Измерение сопротивления изоляции кабеля и проводов: что это и таблица норм

Что это такое

Сопротивление изоляции — это параметр, влияющий на безопасную эксплуатацию электроустановок. Это также основной параметр для всех кабелей и проводов, поскольку в процессе эксплуатации они постоянно подвергаются различным физическим и другим воздействиям. Согласно концепции, изложенной в учебниках физики, это отношение напряжения, приложенного к диэлектрическому компоненту, к току, протекающему через него.

Что такое сопротивление изоляции

Хотя кабели изготавливаются из высококачественных и прочных материалов, они могут выйти из строя по следующим причинам

• Высокое напряжение и солнечный свет.
• Механические повреждения и неправильные настройки температуры.
• Неблагоприятные условия эксплуатации.

Для того чтобы выяснить точную причину повреждения кабельной цепи или проверить возможность дальнейшей эксплуатации изоляции, необходимо провести измерение сопротивления изоляции.

Обратите внимание! При визуальном осмотре изоляции необходимость в измерении отпадает. Проведение измерения сопротивления изоляции с помощью мегомметра позволяет устранить неисправности, предотвратить пожары или аварийные ситуации, снять чрезмерно изношенное оборудование и исключить короткие замыкания, которые могут вызвать поражение человека током.

Повреждение кабелей в результате воздействия солнечного света

Проверка: испытание или измерение?

В качестве первого шага полезно прояснить разницу между двумя часто путаемыми видами испытаний — испытанием электрической прочности изоляции и измерением сопротивления изоляции.

Испытание на диэлектрическую прочность, также известное как «испытание на пробой», измеряет способность изолятора выдерживать умеренный скачок напряжения, не вызывая искрения свечи. На самом деле, такие скачки напряжения могут быть вызваны молнией или индукцией повреждения линии электропередачи. Основной целью данного испытания является обеспечение соответствия строительным нормам в отношении путей ползучести и зазоров. Испытание обычно проводится с использованием переменного напряжения, но для этого испытания можно использовать и постоянное напряжение. Этот тип измерения требует использования тестера перенапряжения. В результате получается значение напряжения, обычно выраженное в киловольтах (кВ). Тестирование неисправностей может быть разрушительным, в зависимости от уровня тестирования и энергоемкости инструмента. Поэтому данный метод используется для типовых испытаний нового или восстановленного оборудования.

При нормальных условиях испытания измерение сопротивления изоляции является неразрушающим испытанием. Это измерение проводится с использованием постоянного напряжения, которое ниже значения испытания на электрическую прочность, и дает результаты, выраженные в кОм, Мом, Хом или ТОм. Значение сопротивления указывает на качество изоляции между двумя проводниками. Поскольку это испытание является неразрушающим, оно особенно подходит для контроля старения изоляции электрооборудования или установок, находящихся в эксплуатации. Для этого измерения используются тестеры изоляции, также известные как мегомметры (мегомметры имеют диапазон до 999 Ом).

Необходимость проведения замеров

Проводник изолирован для обеспечения.

• Защита от внешних воздействий.
• Защита оператора.
• Безопасная эксплуатация электрооборудования.

На состояние изоляции влияют следующие факторы.

• Окружающая среда (повышенная температура, влажность и т.д.).
• Чрезмерная допустимая сила тока.
• Механические силы.
• Естественный износ в течение срока службы.

При повреждении изоляционного покрытия может произойти утечка тока, короткое замыкание и техногенные аварии. Регулярная проверка качества изоляционного материала может предотвратить эти проблемы. Это можно проконтролировать, измерив сопротивление с помощью специальных технических средств.

Типовые причины неисправности изоляция

Поскольку измерение сопротивления изоляции мегомметром является частью более широкой политики профилактического обслуживания, важно понимать причины возможных повреждений изоляции. Только тогда можно предпринять правильные шаги для их исправления.

Причины повреждений изоляции можно разделить на пять категорий. Однако следует помнить, что при отсутствии каких-либо корректирующих мер различные причины могут суммироваться и привести к нарушениям изоляции и повреждению оборудования.

Электрические нагрузки

Электрические нагрузки в основном вызваны отклонением рабочего напряжения от номинального значения, и как перенапряжение, так и пониженное напряжение могут оказывать влияние на изоляцию.

Механические нагрузки

Частые и продолжительные пуски и остановки могут вызвать механическое напряжение. Сюда также входит проблема балансировки вращающихся машин и любые прямые нагрузки на кабели и всю установку.

Химические воздействия

В целом, присутствие химических веществ, масел, коррозийных паров и пыли может негативно повлиять на свойства изоляционных материалов.

Напряжения, связанные с колебаниями температуры:

В сочетании с механическими напряжениями, вызванными постоянным запуском и остановкой оборудования, на свойства изоляционных материалов также влияют напряжения, вызванные расширением и сжатием. Работа при экстремальных температурах также может привести к старению материала.

Загрязнение окружающей среды

В теплой и влажной среде плесень и инородные частицы также могут привести к ухудшению изоляционных свойств установок и оборудования.

В приведенной ниже таблице показана относительная частота отказов электродвигателей по различным причинам.

Внешнее загрязнение.

Помимо внезапного повреждения изоляционных материалов в результате чрезвычайных происшествий, таких как наводнение, факторы, снижающие эффективность изоляции на действующем предприятии, сочетаются и иногда усиливают друг друга. В конечном итоге, в долгосрочной перспективе, без постоянного мониторинга, это приведет к ситуации, которая станет очень серьезной с точки зрения безопасности людей и правильной эксплуатации. Поэтому регулярные испытания изоляции системы или двигателя являются полезным способом контроля состояния изоляции и позволяют принять необходимые меры до возникновения неисправности.

Принцип измерения сопротивления изоляции и влияющие на него факторы

Измерение сопротивления изоляции основано на законе Ома. Значение сопротивления изоляции легко измеряется путем подачи известного постоянного напряжения на уровне ниже напряжения испытания изоляции и последующего измерения значения тока. В принципе, значение сопротивления изоляции очень велико, но не бесконечно, поэтому, измеряя небольшой протекающий ток, мегомметр показывает значение сопротивления изоляции в кОм, МОм, Ом или даже THm (в некоторых моделях). Это сопротивление характеризует качество изоляции между двумя проводниками и дает представление о риске утечки.

На величину сопротивления изоляции и, следовательно, на величину тока, протекающего при подаче постоянного напряжения на тестируемую цепь, влияет ряд факторов. К таким факторам относятся, например, температура или влажность, которые могут существенно повлиять на результаты измерений. Сначала проанализируем природу токов, протекающих во время измерения изоляции, используя предположение, что эти факторы не влияют на проводимое измерение.

Полный ток, протекающий в изоляционном материале, представляет собой сумму трех составляющих

• Емкость. Для того чтобы зарядить емкость тестируемого изолятора, необходим ток заряда емкости. Это переходный ток, который начинается с относительно высокого значения и экспоненциально падает до значения, близкого к нулю, когда тестируемая цепь заряжается. Через несколько секунд или несколько десятых долей секунды этот ток становится пренебрежимо малым по сравнению с тестируемым током.
• Абсорбция. Ток поглощения, который соответствует дополнительной энергии, необходимой для переориентации молекул изолирующего материала под воздействием приложенного электрического поля. Этот ток спадает гораздо медленнее, чем ток зарядки конденсатора; иногда требуется несколько минут, чтобы достичь значения, близкого к нулю.
• Ток утечки или ток проводимости. Этот ток характерен для качества изоляции и не изменяется со временем.

На диаграмме ниже показаны эти три тока как функция времени. Временная шкала является произвольной и может меняться в зависимости от испытываемого изоляционного материала.

Для обеспечения надлежащих результатов испытаний очень больших двигателей или очень длинных кабелей, минимизации емкости и поглощения тока может потребоваться от 30 до 40 минут.

Общий ток, протекающий в испытуемом изоляторе, изменяется со временем по мере подачи постоянного напряжения в цепь. При этом происходит значительное изменение сопротивления изоляции.

Прежде чем более подробно рассмотреть различные методы измерения, полезно еще раз взглянуть на факторы, влияющие на измерение сопротивления изоляции.

Влияние температуры

Температура вызывает класс экспоненциальных изменений значений сопротивления изоляции. В программе профилактического обслуживания измерения должны проводиться при одинаковых температурных условиях или, если это невозможно, они должны быть скорректированы относительно эталонной температуры. Например, повышение температуры на 10°C уменьшает сопротивление изоляции примерно вдвое, а понижение температуры на 10°C удваивает значение сопротивления изоляции.

Уровень влажности влияет на изолятор в зависимости от степени загрязнения его поверхности. Никогда не измеряйте сопротивление изоляции, если температура ниже точки росы.

Коррекция сопротивления изоляции в зависимости от температуры (источник IEEE-43-2000)

Используемые методы испытаний

Перед проверкой состояния изоляции важно определить объект, для которого необходимо оценить качество изоляции. Это может быть.

1. Электропроводка.
2. Силовые кабели высокого напряжения.
3. Силовые кабели низкого напряжения.
4. Контрольные линии.

Выберите отдельный метод измерения сопротивления изоляции для каждой из этих категорий электрооборудования. Давайте подробнее рассмотрим все перечисленные варианты.

Электропроводка

Перед началом процедуры измерения провода и распределительные коробки осматриваются, чтобы убедиться в отсутствии обрывов или видимых разъединений. После этого проверьте, где провода подключены к типичным розеткам и выключателям.

Важно: Измерение сопротивления изоляции следует начинать только после полного отключения линии и отключения всего электрооборудования на объекте.

В однофазной сети для определения измеряемых параметров необходимо выполнить следующие действия.

1. Сначала щуп мегомметра подключается между фазным и нулевым проводниками электропроводки.
2. Затем определяется сопротивление изоляции между фазным проводом и центральным проводом защитного заземления.
3. Количество измерений соответствует группе проводников в проводке.

Если показания мегомметра показывают сопротивление менее 0,5 МОм, провод необходимо разделить на более короткие участки. Последующий осмотр каждой секции выявит секцию с неудовлетворительным качеством изоляции. После этого он должен быть полностью заменен.

Высоковольтные силовые кабели (подготовка)

Перед измерением изоляции силового кабеля необходимо проверить его на отсутствие опасного напряжения. Кроме того, для подготовки измерительной схемы необходимо выполнить следующие действия.

1. Во-первых, любой остаточный заряд на проводнике под напряжением должен быть снят с помощью переносного заземления.
2. Затем необходимо тщательно очистить кабель от пыли и грязи, которые могут помешать процессу измерения.
3. После этого необходимо ознакомиться с техническим паспортом кабеля (значения, указанные производителем для результатов испытаний).
4. Эта последняя операция необходима для того, чтобы заранее определить рабочие пределы, которые необходимо установить на устройстве.

Важно: Перед измерением сопротивления изоляции кабеля необходимо проверить правильность работы мегомметра.

Эта операция заключается в проверке показаний на шкале прибора при закрытом и открытом измерительном конце. В первом случае указатель близок к «нулю», во втором случае указатель показывает «бесконечность».

Силовые кабели (измерения)

При измерении сопротивления изоляции мегомметром сначала проводится контрольная проверка для каждой фазы по отношению к стальной оболочке заземления. Только после этого проверяется сопротивление между отдельными жилами (фото слева). Во время снятия показаний не допускайте, чтобы измерительные концы касались друг друга или соприкасались с заземляющей конструкцией или стальной оболочкой.

a) измерьте сопротивление изоляции между одной фазой и заземленной оболочкой кабеля и b) измерьте сопротивление между фазами кабельной линии, соответственно «A» — «B», «B» — «C» и «A» — «C».

Если обнаруживается, что сопротивление изоляции ниже допустимого уровня, проводятся дополнительные измерения в соответствии с требованиями электротехнических норм. Это включает в себя измерение изоляции всех фаз от земли и оценку проводимости между фазными проводниками.

Обратите внимание: для повышения точности показаний, отображающих значения сопротивления изоляции проводников, проводится несколько измерений.

Общее количество варьируется от 3-6 измерений для трехжильного кабеля до 4, 8 или даже 10 измерений для пятижильного кабеля.

Поскольку существует несколько вариантов измерений для трехфазных цепей — для получения информации о рекомендуемых производителем вариантах следует обратиться к тому же техническому паспорту. Согласно ГОСТ 3345, до появления точных показаний на шкале мегомметра должно пройти не менее 60 секунд, но не более 5 минут (с момента соединения проводников и подачи высокого напряжения). Если в течение этого времени показания не могут быть определены (стрелка не отклоняется от расчетного значения) из-за высокой влажности и т.д. — операцию необходимо повторить.

Перед повторным испытанием необходимо снова снять остаточный заряд через заземление. Затем прибор необходимо переключить на нужный предел и повторить тестовое измерение. Эту операцию следует выполнять в токопроводящих перчатках в соответствии с правилами техники безопасности. 1.7.81, 2.1.35 правил монтажа предусматривают безопасные условия работы. Основные условия перечислены ниже.

• На рабочей шине нейтрали и защитной шине изоляция должна быть эквивалентна защитному покрытию фазных линий.
• На стороне питания и приема нейтральный проводник должен быть изолирован от заземленной части цепи.
• Измерения в цепи питания можно проводить только при полностью отключенном напряжении и выключенном автоматическом выключателе или сетевом разъединителе.

Последний пункт является дополнением к обязательному требованию извлечь предохранитель, отсоединить все имеющиеся приемники и отсоединить лампочку. Представленные в инструкции варианты измерений отличаются только количеством измерений (4 и 8 вместо 3 и 6) и необходимостью использования защищенных «экраном» клемм мегомметра.

Низковольтные силовые кабели

При работе с низковольтными линиями электропередач в первую очередь необходимо проверить наличие опасного напряжения на компонентах. Как и в случае с уже рассмотренными высоковольтными кабелями, перед проверкой этих изделий необходимо выполнить следующие действия.

1. Во-первых, опасный остаточный заряд снимается с проводника под напряжением с помощью переносного заземления.
2. После этого оболочка и жила кабеля тщательно очищаются от пыли и грязи.
3. Затем проверяется документация (например, паспорт) для определения номинального сопротивления изоляции испытуемого образца.
4. Последним шагом является приблизительная оценка измеряемых величин и выбор соответствующих пределов измерения на оборудовании.

Для этого процесса используется мегомметр, рассчитанный на напряжение генерации 1000 вольт. После завершения всех подготовительных работ проводится непосредственно измерение. Процедура может быть описана в следующем порядке.

1. Сначала измеряется необходимое сопротивление между фазными проводниками тестируемой кабельной линии («A» — «B», «B» — «C» и «A» — «C»).
2. Затем поочередно оценивается состояние изоляции между каждой фазой и нейтралью (N).
3. Затем следует последовательность измерений между каждой фазой и заземляющим проводником (выполняется при испытании трехфазных пятижильных проводников).
4. На последнем этапе нейтральный проводник отсоединяется от заземляющего проводника, после чего измеряется сопротивление между проводниками N и PE.

После завершения каждой последующей операции оставшийся заряд необходимо «очистить» таким же образом, как описано выше.

Контрольные кабели (подготовка)

В этом случае проверка сопротивления возможна только при соблюдении следующих требований

1. Температура окружающей среды должна быть в диапазоне от -30 до +50 градусов (влажность не более 90%).
2. Они влияют на допустимость использования того или иного типа мегаомметра в конкретной ситуации.
3. Условия измерения (в частности, длина контролируемого кабеля) и рабочее напряжение выбираются в зависимости от марки кабеля.
4. Если кабельное изделие не имеет паспорта, то к нему должно быть приложено испытательное напряжение от 0,5 до 1 кВ в соответствии с ПУЭ (таблица 1.8.39).

Примечание: Допускается проведение испытаний со всеми устройствами, подключенными к кабелю (магнитные пускатели и защитные реле, установленные на линии).

Перед проведением испытания на сопротивление необходимо ознакомиться с безопасными методами работы с кабелем. Они включают в себя соблюдение следующих правил.

• К проведению измерений при напряжении до 1 кВ допускаются только лица, имеющие допуск уровня 3 или выше.
• Исследуемый кабель должен быть отключен от сети и очищен от оставшегося электрического заряда
• Перед началом измерения убедитесь, что поблизости нет посторонних людей.

Приложите напряжение к проводнику под напряжением с помощью щупа с изолированной ручкой, например, «подставки». Кроме того, в целях безопасности запрещается прикасаться к токопроводящей шине, к которой подключен мегомметр. В конце испытания током остаточный заряд должен быть удален с контролируемой части кабеля. Это можно сделать с помощью переносного заземления или активировав специальную функцию счетчика (имеется в некоторых моделях).

Контрольные кабели (порядок работ)

Испытание на защиту изоляции для контрольных кабелей аналогично правилам для низковольтных линий (до 1 кВ). Исключением является пункт, касающийся отсоединения проводника от нагрузочного оборудования. В данном случае в этом нет необходимости из-за малого значения передаваемого сигнала.

Для проведения испытания необходим цифровой или аналоговый мегомметр, рассчитанный на рабочее напряжение от 0,5 до 2,5 кВ. Процедура измерения в этом случае выглядит следующим образом.

1. Сначала со стороны тестируемого кабеля выводы токопроводящих жил аккуратно зачищаются и зачищаются, после чего они отделяются друг от друга на некоторое расстояние (примерно 5-10 см).
2. Затем каждая жила поочередно подключается к «+» мегомметра, а все остальные жилы скручиваются и подключаются к «земле».
3. Туда же подключается второй вход (-) измерителя (см. схему ниже).
4. Затем на рабочий кабель подается испытательное напряжение.
5. Для современных цифровых приборов потребуется внешний источник питания (сеть или батарея).
6. Тест длится не менее одной минуты, после чего результаты записываются на шкале, а затем заносятся в журнал.
7. Затем все описанные операции выполняются для каждой сигнальной жилы отдельно (она подключается к устройству, а все остальные сигнальные жилы скручиваются и подключаются ко второму контакту, который в свою очередь подключается к земле.

По окончании измерений оставшийся заряд удаляется из рабочего сердечника, а мегомметру дается «отдохнуть» до следующей серии испытаний. Продолжительность периода отдыха зависит от типа и марки инструмента. Следующие измерения зависят от частоты испытания изоляции

Кратковременное или точечное измерение

Это самый простой метод. Он заключается в подаче испытательного напряжения в течение короткого периода времени (30 или 60 секунд) и регистрации значения сопротивления изоляции в этот момент. Как упоминалось выше, этот прямой метод измерения сопротивления изоляции сильно зависит от температуры и влажности, поэтому стандартизированные измерения следует проводить при эталонной температуре и регистрировать уровень влажности для сравнения с предыдущими измерениями. Таким образом, качество изоляции может быть проанализировано путем сравнения текущих измерений с результатами нескольких предыдущих тестов. Со временем это позволит получить более достоверную информацию о свойствах изоляции испытываемой установки или оборудования по сравнению с однократным испытанием.

Если условия измерения остаются постоянными (одинаковое испытательное напряжение, одинаковое время измерения и т.д.), то четкая оценка состояния изоляции может быть получена путем мониторинга и интерпретации любых изменений во время регулярных измерений. После регистрации абсолютных значений необходимо проанализировать их изменение во времени. Поэтому теоретически, измерения, показывающие относительно низкое, но стабильное значение изоляции с течением времени, должны быть меньше, чем значительное снижение сопротивления изоляции с течением времени, даже если сопротивление изоляции выше рекомендуемого минимального значения. В целом, любое внезапное падение сопротивления изоляции указывает на проблему и требует изучения.

На графике ниже приведен пример показаний сопротивления изоляции для двигателя.

В точке А сопротивление изоляции падает из-за старения и накопления пыли.

Резкое падение в точке B указывает на неисправный изолятор.

В точке C неисправность устранена (обмотка двигателя перемотана), поэтому восстанавливается более высокое значение сопротивления изоляции, которое остается стабильным с течением времени, что свидетельствует о хорошем состоянии.

Методы тестирования, основанные на влиянии времени приложения испытательного напряжения (PI и DAR)

Эти методы предполагают непрерывное измерение значений сопротивления изоляции в течение определенного периода времени. Их преимущество заключается в том, что на них не оказывает особого влияния температура, 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 и контроля изоляции вращающихся машин.

Если изоляция находится в хорошем состоянии, токи утечки или проводимости будут низкими, а на начальное измерение будут сильно влиять токи емкостного заряда и диэлектрического поглощения. При длительном приложении испытательного напряжения измеренное значение сопротивления изоляции увеличивается по мере уменьшения этих токов помех. Время стабилизации, необходимое для измерения изоляции в хорошем состоянии, зависит от типа изоляции.

Если изоляция находится в плохом состоянии (повреждена, загрязнена и влажная), ток утечки будет постоянным и очень высоким, часто превышающим емкостной заряд и ток диэлектрического поглощения. В этом случае измерение сопротивления изоляции быстро становится постоянным и стабилизируется при высоком значении напряжения.

Качество изоляции можно оценить, изучив изменение значения сопротивления изоляции в зависимости от времени приложения испытательного напряжения. Этот метод позволяет сделать выводы, даже если записи измерений изоляции не ведутся. Однако предпочтительнее записывать результаты регулярных измерений, проводимых в рамках программы профилактического обслуживания.

Показатель поляризации (PI)

При этом методе снимаются два показания через 1 минуту и 10 минут соответственно. Отношение значения сопротивления изоляции за 10 минут к значению за 1 минуту (без размеров) называется индексом поляризации (PI). Этот показатель можно использовать для оценки качества изоляционного материала.

Метод измерения PI идеально подходит для испытания цепей с твердой изоляцией. Этот метод не рекомендуется использовать для таких устройств, как масляные трансформаторы, так как результаты будут не очень хорошими, даже если изоляция находится в хорошем состоянии.

Рекомендация IEEE 43-2000 «Рекомендуемый метод испытания сопротивления изоляции вращающихся машин» устанавливает минимальное значение индекса поляризации (PI) 2,0 для вращающихся машин переменного и постоянного тока с температурными классами B, F и H. В целом, значение PI более 4 указывает на хорошие характеристики изоляции, а значение менее 2 указывает на потенциальную проблему.

PI = R (10 минут измерения изоляции) / R (1 минута измерения изоляции).

Результаты объясняются ниже.

Значение ПИ (норма)	Состояние изоляции
<2	Проблема
От 2 до 4	Хорошо
> 4	Отличный

Коэффициент диэлектрической абсорбции (DAR)

Для установок или оборудования, содержащих изоляцию, измерения через 30 и 60 секунд могут быть достаточными для оценки состояния изоляции в случае быстрого снижения поглощенного тока. Коэффициент DAR определяется следующим образом.

DAR = R (60-секундное измерение изоляции) / R (30-секундное измерение изоляции).

Результаты интерпретируются следующим образом.

Значение DAR (стандарт)	Состояние изоляции
<1,25	Неудовлетворительно
<1,6	Нормальный
>1,6	Отличный

Метод, основанный на влиянии изменения испытательного напряжения (тестирование с помощью ступенчатого напряжения)

Наличие грязи (пыли, копоти и т.д.) или влаги на поверхности изоляции обычно четко определяется с помощью измерений сопротивления (PI, DAR и т.д.) с течением времени. Однако такие испытания, проводимые с использованием низких напряжений относительно диэлектрического напряжения испытуемого изоляционного материала, иногда пропускают признаки старения изоляции или механического повреждения. С другой стороны, значительное увеличение приложенного испытательного напряжения может привести к повреждению в этих слабых местах, что приведет к значительному снижению измеренного значения сопротивления изоляции.

Для обеспечения эффективности соотношение между ступенями напряжения должно быть 1 к 5, а продолжительность каждой ступени должна быть одинаковой (обычно от 1 до 10 минут), оставаясь при этом ниже классического испытательного напряжения для сопротивления (2Un + 1000V). Результат, полученный с помощью этого метода, совершенно не зависит от типа изолятора и температуры, так как он основан не на внутренних значениях тестируемого изолятора, а на эффективном уменьшении значений, полученных через одинаковое время для двух различных испытательных напряжений.

Если значение сопротивления изоляции уменьшается на 25% или более между первым и вторым этапами измерения, это свидетельствует об ухудшении состояния изоляции, что обычно связано с наличием загрязнений.

Метод испытания рассеиванием в диэлектрике (DD)

Испытание диэлектрической диэлектрической проницаемости (DD), также известное как измерение тока поглощения, проводится путем измерения тока диэлектрической проницаемости тестируемого оборудования.

Поскольку при стандартном испытании изоляции присутствуют все три компонента тока (емкостной зарядный ток, ток поляризации и ток утечки), на определение тока поляризации или абсорбции влияет наличие тока утечки. Вместо того, чтобы пытаться измерить ток поляризации во время испытания изоляции, испытание диэлектрической диссипации (DD) измеряет ток деполяризации и ток емкостного разряда после испытания изоляции.

Принцип измерения заключается в следующем. Сначала тестируемое устройство заряжается в течение достаточно длительного времени, чтобы достичь устойчивого состояния (зарядка и поляризация конденсатора завершены, и протекает только ток утечки). Затем устройство разряжается через резистор внутри мегомметра, и измеряется протекающий ток. Этот ток состоит из тока заряда конденсатора и тока реабсорбции, которые вместе образуют общий ток диссипации в диэлектрике. Этот ток измеряется по истечении стандартного времени в одну минуту. Ток зависит от общей емкости и конечного испытательного напряжения. Значение DD рассчитывается по формуле

DD = ток через 1 минуту / (испытательное напряжение x емкость).

Тест DD выявляет чрезмерные токи разряда, когда один из нескольких слоев изоляции поврежден или загрязнен. Такие дефекты могут быть пропущены при выборочных испытаниях или испытаниях PI и DAR. При заданном напряжении и емкости ток разряда будет выше, если поврежден один из слоев изоляции. Постоянная времени этого единственного слоя больше не будет совпадать с другими слоями, что приведет к более высокому значению тока по сравнению с неповрежденным изоляционным слоем. Однородный изолятор будет иметь значение DD, близкое к нулю, а приемлемый многослойный изолятор будет иметь значение DD, равное 2. В таблице ниже показана ситуация в зависимости от полученного значения DD.

DD (стандарт)	Страна
> 7	Очень плохо
от 4 до 7	Бедный
от 2 до 4	Сомнительный
<2	Нормальный

Внимание: Данное измерение зависит от температуры, поэтому каждая попытка испытания должна проводиться при стандартной температуре или, по крайней мере, температура должна быть записана вместе с результатом испытания.

Тестирование изоляции с высоким сопротивлением: использование гнезда G на мегомметре

При измерении значений сопротивления изоляции (более 1 ГΩ) на точность измерения могут влиять токи утечки, протекающие через влагу и загрязнения на поверхности изоляционного материала. Значения сопротивления больше не высоки и поэтому пренебрежимо малы по сравнению с оцениваемым сопротивлением изоляции. Для устранения поверхностных токов утечки, которые снижают точность измерений изоляции, некоторые мегомметры имеют третье гнездо с маркировкой G (Guard). Эта розетка шунтирует измерительную цепь, повторно вводя поверхностный ток в одну из контрольных точек, минуя измерительную цепь (см. схему ниже).

Если первая цепь выбрана без гнезда G, ток утечки i и ток нежелательной поверхности I1 измеряются одновременно, поэтому сопротивление изоляции измеряется неправильно.

Однако при выборе второй цепи измеряется только ток утечки i. Подключение к гнезду G позволяет протекать поверхностному току I1, поэтому сопротивление изоляции может быть измерено правильно.

Розетка G должна быть подключена к поверхности, по которой протекает поверхностный ток, не являющейся изолятором, например, к изоляции кабеля или трансформатора. Знание возможных путей прохождения испытательного тока через тестируемый компонент имеет решающее значение для выбора подключения к розетке G.

Нормы испытательного напряжения для кабелей/оборудования

Рабочее напряжение кабелей/оборудования	Уровни испытательного напряжения постоянного тока
24 — 50 В	от 50 до 100 В постоянного тока
50 — 100 В	100 — 250 В постоянного тока
100 — 240 В	250 — 500 В постоянного тока
440 — 550 В	от 500 до 1000 В постоянного тока
2400 В	от 1000 до 2500 В постоянного тока
4100 В	от 1000 до 5000 В постоянного тока
5000 — 12000 В	от 2500 до 5000 В постоянного тока
> 12 000 В	От 5000 до 10 000 В постоянного тока

В таблице выше приведены рекомендуемые уровни испытательного напряжения в зависимости от рабочего напряжения приборов и оборудования (значения взяты из IEEE Guide 43-2000).

Кроме того, эти значения указаны для приборов в различных местных и международных стандартах (IEC 60204, IEC 60439, IEC 60598 и т.д.).

Например, во Франции стандарт NFC 15-100 определяет испытательные напряжения и минимальные значения сопротивления изоляции для электроустановок (500 В постоянного тока и 0,5 Ом, номинальное напряжение от 50 до 500 В).

Однако мы настоятельно рекомендуем обратиться к производителю кабеля/оборудования для получения его рекомендаций по требуемому испытательному напряжению.

Документирование результатов измерений

После проведения испытания следует подготовить отдельный документ, в котором будут указаны все необходимые данные.

Важное замечание: В соответствии с правилами монтажа трехфазных систем требуется не менее 10 измерений, каждое из которых должно быть занесено в протокол измерения сопротивления изоляции.

В однофазных бытовых цепях достаточно трех измерений. В последние строки заполняемого отчета необходимо включить предложение о том, что полученные результаты соответствуют требованиям правил установки.

Кроме того, необходимо ввести следующие данные.

1. Дата и объем проведенного исследования.
2. Подробная информация о рабочей команде (оператора).
3. Измерительное оборудование, использованное во время проверки.
4. Схема подключения, температура окружающей среды и условия эксплуатации.

Когда запись измерений завершена, журнал с соответствующими записями убирается в надежное место и сохраняется до следующего испытания. Веденные таким образом записи измерений могут быть использованы в любое время в качестве доказательства исправности поврежденного изделия в случае чрезвычайной ситуации.

Отчет должен быть подписан производителем и инспектором, назначенным оператором. Для составления протокола измерений можно использовать обычный блокнот, но заполнение специальной формы считается более законным и надежным методом.

Заранее подготовленный лист записи с несколькими пунктами инструкций.

1. Порядок, в котором выполнялись операции измерения.
2. Используемое измерительное оборудование.
3. Основные критерии мониторинга параметров.

Кроме того, форма схемы электропроводки содержит подготовленные бланки для заполнения. При такой форме документ составляется только один раз на компьютере, а затем несколько копий распечатываются на принтере. Этот метод экономит время на подготовку документации и придает отчету об измерениях законченный, официальный вид.

Чем опасно отсустствие протокола

Неподготовленность отчета об испытании электропроводки может привести к серьезным проблемам с Ростехнадзором, вплоть до закрытия вашего объекта и наложения штрафов.

Безопасность при тестировании изоляции

Перед тестированием

A. Чтобы убедиться, что испытательное напряжение не приложено к другому оборудованию, электрически подключенному к проверяемой цепи, испытание следует проводить на отключенном, непроводящем устройстве.

B. Убедитесь, что цепь разряжена. Это может быть сделано путем короткого замыкания выводов устройства и/или замыкания его на землю на определенный период времени (время эталонного разряда).

C. Если тестируемое устройство находится в легковоспламеняющейся или взрывоопасной атмосфере, требуется специальная защита, так как во время разряда (до и после испытания) и во время испытания при повреждении изоляции могут образовываться искры.

D. Из-за наличия постоянного напряжения, которое может быть довольно высоким, рекомендуется ограничить доступ других лиц и использовать средства индивидуальной защиты, предназначенные для работы с электрооборудованием (например, защитные перчатки).

E. Используйте только соединительные кабели, подходящие для проводимых испытаний; убедитесь, что кабели находятся в хорошем состоянии. В лучшем случае неподходящие кабели могут привести к ошибкам измерения, но что более важно, они могут быть опасны.

После тестирования

К концу испытания изолятор накапливает значительное количество энергии, которую необходимо высвободить перед выполнением любых других операций. Простое правило безопасности — позволять устройству разряжаться в пять раз дольше, чем время зарядки (время последней проверки). Для того чтобы разрядить устройство, клеммы могут быть замкнуты накоротко и/или соединены с землей. Все мегомметры Chauvin Arnoux оснащены встроенным разрядным контуром, который автоматически обеспечивает необходимую безопасность.

Периодичность замеров сопротивления изоляции

Электротехнические нормы и правила определяют конкретное время, когда должны быть организованы и проведены измерения мегомметром. Если вы хотите узнать больше о частоте измерения сопротивления изоляции систем наружного освещения и части электропитания таких систем, мы рекомендуем вам ознакомиться со следующими разделами.

Когда и при каких условиях производятся замеры в наружных установках

Экспертиза электрических проводов и других электроустановок (измерение сопротивления изоляции) проводится в следующих обязательных случаях

1. в производстве компании, производящей продукт.
2. непосредственно на электроустановке до начала монтажных работ.
3. После завершения установки и перед вводом устройства в эксплуатацию (перед подачей напряжения на устройство).
4. После возникновения серьезных повреждений или после обнаружения недопустимой неисправности.
5. При проведении технического обслуживания в течение срока, указанного в технической документации на конкретный вид оборудования.

Несоблюдение этих требований и предписанных сроков проверки сопротивления изоляции повышает вероятность возникновения неисправностей в электроустановках. Можно ожидать, что на нарушителей будут наложены предусмотренные законом наказания и штрафы. По этой причине персонал компании, ответственный за электроустановки, должен заблаговременно составить план проведения измерений изоляции.

Сроки проведения обследований

Частота измерения сопротивления изоляции электроустановок, кабелей и проводов зависит от их типа, условий эксплуатации и общего состояния установки.

Например, для кабелей, находящихся на открытом воздухе и во взрывоопасных зонах, испытание должно проводиться не реже одного раза в год. Для оборудования и кабельных трасс, установленных в помещениях, и в некоторых других случаях этот показатель измеряется не реже одного раза в три года.

Как часто следует измерять сопротивление изоляции сетей наружного освещения?

Обратите внимание: сопротивление изоляции кабелей, проложенных в кранах и городских лифтах, должно проверяться раз в год (например, с помощью того же измерителя Fluke 1507).

Аналогичный период времени ожидается для бытовых и промышленных рисоварок. Существует множество различных способов проведения испытаний на стойкость, и перечисленные выше варианты приведены лишь в качестве конкретных примеров.

Наконец, следует отметить, что согласно действующим нормам (см., в частности, ПУЭ и ПТЭЭП) периодичность испытаний на сопротивление определяется конкретными условиями эксплуатации кабельной продукции. В каждом случае испытания организуются и проводятся в соответствии с требованиями, изложенными в сопроводительных документах.

Часто задаваемые вопросы

Результат моих измерений – x МОм. Это нормально?

Каким должно быть значение сопротивления изоляции — на этот вопрос нет единого ответа. Точный ответ может дать производитель оборудования или соответствующий стандарт. Для низковольтных установок минимальным значением можно считать значение 1 МОм. Для установок или оборудования с более высоким рабочим напряжением эмпирическое правило может составлять 1 мегаом на киловольт, в то время как рекомендации IEEE для вращающихся машин определяют минимальное сопротивление изоляции (n+1) мегаом, где n — рабочее напряжение в киловольтах.

Какие измерительные провода следует использовать для подключения мегомметра к тестируемой установке?

Выводы, используемые в мегомметре, должны иметь характеристики, подходящие для проводимых измерений с точки зрения используемого напряжения или качества изоляционного материала. Использование неподходящих испытательных проводов может привести к неправильным или даже опасным измерениям.

Какие меры предосторожности следует принимать при измерении высокого сопротивления изоляции?

При измерении высоких значений сопротивления изоляции, в дополнение к вышеуказанным правилам безопасности, необходимо соблюдать следующие меры предосторожности.

• Используйте специальные гнезда G (Guard) (описаны в специальном разделе выше).
• Используйте чистую, сухую электропроводку.
• Проложите провода на таком расстоянии, чтобы они не соприкасались с какими-либо предметами или полом. Это ограничит возможность утечки тока из самого измерительного провода.
• Не трогайте и не перемещайте провод во время измерения, чтобы не нарушить емкостной эффект.
• Подождите необходимое время для стабилизации измерения.

Почему два последовательных измерения не всегда дают одинаковый результат?

Приложение высокого напряжения создает электрическое поле, которое поляризует изоляционный материал. Следует признать, что после завершения испытания изоляционному материалу требуется значительное время, чтобы вернуться в состояние, предшествующее испытанию. В некоторых случаях это может занять больше времени, чем время разрядки, описанное выше.

Как протестировать изоляцию, если я не могу отключить установку?

Мегомметр нельзя использовать, если невозможно отключить питание тестируемого устройства или оборудования. В некоторых случаях можно проводить испытания без снятия напряжения и использовать для измерения тока утечки специальный зажимной прибор, но этот метод гораздо менее точен.

Зачем во время проверки электродвигателя или трансформатора измерять коэффициент абсорбции

Этот коэффициент характеризует содержание влаги, но только там, где это имеет физический смысл. Для оценки параметров увлажненной изоляции достаточно двух измерений через 15 секунд и через 60 секунд. Это контрольные точки: R15 и R60. для расчета коэффициента используем формулу R60/ R15 = Cubs.

Мы измеряем коэффициент поглощения для того, чтобы заказчику было проще решить, нужно ли сушить оборудование при подаче заявки на испытание или можно провести испытание сразу.  Это важно при испытании электрооборудования, которое находится в режиме ожидания в течение длительного времени. Например, изоляция электродвигателя может накапливать влагу и не должна подвергаться испытаниям. Перед испытанием необходимо провести принудительную сушку.

Однако проверять коэффициент поглощения, например, для кабельной линии не имеет смысла. Со временем влага не повлияет на характер измерения изоляции кабеля, если, конечно, изоляция повреждена. Однако в этом случае мегомметр бесполезен для диагностики. Только испытание перенапряжением может обнаружить повреждения в кабелях с поврежденной изоляцией. Измерения kabs актуальны только в том случае, если проникновение влаги влияет на временные характеристики. См. главу 1.8 ПУЭ». Критерии приемочных испытаний».

Значение коэффициента поглощения R60/R15 должно быть не менее 1,3. Обратитесь к Приложению 3 PTEEP «Критерии испытаний электрооборудования и аппаратуры для потребительских установок». Приводится стандартизированный коэффициент поглощения. На основании этого результата примите решение о необходимости сушки электрооборудования.

Зачем во время измерения изоляции обмоток проверяют коэффициент поляризации

Коэффициент поляризации (PI) измеряется в соответствии с требованиями заказчика.

Коэффициент поляризации — это способ определения старения изоляции вашего оборудования. Оно рассчитывается как отношение сопротивления изоляции, измеренного через 600 с и через 60 с. kpi = R600/R60.

• Результат PI от 1 до 1,5 является неприемлемой изоляцией.
• Между 2 и 4 — хорошая изоляция.
• PI = 4 — это очень высокое сопротивление изоляции.

Коэффициент PI является характеристикой старения изоляции и помогает определить, пригоден ли силовой кабель для дальнейшего использования. Измерять коэффициент PI не имеет смысла, если сопротивление изоляции превышает 5 hOhm (сто Ом). индекс PI практически постоянен на протяжении всего срока службы кабеля. Если условия эксплуатации соблюдаются, это характеризует старение изоляции, но не состояние кабеля.

Что входит в объем работ по измерению сопротивления изоляции

Включен весь процесс измерения.

1. Ознакомление с технической документацией.
2. Визуальный осмотр изоляции электроустановок.
3. Подготовка рабочего места, оборудования и инструментов.
4. Составление списка дефектов.

Измерение сопротивления изоляции на землю и между фазами. Составьте отчет о тестировании и внесите коррективы в программу. Составьте протокол технических испытаний или журнал регистрации.

Зачем нужны измерения сопротивления изоляции кабеля

Измерение сопротивления определяет состояние изоляции жил и подтверждает электрическую прочность и надежность кабельной линии.

Если результат ниже допустимого предела, кабель нельзя использовать, так как низкое сопротивление является неизбежной формой износа изоляции, что приводит к случайным коротким замыканиям и нарушениям в технических процессах.

Поврежденная изоляция является одной из причин несчастных случаев.

• Короткое замыкание.
• Межфазные замыкания.
• Опасное напряжение на нейтральной и защитной линиях и возможность поражения людей электрическим током и повреждения оборудования.

Профилактические испытания проводятся в соответствии с требованиями Немецкого электрического кодекса, отраслевых кодексов и национальных стандартов.

Как проверить компетентность электролаборатории в проведения электроиспытаний

Наша электролаборатория имеет право проводить испытания и электрические измерения на основании сертификата Ростехнадзора, что дает нам возможность проводить любой комплекс и любой вид испытаний. Этот сертификат обновляется каждые три года.

Помимо лицензии, электротехническая лаборатория должна иметь в своем штате группу, состоящую как минимум из двух инженеров. Квалификация инженеров должна быть подтверждена документом об образовании и сертификатом, имеющим не менее четырех уровней допуска.

Приборы, используемые для испытаний, должны быть подтверждены сертификатом авторизации.

Как выбрать измеритель сопротивления изоляции (мегомметр)?

При выборе тестера сопротивления изоляции необходимо задать следующие ключевые вопросы.

• Какое максимальное испытательное напряжение требуется?
• Какие методы измерения будут использоваться (точечные измерения, PI, DAR, DD, ступенчатое изменение напряжения)?
• Каково максимальное измеряемое значение сопротивления изоляции?
• Как будет питаться мегомметр?
• Как я буду хранить результаты измерений?

Примеры измерений сопротивления изоляции

Измерение изоляции электрооборудования

Измерение изоляции на вращающейся машине (электродвигатель)

Измерение изоляции на электроинструменте

Измерение изоляции на трансформаторе

Чтобы измерить сопротивление изоляции трансформатора, выполните следующие действия

a. между высоковольтной обмоткой, низковольтной обмоткой и землей

b. между низковольтной обмоткой, высоковольтной обмоткой и землей

c. Между высоковольтной обмоткой и низковольтной обмоткой

d. Между высоковольтной обмоткой и землей

e. Между низковольтной обмоткой и землей