Что такое измерение сопротивления изоляции и почему это важно. Измерение сопротивления изоляции Проверки сопротивления изоляции электрических аппаратов

Цель работы:

Изучить методы измерения сопротивления изоляции электроустановок.

Задание:

Ознакомиться с теорией по сопротивлению изоляции электросети.

Изучить методы измерения сопротивления изоляции электроустановок.

Провести экспериментальное определение сопротивления изоляции проводов, предложенных преподавателем, с помощью:

1. Мегаомметра М 4100.

   Тераомметра Е6-13А.

   Мультиметра М-830В.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ

При снижении сопротивления изоляции в месте повреждения (загрязнение, увлажнение и т. п.) увеличивается ток, протекающий под действием рабочего напряжения сети; соответственно повышается температура нагреваэтого места. Повышение температуры нагрева изоляционного материала снижает его сопротивление, что приводит к соответствующему увеличению тока. Последнее вызывает новое повышение температуры и соответствующее дополнительное снижение сопротивления изоляции. Процесс нарастания электрического тока продолжается до тех пор, пока не установится равновесие между тепловыделением и теплоотводом (при какой-тоустановившейся температуре перегрева). В случае, когда условия охлаждения не соответствуют интенсивности тепловыделения в месте повреждения, наступает лавинообразное нарастание тока, приводящее к тепловому разрушению материала и дуговому замыканию. Поэтому при снижении сопротивления изоляции необходимо принимать меры к устранению неисправности.

Сопротивление изоляции сети

Сеть состоит из комплекса гальванически связанных электротехнических изделий - источника электроэнергии, распределительных щитов, приемников электроэнергии, линий связи и пр. Каждое изделие имеет определенное значение сопротивления изоляции.

Если все токоведущие части данной фазы находятся под электрическим потенциалом ф ф, а земля имеет электрический потенциал ф 0 , то сопротивления изоляции R 0 этой фазы у всех элементов сети оказываются под одной и той же разностью потенциалов. Отсюда следует, что сопротивленияR 0 всех элементов сети включены между собой параллельно. Обычноизмеряют эквивалентное сопротивление изоляции не отдельных фаз, а сети в целом (или ее отдельных участков). Тогда

где R ni - сопротивление изоляции отдельного электротехнического изделия, n - количество изделий в сети.

То есть эквивалентное сопротивление изоляции сети относительно земли зависит от количества входящих в эту сеть электротехнических изделий и значений их сопротивления изоляции. Чем разветвленнее сеть, чембольше в ней элементов, тем ниже уровень ее сопротивления изоляции. При этом даже и случаи исправной изоляции у всех элементов значениеэквивалентного сопротивления изоляции сети может быть весьма низким. В разветвленной сети на фоне низкого значения эквивалентного сопротивления изоляции незаметно аварийное снижение сопротивления изоляции одного из элементов. Тем самым возрастает пожарная опасность разветвленных сетей.

Емкость относительно земли

Токоведущие части и корпус электротехнического изделия (либо земля) образуют своеобразный конденсатор, обладающий определенной емкостью. Действительно, здесь мы имеем две токопроводящие среды, изолированные друг от друга и находящиеся под разными потенциалами φ ф и φ 0 .

Так, на рисунке 3.1, а видно, что каждый элементарный участок провода длиной ΔL обладает емкостьюΔ С относительно земли. Эквивалентная емкость провода равна сумме этих частичных емкостей. Емкость жилы кабеля длиной 1 км относительно внешней металлической оплетки колеблется в диапазоне 0,1-1,0 мкФ в зависимости от ее сечения и конструкции кабеля. Каждый токоведущий элемент - обмотки электрическихмашин, трансформаторов и реле, печатный монтаж и пр. - имеет определенную емкость.

Емкость относительно земли - элемент, распределенный по длине линии. Однако при анализе условий электробезопасности распределенную емкость заменяют сосредоточенной эквивалентной и применяют аппарат теории цепей с сосредоточенными параметрами. Это справедливо, так как длина электромагнитной волны промышленной частоты 50 Гц равна 6000 км (λ = c/f), то есть она существенно больше геометрических размеров электрической сети любого промышленного объекта. Емкость как распределенный элемент учитывается при анализе нестационарных высокочастотных процессов типа импульсных перенапряжений в сети при внезапных замыканиях на землю и при расчете процессов в протяженных линиях передачи электроэнергии.

Рисунок 3.1 - Емкость токоведущих частей относительно земли: распределенная (а) и эквивалентная (б).

Другим источником емкости (основным по количественному значению) являются фильтры защиты аппаратуры автоматики и радиоэлектронной аппаратуры от помех. Эти фильтры устанавливают у источника помехи и в цепях питания радиоэлектронной аппаратуры.

В любой сети постоянною токи или промышленной частоты при каждом разрыве электрической цепи возникают высокочастотные электромагнитные колебания (электромагнитные помехи), которые как излучаются во внешнее пространство, так и проходят по сети. Генераторами подобных помех являются коммутационные аппараты (контакторы, реле), коллекторные электрические машины и тому подобные элементы. Другим источником помех является нелинейные элементы сети, искажающие форму кривой напряжения и генерирующие высокочастотные составляющие (например, полупроводниковые выпрямители).

Обычно уровень электромагнитных помех снижают путем применения емкостных помехоподавляющих фильтров.

Например, конденсаторы C 1 , включаются между каждой щеткой коллекторной электрической машины и корпусом. При этом для высокочастотной электромагнитной помехи внутри корпуса машины создается контур«щетка Щ1 - конденсатор C 1 - корпус - конденсатор C 1 - щетка Щ2», имеющий бесконечно низкое сопротивление

Х с =1/2 πnfC l ->0

где n- кратность частоты помехи по отношению к основной гармонике 50 Гц. В результате помеха не выходит за пределы корпуса машины. Емкость каждого фильтра в зависимости от конкретных обстоятельств лежит в диапазоне 0,049-10 мкФ и более.

Емкость ухудшает изоляционные параметры сети, снижая эквивалентное сопротивление токоведущих частей относительно земли при исправной электрической изоляции. Например, если имеем эксплуатационный уровень эквивалентного сопротивления изоляции сети 600 кОм, то при значении емкости 1 мкФ он снижается в 200 раз - до 3 кОм; еслиемкость составляет 100 мкФ, то он падает в 20000 раз - до 30 Ом.

Таким образом, анализ условий электробезопасности как на стадии разработки проекта электроустановки, так и при ее эксплуатации должен выполняться с учетом параметров цепей связи токоведущих элементов с землей. В качестве примера на рис. 3.1, б приведена эквивалентная схема трехфазной сети с изолированной нейтралью.

Как правильно измерить сопротивление изоляции электроустановок

Сопротивления изоляции распределены по сети. Обычно оперируют значениями эквивалентных величин. Вследствие этого линии связи между токоведущими частями и корпусом, показанные в упомянутой статье на схемах замещения (рис. 3.2), и соответствующие им подключения элементов к фазам (полюсам) сети и земле в природе отсутствуют. Поэтому измерить значение сопротивления изоляции непосредственным подключением какого-либо прибора к схемным линиям связи не представляется возможным. По этой причине обычно используют косвенные методы измерений - активные (с применением вспомогательного источника напряжения) или пассивные (с использованием рабочего напряжения сети в качестве оперативного напряжения).

В сетях с заземленной нейтралью выполняют периодический контроль при снятом рабочем напряжении, а в сетях, изолированных от земли, согласно п. 1.6.12 « Правил устройства электроустановок» - автоматическийконтроль под рабочим напряжением.

Представление о значении сопротивления изоляции дает лишь сила тока в измерительной цепи в установившемся режиме, так как в первыемоменты после приложения измерительного напряжения, а также при каждом изменении структуры и состава сети (например, при подключении новых электроприемников) в измерительной цепи протекают токи переходных режимов, обусловленные перезарядом емкости полюсов сети относительно корпуса или зарядом емкости подключаемого участка сети. Крометого, на результат измерений оказывает влияние рабочее напряжение электроустановки.

Правильный результат может быть получен лишь при соответ ствии принятого метода измерений параметрам контролируемой сети. Без соблюдения этого условия в одной и той же сети при измерении различными средствами могут быть получены данные, противоречащие одни другим.

Измерения при снятом рабочем напряжении

При снятом рабочем напряжении применяют метод наложения постоянного напряжения. Измерительный прибор - переносной либо щитовой мегаомметр И- содержит источник постоянного напряжения Е и миллиамперметр А (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2 - Измерение при снятом рабочем напряжении

Один полюс прибора (обычно положительный) подключается к токоведущей части (например, к клемме 1), а второй полюс - к корпусу проверяемого электротехнического изделия.

В установившемся режиме после заряда емкостей C 1 и С 2 относительно корпуса ток I ИЗМ, протекающий под действием источника Е, на полюсе 1 разветвляется: его часть I" изм протекает через эквивалентное сопротивление изоляции R 1 полюса 1, а другая часть I"" изм - через сопротивление нагрузки R н и эквивалентное сопротивление изоляции R 2 полюса 2. Далее ток протекает по корпусу и суммируется в цепи миллиамперметра А.

Силу тока I ИЗМ определяет выражение:

I изм = E /{ R вн + R ) (3.2)

где R BH - внутреннее сопротивление мегаомметра (миллиамперметра, источника измерительного напряжения и добавочного сопротивления R д), R -эквивалентное сопротивление изоляции. Строго говоря, в последнем следовало бы учесть сопротивление R H , но обычно R H «R2 поэтому его влиянием допустимо пренебрегать (в тех случаях, когда внутреннее сопротивление контролируемого изделия соизмеримо с величиной сопротивления изоляции, такое допущение может приводить к ошибочным результатам, завышенным против фактических).

При R BH = const и Е = const сила тока в измерительной цепи зависит только от величиныR, поэтому миллиамперметр градуируют непосредственно в единицах сопротивления.

На практике обычно применяют переносные мегаомметры с питанием от сети переменного тока (типа MI27) или с автономным источником (типа М4100). В качестве последнего используют индукторный генератор с ручным приводом (скорость вращения рукоятки около 2 об/с). Чтобы уменьшить погрешность измерений из-за непостоянства скорости вращения рукоятки, в таких мегаомметрах в качестве измерительного прибора используют не миллиамперметр, а логометр, одна рамка которого подключенанепосредственно к источнику напряжения, а вторая, жестко связанная с ней, включена в измерительную цепь.

Для повышения достоверности измерений измерительное напряжение выбирают близким к рабочему напряжению контролируемой цепи. Для электрооборудования напряжением от 100 В до 400 В применяют мегаомметры напряжением 500 В. Безопасность измерений при этом достигается за счет ограничения силы тока в измерительной цепи до величины 1 мАдобавочным сопротивлением R = 0,5 МОм.

Измерения в сетях постоянного тока

Норвежская фирма Autronicaсоздала автоматизированную систему контроля сопротивления изоляцииSystemAJ-1 с генератором оперативного напряжения частотой 5 Гц. ФирмаMerlinGerin(Франция) выпускаетприборы Vigilohm System XM-200 с оперативным источником частотой 2,5 Гц.

В ряде случаев вместо источника напряжения непромышленной частоты используют вспомогательный источник постоянного напряжения переменной полярности. Так, фирмаBender(Германия), выпускает приборIRDH 265-4.

Метод уравновешенного моста

На этом методе, как правило, основана работа отечественных щитовых мегаомметров в сетях постоянного тока. Схема измерений этим методом приведена на рисунке 3.3, где использованы следующие обозначения:А - миллиамперметр; R д - добавочное сопротивление; П - переключатель; Е - источник измерительного напряжения (до 150 В); R п - потенциометр.

Плечами моста являются сопротивления изоляции R 1 и R 2 и сопротивления r 1 и г 2 плеч потенциометра R п. Измерительный прибор и ограничительное сопротивление R д включены в диагональ моста.

Рисунок 3.3 - Измерение сопротивления изоляции сети постоянного токаметодом уравновешенного моста

Сила тока I изм в диагонали моста определяется выражением:

(3.3)

где R- эквивалентное сопротивление изоляции сети.

Измерение производится в два этапа. На первом этапе переключатель П устанавливают в положение 1 и перемещением движка потенциометра балансируют мост - добиваются отсутствия тока в диагонали моста. На втором этапе переключатель устанавливают в положение 2, подключая в диагональ моста источник измерительного напряжения Е. После окончания процессов перезаряда емкостей снимают показание миллиамперметра.

В сбалансированном мосте составляющая тока, определяемая вторым слагаемым, отсутствует. Поэтому при Е = const,R д =constи при условииr 1 r 2 /R n «R сила тока I ИЗМ однозначно определяется сопротивлением изоляции R (приборы типа MI54, М1508, М1608, М1428, М1628).

Обычно при работе с сетями постоянного тока применяют методы измерений, основанные на использовании рабочего напряжения сети в качествеоперативного напряжения. Рассмотрим один из них.

Метод трех отсчетов вольтметра

Этот метод заключается в последовательном измерении вольтметром с известным сопротивлением r трех напряжений: U - рабочего; U 1 – между положительным полюсом сети и землей; U 2 - между отрицательным полюсом и землей. Расчет искомой величины сопротивления изоляции сетипроизводится по формуле:

(3.4)

Рассмотрим физические основания этого метода.

Рисунок 3.4 - Измерение сопротивления изоляции

сети постоянного тока вольтметрами

а) - по методу двух вольтметров; б) и в) - по методу трех отсчетов вольтметра

На рисунке 3.4(а) показана эквивалентная схема сети постоянного тока с сопротивлениями изоляции полюсов R1, R2 и рабочим напряжением U.

Напряжения между полюсами сети и корпусом U" и U" пропорциональны соответствующим сопротивлениям изоляции, то есть всегда выполняются следующие соотношения:

(3.5)

Если для измерения этих напряжений между полюсами сети и корпусом включить вольтметры V1 и V2 c равными внутренними сопротивлениями r, то получим:

(3.6)

При r » R выражение (3.6) будет совпадать с предыдущим.

Такой способ контроля (с использованием двух вольтметров) ранее применялся для индикации однополюсных снижений сопротивления изоляции и однополюсных замыканий на землю. Вольтметр, соответствующий полюсу с меньшим сопротивлением изоляции, имеет меньшее показание (зачастую вместо вольтметров включали две лампы накаливания).

Пользуясь результатами измерения напряжений U` иU", определитьвеличины сопротивлений R 1 и R 2 , соответственно и значение эквивалентного сопротивления изоляции сетиR, не представляется возможным, так как система уравнений (3.5) неполная: эквивалентная схема соcтоит из трех контуров, в то время как сама система содержит только два уравнения. Чтобы ее все-таки можно было разрешить, в сеть вносят нормированные искажения.

При включении вольтметра V по схеме рисунка 3.4(б) меняется эквивалентное сопротивление между положительным полюсом сети и землей (за счет шунтирования сопротивления изоляцииR i внутренним сопротивлением вольтметра r). Оно становится равным:

(3.6)

Так как при этом сопротивление между отрицательным полюсом сети и корпусом не изменится, то уменьшается напряжение между положительным полюсом и землей: U 1 U"). При измерении по схеме рис. 3.4,в аналогично получаем:U 2

Следует еще раз подчеркнуть, что оно образуется за счет намеренного поочередного уменьшения сопротивлений между полюсами сети и землей путем шунтирования сопротивлений изоляции R 1 иR 2 известным сопротивлениемr.

Теперь система уравнений, составленных для напряжений U 1 иU 2 , оказывается разрешимой, так как она содержит известные величиныU,U 1 ,U 2 ,rи две неизвестные величины:R 1 иR 2 . Решая систему относительно последних, получаем выражение (3.4) для эквивалентного сопротивления изоляции сети.

Соотношение величин напряжений UиU 1 +U 2 , определяющее точность измерений при данном сопротивлении изоляции сети, зависит от величины сопротивления вольтметраr. Еслиr>>R(например, при измерении ламповым, цифровым или электростатическим вольтметром), то при подключении вольтметра в сеть вносятся несущественные искажения, так как сопротивления между полюсами сети и землей практически не изменяются. Как следствие этого получаемU 1 +U 2 =U. Соответственно нулевыми будут результаты при расчетах по формуле (3.4).

Наибольшая точность измерений достигается при выполнении следующего соотношения: r= 0,8R, при которомU 1 +U 2 =0,44U. Обычно рекомендуется выбирать вольтметр с внутренним сопротивлением, приблизительно равным измеряемому сопротивлению изоляции.

Изложенное справедливо не только для силовых сетей, но и для низковольтных систем автоматики. В последних опасно выполнять контроль сопротивления изоляции с использованием щитовых мега-омметров, содержащих источник измерительного напряжения 100-150 В. Под действием этого источника при определенных условиях могут выйти из строя комплектующие систему полупроводниковые приборы и микросхемы.

Этот метод прост в выполнении и доступен, так как не требует применения специальной аппаратуры. Однако он имеет и ряд недостатков, связанных с необходимостью выполнения вычислений.

Опыт показывает, что целесообразна подмена расчетов по формуле (3.4) работой с соответствующими номограммами. В качестве примера нарис. 3.5 приведена номограмма, предназначенная для определения значения сопротивления изоляции сетей постоянного тока напряжением от 150 до 600 В.

Номограмма имеет три шкалы - рабочего напряжения U, суммы напряжений полюсов сети относительно корпуса U 1 +U 2 , и искомого значения сопротивления изоляцииR. Порядок работы с номограммой таков: к точкам шкалUиU 1 +U 2 , соответствующим полученным результатам измерений, прикладывается линейка; искомое значение считывается по шкалеR.

В практической деятельности не всегда имеется в наличии вольтметр с предусмотренным номограммой значением внутреннего сопротивления. Поэтому на рисунке 3.6 приведена номограмма, пригодная для работы сразличными типами вольтметров. Она состоит из двух параллельных шкал (U 1 + U 2 и R) и бинарного поля с координатами «напряжение сети - внутреннее сопротивление вольтметра». Работа с такой номограммой также несоставляет труда.

Рисунок 3.5 - Номограмма для определения сопротивления изоляции сетей постоянного тока напряжением от 150 В до 600 В при измерении вольтметром с внутренном сопротивлением 100 кОм

Рисунок 3.6 - Номограмма для определения сопротивления изоляции сетей постоянного тока напряжением от 150 В до 600 В при измерении вольтметром с внутренним сопротивлением от 50 до 200 кОм

Измерения в сетях переменного тока

Принцип действия большинства приборов, предназначенных для работы в сетях переменного тока, находящихся под рабочим напряжением, основан на использовании метода наложения постоянного измерительного напряжения (см. рисунок 3.6), аналогичного методу измерений при снятом напряжении. Так как под действием рабочего напряжения Uф в измерительной цепи может протекать, переменный ток, то для ее защиты применяют индуктивный или, как показано на схеме, емкостный фильтр (цепь R1-C1). Конденсатор С1 также защищает измерительную цепь от бросков тока IИЗМ в переходных режимах работы сети (при подключении электроприемников) (см. рисунок 3.7).

Рисунок 3.7 - Контроль изоляции сетей переменного тока методом наложения постоянного напряжения

Измерение сопротивления изоляции производят при нажатой кнопке К, когда измерительная цепь замыкается через миллиамперметр А, проградуированный в единицах сопротивления. При «свободном» состоянии кнопки (в режиме автоматического контроля) цепь замыкается через резистор Rд, являющийся входным элементом блока сигнализации БС. Падение напряжения на этом резисторе, так же как и сила тока в измерительной цепи, однозначно определяется значением эквивалентного сопротивления изоляции сети. При уменьшении сопротивления изоляции это напряжение возрастает; в случае снижения сопротивления доопределенного значения (установленной для данной сети уставки срабатывания сигнализации Uycт) на выходе БС появляется соответствующий сигнал (световой или звуковой).

На таком принципе работают устройства «Электрон-1» (автоматический контроль и измерение), ПКИ (автоматический контроль) и щитовые мегаомметры М1423, М1503, М1527. М1623. М1603.

В процессе настройки или эксплуатации электроустановки нередко возникает необходимость измерять сопротивление изоляции «прикладным» методом, не обращаясь к штатным средствам контроля. Л.П. Подольским в 1946 г. предложен достаточно простой способ двух отсчетов вольтметра применительно к трехфазным сетям (см. рисунок 3.8).

Рисунок 3.8 - Измерение сопротивления изоляции сети переменного тока методом двух отсчетов вольтметра

Согласно этому способу измеряют напряжение U1 между одной из фаз сети и землей. Затем между этой фазой и землей включают дополнительное сопротивление известной величины R1 и измеряют напряжение U2; вместо сопротивления R1 подключают сопротивление R2 и вновь измеряют напряжение между фазой и землей Uз.

Величина эквивалентного сопротивления изоляции сети определяется по

(3.7)

где q1 = (U1/U2)2 -1; q2 = (U, /U3) -1.

Измерения в сетях двойного рода тока

В современных сетях переменного тока обычно присутствуют полупроводниковые выпрямители, подключенные непосредственно к фазам сети (без применения трансформаторов). Это могут быть как маломощные элементы (например, для питания катушек контакторов в магнитных пускателях), так и силовые агрегаты (питание электроприводов постоянного тока). В подобных сетях величина эквивалентного сопротивления изоляции определяется пятью составляющими: сопротивлениями изоляции r а, r 0 , r с фаз цепей переменного тока и сопротивлениями изоляцииR 1 иR 2 полюсов цепи постоянного тока.

Рассмотренные выше методы измерений в сетях переменного тока называются непригодными для сетей двойного рода тока. Это объяснятся тем, что в сети двойного рода тока полюса цепи постоянного тока имеют определенные; постоянные напряжения относительно земли - в зависимости от значения сопротивления их изоляции.

Через полупроводниковый выпрямитель эти напряжения в определенной закономерности переносятся на цепи переменного тока и влияют на работу приборов контроля изоляции. Так, в простейшем случае, при использовании трехфазного неуправляемого выпрямителя, собранного по схеме Ларионова, среднее значение напряжения между фазами сети переменного тока и землей определяется выражением:

(3.8)

где U mФ - амплитуда фазного напряжения на входе выпрямительного моста; R1, R2 - сопротивления изоляции полюсов цепи постоянного тока; R-, R~ - эквивалентные сопротивления изоляции цепей постоянного и переменного тока соответственно.

Из этого выражения следует, что при равенстве величин R1 и R2 имеет место U = 0 и никаких искажений в работу приборов контроля не вносится.

Однако в общем виде R1≠R2, соответственно Ucp ≠ 0. В предельных случаях при однополюсном замыкании на корпус (R1<

В трехфазных сетях напряжением 380 В напряжение на выходе выпрямительного моста U=510 В. В приборах контроля изоляции измерительное напряжение Е существенно меньше (обычно оно равно 150 В), поэтому напряжение U оказывает существенное влияние на силу тока и напряжение в измерительной цепи, вносит дополнительную погрешность. Стрелка мегаомметра может занимать любое положение на рабочем участке шкалы, независимо от измеряемого значения сопротивления изоляции. Она может даже зашкаливать за отметки «о» и «∞», показывая лишенные физического смысла величины R<0 и R>∞ . В качестве примера на рисунке 3.9 приведены показания щитового мегаомметра типаM1503 в зависимости от значения сопротивления изоляции отрицательного полюса цепи постоянного тока при постоянном значении сопротивления изоляции положительного полюса (50 кОм) и эквивалентном сопротивлении изоляции цепей переменного тока 100 кОм (кривая 1). Кривая 2 соответствует фактическимзначениям эквивапентного сопротивления изоляции сети.

Из графиков видно, что кривые 1 и 2 совпадают только в одной точке, когда R1=R2= 50кОм. При низких значениях эквивалентного сопротивления изоляции (менее 10 кОм) стрелка прибора находится вблизи отметки «оо», и наоборот, при достаточно высоких сопротивлениях (более 25 кОм) прибор показывает R < 0.

ЛПО «Вибратор» выпускает мегаомметры типа M1428 и M1628, пригодные для работы в сетях двойного рода тока.

Рисунок 3.9 - Эквивалентное сопротивление изоляции сети двойного рода тока

В сетях переменного и двойного рода тока можно применять метод, разработанный на кафедре безопасности жизнедеятельности СПб ТЭТУ «ЛЭТИ». Существо метода заключается в следующем. К фазам сети переменного тока подключается трехфазный выпрямительный мост, собранный на полупроводниковых диодах по схеме Ларионова (см. рисунок 3.10).

Вольтметром магнитоэлектрической системы поочередно измеряют три напряжения; U cp - на выходе моста, U 1 - между положительным полюсом моста и землей, U 2 - между отрицательным полюсом моста и землей. Расчет сопротивления изоляции сети выполняют по формуле:

(3.9)

аналогичной формуле (3.4) для метода трех отсчетов вольтметра в сетях постоянного тока. Существенно, что в подобных случаях измерения должны производиться вольтметром именно магнитоэлектрической системы, так как носителями информации о величине сопротивления изоляции являются только средние значения напряжений. Предел измерений вольтметра должен соответствовать величине U cp , то есть для трехфазных сетей 380 В пригодны вольтметры со шкалой 0-600 В. Внутреннее сопротивление вольтметра выбирается в соответствии с рекомендациями, приведеннымивыше применительно к сетям постоянного тока.

Рисунок 3.10 - Измерение сопротивления изоляции сети двойного рода тока по способу ЛЭТИ

Этот метод пригоден для применения в однофазных и трехфазных сетях переменного тока, в сетях с управляемыми и неуправляемыми выпрямителями. Во избежание ошибок в расчетах здесь также рекомендуетсяприменять номограммы. Поскольку напряжение источников переменного тока стабильно, номограммы оказываются существенно более простыми (рис. 3.11).

Порядок выполнения работы

Изучите теоретическую часть, прилагаемую к данной лабораторной работе.

Сделайте расчет сопротивления своего тела (путь пролегания тока и площадь контактируемого с электродом участка тела – по заданию преподавателя).

Проверьте расчет экспериментальным определением сопротивления указанного участка тела с помощью мультиметра М-830В.

Сравните полученные результаты и сделайте соответствующие выводы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Для чего производится контроль сопротивления изоляции электроустановок?

Чем опасны емкостные явления между токопроводящими средами и землей?

Как измерить сопротивление изоляции электроустановок при снятом рабочем напряжении?

Как измерить сопротивление изоляции электроустановок методом уравновешенного моста?

Как измерить сопротивление изоляции электроустановок методом трех отсчетов вольтметра?

Что такое «номограмма»?

Как измерить сопротивление изоляции электроустановок в сетях переменного тока?

Как измерить сопротивление изоляции электроустановок в сетях двойного рода тока?

Как измерить сопротивление изоляции электроустановок по схеме Ларионова?

Рисунок 3 .11 - Номограмма

Качественные изолирующие материалы определяют функциональность и надежность снабжения объектов электрической энергией. Каждый специалист на предприятии должен понимать важность свойств изоляции оборудования. Периодически необходимо контролировать работу электрических устройств, проводить измерение сопротивления изоляции.

Материал изоляции кабелей имеет свой срок службы. На качество диэлектрического материала изоляции влияют следующие факторы:

• Высокое напряжение.
• Солнечный свет.
• Механические повреждения.
• Температурный режим.
• Среда использования.

Если дефект изоляции обнаружен визуально, то выполнять измерения сопротивления уже нет необходимости. При обнаружении нарушения изоляции с помощью мегомметра, можно предотвратить:

• Неисправности устройств.
• Возникновение пожара.
• Аварийные ситуации.
• Чрезмерный износ устройства.
• Удары электрическим током персонала, обслуживающего устройства.

Методика

Главной характеристикой состояния изоляции электрооборудования принято считать сопротивление постоянному току, поэтому обязательной частью проверки цепей является контроль сопротивления изоляции.

Приборы

Значение сопротивления изоляции контролируется при помощи мегомметрами. Сегодня популярными являются мегомметры марок: М — 4100, ЭСО 202 / 2Г, MIC – 30, MIC — 1000, MIC-2500. Прогресс технологий в электротехнике не стоит на месте, поэтому виды измерительных приборов постоянно обновляются.

Состоит из источника питания постоянного тока и механизма измерения. В качестве источника тока может использоваться генератор переменного тока с выпрямительным мостом.

Мегомметры можно разделить по величине напряжения:

• До 1000 вольт.
• До 2500 вольт.

В комплекте к прибору приложены гибкие медные проводники. Их длина может достигать до 3 метров. Сопротивление изоляции измерительных проводов должно быть более 100 мегом. Концы проводов мегомметра должны быть оснащены наконечниками со стороны подключения к прибору. Другие концы проводов должны оснащаться зажимами вида «крокодил» с рукоятками из диэлектрического материала.

Порядок измерений

Перед началом контрольных измерений необходимо выполнить:

• Перед непосредственным измерением необходимо выполнить контрольную проверку прибора. Такая проверка производится путем определения показаний прибора во время разомкнутых и замкнутых проводников. При разомкнутых проводниках стрелка или индикатор должны показывать бесконечное сопротивление. При замкнутых проводах показания должны быть близки к нулю.
• Обесточить измеряемый кабель. Для проверки отсутствия напряжения необходимо пользоваться указателем напряжения, который испытан на заведомо подключенном к напряжению участке цепи электроустановки, согласно требованиям правил охраны труда.
• Произвести заземление токоведущих жил испытуемого кабеля.

Во время измерения сопротивления на участках цепи свыше 1000 вольт, необходимо применять диэлектрические резиновые перчатки. Запрещается касаться токоведущих элементов, присоединенных к мегомметру.

Сопротивление проверяется для отдельной фазы по отношению к другим фазам. При отрицательном результате необходимо проверить сопротивление изоляции между отдельной фазой и землей.

Схема проверки сопротивления

Измерение сопротивления изоляции на кабеле, рассчитанном на напряжение более 1000 вольт, на изоляцию накладывают экранное кольцо, которое соединено с экраном.

При работах с кабелями до 1000 вольт, имеющих нулевые жилы, необходимо знать:

• Изоляция нулевых проводов должна быть не хуже, чем у фазных проводников.
• Нулевые проводники должны быть отключены от заземления со стороны приемника и источника питания.

При вращении ручки привода генератора мегомметра необходимо добиться устойчивого состояния стрелки прибора. Только после этого можно измерять сопротивление. Для устойчивого положения стрелки ручку вращают со скоростью около 120 об / мин.

После начала вращения ручки до момента измерения должно пройти не менее 1 минуты. Далее после подключения проводов к кабелю необходимо выждать 15 секунд. После этого зафиксировать величину сопротивления.

При ошибочно выбранном интервале измерений, необходимо выполнить следующие мероприятия:

• Снять напряжение с измеряемого проводника, подключить к нему заземление.
• Установить правильное положение переключателя и возобновить измерение на новом диапазоне.

При подключении и снятии заземления применение диэлектрических перчаток является обязательным. После проведения измерений на кабеле накапливается заряд энергии, который необходимо снять перед отключением прибора. Заряд снимается при помощи наложения заземления.

Проверка изоляции осветительной цепи

Измерение сопротивления изоляции осветительной цепи выполняется мегомметром, рассчитанным на напряжение до 1000 вольт. Работы по измерению включают в себя следующие этапы:

• Измерение сопротивления изоляции магистрали: от щитов 0,4 кВ до электрических автоматов распредщитов.
• Сопротивления изоляции от этажных распредщитов до квартирных щитков.
• Измерение сопротивления изоляции цепи освещения от автоматов выключения и групповых щитков до арматур освещения. В светильниках перед измерением отключается напряжение, выключатели света должны находиться во включенном состоянии, нулевые рабочие и защитные провода должны быть отключены, лампы освещения вывернуты. Если применяются газоразрядные лампы, то их допускается не выкручивать, однако необходимо снять стартеры.
• Значение сопротивления на участках освещения и осветительной арматуры должно быть выше 0,5 мегома.

Информация по применению в измерениях приборов, и итоги замеров оформляются протоколами.

Требования безопасности

Работники измерительной лаборатории, направленные для исполнения работ в различных электроустановках, и не находящиеся в штате предприятия, владеющего электроустановкой, считаются командированными работниками.

Специалисты должны иметь в наличии определенной формы удостоверения. При этом должна быть отметка комиссии командирующей фирмы о присвоении группы электробезопасности. Фирма, отправляющая специалистов, несет ответственность за исполнение нормативов по технике безопасности и соответствию групп по электробезопасности.

Организация работ сотрудников предполагает выполнение мероприятий перед началом работ:

• Извещение владельца проверяемой электроустановки о целях работы.
• Предоставление специалистам права производства работ в виде выдачи наряда, назначения ответственных лиц.
• Проведение вводного инструктажа.
• Ознакомление с электросхемой и особенностями установки.
• Подготовка рабочего места.

Организация (владелец) несет ответственность за соблюдением требований охраны труда. Работы осуществляются по наряду-допуску.

При выполнении измерений необходимо:

• Соблюдать указания инструкций, применяемых приборов, разработанных на предприятии. Также необходимо выполнять вспомогательные требования согласно нарядам-допускам.
• Запрещается начинать работы по измерениям, не убедившись в отсутствии напряжения на измеряемом участке. Контролировать отсутствие напряжения питания при выполнении измерений. Это требование выполняется с помощью испытанного указателя, который должен быть протестирован на подключенных к напряжению элементах электроустановки, согласно правилам ТБ. Напряжения контролировать между фазами, землей и фазами. Эта операция требует особой тщательности и ответственности.
• Коммутацию приборов осуществлять при обесточенных токоведущих частях.
• Обеспечить использование средств защиты и специального инструмента с диэлектрическими ручками, которые заранее испытаны.

Бригада специалистов должна иметь в составе не менее 2-х человек, включая производителя работ с 4 группой электробезопасности, и работника с 3 группой электробезопасности. При выполнении измерений запрещается подходить к токоведущим элементам ближе безопасного расстояния, которое определено в таблице.

Интервалы проведения проверок

Временные нормативы проведения плановых измерений величин сопротивлений, значение напряжения для измерения изоляции описываются в правилах технической эксплуатации. Ежегодно производится измерение сопротивления изоляции осветительной аппаратуры, лифтовой проводки, а также электропроводки подъемно-транспортных механизмов.

В остальных случаях такие проверки осуществляются один раз в несколько лет. Каждые 6 месяцев производится проверка переносного электрооборудования и инструмента, а также сварочных аппаратов.

При невыполнении установленных интервалов проверок повышается вероятность появления различных нежелательных неисправностей электроустановок. Нарушители этих правил могут подвергаться определенным санкциям и штрафам. В организациях должны быть разработаны планы проведения проверок изоляции. При этом делается упор на особенности и технические запросы, которым должны соответствовать электроустановки, а также кабельные сети. Изоляция проверяется во время эксплуатационных испытаний.

Квартирую проводку нужно проверять по ее отдельным линиям после автоматов.Но вот измеренное сопротивление изоляции отдельной линии ни о чем не говорит.Ну больше оно 0.5 мегом (ток утечки 0.48 миллиампер) и что? Совершенно не ясно,что будет когда проводка с кабелями и проводами из винилового пластиката нагреется до предельной рабочей температуры в + 70 градусов Цельсия.Реально сопротивление линий обычно бывает в диапазоне 12 — 300 мегом.Например,2 розетки,сопротивление изоляции каждой из них — 20 мегом,подключили их параллельно к магистрали линии,получили сопротивление в 10 мегом.Вот так из параллельно подключенных розеток,выключателей,светильников и кабелей к ним и последовательно с ними включенной магистрали и получается общее сопротивление в 0.5 мегом.Если во всей этой схеме окажется последовательно включенный участок кабеля,например ВВГ,с сопротивлением изоляции при + 20 градусах Цельсия в 1 мегом,этого никто не заметит,а при + 70 градусах Цельсия,когда через этот участок кабеля пойдет номинальный рабочий ток,да еще в летнюю жару,сопротивление этого участка уже будет 500 ом,а ток утечки — 480 миллиампер и загорится этот участок вместе с квартирой. Так что мерить сопротивление изоляции отдельно взятой линии вместе с электроустановочными изделиями после окончания монтажа конечно нужно, но лишь для того,что бы в дальнейшем, при повторных проверках,иметь контрольную величину сопротивления изоляции линии,если при контрольной проверке величины сопротивления изоляции линии окажется,что произошло снижение сопротивления изоляции линии больше,чем на 10 %,то нужно проводить полную проверку всех частей схемы электропроводки линии отдельно.А величина сопротивления изоляции линии в 0.5 мегом говорит лишь о том,что какую бы мы по сложности линию после автомата не собрали,ее сопротивление изоляции не должно быть меньше 0.5 мегом.Поэтому при монтаже квартирной проводки нужно проводить проверку сопротивления изоляции ее отдельных участков еще в процессе самого монтажа.Ремонт в квартире закончен,начинаются работы по отделке помещений -покраска,оклейка обоями,настилка напольных покрытий.Вот это то самое время,когда еще можно что то переделать в проводке,поэтому именно в это время и нужно проверить сопротивление изоляции всех проводов и кабелей.Причем проверка должна производиться по нормативам завода — изготовителя и ГОСТ.При этом нужно знать длину каждого участка линии,марку кабеля и его сечение.Например,у кабеля ВВГ при температуре в + 20 градусов Цельсия сопротивление изоляции жилы на один километр длины жилы при сечении 1.5 миллиметра квадратного — 12 мегом,а при сечении жилы 2.5 и 4 миллиметра квадратного сопротивление изоляции жилы на один километр длины жилы -10 мегом.Если сопротивление изоляции жилы меньше расчетного -кабель лучше сразу заменить,то есть при известной длине линии не сложно вычислить сопротивление изоляции жилы,зная ее сечение.Ну а, проверив сопротивление изоляции каждого участка кабеля,можно и коробки паять.А после окончательной отделки уже ставить светильники,розетки и выключатели,проверив их сопротивление изоляции.А уже после окончательного монтажа,до установки ламп,проверить общее сопротивление всех линий и всей квартирной проводки в целом.Причем при проверках сопротивления изоляции можно одновременно и коэффициент абсорбции проверить и провести испытания изоляции мегомметром на 2500 ,после которого снова проверить сопротивление изоляции.А собрать всю схему квартирной электропроводки и потом измерять сопротивление изоляции отдельных линий это не правильно.

На основе статьи "Measurement of insulation resistance (IR) - 2", http://electrical-engineering-portal.com

1. Значения сопротивления изоляции для электрического оборудования и систем

(Стандарт PEARL / NETA MTS-1997 Таблица 10.1)

Правило 1 МОм для значения сопротивления изоляции оборудования

В зависимости от номинального напряжения оборудования:

< 1 кВ = не менее 1 МОм
> 1 кВ = 1 МОм на 1 кВ

В соответствии с правилами IE Rules - 1956

Когда в течение одной минуты между каждым из находящихся под напряжением проводников и землей имеется напряжение 1000 В, сопротивление изоляции высоковольтных установок должно быть не ниже 1 МОм или соответствовать указаниям Бюро по стандартизации Индии (Bureau of Indian Standards). Средневольтные и низковольтные установки - Если в течение одной минуты между каждым из находящихся под напряжением проводников и землей имеется напряжение 500 В, сопротивление изоляции средневольтных и низковольтных установок должно быть не ниже 1 МОм или соответствовать указаниям Бюро по стандартизации Индии (Bureau of Indian Standards). В соответствии со спецификациями CBIP допустимые значения составляют 2 МОм на кВ.

Средневольтные и низковольтные установки - если в течение одной минуты между каждым из находящихся под напряжением проводников и землей имеется напряжение 500 В, сопротивление изоляции средневольтных и низковольтных установок должно быть не ниже 1 МОм или соответствовать указаниям Бюро по стандартизации Индии (Bureau of Indian Standards).

В соответствии со спецификациями CBIP допустимые значения составляют 2 МОм на кВ

2. Значение сопротивления изоляции для трансформатора

Тестирование сопротивления изоляции необходимо для определения сопротивления изоляции индивидуальных обмоток относительно земли или между индивидуальными обмотками. При таком тестировании сопротивление изоляции обычно либо измеряется непосредственно в МОм, либо рассчитывается, исходя из прикладываемого напряжения и величины тока утечки.

При измерении сопротивления изоляции рекомендуется всегда заземлять корпус (и сердечник). Замкните накоротко каждую обмотку трансформатора на выводах проходного изолятора. После этого проведите измерение сопротивления между каждой обмоткой и всеми остальными заземленными обмотками.

Тестирование сопротивления изоляции: между высоковольтной стороной и землей, и между высоковольтной и низковольтной сторонами.
HV1 (2, 3) — Низковольтный 1 (2, 3); LV1 (2, 3) — Высоковольтный 1 (2, 3))

При измерении сопротивления изоляции никогда не оставляйте незаземленными обмотки трансформатора. Для измерения сопротивления заземленной обмотки необходимо снять с нее глухое заземление. Если снять заземление невозможно, как в случае некоторых обмоток с глухозаземленными нейтралями, сопротивление изоляции такой обмотки будет невозможно измерить. Считайте их частью заземленного участка цепи.

Необходимо проводить тестирование между обмотками и между обмоткой и землей (E). На трехфазных трансформаторах необходимо тестировать обмотку (L1, L2, L3) за вычетом заземления для трансформаторов с соединением «треугольник» или обмотку (L1, L2, L3) с заземлением (Е) и нейтралью (N) для трансформаторов с соединением «звезда».

Значение сопротивления изоляции для трансформатора

Где С = 1,5 для маслозаполненных трансформаторов с масляным баком, 30 для маслозаполненных трансформаторов без масляного бака или для сухих трансформаторов.

Коэффициент поправки на температуру (относительно 20°C)

Пример для трехфазного трансформатора 1600 КВА, 20 кВ / 400 В :

• значение сопротивления изоляции на высоковольтной стороне = (1,5 х 20000) / √1600 = 16000 / 40 = 750 МОм при 20°C;
• значение сопротивления изоляции на низковольтной стороне = (1,5 х 400) / √1600 = 320 / 40 = 15 МОм при 20°C;
• значение сопротивления изоляции при 30°C = 15 х 1,98 = 29,7 МОм.

Сопротивление изоляции обмотки трансформатора

Значение сопротивления изоляции трансформаторов

Проведение измерения сопротивления изоляции трансформатора:

• отключите трансформатор и отсоедините перемычки и молниеотводы;
• разрядите межвитковую емкость;
• полностью очистите все проходные изоляторы;
• замкните обмотки накоротко;
• защитите выводы во избежание поверхностной утечки по изоляторам выводов;
• запишите окружающую температуру;
• подсоедините испытательные провода (избегайте дополнительных соединений);
• подайте испытательное напряжение и запишите показания. Значение сопротивления изоляции через 60 секунд после подачи испытательного напряжения принимается в качестве сопротивления изоляции трансформатора при температуре проведения тестирования;
• вывод нейтрали трансформатора во время тестирования должен быть отсоединен от земли;
• также во время тестирования должны быть отсоединены все соединения с землей молниеотвода на низковольтной стороне;
• из-за индуктивных характеристик трансформатора показания сопротивления изоляции необходимо снимать только после стабилизации испытательного тока;
• не снимайте показания сопротивления, когда трансформатор находится в условиях вакуума.

Подключения трансформатора при проведении тестирования сопротивления изоляции (не меньше 200 МОм)

Трансформатор с двумя обмотками

2. Высоковольтная обмотка - (низковольтная обмотка + земля)
3. Низковольтная обмотка - (высоковольтная обмотка + земля)

Трансформатор с тремя обмотками
1. Высоковольтная обмотка - (низковольтная обмотка + обмотка ответвления + земля)
2. Низковольтная обмотка - (высоковольтная обмотка + обмотка ответвления + земля)
3. (Высоковольтная обмотка + низковольтная обмотка + обмотка ответвления) - земля
4. Обмотка ответвления - (высоковольтная обмотка + низковольтная обмотка + земля)

Автотрансформатор (две обмотки)
1. (Высоковольтная обмотка + низковольтная обмотка) - земля

Автотрансформатор (три обмотки)
1. (Высоковольтная обмотка + низковольтная обмотка) - (обмотка ответвления + земля)
2. (Высоковольтная обмотка + низковольтная обмотка + обмотка ответвления) - земля
3. Обмотка ответвления - (высоковольтная обмотка + низковольтная обмотка + земля)

Для любой изоляции измеренное сопротивление изоляции не должно быть меньше :

• высоковольтная обмотка - земля 200 МОм;
• низковольтная обмотка - земля 100 МОм;
• высоковольтная обмотка - низковольтная обмотка 200 МОм.

Факторы, влияющие на значение сопротивления изоляции трансформатора

На значение сопротивления изоляции трансформаторов влияет следующее:

• состояние поверхности проходного изолятора вывода;
• качество масла;
• качество изоляции обмотки;
• температура масла;
• длительность использования и значение испытательного напряжения.

3. Значение сопротивления изоляции для переключателя выходных обмоток

• сопротивление изоляции между высоковольтной и низковольтной обмотками, а также между обмотками и землей;
• минимальное значение сопротивления для переключателя выходных обмоток составляет 1000 Ом на один вольт рабочего напряжения.

Для измерения сопротивления обмотки электродвигателя с заземлением (Е) используется тестер изоляции.

• для номинального напряжения ниже 1 кВ измерение проводится мегомметром на 500 В постоянного тока;
• для номинального напряжения выше 1 кВ измерение проводится мегомметром на 1000 В постоянного тока;
• в соответствии с IEEE 43, статья 9.3, следует применять следующую формулу:
  минимальное значение сопротивления изоляции (для вращающейся машины) = (Номинальное напряжение (В) / 1000) +1.

В соответствии со стандартом IEEE 43 1974, 2000

Пример 1: Для трехфазного электродвигателя 11 кВ

• значение сопротивления изоляции = 11 + 1 = 12 МОм, но в соответствии с IEEE43 должно быть 100 МОм.

Пример 2: Для трехфазного электродвигателя 415 В

• значение сопротивления изоляции = 0,415 + 1 = 1,41 МОм, но в соответствии с IEEE43 должно быть 5 МОм;
• в соответствии с IS 732 минимальное значение сопротивления изоляции для электродвигателя = (20 х Напряжение (р-р)) / (1000 + 2 х кВт).

Значение сопротивления изоляции электродвигателя в соответствии с NETA ATS 2007. Раздел 7.15.1

Значение сопротивления изоляции погружного электродвигателя

5. Значение сопротивления изоляции для электрических кабелей и проводки

Для тестирования изоляции необходимо отсоединить кабели от панели или оборудования, а также от источника электропитания. Проводку и кабели следует тестировать друг относительно друга (фаза с фазой) с кабелем заземления (Е). Ассоциация IPCEA (Insulated Power Cable Engineers Association) предлагает формулу определения минимальных значений сопротивления изоляции.

R = K x Log 10 (D/d)

R = Значение сопротивления изоляции в МОм на 305 метров кабеля
К = Постоянная изоляционного материала. (Электроизоляционная лакоткань = 2460, термопластичный полиэтилен = 50000, композитный полиэтилен = 30000)
D = Внешний диаметр изоляции проводника для одножильного провода или кабеля (D = d + 2c + 2b диаметр одножильного кабеля)
d = Диаметр проводника
c = Толщина изоляции проводника
b = Толщина изолирующей оболочки

Высоковольтное тестирование нового кабеля XLPE (в соответствии со стандартом ETSA)

Кабели 11 кВ и 33 кВ между сердечником и землей (в соответствии со стандартом ETSA

Измерение значения сопротивления изоляции (между проводниками (перекрестная изоляция))

• первый проводник, для которого проводится измерение перекрестной изоляции, необходимо подключить к выводу Line мегомметра. Другие проводники соединяются вместе (с помощью зажимов типа «крокодил») и подсоединяются к выводу Earth мегомметра. На другом конце проводники не соединяются;
• после этого поверните ручку или нажмите кнопку мегомметра. На дисплее измерительного прибора будет показано сопротивление изоляции между проводником 1 и остальными проводниками. Показания сопротивления изоляции следует записать;
• потом подсоедините к выводу Line мегомметра другой проводник, а другие проводники соедините с выводом заземления мегомметра. Проведите измерение.

Измерение значения сопротивления изоляции (изоляция между проводником и землей)

• подсоедините тестируемый проводник к выводу Line мегомметра;
• соедините вывод Earth мегомметра с землей.;
• поверните ручку или нажмите кнопку мегаомметра. На дисплее измерительного прибора будет показано сопротивление изоляции проводников. После поддержания испытательного напряжения в течение минуты до получения стабильных показаний следует записать значение сопротивления изоляции.

Измеряемые значения:

• если во время периодического тестирования получено сопротивление изоляции подземного кабеля при соответствующей температуре от 5 МОм до 1 МОм на километр, данный кабель должен быть включен в программу замены;
• если измеренное сопротивление изоляции подземного кабеля при соответствующей температуре от 1000 кОм до 100 кОм на километр, данный кабель следует заменить срочно, в течение года;
• если измеренное сопротивление изоляции кабеля меньше 100 кОм на километр, данный кабель следует заменить немедленно как аварийный.

6. Значение сопротивления изоляции для линии передачи/распределительной линии

7. Значение сопротивления изоляции для шины панели

Значение сопротивления изоляции для панели = 2 х номинальное напряжение панели в кВ
Например, для панели 5 кВ минимальное сопротивление изоляции 2 х 5 = 10 МОм.

8. Значение сопротивление изоляции для оборудования подстанции

Обычными значениями сопротивления для оборудования подстанции являются:

Типовое значение сопротивление изоляции для оборудования подстанции

Значение сопротивления изоляции оборудования подстанции в соответствии со стандартом DEP:

9. Значение сопротивления изоляции для бытовой/промышленной проводки

Низкое сопротивление между проводниками фазы и нейтрали или между находящимися под напряжением проводниками и землей будет приводить к возникновению тока утечки. Это приводит к ухудшению изоляции, а также к потерям энергии, что выльется в увеличение эксплуатационных расходов на установленную систему.
При обычных напряжениях электропитания сопротивление между фазой-фазой-нейтралью-землей никогда не должно быть меньше 0,5 МОм.

Кроме тока утечки из-за активного сопротивления изоляции существует также ток утечки из-за ее реактивного сопротивления, так как она работает как диэлектрик конденсатора. Этот ток не рассеивает никакой энергии и не является вредным, но нам нужно измерять активное сопротивление изоляции, поэтому для предотвращения включения в измерение реактивного сопротивления при тестировании используется напряжение постоянного тока.

Однофазная проводка

Тестирование сопротивления изоляции между фазой-нейтралью и землей должно выполняться на всей установке с отключенным включателем питания, при соединенных вместе фазе и нейтрали, с отключенными лампами и другим оборудованием, но при замкнутых автоматических выключателях и при всех замкнутых выключателях цепей.

Если используется переключение на два направления, будет тестироваться только один из двух проводов. Для тестирования другого провода необходимо задействовать оба переключателя на два направления и повторно протестировать систему. При необходимости установку можно тестировать как единое целое, но тогда необходимо получить значение не менее 0,5 МОм.

Трехфазная проводка

В случае очень большой установки, имеющей большое количество параллельных соединений с землей, можно ожидать более низкие показания. В этом случае необходимо повторить тестирование после разделения системы. Каждая из таких частей должна соответствовать минимальным требованиям.

Тестирование сопротивления изоляции должно выполняться между фазой-фазой-нейтралью-землей. Минимально допустимое значение для каждого теста 0,5 МОм.

Тестирование сопротивления изоляции для низкого напряжения

Минимальное значение сопротивления изоляции = 50 МОм / количество электрических розеток (все электрические точки с установочными элементами и вилками)

Минимальное значение сопротивления изоляции = 100 МОм / количество электрических розеток (все электрические точки без установочных элементов и вилок)

Меры безопасности при измерении сопротивления изоляции

Высокое испытательное напряжение может привести к повреждению такого электронного оборудования, как электронные стартеры люминесцентных ламп, сенсорные переключатели, переключатели с диммером, контроллеры электропитания. Поэтому подобное оборудование следует отсоединять.

Также следует отсоединять конденсаторы и индикаторные или контрольные лампы, потому что они могут стать причиной получения неточных результатов тестирования.

Если для проведения тестирования отсоединяется какое-либо оборудование, для него необходимо проводить собственное испытание изоляции с использованием напряжения, которое не приведет к их повреждению. Результат должен соответствовать указанному в стандарте Великобритании или быть не меньше 0,5 МОм, если не указан в стандарте.

Измерение сопротивления электрической изоляции – наиболее частое измерение при проведении электротехнических работ. Основная цель данного вида измерений – определение пригодности к эксплуатации электрических проводников, электрических машин, электрических аппаратов и электрооборудования в целом.

Сопротивление изоляции зависит от различных факторов. Это и температура окружающей среды, и влажность воздуха, и материал изоляции и т.д. Единица измерения сопротивления – Ом. При замерах сопротивления изоляции величиной обычно является килоОм (1кОм) и мегаОм (1МОм).

Сопротивление изоляции чаще всего измеряют у электрических кабелей, электрической проводки, электродвигателей, автоматических выключателей, силовых трансформаторов, распределительных устройств. Основным прибором для замеров является мегаомметр (мегомметр). Мегаомметры бывают двух основных видов – стрелочные с ручным приводом и электронные с цифровым дисплеем.

В процессе измерений мегаомметр генерирует испытательное напряжение. Стандартные напряжения мегаомметров – 100В, 250В, 500В, 1000В, 2500В. Чаще всего используют мегаомметры на напряжение 1000В и 2500В, реже на 500В.

Проверка исправности мегаомметра

Перед выполнением замеров, необходимо проверить исправность используемого прибора. Для этого выполняется два контрольных замера. Первое измерение проводится при закороченных между собой проводах мегаомметра. В этом случае измеряемая величина должна быть равна нулю. Второе контрольное измерение выполняется при разомкнутых проводах. Измеряемая величина сопротивления должна стремиться к бесконечно большому значению.

Техника безопасности при проведении измерений

При замерах сопротивления изоляции необходимо соблюдать технику безопасности. Во-первых, пользоваться неисправным мегаомметром категорически запрещается. Во-вторых, перед измерением необходимо проверить индикатором или указателем отсутствие напряжения на электрическом кабеле, двигателе или электрооборудовании. При отсутствии напряжения снимается остаточный заряд путём кратковременного заземления тех частей кабеля, двигателя или электрооборудования, которые в рабочем режиме находились под напряжением. Действия по снятию электрического заряда следует также проводить и после каждого замера.

Измерение сопротивления изоляции силовых электрических кабелей и электропроводки

Изоляция электрических кабелей и электрических проводов проверяется сначала на заводе изготовителе, затем перед непосредственной прокладкой, ну и после окончания электромонтажных работ. Количество замеров зависит от количества жил кабеля или провода.

Силовые электрические кабели и провода бывают трёхжильными, четырёхжильными и пятижильными. Три жилы – это или фаза, ноль и провод заземления, или три фазы «A», «B», «C». Четыре жилы – это три фазы плюс ноль (провод заземления или комбинированная жила PEN). Пять жил – это три фазы, нулевой проводник и провод заземления.

Замеры сопротивления изоляции трёхжильного кабеля или провода выполняют следующим образом. Каждая из трёх жил проверяется по отношению к двум другим заземлённым жилам. В итоге получается три замера. Кроме того, можно проверять сопротивление сначала между каждыми двумя жилами, а затем между каждой жилой и «землёй». В этом случае получается шесть замеров.

В случае с четырёхжильным или пятижильным электрическим кабелем (проводом) методика замеров аналогична измерениям трёхжильного проводника, только количество замеров будет несколько больше.

Для того, чтобы измеряемое значение соответствовало действительности, замер выполняется в течение одной минуты. Величина сопротивления изоляции электрического проводника должна быть в пределах государственных норм. Обычно для низковольтных кабелей 220В или 380В она составляет 0,5МОм или 1МОм.

Для электродвигателей проверяется изоляция обмоток статора. В настоящее время наибольшее распространение получили трёхфазные электродвигатели с короткозамкнутым ротором на рабочее напряжение 380В.

У таких двигателей имеется три обмотки статора, которые соединяются между собой либо по схеме треугольника, либо по схеме звезды. Соединение выполняется или внутри корпуса двигателя, или в соединительной коробке двигателя, которая называется «борно». Т.к. в первом случае отсоединить обмотки друг от друга не представляется возможным, то измерение сводится к замеру изоляции всех трёх соединённых обмоток по отношению к корпусу двигателя. Во втором варианте обмотки можно отсоединить друг от друга, после чего выполняется проверка изоляции между обмотками, а также проверка изоляции каждой обмотки по отношению к металлическому корпусу двигателя. Каждый замер выполняется в течение одной минуты. Конечное значение величины должно также соответствовать государственным нормам.

На производстве очень часто применяются достаточно мощные высоковольтные электродвигатели. Замер сопротивления изоляции обмоток таких двигателей часто сводится к определению коэффициента абсорбции, т.е. к определению увлажнённости обмоток. Для этого фиксируется значение после 15 секунд измерения и после 60 секунд. Значение коэффициента абсорбции - это отношение сопротивления R60 к сопротивлению R15. Величина не должна быть менее 1,3.

Измерение сопротивления изоляции силовых трансформаторов

В настоящее время единственным устройством, преобразующим электрическое напряжение из одной величины в другую, является трансформатор. Практически ни одно производство не обходится без силовых питающих трансформаторов. Перед пуском в эксплуатацию каждый такой трансформатор должен пройти высоковольтные испытания. Перед тем, как будут произведены высоковольтные испытания, необходимо выполнить замеры сопротивления изоляции обмоток.

Т.к. у трансформатора есть первичная и вторичная обмотка (обмотки), то проверяется изоляция каждой обмотки по отношению к другой, которая на момент замера должна быть заземлена. Также выполняется замер между первичной и вторичной обмоткой.

Достаточно часто необходимо определить увлажнённость обмоток трансформатора. В таком случае также как и с высоковольтным двигателем, определяется коэффициент абсорбции.