Во время подготовки к работе простые щупы вставляются в пазы «L» и «Z». Именно так проводится большинство измерений. Только если необходимо исключить токи утечки, следует использовать двойной детектор. Вставьте один конец с буквой «E» в гнездо с такими же буквами, а другой конец — в гнездо «L».
Что такое мегаомметр и как им пользоваться
Мегаметры — это практичные и функциональные приборы для измерения сопротивления изоляции, которые не только обеспечивают точные измерения, но и гарантируют целостность изоляционного материала. Измерители сопротивления изоляции в основном используются профессиональными электриками и специалистами, обслуживающими высоковольтные электроустановки, благодаря особым характеристикам этих приборов. Прибор позволяет измерять высокие значения сопротивления цепей, изоляционных материалов, двигателей, телекоммуникационного оборудования и других видов техники, его основное назначение — определение функциональной безопасности тестируемых объектов.
Мегаомметр — это специальный измерительный прибор, используемый для измерения высоких значений сопротивления. Основное отличие от обычных омметров заключается в том, что измерения проводятся при значительном уровне напряжения, которое генерируется независимо от оборудования для измерения изоляции.
Работа измерителей сопротивления изоляции объясняется законом Ома для электрической цепи: I=U/R. Основными компонентами, установленными внутри корпуса, являются источник напряжения с фиксированным и калиброванным значением, а также амперметр и выходные клеммы.
Соединительные кабели подключаются к клеммам с помощью стандартных зажимов типа «крокодил», а значения тока в цепи измеряются амперметром. Некоторые модели оснащены шкалой с двумя типами значений или чисел, отображаемых на дисплее.
Мегаметр работает в принципе
Мегаметры используются для измерения сопротивления изоляции, а также для определения коэффициента поглощения изоляции неработающего электрооборудования. Измерители сопротивления изоляции различаются в зависимости от типа цепи и типа дисплея.
Цифровые модели являются самыми дешевыми устройствами, в то время как аналоговые приборы имеют высокую цену, но характеризуются высокой точностью измерений. Основной областью применения в настоящее время являются системы производства и распределения электроэнергии, а также системы контроля работы электрооборудования в промышленности, лабораториях и в полевых условиях. На внутреннем рынке эти счетчики не пользуются большим спросом.
Как устроен прибор
Различные модели счетчиков отличаются друг от друга конструктивными особенностями. Более старые устройства имеют внутри ручную динамо-машину, в то время как более новые устройства имеют внешние и внутренние источники.
На схеме показаны компоненты мегомметра
- «Л» – зажим «Линия»;
- «Э» – зажим «Экран».
- «З» – зажим «Земля»;
Выходная мощность приборов, предназначенных для проверки изоляции высоковольтного оборудования в промышленности, может быть во много раз выше, чем у моделей, предназначенных для бытового использования.
Измерительная головка оснащена рамочным разъемом и тумблером для переключения функций. Прочный и долговечный диэлектрический корпус имеет ручку для переноски, переносной складной кронштейн генератора, выключатель и специальные выходные клеммные элементы.
Особенности эксплуатации прибора
Измерения в электроустановках можно проводить только с помощью электрооборудования, которое было тщательно проверено и протестировано и соответствует нормам, применимым к измерениям.
Перед началом измерений убедитесь, что мегафон работает правильно.
Мегаомметры используются для проверки свойств изоляции и измерения сопротивления диэлектрических материалов.
Влияние наведённого напряжения
Ток, проходящий по проводам линий электропередач, создает большое магнитное поле, которое изменяется по синусоидальному закону. Эта особенность вызывает вторичную электродвижущую силу и ток значительной величины в металлических проводниках.
Электрическая энергия, передаваемая по линиям электропередач, создает сильное магнитное поле.
Это свойство оказывает заметное влияние на точность всех проводимых измерений, а сумма двух неизвестных значений тока может сильно усложнить задачу метрологии. По этой причине измерение сопротивления изоляции сети под напряжением является совершенно непривлекательным занятием.
Действие остаточного напряжения
Генератор вырабатывает величину напряжения, которая подается в измеряемую сеть, в результате чего возникает разность потенциалов между контуром заземления и проводниками, что сопровождается емкостным образованием определенной нагрузки.
Перед подключением счетчика убедитесь, что в системе нет остаточного напряжения.
Сразу после отсоединения измерительного проводника можно наблюдать быстрое прерывание цепи, что способствует возникновению частичного потенциала из-за емкостного заряда внутри рельса или системы проводников. При случайном или намеренном прикосновении к этой области существует опасность поражения электрическим током, так как ток разряда проходит через тело. Предотвращение травм обеспечивается использованием мобильной системы заземления с хорошо изолированной рукояткой.
Перед подключением для выполнения измерений изоляции убедитесь, что в проверяемой цепи нет остаточной нагрузки или напряжения. Для этого используются специальные индикаторы или вольтметры с соответствующими значениями. Для быстрой и абсолютно безопасной работы один конец заземляющего проводника должен быть подключен к контуру заземления. Другой конец проводника касается изолирующего стержня, таким образом, создавая заземление для устранения любой остаточной нагрузки.
Устройство и принцип работы
Мегаомметр — это прибор для измерения сопротивления изоляции проводов и кабелей. Прибор подключается к измеряемому проводу с помощью щупа, а затем на него подается напряжение. Мегаомметр любого типа содержит источник постоянного напряжения. Он генерирует высокое напряжение в измерительной цепи, которое используется для проверки состояния изоляции кабеля. В зависимости от модели количество калибровочных напряжений варьируется, они могут применяться по отдельности (более простые и дешевые) или в комбинациях (более сложные и дорогие).
Два типа мультиметров — «классический» динамометр и электронный
Сегодня используются два типа — старый тип со встроенным динамометром, управляемым кнопкой на боковой стороне прибора. Существуют также электронные мегомметры, которые могут использовать внешние (сетевой ток) или внутренние (батареи, аккумуляторы) источники напряжения для создания испытательного напряжения. Некоторые модели электронных мегомметров могут измерять и другие электрические параметры сети — напряжение, низкое сопротивление и т.д. Это означает, что их можно использовать вместо мультиметра. Однако они обычно не имеют большого количества калиброванных напряжений для испытания изоляции (обычно 500 В и 1000 В).
Напряжение калибруется, а его значение устанавливается путем установки переключателя в нужное положение и выбирается в соответствии с типом тестируемого оборудования. Результаты измерения сопротивления изоляции отображаются на шкале (для стрелочных приборов) или на цифровом дисплее. Шкала калибруется в КОм или МОм для лучшей читаемости.
Схема измерения параметров изоляции кабеля с помощью мегомметра.
Принцип действия мегомметра основан на законе Ома: I=U/R, ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. При испытании необходимо определить сопротивление: R=U/I. В этом и заключается задача мегаметра. Он подает в цепь определенное напряжение (которое вы задаете), измеряет ток, пересчитывает его и отображает результат на шкале. Это сопротивление изоляции тестируемой цепи.
Измерения мегаомметром
Сам процесс измерения не сложен, но он должен выполняться строго по правилам и последовательности шагов. В ходе испытания генерируется высокое напряжение, которое может быть опасным при неосторожном обращении. Поэтому внимательно прочитайте правила и строго следуйте им.
Измерение сопротивления изоляции проводника относительно экрана
Подготовка к работе
Перед использованием мегафона необходимо провести некоторые подготовительные работы. Сначала отключите проверяемые цепи от нагрузки. При измерении сопротивления изоляции в домашней установке прервите подачу электроэнергии выключателем или выкрутите пробки. При измерении проводки розеточной группы выньте все вилки из розеток. При измерении цепей освещения выкрутите лампы из всех светильников (люстр, настенных светильников, точечных светильников). Только в таком состоянии — без нагрузки — можно испытывать кабели и провода.
При проверке сопротивления изоляции электропроводки дома выключите все приборы, вытащив их из розеток, выкрутите лампочки.
Еще один шаг по подготовке к использованию мегафона — подключение переносного заземления. Это необходимо для снятия остаточного напряжения с измеряемых цепей. Подключите не менее 1,5 квадратных футов многожильного медного провода к заземляющей шине панели управления. Зачистите другой конец и прикрепите его к сухому стержню. Провод должен быть соединен так, чтобы медь слегка касалась проводников.
Требования по безопасности
На предприятиях к проведению измерений по методу Меггера допускается персонал с группой по электробезопасности 3 или выше. Даже если измерения проводятся в домашних условиях, необходимо соблюдать правила техники безопасности. Перед использованием мегомметра прочитайте и поймите инструкцию. В соответствии с инструкцией:
- Работать в диэлектрических перчатках (этим пунктом практически всегда пренебрегают, хотя, наверное, зря).
- Перед началом работы подготовить линии, убедиться в отсутствии на линии людей. На предприятиях предписывают вывесить предупредительные плакаты («Не включать» и «Осторожно высокое напряжение»). Если измеряется длинная линия, аналогично можно поступить и в домашних условиях — лучше перестраховаться и повесть на щитке предупредительный плакат, чем лечить последствия поражения электротоком.
- Все время держать щупы за изолированные рукоятки. Они имеют упоры для пальцев и рассчитаны на защиту от высокого напряжения.
- Перед тем, как пользоваться мегаомметром, при помощи переносного заземления снять с линии остаточное напряжение. Так же поступать после каждого измерения.
Держите преобразователь только за изолированные ручки.
Обратите особое внимание на остаточное напряжение. Длинный провод к тесту создает значительную нагрузку, которая может даже привести к фатальному повреждению.
Подключение мегаомметра к тестируемой линии
В стандартную комплектацию входят три зонда. Один зонд имеет два наконечника с одной стороны. Используется при измерении экранированных кабелей для устранения токов утечки (щуп «E» подключается к экрану кабеля).
Как померить сопротивление изоляции кабеля
Чаще всего необходимо измерять сопротивление изоляции кабелей. Как я могу использовать мегаметр в этом случае? Если кабель уже используется, его отсоединяют от сети и снимают подключенную к нему нагрузку. Вносятся несколько типов изменений:
-
Каждая жила кабеля по отношению ко всем остальным, связанная в пучок и расположенная на одном заземляющем проводнике.
Для измерения состояния изоляции кабеля
Выполните пункты 2 и 3, если результаты первого измерения ниже нормы. Эти измерения не сложны, но если проводов много, то они занимают много времени. Хорошо, что в электротехнике обычно используются трехжильные кабели, и только в трехфазных сетях их может быть больше.
Использование мегомметра: так измеряется сопротивление изоляции между двумя проводами в кабеле.
При измерении в распределительном щите выключаются все автоматические выключатели, отключается нагрузка, а затем производится измерение. Кабели можно вытащить из гнезд, но к контактным винтам необходимо прикоснуться щупами. Внимание: Входящий кабель (на верхних розетках) нельзя измерять на выключателе без отключения питания подстанции.
Если кабель экранирован (оплетка из металлических проводов, стальные или алюминиевые полосы), устанавливается разъемный датчик, и экран добавляется к проводам и «земле» в жгуте проводов.
Проведение измерений
Провести измерение в принципе несложно, главное — строго соблюдать правила и последовательность действий, поскольку высокое напряжение, возникающее во время испытания, представляет реальную опасность.
Готовим прибор к работе
Перед работой с мегаметром необходимо провести некоторые подготовительные работы. Сначала полностью обесточьте проверяемые цепи, т.е. отключите питание, замкнув выключатель или отсоединив разъемы. Во-вторых, отключите все источники питания, то есть вытащите вилки из розеток, а лампы — из гнезд. Когда это сделано и нагрузка полностью снята, можно проверить проводку.
Кроме того, рекомендуется использовать переносное заземление, чтобы избежать случайного воздействия остаточного напряжения. Можно использовать многожильный медный провод, один конец которого крепится к заземляющей шине контрольной панели, а другой — к сухому куску дерева без изоляции. Закрепите кабель так, чтобы контакт между медью и проводниками был плотным.
Особенности безопасности
Правила работы с мегафоном предполагают соблюдение всех пунктов инструкции по эксплуатации. К ним относятся:
- Использование диэлектрических перчаток.
- До начала работ произвести подготовку сети и обезопасить людей от случайного контакта (предупредительная табличка на распределительном щитке поможет).
- Пользование щупами важно осуществлять исключительно с использованием изолированных частей для хвата, имеющих достаточную защиту от высоких напряжений.
- До начала работ обязательно снятие остаточного напряжения переносным заземлением. Повторять после проведения каждого последующего измерения.
- Каждый замер заканчивать соединением неизолированных частей щупов в положение «крест-накрест» для снятия остаточного напряжения в приборе. Некоторые электронные модели оснащены функцией автоматического саморазряда.
Это важно: остаточные напряжения требуют особого внимания. Это особенно актуально для длинных хвостов, которые могут накапливать значительную нагрузку, способную даже привести к летальному исходу.
Соединение устройства с проверяемой линией
Три зонда, два стандартных и один зонд с двумя наконечниками, входят в стандартную комплектацию.
На верхней части устройства находятся три гнезда для подключения этих зондов, каждое из которых обозначено буквой:
- «З» – для щупа, отвечающего за защитное заземление;
- «Л» – для щупа, подключаемого к тестируемой линии;
- «Э» – для щупа с двумя наконечниками, применяемого при устранении токов утечки во время измерений экранированных кабелей.
Первые два гнезда для одиночных зондов используются наиболее часто. Только для устранения токов утечки используется третья розетка и двойной штырь, один конец которого (с маркировкой «E») вставляется в соответствующую розетку, а другой — в розетку с маркировкой «L».
Видео описание
Вопрос о том, для чего используется мегаомметр, объясняется в этом видео на примере электронной формы прибора:
Прибор подключается к измеряемой сети с помощью зажимов типа «крокодил»:
- при определении уровня сопротивления изоляционного материала меж кабельными жилами необходимо оба зажима расположить на оголённой части проводов;
- при проверке методом «пробы на землю» крепление одного щупа осуществляется к проводу, а второго – к клемме заземления.
В противном случае устройство практически не используется в частных домах, где экранированные кабели не применяются. Однако, если присутствуют экранированные кабели и необходимо исключить токи утечки, следует использовать раздельный датчик, скрутив экранированный провод и добавив его к общему жгуту проводов, подлежащему измерению.
Проведение измерений
Давайте рассмотрим подробнее, как работает Мегаметр. После настройки датчика выбирается испытательное напряжение. Напряжение 500 или 1000 В подается для проверки сопротивления изоляции домовой проводки. Действия выполняются в следующем порядке:
- прибор готовится к работе по описанному выше алгоритму;
- проводится установка переносного заземления;
- в соответствии с ожидаемым сопротивлением выбирается шкала измерений, установив переключатель прибора в нужном положении;
- проводится проверка отсутствия напряжения в сети при помощи индикаторной отвёртки или тестера и подключение щупов к объектам измерения;
- удаляется переносное заземление;
- проводятся измерения простым нажатием клавиши «Тест» в электронном приборе или кручением ручки динамомашины до загорания сигнальной лампы в ручном варианте (эти действия приведут к созданию тестового напряжения в линии);
- снимаются и записываются показания;
- проводится отключение щупов, снятие остаточного напряжения с прибора и линии.
Каждый электроприбор имеет свое собственное значение сопротивления, которое указано в его техническом паспорте. Если измеренное значение не меньше значения, указанного в паспорте, то все в порядке. Если это не так, необходимо принять меры для поиска причины, ее устранения или замены прибора/кабеля.
Видео описание
В этом видео представлен подробный обзор ручного меггера с динамометром:
Измерение сопротивления изоляционного покрытия провода
Измерение сопротивления изоляции с помощью мегомметра является наиболее распространенным способом измерения. Для этого необходимо отключить источник питания, сняв нагрузку.
Затем измерение производится для каждой жилы, отсоединенной от остального пучка, который включает заземляющий проводник.
В случае заниженной оценки, проверьте каждую жилу относительно земли, не включая другие провода, а затем проверьте каждую жилу относительно других проводов.
Выполнить такой тест несложно, но утомительно при наличии большого количества ядер. Однако в однофазной сети проблем с измерениями быть не должно.
Подготовительный этап
Для правильного измерения сопротивления изоляции необходимо правильно подготовить проверяемую электрическую систему. Все нагрузки должны быть отключены, все соединения разъединены, а концы кабеля отсоединены от оборудования. Если необходимо проверить систему освещения, недостаточно выключить выключатели, необходимо снять все осветительные приборы (выкрутить лампочки). Если возможно, на время испытания проводка должна быть отсоединена от светильников.
Если планируется проверка кабеля, подготовку следует начать с «дальнего» конца: выключить все оборудование, разомкнуть автоматические выключатели и рубильники, убедиться, что концы проверяемого кабеля свободны.
Затем ограничьте доступ к «другому» концу кабеля. Это необходимо для того, чтобы:
- никто не был случайно травмирован высоким испытательным напряжением;
- не было возможности по ошибке подать напряжение на кабель, пока проводятся измерения.
Либо поставьте для этой цели пост (помощника), либо перекройте пространство и установите предупреждающие знаки.
Для проведения измерений требуется переносное заземление. Для этого от клеммы защитного заземления пусковой панели до точки измерения можно проложить гибкий медный кабель сечением не менее 2 мм². Подключите другой конец кабеля к заземляющему стержню. Если у вас нет готового стержня, его можно сделать из куска изоляционного материала подходящей длины. Достаточно сухого деревянного стержня. Можно использовать кусок полипропиленовой трубы. Самое главное, чтобы проводник заземления можно было подключить к управляемому проводнику с безопасного расстояния (около 1,5 метров).
Необходимо знать, что мегомметр находится в хорошем состоянии. Мегомметр должен быть проверен квалифицированной метрологической лабораторией. Это включает проверку измерительной системы и исправности изоляции клемм.
Не следует путать термины «проверка» и «инспекция»:
- в ходе «проверки» убеждаются в общей целостности и исправности аппарата;
- при «поверке» специалист-метролог выясняет, измеряет ли прибор необходимый параметр с должной точностью.
Также необходимо проверить изоляцию измерительных кабелей, чтобы убедиться в ее исправности. Метролог пломбирует испытанное и откалиброванное устройство и делает соответствующие записи в книге калибровки.
Необходимо убедиться в наличии требуемых средств индивидуальной защиты. Все лица, участвующие в процессе измерения, должны иметь необходимый допуск (группа электробезопасности III) и пройти медицинский осмотр.
Описание процесса
Перед началом измерений необходимо убедиться, что проверяемое оборудование выключено. Для этого каждый из проверяемых проводников заземляется на несколько секунд с помощью переносного заземляющего стержня.
Дальнейшая процедура зависит от того, одножильный кабель или многожильный. В первом случае измерьте сопротивление изоляции относительно земли.
Если тестированию подлежит один кабель, сначала проверьте качество изоляции каждого проводника по отношению к другим соединенным кабелям. Затем поочередно измерьте сопротивление изоляции каждого отдельного изделия относительно земли. Если необходимо проверить силовой трансформатор, сначала проверьте качество изоляции выводов относительно корпуса. Затем проверьте сопротивление изоляции между отдельными обмотками трансформатора.
Любое измерение сопротивления изоляции с помощью мегомметра должно выполняться в следующем порядке:
- убедиться, что напряжение на проверяемом проводе отсутствует;
- подключить мегаомметр к исследуемой цепи;
- проверить правильность соединений;
- снять с проводов заземление;
- провести необходимые измерения;
- заземлить провода, которые только что проверяли;
- только после этого отключаем мегаомметр.
Помимо измерения сопротивления изоляции, мегомметр также может использоваться для определения степени влажности изоляции (известной как коэффициент адсорбции).
Этот параметр измеряется следующим образом:
- собирается измерительная цепь;
- на линию подаётся испытательное напряжение;
- через 15 секунд после подачи напряжения записываются показания (назовём их R15) — но испытание продолжается;
- записываются показания через 60 сек. после подачи напряжения (R60).
Отношение R60 к R15 является «коэффициентом адсорбции». Кабель считается хорошим, если это значение выше 1,5.
Кроме коэффициента адсорбции, существует еще один важный параметр, который указывает на качество изоляции и может быть измерен с помощью мегафонометра. Тест проводится так же, как и определение коэффициента адсорбции, но значения мегафонометра измеряются через 1 минуту и через 10 минут. Отношение R600 к R60 называется индексом поляризации. Это дает представление о степени износа изоляционных материалов.
Предполагается, что этот индекс составляет не менее 3,5.
Современные мегафонометры с микропроцессорным управлением могут измерять необходимые временные интервалы и рассчитывать коэффициент адсорбции и индекс поляризации. По окончании теста измеритель немедленно выводит измеренные значения на экран.
Правила безопасности
Как и при любых других электротехнических работах, при измерении сопротивления изоляции существует риск поражения электрическим током.
Необходимо знать и строго соблюдать правила электробезопасности.
Убедитесь, что все требования соблюдены:
- приборы должны быть исправны и предварительно проверены в лаборатории;
- доступ посторонних к месту проведения измерений должен быть ограничен;
- обязательно надо использовать средства индивидуальной защиты (изолирующие перчатки);
- измерения проводятся только в сухих помещениях (или при ясной сухой погоде).
Помните, что основным принципом измерения сопротивления изоляции является испытание высоким напряжением.
Во время измерений напряжение в измерительных цепях может достигать нескольких тысяч вольт, что, безусловно, опасно для жизни и здоровья людей. Проблема заключается в том, что после измерений в тестируемых цепях все еще остается высокий потенциал. Во время работы на отдельных проводниках длительное время присутствует значительное напряжение, которое накапливается в кабеле, как в конденсаторе. При испытании больших кабельных линий напряжением 3-6 кВ, например, опасное напряжение может оставаться в жилах кабеля в течение нескольких часов.
При испытании кабельных лотков необходимо, чтобы работу выполняли два человека. Настоятельно рекомендуется установить телефонную или радиосвязь. Все работы должны выполняться согласованно. После каждого измерения проверяемая цепь должна быть замкнута накоротко и заземлена. Только после этого можно приступать к следующему шагу.
В следующем видеоролике показано, как измерить сопротивление изоляции с помощью мегомметра E6-24/2.
Типовые причины неисправности изоляция
Поскольку измерение сопротивления изоляции мегомметром является частью более широкой политики профилактического обслуживания, важно знать причины возможного ухудшения изоляции. Только тогда можно принять правильные меры для ее исправления.
Причины разрушения изоляции можно разделить на пять групп. Однако важно помнить, что различные причины будут накладываться друг на друга, если не предпринять корректирующие действия, что приведет к разрушению изоляции и оборудования.
1. Электрические нагрузки
Большинство электрических напряжений связано с отклонением рабочего напряжения от номинального значения, при этом перенапряжение и пониженное напряжение влияют на изоляцию.
2. Механические нагрузки
Частые последовательные пуски и остановки могут вызвать механические напряжения. Сюда также относятся проблемы балансировки с вращающимися механизмами и прямые нагрузки на кабели и всю установку.
3. Химические воздействия
Присутствие химических веществ, масел, агрессивных паров и пыли обычно влияет на эксплуатационные характеристики изоляционных материалов.
4. Напряжения, связанные с колебаниями температуры:
Помимо механических напряжений, вызванных последовательными пусками и остановками, на свойства изоляционных материалов также влияют напряжения расширения и сжатия. Работа при экстремальных температурах также приводит к старению материалов.
5. Загрязнение окружающей среды
Плесень и инородные частицы в горячей, влажной среде также способствуют ухудшению изоляционных свойств установок и оборудования.
В приведенной ниже таблице показана относительная частота различных причин отказа двигателя.
Помимо внезапного повреждения изоляции в результате экстремальных событий, таких как наводнение, факторы, влияющие на характеристики изоляции действующей установки, объединяются и иногда усугубляют друг друга. В долгосрочной перспективе, без постоянного мониторинга, это приведет к ситуациям, которые станут критическими для безопасности людей и нормальной работы. Поэтому регулярные испытания изоляции оборудования или электрических машин являются полезным средством контроля состояния изоляции и принятия необходимых мер до возникновения неисправности.
Принцип измерения сопротивления изоляции и влияющие на него факторы
Измерение сопротивления изоляции основано на законе Ома. Применяя известное постоянное напряжение, уровень которого ниже, чем уровень напряжения испытания электрического сопротивления, а затем измеряя значение тока, можно очень легко измерить значение сопротивления. В принципе, значение сопротивления изоляции очень велико, но не бесконечно, поэтому, измеряя небольшой протекающий ток, мегомметр показывает значение сопротивления изоляции в кОм, МОм, ГОм и даже ТОм (в некоторых моделях). Это сопротивление характеризует качество изоляции между двумя проводниками и может указывать на опасность тока утечки.
Определенные факторы влияют на величину сопротивления изоляции и, следовательно, на величину тока, который протекает при подаче постоянного напряжения на тестируемую цепь. К таким факторам относятся температура или влажность, которые могут существенно повлиять на результаты измерений. Давайте сначала проанализируем тип токов, протекающих при измерении изоляции, предполагая, что эти факторы не влияют на результат измерения.
Общий ток, протекающий в изоляционном материале, является суммой этих трех составляющих:
- Емкость. Для зарядки емкости тестируемой изоляции необходим ток зарядки емкости. Это переходный ток, который начинается с относительно высокого значения и падает экспоненциально к значению, близкому к нулю, когда тестируемая цепь электрически заряжается. Через несколько секунд или десятых долей секунды этот ток становится незначительным по сравнению с измеряемым током.
- Поглощение. Ток поглощения, соответствующий дополнительной энергии, которая необходима для переориентации молекул изоляционного материала под воздействием прикладываемого электрического поля. Этот ток падает намного медленнее, чем ток зарядки емкости; иногда необходимо несколько минут, чтобы достичь значения, близкого к нулю.
- Ток утечки или ток проводимости. Этот ток характеризует качество изоляции и не изменяется со временем.
На следующей диаграмме эти три тока показаны как функция времени. Временная шкала является произвольной и может меняться в зависимости от рассматриваемой изоляции.
Для обеспечения правильных результатов испытаний для очень больших двигателей или очень длинных кабелей минимизация емкостных и абсорбционных токов может занять от 30 до 40 минут.
Когда к цепи прикладывается постоянное напряжение, общий ток, протекающий через испытуемый изолятор, изменяется с течением времени. Это означает значительное изменение сопротивления изоляции.
Прежде чем подробно рассмотреть различные методы измерения, полезно рассмотреть факторы, которые влияют на измерение сопротивления изоляции.
Влияние температуры
Температура вызывает квазиэкспоненциальное изменение значения сопротивления изоляции. В рамках программы профилактического обслуживания измерения должны проводиться при одинаковых температурных условиях или, если это невозможно, корректироваться с использованием эталонной температуры. Повышение температуры на 10 °C уменьшает сопротивление изоляции примерно вдвое, а понижение температуры на 10 °C удваивает значение сопротивления изоляции.
Методы тестирования и интерпретация результатов
Кратковременное или точечное измерение
Это самый простой метод. Испытательное напряжение прикладывается на короткое время (30 или 60 секунд) и регистрируется значение сопротивления изоляции в это время. Как упоминалось ранее, на это прямое измерение сопротивления изоляции существенно влияют температура и влажность, поэтому измерения следует нормировать на эталонную температуру и регистрировать содержание влаги для сравнения с предыдущими измерениями. С помощью этого метода можно проанализировать качество изоляции, сравнив текущее измеренное значение с результатами нескольких предыдущих испытаний. Таким образом, за определенное время можно получить более достоверную информацию об изоляционных характеристиках испытуемой установки или прибора, чем при однократном испытании.
Если условия измерения остаются одинаковыми (одинаковое испытательное напряжение, одинаковое время измерения и т.д.), то во время периодических измерений можно однозначно оценить состояние изоляции, наблюдая и интерпретируя любые изменения. После регистрации абсолютного значения необходимо проанализировать его изменение во времени. Таким образом, измерение, которое дает относительно низкое, но стабильное значение изоляции с течением времени, теоретически должно вызывать меньше опасений, чем значительное снижение сопротивления изоляции с течением времени, даже если сопротивление изоляции выше рекомендуемого минимального значения. В целом, любое внезапное падение сопротивления изоляции является признаком проблемы, которую необходимо исследовать.
На следующей схеме показан пример измерения сопротивления изоляции электродвигателя.
В точке А сопротивление изоляции снижается из-за старения и отложения пыли.
Резкое падение в точке B указывает на повреждение изоляции.
В точке C неисправность была устранена (обмотка двигателя была перемотана), восстановив более высокое значение сопротивления изоляции, которое остается постоянным с течением времени, что указывает на ее хорошее состояние.
Методы тестирования, основанные на влиянии времени приложения испытательного напряжения (PI и DAR)
Эти методы измеряют значения сопротивления изоляции в течение определенного периода времени. Их преимущество в том, что они не подвержены сильному влиянию температуры, поэтому их можно использовать без корректировки результатов, если только испытательное оборудование не подвергается значительным колебаниям температуры во время испытания.
Эти методы идеально подходят для профилактического обслуживания вращающегося оборудования и контроля изоляции.
Если изоляционный материал находится в хорошем состоянии, ток утечки или ток линии мал, и на начальное измерение сильно влияют заряд емкости и токи поглощения диэлектрика. Если со временем приложить испытательное напряжение, показания сопротивления изоляции будут увеличиваться по мере уменьшения этих мешающих токов. Время стабилизации, необходимое для измерения изоляции в хорошем состоянии, зависит от типа изоляционного материала.
Если изоляционный материал находится в плохом состоянии (поврежден, загрязнен и влажный), ток утечки будет постоянным и очень высоким, часто превышающим зарядные токи емкости и диэлектрического поглощения. В таких случаях измерение сопротивления изоляции становится стабильным очень быстро и стабилизируется при высоком значении напряжения.