта электропроводки вновь был выполнен съем осциллограммы питающего напряжения:

Как видно, линия снижения напряжения теперь гладкая, а просадка напряжения составила 1,8 В, что вполне укладывается в обозначенный ранее допуск.

Пример 3. Автомобиль ВАЗ 2115, двигатель 21114, объем 1.6 л, 8 клапанов. Жалоб у клиента нет. Однако проверка мотортестером качества питающего напряжения катушек зажигания выявила наличие ненадежного контакта:

Наблюдаемая на осциллограмме характерная «гребенка» говорит о ненадежном контакте где-то в цепи питания. Дефектным оказался замок зажигания вследствие износа его контактной группы. Данный случай примечателен тем, что никаких жалоб клиента не было озвучено, но проблема уже имела место.

Пример 4. Этот пример приведем в качестве дополнения для более полного понимания поставленной задачи. Речь идет о блоке розжига ксеноновых ламп, установленном нештатно на автомобиль Hyundai Accent. В заводском исполнении ксеноновые лампы на этот автомобиль никогда не устанавливались, поэтому электропроводка рассчитана на установку в фары обычных ламп накаливания.

Не касаясь вопроса о возможности и даже законности подобной переделки, заострим внимание лишь на технической стороне дела. Блоки розжига были подключены непосредственно к тем же проводам, которые прежде питали лампы накаливания. Но для формирования высокого напряжения блок розжига, как и система зажигания, использует принцип электромагнитной самоиндукции. Поэтому в момент подключения катушки для накопления энергии блок потребляет значительный ток; подключение происходит периодически с постоянной частотой около 80 Гц. Однако после установки в фары ксеноновых ламп выяснилось, что одна из них моргает.

Смена местами ламп, как и смена местами блоков розжига правой и левой фары, ничего не дала. Проблема была найдена путем снятия осциллограммы питающего напряжения:

Как видно из приведенной осциллограммы, напряжение в бортовой сети составило 14,2 В. Однако к концу зарядки катушки внутри блока розжига просадка напряжения достигла целых 8,3 В, что и приводило к сбоям в формировании высокого напряжения для ксеноновой лампы.

Следует заметить, что на втором блоке просадка напряжения достигала 6 В, но лампа при этом не мерцала. Однако переделка электропроводки требуется для блоков розжига обеих фар. Собственно, при установке ксеноновых ламп была допущена грубая ошибка: не учтено более высокое пиковое потребление тока блоками розжига и не усовершенствована электропроводка автомобиля.