Методика измерения сопротивления изоляции при эксплуатации электроустановок. Измерения сопротивления изоляции. Какие измерительные провода следует использовать для подключения мегомметра к тестируемой установке

1. ЦЕЛЬ ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

Измерения проводятся с целью проверки соответствия сопротивления изоляции установленным нормам.

2. МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ

2.1. Организационные мероприятия

В электроустановках напряжением до 1000 В измерения выполняются по распоряжению двумя работниками, один из которых должен иметь группу по электробезопасности не ниже III.

В электроустановках до 1000 В, расположенных в помещениях, кроме особо опасных в отношении поражения электрическим током, работник, имеющий группу III и право быть производителем работ, может проводить измерения единолично.

Измерения сопротивления изоляции ротора работающего генератора разрешается выполнять по распоряжению двумя работниками, имеющими IV и III группу по электробезопасности.

В случаях, когда измерения мегаомметром входят в содержание работ по испытаниям (например испытания электрооборудования повышенным напряжением промышленной частоты), оговаривать эти измерения в наряде или распоряжении не требуется.

2.2. Технические мероприятия

Перечень необходимых технических мероприятий определяет лицо, выдающее наряд или распоряжение в соответствии с разделом 3 и главой 5.4. МПБЭЭ. Измерения сопротивления изоляции мегаомметром должно осуществляться на отключенных токоведущих частях, с которых снят заряд путем предварительного их заземления. Заземление с токоведущих частей следует снимать только после подключения мегаомметра.

3. НОРМИРУЕМЫЕ ВЕЛИЧИНЫ

Периодичность испытаний и минимальная допустимая величина сопротивления изоляции должны соответствовать указанным в нормах испытаний электрооборудования и аппаратов Правил устройства электроустановок (ПУЭ), Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП).

В соответствии с ГОСТ Р 50571.16-99 нормируемые величины сопротивления изоляции электроустановок зданий приведены в таблице 9.

			Таблица 1
Номинальное напряжение цепи, В	Испытательное напряжение		Сопротивление изоляции,
	постоянного тока, В		МОм
Системы безопасного сверхнизкого напряжения (БССН) и			0,25
функционального сверхнизкого напряжения (ФССН)
До 500 включительно, кроме систем БССН и ФССН			0,5 *
Выше 500	1000		1,0

* Сопротивление стационарных бытовых электрических плит должно быть не менее 1 МОм.

Вместе с тем, в соответствии с гл. 1.8 ПУЭ для электроустановок, напряжением до 1000 В допустимые значения сопротивления изоляции представлены в таблице 2.

			Наименьшее
	Испытуемый элемент	Напряжение	допустимое значение
		мегаомметра, В	сопротивления
			изоляции, МОм
	Шины постоянного тока на щитах управления и в распределительных	500 - 1000
устройствах (при отсоединенных цепях)
	Вторичные цепи каждого присоединения и цепи питания приводов	500 - 1000
выключателей и разъединителей 1
	Цепи управления, защиты, автоматики и измерений, а также цепи возбуждения	500 - 1000
машин постоянного тока, присоединенные к силовым цепям
4. Вторичные цепи и элементы при питании от отдельного источника или через разделительный трансформатор, рассчитанные на рабочее напряжение 60 В и ниже 2
	Электропроводки, в том числе осветительные сети 3	1000
	Распределительные устройства 4 , щиты и токопроводы (шинопроводы)	500 - 1000

Измерение производится со всеми присоединенными аппаратами (катушки проводов, контакторы, пускатели, автоматические выключатели, реле, приборы, вторичные обмотки трансформаторов тока и напряжения и т.п.)

Должны быть приняты меры для предотвращения повреждения устройств, в особенности микроэлектронных и полупроводниковых элементов.

Сопротивление изоляции измеряется между каждым проводом и землей, а также между каждыми двумя проводами.

Измеряется сопротивление изоляции каждой секции распределительного устройства.

Анализ этих требований показывает противоречия в части тестирующего напряжения и сопротивления изоляции для вторичных цепей напряжением до 60 В (ПУЭ, гл. 1.8) и систем БССН и ФССН, входящих в этот диапазон (50 В и ниже), согласно ГОСТ 50571.16-99.

Кроме того сопротивление внутренних цепей вводно-распределительных устройств, этажных и квартирных щитков жилых и общественных зданий в холодном состоянии в соответствии с требованиями ГОСТ 51732-2001 и ГОСТ 51628-2000 должно быть не менее 10 МОм (по ПУЭ, гл. 1.8 - не менее 0,5 МОм).

В данной ситуации при определении нормированных величин сопротивления изоляции до введения в действие соответствующих технических регламентов следует руководствоваться более четкими требованиями.

4. ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИБОРЫ

Для изменения сопротивления изоляции будет применяться мегаомметр Е6-32 с испытательным напряжением от 50 до 2500 В (шаг установки 10 В).

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности установки испытательного напряжения, %: от 0 до плюс 15.

Ток в измерительной цепи при коротком замыкании не более 2 мА.

Диапазоны измерения сопротивления	Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности
от 1кОм до 999 МОм	(0,03×R+ 3 е.м.р.)
от 1,00 до 9,99 ГОм	(0,05×R + 5 е.м.р.) (испытательные напряжения менее 250 В)
от 10,0 до 99,9 ГОм	(0,05×R + 5 е.м.р.) (испытательные напряжения не менее 500 В)
от 100 до 999 ГОм	(0,15×R + 10 е.м.р.) (испытательные напряжения не менее 500 В)

Мегаомметр обеспечивает автоматическое переключение диапазонов и определение единиц измерения.

Погрешность нормирована при использовании кабеля измерительного РЛПА.685551.001.

5. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

5.1. Измерение сопротивления изоляции силовых кабелей и электропроводок

При измерении сопротивления изоляции необходимо учитывать следующее:

- измерение сопротивления изоляции кабелей (за исключением кабелей бронированных) сечением до 16 мм 2 производится мегаометром на 1000 В, а выше 16 мм 2 и бронированных - мегаометром на 2500 В; измерение сопротивления изоляции проводов всех сечений производится мегаометром на 1000 В.

При этом необходимо производить следующие замеры:

- на 2- и 3-проводных линиях - три замера: L-N, N-РЕ, L-PE;

На 4-проводных линиях - 4 замера: L 1 -L 2 L 3 PEN, L 2 -L 3 L 1 PEN, L 3 -L 1 L 2 PEN, PEN-L 1 L 2 L 3 , или 6 замеров: L 1 -L 2 , L 2 -L 3 , L 1 -L 3 , L 1 -PEN, L 2 -PEN, L 3 -PEN;

На 5-проводных линиях - 5 замеров: L 1 -L 2 L 3 NPE, L 2 -L 1 L 3 NPE, L 3 -L 1 L 2 NPE, N-L 1 L 2 L 3 PE, PE-NL 1 L 2 L 3 , или 10 замеров: L 1 -L 2 , L 2 -L 3 , L 1 -L 3 , L 1 -N, L 2 -N, L 3 -N, L 1 -PE, L 2 -РЕ,L 3 -РЕ, N-PE.

Если электропроводки, находящиеся в эксплуатации, имеют сопротивление изоляции менее 1 МОм, то заключение об их пригодности делается после испытания их переменным током промышленной частоты напряжением 1 кВ в соответствии с приведенными в данном издании рекомендациями.

5.2. Измерение сопротивления изоляции силового электрооборудования

Значение сопротивления изоляции электрических машин и аппаратов в большой степени зависит от температуры. Замеры следует производить при температуре изоляции не ниже +5 С кроме случаев, оговоренных специальными инструкциями. При более низких температурах результаты измерения из-за нестабильного состояния влаги не отражают истинной характеристики изоляции. При существенных различиях между результатами измерений на месте монтажа и данными завода-изготовителя, обусловленных разностью температур, при которых проводились измерения, следует откорректировать эти результаты по указаниям изготовителя.

Степень увлажненности изоляции характеризуется коэффициентом абсорбции, равным отношению измеренного сопротивления изоляции через 60 секунд после приложения напряжения мегаомметра (R 60) к измеренному сопротивлению изоляции через 15 секунд (R 15), при этом:

К абс = R 60 / R 15

При измерении сопротивления изоляции силовых трансформаторов используются мегаомметры с выходным напряжением 2500 В. Измерения проводятся между каждой обмоткой и корпусом и между обмотками трансформатора. При этом R 60 должно быть приведено к результатам заводских испытаний в зависимости от разности температур, при которых проводились испытания. Значение коэффициента абсорбции должно отличаться (в сторону уменьшения) от заводских данных не более, чем на 20 %, а его величина должна быть не ниже 1,3 при температуре 10 - 30 С. При невыполнении этих условий трансформатор подлежит сушке. Минимально допустимое сопротивление изоляции для установок, находящихся в эксплуатации, приведены в таблице 11.

Сопротивление изоляции автоматических выключателей и УЗО производятся:

1. Между каждым выводом полюса и соединенными между собой противоположными выводами полюсов при разомкнутом состоянии выключателя или УЗО.

2. Между каждым разноименным полюсом и соединенными между собой оставшимися полюсами при замкнутом состоянии выключателя или УЗО.

3. Между всеми соединенными между собой полюсами и корпусом, обернутым металлической фольгой. При этом для автоматических выключателей бытового и аналогичного назначения (ГОСТ Р 50345-99) и

УЗО при измерениях по пп. 1, 2 сопротивление изоляции должно быть не менее 2 Мом, по п. 3 - не менее 5 Мом.

Для остальных автоматических выключателей (ГОСТ Р 50030.2-99) во всех случаях сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 Мом.

Таблица 3

Минимально допустимые значения сопротивления изоляции электроустановок напряжением до 1000В

(Приложение 3; 3.1 ПТЭЭП)

Наименование элемента

Напряжение

Сопротивление

Примечание

мегаомметра, В

изоляции, МОм

Электроизделия и аппараты на

номинальное напряжение, В:

до 50

Должно

свыше 50 до 100

соответствовать

свыше 100 до 380

500 - 1000

указаниям

свыше 380

1000 - 2500

изготовителей,

но не менее 0,5

Распределительные устройства, щиты

1000 - 2500

Не менее 1

При измерениях полупроводниковые приборы в

и токопроводы

изделиях должны быть зашунтированы

Электропроводки, в том числе

1000

Не менее 0,5

Измерения сопротивления изоляции в особо

осветительные сети

опасных помещениях и наружных помещениях

производятся 1 раз в год. В остальных случаях

измерения производятся 1 раз в 3 года. При

измерениях в силовых цепях должны быть приняты

меры для предотвращения повреждения устройств, в особенности микроэлектронных и полупроводниковых приборов.

полупроводниковых приборов. В осветительных сетях должны быть вывинчены лампы, штепсельные розетки и выключатели присоединены.

Вторичные цепи распределительных

1000 - 2500

Не менее 1

Измерения

производятся

со

всеми

устройств, цепи питания приводов

присоединенными

аппаратами

(катушки,

выключателей и разъединителей, цепи

контакторы, пускатели, выключатели, реле,

управления, защиты, автоматики,

приборы, вторичные обмотки трансформаторов

телемеханики и т.п.

напряжения и тока)

Краны и лифты

1000

Не менее 0,5

Производится не реже 1 раз в год

Стационарные электроплиты

1000

Не менее 0,5

Производится при нагретом состоянии плиты не

реже 1 раз в год

Шинки постоянного тока и шинки

500 - 1000

Не менее 10

Производится при отсоединенных цепях

напряжения на щитах управления

Цепи управления, защиты,

500 - 1000

Не менее 1

Сопротивление изоляции цепей, напряжением до 60

автоматики, телемеханики,

В, питающихся от отдельного источника,

возбуждения машин постоянного тока

измеряются мегаомметром на напряжение 500 В и

на напряжение 500 - 1000 В,

должно быть не менее 0,5 МОм

присоединенных к главным цепям

Цепи, содержащие устройства с

микроэлектронными элементами,

рассчитанные на напряжение, В:

до 60

Не менее 0,5

выше 60

Не менее 0,5

Силовые кабельные линии

2500

Не менее 0,5

Измерение производится в течение 1 мин.

Обмотки статора синхронных

1000

Не менее 1

При температуре 10 - 30 С

электродвигателей

Вторичные обмотки измерительных

1000

Не менее 1

Измерения

производятся

вместе

трансформаторов

присоединенными к ним цепями

Анализ требований ПУЭ (приемо-сдаточные испытания) и ПТЭПП (эксплуатационные испытания) к минимально допустимым значениям сопротивления изоляции показывает наличие серьезных противоречий, а именно: для распределительных устройств при приемо-сдаточных испытаниях достаточное сопротивление изоляции 0,5 МОм, а при межремонтных профилактических - 1 МОм.

Данное обстоятельство может привести к тому, что при приемо-сдаточных испытаниях РУ может быть признано годным, а при первых межремонтных - забракованным (при 0,5 < R из < 1 МОм).

5.3. Порядок проведения измерений

При измерении сопротивления изоляции следует учитывать, что для присоединения мегаомметра к испытываемому объекту необходимо пользоваться гибкими проводами с изолирующими рукоятками на концах и ограничительными кольцами перед контактными щупами. Длина соединительных проводов должна быть минимальной исходя из условий проведения измерений, а сопротивление их изоляции не менее 10 МОм.

5.3.1 Измерения сопротивления изоляции мегаомметром Е6-32 проводятся в следующей последовательности:

1. Проверить отсутствие напряжения на испытываемом объекте;

2. Очистить изоляцию от пыли и грязи вблизи присоединения мегаомметра к испытываемому объекту;

3. Подключение кабелей к мегаомметру Е6-32 для проведения измерения

сопротивления изоляции на примере кабеля показано на рисунке 1.

Рисунок 1.

Для измерения сопротивлений более 10 ГОм с заданной точностью необходимо подключить экранированный измерительный кабель РЛПА.685551.001, как показано на рисунке.

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.

ОБЩАЯ ЧАСТЬ

Данная методика предназначена для проведения испытаний электрических аппаратов, вторичных цепей и электропроводки напряжением до 1 кВ

В общий объем испытаний входят:

Измерение сопротивления изоляции.

Испытание повышенным напряжением промышленной частоты

Проверка действия максимальных, минимальных или независимых расцепителей автоматических выключателей.

Проверка релейной аппаратуры

Проверка правильности функционирования полностью собранных схем при различных значениях оперативного тока.

Проверка работы автоматических выключателей и контакторов при пониженном и номинальном напряжениях оперативного тока.

ТРЕБОВАНИЯ К ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ

Пределы допускаемой относительной погрешности инструментом и приборами при проведении испытании:

Относительная погрешность при измерении сопротивлении изоляции.определяемое мегоомметром ЭС0202/2 составляет от 0,5до15% в зависимости от выбранной шкалы измерения;

Относительная погрешность при испытании повышенным напряжением

составляет 10%.

Степень приближения замеренного значения к действительному определяется по формуле:

где Yhb-наиболыиая вероятность относительной погрешности

Yd - класс точности прибора

Ah - верхний предел измерений прибора

А - измеренная величина.

ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

При выполнении испытании электрических аппаратов, вторичных цепей и электропроводки необходимо обеспечить выполнение следующего:

Испытания производится по распоряжению звеном из 2-х человек с квалификационной группой по электробезопасности не ниже 4 у одного и не ниже 3 у второго.

Испытание подачей повышенного напряжения производятся по наряду.

Испытания производит персонал, прошедший спецподготовку по данной методике и прошедший проверку знаний и имеющий опыт работы проведения испытаний в условиях действующей электроустановки

Подача повышенного напряжения производится только после удаления из установки других бригад, работающих на ней, установки ограждения, вывешивания предостерегающих плакатов и выставления наблюдающих.

После проведения испытаний кабельных и воздушных линий необходимо испытываемую жилу заземлить на 10-15 секунд для снятия остаточного заряда.

Заземление производить с помощью штанги и в диэлектрических перчатках.

УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ.

При выполнении испытаний необходимо придерживаться следующих требований:

Сопротивление изоляции следует производить при температуре не ниже +5 С, кроме случаем, оговоренных специальными инструкциями;

Мегоомметр ЭСО 202/2 сохраняет свою работоспособность при температуре окружающей среды -40+40 С0;

Выполнение испытаний производится только в помещении или под навесом и только в светлое время суток.

ТРЕБОВАНИЯ К ПЕРСОНАЛУ

К выполнению проведения испытаний допускаются лица электротехнического персонала с группой допуска по электробезопасности не ниже IY, He моложе 18 лет. прошедших обучение в объеме ПУЭ, ПЭЭП, Межотраслевых правил по охране труда при эксплуатации электроустановок, данной методике, аттестованные комиссией, обеспеченные инструментом, защитными средствами и спецодеждой.

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ

При проведении испытаний применяются следующие средства измерения:

Мегоомметр ЭС0202/2 Технические да нные:

1. ОБЪЁМ ИСПЫТАНИЙ АППАРАТОВ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 ВОЛЬТ.

Согласно ПУЭ, объем пуско-наладочных испытаний для аппаратов напряжением до 1000 В следующий:

1. Измерение сопротивления изоляции.

2. Испытание повышенным напряжением промышленной частоты

Таблица 1.1.

Количество операций при испытании контакторов и автоматов многократными включениями и отключениями

Величина испытательного напряжения изоляции аппаратов, их катушек и вторичных цепей со всеми присоединенными аппаратами принимается равной 1000 В Продолжительность приложения испытательного напряжения - 1 мин.

3. Проверка действия максимальных, минимальных или независимых

расцепи гелей автоматов с номинальным током 200 А и более. Пределы работы

расцепителей должны соответствовать заводским данным.

4. Проверка работы контакторов и автоматов при пониженном и

номинальном напряжениях оперативного тока. Величины напряжений и

количество операций при испытании контакторов и автоматов многократными

включениями и отключениями приведены в табл. 1.1.

Помимо испытаний, предусмотренных ПУЭ, в процессе пуско-иалалочпмх работ проводятся испытания, определяемые, конструкцией и назначением аппарата и условиями его работы, а также испытания для получения исходных данных. Методика этих испытаний рассматривается далее. Даны также рекомендации по проверке правильности выбора предохранителей и расцепителей автоматов.

2. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ.

Сопротивление изоляции Rиз - важная характеристика состояния изоляции электрических машин и аппаратов, и их измерение производится при всех проверках состояния изоляции. Измерения сопротивления изоляции производится с помощью мегаомметра. Наиболее широко в настоящее время используются электронные мегаомметры типа Ф-4100/2 номинальным напряжением 500, 1000 и 2500 В как наиболее современные. Однако в наладочных организациях все еще широкое применение находят мегаомметры типа М-4100/5 с номинальным напряжением 100, 250, 500, 1000, 2500 В, выпуск которых прекращен. Погрешность прибора Ф-4102 не превышает ±2,5%, а прибора М-4100 - 1% длины рабочей часта шкалы. Питание Ф-4102 осуществляется от сети 127 - 220 В переменного тока или от внешнего источника постоянного тока напряжением 12 В. Питание М-4100 осуществляется от встроенного генератора, приводимого во вращение рукой. Номинальное напряжение выхода приборов М-4100 и ЭСО-202/2 обеспечивается при вращении рукоятки с частотой 120 об/мин, но сохраняет свое значение и при большей частоте благодаря центробежному регулятору.

Структурная схема прибора ЭСО-202/2 представлена на рисунке.

Рис. Структурная схема мегаомметра ЭСО-202/2

В случае, когда результат измерения может быть искажен поверхностными токами утечки, на изоляцию объекта измерения накладывают электрод, присоединяемый к зажиму Э (экран) для исключения возможности прохождения токов утечки через рамку логометра, используемого в приборах в качестве измерительного органа. При измерении сопротивления изоляции между жилами кабеля таким экраном может служить металлическая оболочка кабеля.

Перед началом измерения прибор проверяется замыканием зажимов З и Л накоротко. Стрелка при измерении согласно заводской инструкции должна устанавливаться против деления шкалы 0. После удаления закоротки стрелка прибора должна установиться против деления ¥.

Если эти требования не соблюдаются, прибором пользоваться нельзя и его следует ремонтировать. Перед измерением объект заземляют на 2 - 3 мин для снятия остаточных зарядов, которые могут повлиять на показание прибора.

После подготовки объекта и проверки мегаомметра производится измерение. При измерении абсолютного значения сопротивления изоляции аппарата (машины) Rиз токоведущую часть ее присоединяют специальными проводами с усиленной изоляцией (например, типа ПВЛ) к выводу Л мегаомметра. Вывод 3 и корпус или конструкции, относительно которых производится измерение сопротивления изоляции, надежно заземляются через общий контур заземления. Сопротивление изоляция Rиз определяется показанием стрелки мегаомметра, установившейся по истечении 60 с после подачи нормального напряжения (у мегаомметров М-4100 это имеет место при частоте вращения рукоятки 120 об/мин).

Рис. 2.1 Рис. 2.2 Рис. 2.3

Рис. 2.1. Схема измерения мегаомметром сопротивления изоляции 1 относительно земли.

Рис. 2.2. Схема измерения мегаомметром сопротивления изоляции 1 между

токопроводящими жилами (стержнями).

Рис 2.3. Схема измерения мегаомметром сопротивления изоляции 1 между

токо проводящими жилами при исключении влияния токов утечки.

Рис. 2.4. Щуп для измерения R из мегаомметром:

1 - ручка из изоляционного материала (эбонита, текстолита, стекла и т.п.):

2 - зажим для присоединения провода от зажима Л мегаомметра;

3 - металлическое лезвие щупа

При измерении коэффициента абсорбции Кабс рекомендуется для точности измерения сначала обеспечить на мегаомметре нормальное напряжение, а потом быстро приложить вывод к заранее зачищенному месту токоведущей части измеряемого объекта и только после этого начинать отсчет времени. Первое показание прибора фиксируется через 15 с после начала измерения, второе - через 60 с. За результат измерения принимается отношение обоих измерений.

Измерения удобно производить с помощью щупов (рис. 2.4.), легко изготовляемых в мастерских. При измерениях сопротивления изоляции и коэффициента абсорбции должны строго соблюдаться осторожность и все правила техники безопасности, так как напряжение мегаомметра опасно для жизни человека.

3. ИСПЫТАНИЕ ПОВЫШЕННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ.

Согласно ПУЭ, у всех аппаратов вторичных цепей и электропроводок напряжением до 1000 В должно быть измерено сопротивление изоляции и проведено испытание повышенным напряжением.

Допустимые минимальные величины сопротивления изоляции приведены в табл.3.1.

Таблица 3.1

Предельные величины сопротивления изоляции аппаратов, вторичных цепей и электропроводки напряжением до 1000 В.

Испытываемая изоляция	Напряжениемегомметра, В	Минимальное значение сопротивления изоляции, МОм	Примечания
Катушки контакторов, магнитных пускателей и автоматов. Вторичные цепи управления, защиты, измерения и т. п.: шины постоянного тока и шины напряжения на щите управления (при отсоединенных цепях) каждое присоединение вторичных цепей и цепей питания приводов выключателей и разъединителей цепи управления, защиты и возбуждения машин постоянного тока напряжением 500 - 1100 В, присоединенные к цепям главного тока. Силовые в осветительные электропроводки Распределительные устройства, щиты и токопроводы.	500-1000	0.5	Производится со всеми присоединенными аппаратами (катушки приводов, контакторы, реле, приборы, вторичные обмотки трансформаторов тока и напряжения и т.д.) Сопротивление изоляция при снятых плавких вставках измеряется на участке между смежными предохранителями или за последними предохранителями между любым проводом и землей, а также между двумя любыми проводами. При намерении сопротивления в силовых цепях должны быть отключены электроприемники, а также аппараты, приборы ч т. п. При измерении сопротивления в осветительных цепях лампы должны быть вывинчены, а штепсельные розетки, выключатели и групповые щитки присоединены Для каждой секции распределительного устройства

Величина испытательного напряжения промышленной частоты принята равной 1000 В. Продолжительность приложения испытательного напряжения - 1 мин.

Схема испытания изоляции приведена на рис. 3.1. Испытания проводятся в полностью собранной схеме. При большом числе разветвленных цепей для предотвращения перегрузки испытательного трансформатора емкостными токами испытания следует выполнять раздельно по участкам. Перед испытанием в схеме снимаются все заземления, отсоединяются вторичные обмотки трансформаторов напряжения, аккумуляторные батареи, а также вся аппаратура, изоляция которой не допускает испытания повышенным напряжением. Временные перемычки, которые необходимо поставить по условию объединения участков схемы, подвергаемых испытанию, должны отличаться от других проводов.

Рис.3.1. Схема испытания изоляции вторичных цепей повышенным напряжением переменного тока.

Во избежание повреждения в случае пробоя испытуемой изоляции при испытании шунтируются конденсаторы, полупроводниковые элементы, электронные лампы должны быть вынуты из панелек; при наличии в испытательной схеме приборов с обмотками напряжения и тока, изоляция между которыми рассчитана на испытательное напряжение 500 В, эти обмотки на время испытания должны быть соединены временными перемычками между собой и отсоединены от неиспытуемых цепей. При испытаниях шунтируют также катушки аппаратов с большой индуктивностью во избежание резонанса, который может появиться при определенной емкости кабелей. Изоляция вторичных цепей считается выдержавшей испытания, если при испытаниях не обнаружены скользящие разряды, пробои изоляции, резкие толчки тока и напряжения, а также если при повторной проверке мегомметром сопротивление изоляции не уменьшилось.

Если нет специальной испытательной аппаратуры, то в качестве испытательного трансформатора может быть использован трансформатор напряжения типа НОМ-3. Мощность испытательного трансформатора 200 - 300 ВА при напряжении 1000 В, как правило, достаточна. Ограничительное сопротивление принимается порядка 1000 Ом.

При отсутствии испытательной аппаратуры допускается, как исключение, замена испытания переменным напряжением 1000 В одноминутным измерением сопротивления изоляции мегомметром 2500 В.

4.1. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ СЕРИИ A3100

В объем наладочных работ по выключателям серии A3100 входят проверка тепловых и электромагнитных расцепителей и испытание изоляции выключателей.

Уставки расцепителей автоматов серии A3100 не регулируются. После калибровки расцепителей на заводе-изготовителе их крышки опечатываются.

На месте установки автоматов проверяется соответствие фактических уставок расцепителей их номинальным данным для оценки пригодности автоматов для эксплуатации.

Начальные токи срабатывания расцепителей или тепловых элементов комбинированных расцепителей при нагрузке одновременно всех полюсов автомата из холодного состояния при температуре окружающей среды +25°С, а также время остывания теплового элемента приведены в табл. 4.1. Проверку тепловых элементов расцепителей автоматов рекомендуется проводить в такой последовательности.

1. Проверка тепловых элементов на срабатывание при пополюсной

нагрузке испытательным током, равным двух - или трехкратному номинальному

току расцепителя автомала.

Время срабатывания и остывания тепловых элементов автоматов Таблица 4.1.

2. Проверка характеристик тепловых элементов при одновременной нагрузке всех полюсов двухкратным (для автоматов A3160 и A3 ПО) и трехкратным током (для автоматов A3120, A3130 и A3140). Время срабатывания расцепителя должно находиться в пределах, указанных в табл. 4.2.

3. Проверка начального тока срабатывания автоматов, у которых при проверке двух - или трехкратным током время срабатывания не совпадает с данными табл. 4.2. Проверка электроманитных элементов производится испытательным тоном для каждого полюса автомата отдельно. При проверке электромагнитных расцепителей испытательный ток от нагрузочного устройства устанавливается на 30% ниже тока уставки для автоматов A3 ПО и на 15% ниже тока уставки для остальных автоматов. При этом токе автомат не должен отключаться. Затем испытательный ток повышают до отключения автомата. Ток срабатывания не должен превышать ток уставки больше чем на 30% для автоматов A3110 и на 15% - для остальных автоматов.

Электромагнитные элементы комбинированных расцепителей в соответствии с » рекомендациями завода-изготовителя следует проверять следующим образом.

Таблица 4.2

Характеристика тепловых элементов при одновременной нагрузке всех полюсов автомата двукратным (тип A3160 и A3110) и трехкратным током (тип A3120, A3130 и A3140)

Тип автомата	Номинальный ток расщепителя, А	Испытательный ток, А При различной температуре окружающего воздуха, °С	Предельное время срабатывания при одновременной нагрузке всех полюсов испытательным током.сек	Максимальное время нахождения автомата под испытательным током.сек
0	3	10	15	20	25	30	35	40
	15	34	33	32	32	31	30	29	29	28	15-20	40
	20	45	44	4 3	42	41	40	39	38	37	18-23	45
	25	57	56	54	53	51	50	49	47	46	19-27	50
A3 1 60	30	67	66	64	63	62	60	59	57	55	25 - 35	70
	40	90	S8	N6	84	82	80	78	76	74	35-45	90
	50	114	112	109	106	103	100	97	94	91	58 - 78	150
	15	37	35	34	33	32	30	29	27	25	19 - 27	50
	20	48	46	44	43	42	40	38	37	35	27 - 37	70
	25	59	57	55	54	52	50	48	4 7	4 5	35 - 4 5	90
	30 "	74	71	62	66	63	60	57	54	50	55-65	130
	40	96	91	89	86	83	80	77	74	70	50-80	160
A3 1 10	50	1 14	111	109	106	103	100	97	90	90	80 - 100	200
	60	137	133	131	127	124	120	1 16	ИЗ	109	70 - 90	180
	70	157	154	151	150	144	140	136	133	129	75-95	190
	85	190	187	IS7	182	174	170	166	162	156	1 10 - 140	240
	100	228	224	212	212	206	200	194	187	180	100 - 150	240
	15	50	50	49	48	46	45	44	43	41	18-22	45
	20	67	66	65	64	62	60	59	57	55	16-22	45
	25	84	83	81	80	77	75	73	71	69	24 - 30	60
	30	101	99	97	96	92	90	88	85	83	28 - 38	70
A3120	40	134	132	130	128	123	120	117	1 14	1 10	40 50	100
	50	168	165	162	161	154	150	146	144	138	50-60	120
	60	202	198	194	193	185	180	176	171	166	50 - 60	120
	80	269	264	259	257	246	240	234	228	221	70 - 80	160
	100	336	330	324	321	306	300	293	285	276	60 - 70	140
	120	403	396	389	385	369	360	351	342	331	65 - 75	150
	140	470	462	4 54	449	431	420	410	399	386	65 - 75	150
A3 1 30	170	571	561	551	546	523	510	497	485	469	68 - 78	150
	200	672	660	64 8	642	615	600	585	570	552	78 - 88	170
	250	840	825	810	803	769	750	731	713	690	60 - 70	140
	300	1008	990	97 2	963	923	900	878	855	828	65 - 75	150
	350	1 176	1 155	1 1 34	1 124	1076	1050	1024	998	966	65 - 75	150
A3 140	400	1344	1340	12%	1284	1230	1200	1 170	1140	1104 ■	50 - 60	120
	500	1680	1650	1620	1605	1538	1500	1463	1425	.1380	50-60	120
	600	2016	1980	1944	1926	1845	1800	1755	1710	1656	65-75	150

К нагрузочному устройству подключают эквивалентное сопротивление, равное полному сопротивлению (суммарному сопротивлению теплового элемента, электромагнитного и коммутирующих контактов) одного полюса испытуемого автомата. Регулирующим устройством и амперметром, включаемым в цепь эквивалентного сопротивления, устанавливают ток на 30% ниже уставки для автомата типа A3110 и на 15% ниже - для прочих автоматов. Не изменяя величины установившегося испытательного тока, от нагрузочного устройства отключают эквивалентное сопротивление. Вместо него поочередно включают все полюсы автомата, при этом автомат не должен отключаться… После этого эквивалентное сопротивление вновь присоединяют к нагрузочному устройству и устанавливают величину испытательного тока на 30% выше тока уставки - для автоматов типа A3110 и на 15% - для прочих автоматов. Затем, не изменяя величины установившегося испытательного тока, отключают от нагрузочного устройства эквивалентное сопротивление и поочередно включают все полюсы автомата. В этом случае автомат отключается под действием электромагнитных элементов. Чтобы убедиться в этом после каждого отключения необходимо (пока не остыли тепловые элементы) попытаться включить автомат вручную. Если автомат включается нормально, значит, он был отключён от электромагнитного элемента. При срабатывании теплового элемента повторное включение автомата не происходит. Схемы испытания расцепителей автоматов приведены на рис. 4.1.

Схемы проверки тепловых и электромагнитных расцепителей автоматов серии А3100:

а - включение одной фазы автомата, б - включение трех фаз при одновременной нагрузке, всех полюсов автомата испытательным током; НТ- нагрузочный трансформатор; ТР - тепловой расцепитель; ЭР - электромагнитный расцепитель; А - автомат; П- перемычка.

Дистанционный расцепитель автомата должен чётко срабатывать в пределах 75 - 105% номинального напряжения.

При температуре окружающего воздуха +40°С и относительной влажности 60 - 80% сопротивление изоляции выключателя в холодном состоянии должно быть не менее 10 МОм, а в прогретом (номинальным током расцепителя) - не менее 5 МОм.

4.2. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ СЕРИИ АП-50

Проверка расцепителей автоматов АП-50 проводится аналогично описанному выше. Токи срабатывания электромагнитных расцепителей автоматов АП-50 приведены в табл. 4.4, защитные характеристики автоматов - на рис. 4.2.

Пределы регулировки номинального тока уставки тепловых расцепителей связаны с номинальными токами уставки следующим образом:

Таблица 4.3

Тепловые расцепители не срабатывают в течение 1 ч при токе нагрузки, составляющем 1,1 тока уставки, срабатывают не более чем через 30 мин при токе нагрузки, составляющем 1,35 тока уставки, и за 1 - 10 сек, если ток срабатывания расцепителя составляет не более 2 мин.

Сопротивление изоляции автомата при относительной влажности среды 75% должно быть в холодном состоянии не менее 20 МОм, в прогретом номинальным током - не менее 6 МОм.

4.3. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ СЕРИИ АВМ

Проверка и настройка автоматов серии АВМ производится в следующем объеме:

1) внешний осмотр;

2) проверка растворов, провалов и нажатий контактов;

3) проверка четкости работы механизма свободного расцепления;

4) испытание действия электромеханического привода и схемы управления;

5) проверка действия независимого расцепителя и расцепителя минимального

напряжения;

6) проверка характеристик максимальных расцепителей;

7) испытание изоляции.

При внешнем осмотре проверяется целость деталей, состояние главных и блокировочных контактов и дугогасительных камер, а также соответствие проекту автомата и его расцепителей.

Величину нажатия контактов определяют пружинным динамометром. Для этого при полностью включенном автомате измеряют усилие, необходимое для того, чтобы оттянуть контакт до освобождения проложенной между контактами полоски папиросной бумаги или до погасания включенной последовательно с контактами АВМ сигнальной лампы. Направление усилия должно быть перпендикулярно плоскости касания контактов. Начальное нажатие контактов определяют при полностью отключенном аппарате описанным выше образом, но бумажная полоска закладывается между контактом и упором.

ВКЛ.

Принципиальная схема управления автоматом серии АВМ с электромеханическим приводом

Автоматы серии АВМ выпускаются со следующими исполнениями максимальнотоковой защиты:

неселективные - с максимальными расцепителями с обратнозависимой от тока выдержкой времени при перегрузках и мгновенным срабатыванием при токах короткого замыкания;

селективные - с максимальными расцепителями с обратнозависимой от тока выдержкой времени при перегрузках и независимой от тока выдержкой времени при токах короткого замыкания.

Выдержка времени максимальных расцепителей с обратнозависимой от тока характеристикой создается при помощи часового механизма, а выдержка времени расцепителей с независимой характеристикой создается при помощи механического замедлителя расцепления. При максимальной уставке часового механизма и токе, равном току наименьшей уставки на шкале перегрузок выдержка времени составляет не менее 10 сек.

Проверка максимальной токовой защиты автоматов заключается в определении тока трогания и времени срабатывания при этом токе максимальных расцепителей с обратнозависимой характеристикой, тока срабатывания максимальных расцепителей с независимой выдержкой времени и выдержки времени замедлителя расцепления, а также возврата максимальных расцепителей в исходное положение при снижении тока. В соответствии с техническими условиями расцепитель должен вернуться в исходное положение без отключения автомата при снижении тока от значения, равного наименьшей уставке тока перегрузки, до 75% номинального тока расцепителя, или от значения, равного наибольшей уставке тока перегрузки, до 100% номинального тока расцепителя в обоих случаях - по истечении 2/3 выдержки времени, соответствующей данной уставке на шкале перегрузок.

Для максимальных расцепителей допускается отклонение от номинального тока срабатывания не более ±10%. Отклонение времени отключения селективных автоматов при токах короткого замыкания от уставки выдержки времени допускается на величину ±15%.

Проверка максимальных расцепителей автоматов выполняется по схеме, приведенной на рис.

Рис. Схема проверки максимальных расцепителей автоматов серии АВМ:

Р
- рубильник; AT - автотрансформатор; НТ - нагрузочной трансформатор;

ИТ- измерительный трансформатор; AD - автомат; С - секундомер.

В условиях производственного отапливаемого помещения сопротивление изоляции всех токоведущих частей автомата, соединенных между собой по отношению к корпусу, должно быть не менее 20 МОм в холодном состоянии и не менее 6 МОм - в горячем.

При наладке выдвижных автоматов необходимо проверить четкость работы механической блокировки, препятствующей разъединению и замыканию главных контактов при включенном автомате.

4.4. ТЕПЛОВЫЕ РЕЛЕ

В однофазных реле серии ТРП внутри биметаллического элемента реле, имеющего U-образную форму, расположен нихромовый нагреватель. Нагрев термоэлементов осуществляется комбинированным способом: ток проходит через нагреватель и частично через биметалл. Реле допускают регулировку тока уставки в пределах ±25%. Регулировку осуществляют с помощью механизма уставки, изменяющего натяжение ветвей термоэлемента. Механизм имеет шкалу, на которой нанесено по пять делений в обе стороны от нуля. Цена деления 5% для открытого исполнения и 5,5% - для защищенного. При температуре окружающей среды ниже +30°С вносится поправка в пределах шкалы реле: одно деление шкалы соответствует изменению температуры на 10°С. При отрицательных температурах стабильность защиты нарушается.

Деление шкалы, соответствующее току защищаемого электродвигателя и окружающей температуре, выбирают следующим образом.

Определяется деление шкалы уставок тока без температурной поправки по выражению:

MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT где Iэл - номинальный ток электродвигателя;

I0 - ток нулевой уставки реле;

с - цена деления, равная 0,05 для открытых пускателей и 0,055 - для защищенных.

Затем вводится поправка на окружающую температуру:

где: tокр - температура окружающей среды.

Поправка на температуру вводятся только при понижений температуры от номинальной (+40°С) на величину более 10°С. Результирующее расчетное деление шкалы

Если N оказывается дробным числом, его следует округлить до целого в большую или меньшую сторону в зависимости от характера нагрузки.

Самовозврат реле осуществляется пружиной после остывания биметалла или вручную (ускоренный возврат) рычагом с кнопкой.

Реле серии ТРИ - двухполюсные с температурной компенсацией. Кинематическая схема реле серии ТРИ приведена на рис. 4.5. Термоэлемент 2 нагревается от нагревательного элемента 7. Компенсатор реле 4 выполнен из биметалла с обратным прогибом по отношению к основному термоэлементу. Работа реле серии ТРН почти не зависит от окружающей температуры. Изменение тока уставки реле осуществляется изменением зазора между компенсатором 4 и защелкой 9. Реле типа ТРН-10А позволяют регулировать ток уставки в пределах от - 20 до +25%; реле типов ТРН-10, ТРН-25 - в пределах от - 25 до +30%. Реле имеют только ручной возврат, осуществляемый нажатием на кнопку через 1 - 2 мин после срабатывания реле.

Рис.4.5. Кинематическая схема реле типа ТРН:

а - до срабатывания; б - после срабатывания;

1 - нагреватель; 2 - термобиметалл; 3 - держатель; 4 - термобиметаллический компенсатор; 5 - эксцентрик; 6 - упор; 7 - траверса; 8 - пружина; 9 - защелка; 10 - контактный мостик; 11 - неподвижные контакты; 12 - пружина траверсы;

13 - пружина кулисы

Защитные характеристики тепловых реле различных серий (при нагреве от холодного состояния) приведены на рис.4.6.

Согласно требованиям ГОСТов, встроенное в пускатель тепловое реле, через которое в течение длительного времени проходит номинальный ток, должно сработать не более чем через 20 мин после наступления перегрузки 20°С.

Для настройки реле под током собирают схему, приведенную на рис. 4.7. Предварительно в течение 2 ч через контакты пускателя и нагревателя тепловых реле пропускают номинальный ток (катушка пускателя находится под номинальным напряжением). Затем ток повышают до 1,2 1ном и проверяют время срабатывания реле. Если через 20 мин со времени повышения тока реле не сработает, то следует постепенным снижением уставки найти такое положение, при котором реле сработает. Затем снизить ток до номинального, дать аппарату остыть и вновь повторить опыт при токе 1,2 1ном.

Если при первоначальной проверке реле срабатывает слишком быстро, (менее чем за 10 мин), ток следует снизить до номинального, увеличить уставку и после проверки аппарата повторить опыт.

При наладке большого количества тепловых реле с одинаковой уставкойs рекомендуется пользоваться образцовыми реле, предварительно настраиваемыми описанным выше способом. Тепловые реле нескольких пускателей включают последовательно с образцовыми реле; пускатели со снятыми крышками кожухов оставляют во включенном положении. По цепи нагревателей пропускают ток, близкий 1,5 1ном и изменением уставок реле добиваются срабатывания реле одновременно с образцовыми.

Кратность тока номинальному

Рис.4.6. Защитные характеристики тепловых реле различных серий (при нагреве с холодного состояния):

1 - РТ; 2 - ТРН-10; 3 - ТРН-25; 4 - ТРН-40; 5 - ТРП-150; 6 - ТРП-600; 7 - ТРП-25; 8 - ТРН-10А;9-ТРП-60.

Рис. 4.7. Схема испытания РТ

Пускатели включают только для удобства определения момента срабатывания реле.

Присоединяя к испытательной схеме новую партию аппаратов, не следует4 ожидать, пока остынет контрольный пускатель. Достаточно предварительно прогреть все аппараты в течение 10-15 мин током, равным 1,5-1ном, а затем отключить ток на 10 мин.

5. ПРОВЕРКА РЕЛЕЙНОЙ АППАРАТУРЫ

5.1. ОБЪЁМ ИСПЫТАНИЙ

Основные положения и требования, предъявляемые к релейной защите в электроустановках, определены в ПУЭ, «Руководящих указаниях по релейной защите» и других директивных материалах.

В объем наладки устройств релейной защиты при новом включении, как правило, входят:

1)ознакомление с проектом;

2) проверка правильности и качества выполнения монтажа цепей релейной защиты и внешний осмотр аппаратуры;

3) измерение сопротивления и испытание повышенным напряжением изоляции аппаратов и проводок;;

4) проверка правильности выбора предохранителей и автоматов во вторичных цепях;

5) проверка и регулировка релейной аппаратуры и вспомогательных устройств;

6) испытание приводов выключателей, короткозамыкателей, отделителей, трансформаторов тока и напряжения;

7) проверка взаимодействия всех элементов схемы и действия защиты на выключатели (короткозамыкатели, отделители);

8) проверка защиты в целом током от постороннего источника и рабочим током (нагрузки).

При внешнем осмотре элементов защиты проверяется:

а) наличие всей релейной и вспомогательной аппаратуры, предусмотренной проектом;

б) соответствие ее проекту и требованиям ПУЭ;

в) состояние защитных кожухов и крышек, а также уплотнительных прокладок между крышками и корпусом;

г) наличие и правильность выполнения маркировки;

д) заземление металлических корпусов аппаратуры и вторичных цепей в местах, предусмотренных проектом;

е) наличие плавких вставок предохранителей и соответствие их проектным или расчетным данным;

ж) соответствие проекту и ПУЭ сечения проводок вторичной коммутации (токовых, напряжения, оперативных);

з) надежность крепления панелей, аппаратуры, реле, шпилек, штырей, ламелей, винтов и гаек, а также всех контактных соединений;

и) наличие пломб, всех необходимых надписей, а также разделительных линий на панелях между аппаратурой разных присоединений;

к) состояние кабельных разделок и др.

Подробно проверка релейной аппаратуры изложена в Методике-" «Проверка релейной аппаратуры».

6. ПРОВЕРКА ПРАВИЛЬНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПОЛНОСТЬЮ СОБРАННЫХ СХЕМ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ЗНАЧЕНИЯХ ОПЕРАТИВНОГО ТОКА

6.1. ПРОВЕРКА СХЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Проверка схем электрических соединений предусматривает следующее.

1. Ознакомление с проектными схемами коммутации как принципиальными (элементными), так и монтажными, а также кабельным журналом.

2. Проверка соответствия установленного оборудования и аппаратуры проекту.

3. Осмотр и проверка соответствия смонтированных проводов и кабелей (их марки, материала, сечения и др.) проекту и действующим правилам.

4. Проверка наличия и правильности маркировки на оконцевателях проводов и жил кабелей, клёммниках, выводах аппаратов.

5. Проверка качества монтажа (надежности контактных соединений, укладки проводов на панелях, прокладки кабелей и т. п...

6. Проверка правильности монтажа цепей (прозвонка).

7. Проверка схем электрических цепей под напряжением. Цепи первичной и вторичной коммутаций проверяют в полном объеме при приемо-сдаточных испытаниях после окончания монтажа электроустановки. При профилактических испытаниях объем проверки коммутации значительно сокращается. Обнаруженные в процессе проверки ошибки монтажа или другие отступления от проекта устраняют наладчики или монтажники (в зависимости от объема и характера работы).

Принципиальные изменения и отступления от проекта допустимы только после согласования их с проектной организацией. Все изменения должны быть показаны на чертежах.

6.2. ПРОВЕРКА ПРАВИЛЬНОСТИ МОНТАЖА (ПРОЗВОНКА)

Правильность монтажа, выполненного свободно и наглядно в пределах одной панели, шкафа, аппарата, может быть проверена визуально прослеживанием проводов. Во всех остальных случаях правильность монтажа цепей определяют прозвонкой.

В пределах одной панели, шкафа прозвонка цепей может осуществляться с помощью простейшего прозвоночного устройства (рис.6.1). Устройства такого типа легко изготовить на месте проведения наладочных работ. В прозвоночных устройствах с лампочкой заметно искрение при размыкании цепи, содержащей катушку с железным сердечником: по искрению и судят об исправности катушки (отсутствие обрывов и витковых замыканий).

Более совершенное прозвоночное устройство содержит миниатюрный магнитоэлектрический вольтметр. Если вольтметр градуирован в омах, устройство становится по существу омметром, аналогичным прибору типа М-57.

При прозвонке цепей на панели или коротких отрезков кабелей, не выходящих за пределы одного помещения, можно пользоваться также понижающим трансформатором (220/12 В) с лампой или мегаомметром.

Длинные отрезки кабеля, концы которых расположены в разных помещениях, лучше всего прозванивать с помощью двух микротелефонных трубок. Телефоны и микрофоны обеих трубок соединяют в последовательную цепочку с источником постоянного напряжения 3 - 6 В (сухие элементы или аккумуляторы) через прозваниваемую и вспомогательную жилы кабеля. В качестве обратного провода могут быть использованы металлическая оболочка кабеля либо заземленные конструкции.

Порядок прозвонки по схеме, приведенной на рис. 6.2. (с использованием оболочки кабеля в качестве обратного провода), таков.

1. С
обеих сторон отсоединяют все жилы проверяемого кабеля.

2. Проверяют изоляцию всех жил кабеля между собой и относительно земли.

3. Два наладчика, находясь на разных концах кабеля, присоединяют трубки к оболочке и находят условную первую жилу. По предварительной договоренности один из наладчиков («ведущий») присоединяет трубку к жиле, а второй («помощник») поочередно касается проводом трубки всех жил.

4. В момент прикосновения провода трубки к разыскиваемой жиле в обоих телефонах слышен характерный шорох, свидетельствующий об образовании замкнутой цепи и о возможности ведения переговоров.

5. «Ведущий» сообщает «помощнику», какая маркировка должна быть на найденной жиле; при несоответствии маркировки в нее вносят коррективы.

6. Аналогично находят следующую жилу и устанавливают телефонную., связь.

7. Ранее найденную жилу на обоих концах кабеля присоединяют к клеммникам.

8. Аналогично прозванивают все остальные жилы кабеля.

Если количество прозваниваемых жил невелико, нет микротелефонных трубок или прозвонку проводит один человек, то можно воспользоваться схемами, приведенными на рис. 6.3 - 6.5.

Жилоискатель (рис.6.5) состоит из набора сопротивлений (1-5 кОм и т.д.) и омметра, включаемых на разные концы кабеля. По значению измеренного на каждой жиле сопротивления проверяют ее маркировку.

7. Иногда прозвонку осуществляют два наладчика с помощью двух пробников (рис. 6.6). В этом случае наличие лампочек на обоих концах кабеля позволяет пользоваться условным кодом и освобождает наладчиков от хождения для переговоров друг о другом. Однако перед прозвонкой необходимо проверять полярность пробников, так как при встречном их включении, лампы гореть не будут.

Рис. 6.3. Схема прозвонки длинного кабеля пробником:

а - при поочередном заземлении жил на удаленном конце; б - при использовании металлической оболочки кабеля в качестве обратного провода; в - при использовании одной из жил в качестве обратного провода.

Рис. 6.4. Схема прозвонки длинного кабеля мегаомметром.

Рис. 6.5. Схема прозвонки длинного кабеля жилоискателем.

Рис. 6.6. Схема прозвонки двумя пробниками.

7.ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ.

Результаты испытаний оформляются протоколами, формы которых приведены в Приложении 1.

Руководитель ЭТЛ

Для безопасной работы все электрические установки и оборудование должны иметь сопротивление изоляции, соответствующее определенным характеристикам. Независимо от того, идет ли речь о соединительных кабелях, оборудовании секционирования и защиты, трансформаторах, электродвигателях и генераторах - электрические проводники изолируются с помощью материалов с высоким электрическим сопротивлением, которые позволяют ограничить, насколько это возможно, электрический ток за пределами проводников.

Из-за воздействий на оборудование качество этих изоляционных материалов меняется со временем. Подобные изменения снижают электрическое сопротивление изоляционных материалов, что увеличивает ток утечки, который, в свою очередь, приводит к серьезным последствиям, как с точки зрения безопасности (для людей и имущества), так и с точки зрения затрат на остановки производства.

Регулярная проверка изоляции, проводимая на установках и оборудовании в дополнение к измерениям, выполняемым на новом и восстановленном оборудовании во время ввода в эксплуатацию, помогает избегать подобных инцидентов за счет профилактического обслуживания. Данные испытания дают возможность обнаружить старение и преждевременное ухудшение изоляционных свойств прежде, чем они достигнут уровня, способного привести к описанным выше инцидентам.

Проверка: испытание или измерение?

На первом этапе полезно прояснить разницу между двумя типами проверки, которые часто путают - испытание электрической прочности изоляции и измерение сопротивления изоляции.

Испытание электрической прочности, также называемое «испытание на пробой», позволяет определить способность изоляции выдерживать выброс напряжения средней длительности без возникновения искрового пробоя. Фактически такой выброс напряжения может быть вызван молнией или индукцией в результате неисправности линии электропередачи. Основной целью этого теста является обеспечение соответствия строительным нормам и правилам, касающимся путей утечки и зазоров. Этот тест часто выполняется с использованием напряжения переменного тока, но также при испытаниях применяется и напряжение постоянного тока. Подобный тип измерений требует использования . Результатом является значение напряжения, обычно выраженное в киловольтах (кВ). Испытания электрической прочности в случае неисправности могут быть разрушительными, в зависимости от уровней тестирования и энергетических возможностей инструмента. Поэтому этот метод используется для типового тестирования на новом или восстановленном оборудовании.

При нормальных условиях испытаний измерение сопротивления изоляции является неразрушающим тестированием. Этот замер выполняется с использованием напряжения постоянного тока меньшей величины, чем при испытании электрической прочности, и дает результат, выраженный в кОм, МОм, ГОм или ТОм. Значение сопротивления указывает на качество изоляции между двумя проводниками. Поскольку данное испытание является неразрушающим, его особенно удобно использовать для контроле старения изоляции работающего электрического оборудования или установок. Для данного измерения используется тестер изоляции, также называемый (доступны мегомметры с диапазоном до 999 ГОм).

Поскольку измерение сопротивления изоляции с помощью мегомметра является частью более широкой политики профилактического обслуживания, важно понимать, по каким причинам возможно ухудшение характеристик изоляции. Только это позволит предпринять правильные шаги для их устранения.

Можно разделить причины неисправности изоляции на пять групп. Однако необходимо иметь в виду, что в случае отсутствия каких-либо корректирующих мер, различные причины будут накладываться друг на друга, приводя к пробою изоляции и повреждению оборудования.

1. Электрические нагрузки

В основном электрические нагрузки связаны с отклонением рабочего напряжения от номинального значения, причем влияние на изоляцию оказывают как перенапряжения, так и понижение напряжения.

2. Механические нагрузки

Частые последовательные запуски и выключения оборудования способны вызвать механические нагрузки. Кроме того, сюда входят проблемы с балансировкой вращающихся машин и любые прямые нагрузки на кабели и установки в целом.

3. Химические воздействия

Присутствие химических веществ, масел, агрессивных испарений и пыли в целом отрицательно влияет на характеристики изоляционных материалов.

4. Напряжения, связанные с колебаниями температуры:

В сочетании с механическими напряжениями, вызванными последовательными запусками и остановками оборудования, также на свойства изоляционных материалов влияют напряжения, возникающие при расширении и сжатии. Работа при экстремальных температурах также приводит к старению материалов.

5. Загрязнение окружающей среды

Плесень и посторонние частицы в теплой, влажной среде также способствуют ухудшению изоляционных свойств установок и оборудования.

В приведенной ниже таблице показана относительная частота различных причин отказа электродвигателя.

Внешние загрязнения:

В дополнение к внезапным повреждениям изоляции из-за таких чрезвычайных происшествий, как, например, наводнения, факторы, снижающие эффективность изоляции работающей установки объединяются, иногда усиливая друг друга. В конечном итоге в долгосрочной перспективе без постоянного мониторинга это приведет к возникновению ситуаций, которые станут критическими с точки зрения безопасности людей и нормальной эксплуатации. Таким образом, регулярное тестирование изоляции установок или электрических машин является полезным способом контроля состояния изоляции, позволяющим предпринимать необходимые действия еще до того, как возникло повреждение.

Измерение сопротивления изоляции базируется на законе Ома. Подав известное напряжение постоянного тока с уровнем ниже, чем напряжение испытания электрической прочности, а затем измерив значение тока, очень просто замерить значение сопротивления. В принципе, значение сопротивления изоляции очень велико, но не бесконечно, поэтому измеряя малый протекающий ток, мегомметр указывает значение сопротивления изоляции в кОм, МОм, ГОм и даже в ТОм (на некоторых моделях). Это сопротивление характеризует качество изоляции между двумя проводниками и способно указать на риск возникновения тока утечки.

На значение сопротивления изоляции и, следовательно, на значение тока, протекающего, когда к тестируемой цепи приложено напряжение постоянного тока, влияет ряд факторов. К таким факторам относятся, например, температура или влажность, которые способны существенно повлиять на результаты измерений. Для начала давайте проанализируем характер токов, протекающих во время измерения изоляции, используя гипотезу о том, что эти факторы не влияют на проводимое измерение.

Общий ток, протекающий в изоляционном материале, представляет собой сумму трех компонентов:

• 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 приведенном ниже графике эти три тока показаны в зависимости от времени. Шкала времени является условной и может различаться в зависимости от тестируемой изоляции.

Для обеспечения надлежащих результатов тестирования очень больших электродвигателей или очень длинных кабелей сведение к минимуму емкостных токов и токов поглощения может занимать от 30 до 40 минут.

Когда в цепь подается постоянное напряжение, суммарный ток, протекающий в тестируемом изоляторе, изменяется в зависимости от времени. Это предполагает значительное изменение сопротивления изоляции.

Перед подробным рассмотрением различных методов измерения было бы полезно снова взглянуть на факторы, которые влияют на измерение сопротивления изоляции.

Влияние температуры

Температура вызывает квазиэкспоненциальное изменение значения сопротивления изоляции. В контексте программы профилактического технического обслуживания измерения должны выполняться в одинаковых температурных условиях или, если это невозможно, должны корректироваться относительно эталонной температуры. Например, увеличение температуры на 10°C уменьшает сопротивление изоляции ориентировочно наполовину, в то время как уменьшение температуры на 10°C удваивает значение сопротивления изоляции.

Уровень влажности влияет на изоляцию в соответствии со степенью загрязнения ее поверхности. Никогда не следует измерять сопротивление изоляции, если температура ниже точки росы.

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

Методы тестирования и интерпретация результатов

Кратковременное или точечное измерение

Это наиболее простой метод. Он подразумевает подачу испытательного напряжения на короткое время (30 или 60 секунд) и фиксацию значения сопротивления изоляции на этот момент. Как уже указывалось выше, на такое прямое измерение сопротивления изоляции значительное влияние оказывает температура и влажность, поэтому измерение следует стандартизировать при контрольной температуре и для сравнения с предыдущими измерениями следует фиксировать уровень влажности. С помощью данного метода можно проанализировать качество изоляции, сравнивая текущее измеренное значение с результатами нескольких предыдущих тестов. Со временем это позволит получить более достоверную информацию о характеристиках изоляции тестируемой установки или оборудования по сравнению с одиночным испытанием.

Если условия измерения остаются идентичными (то же самое испытательное напряжение, то же время измерения и т.д.), то при периодических измерениях путем мониторинга и интерпретации любых изменений можно получить четкую оценку состояния изоляции. После записи абсолютного значения, необходимо проанализировать изменение во времени. Таким образом, измерение, показывающее относительно низкое значение изоляции, которое, тем не менее, стабильно во времени, теоретически должно доставлять меньше беспокойства, чем значительное снижение сопротивления изоляции со временем, даже если сопротивление изоляция выше, чем рекомендованное минимальное значение. В общем, любое внезапное падение сопротивления изоляции свидетельствует о проблеме, требующей изучения.

На приведенном ниже графике показан пример показаний сопротивления изоляции для электродвигателя.

В точке A сопротивление изоляции уменьшается из-за старения и накопления пыли.

Резкое падение в точке B указывает на повреждение изоляции.

В точке C неисправность была устранена (обмотка электродвигателя перемотана), поэтому вернулось более высокое значение сопротивления изоляции, остающееся стабильным во времени, что указывает на ее хорошее состояние.

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

Эти методы включают последовательное измерение значений сопротивления изоляции в указанное время. Их преимуществом является неподверженность особому влиянию температуры, поэтому их можно применять без коррекции результатов, если только испытательное оборудование не подвергается во время теста значительным колебаниям температуры.

Данные методы идеально подходят для профилактического обслуживания вращающихся машин и для мониторинга изоляции.

Если изоляционный материал находится в хорошем состоянии, ток утечки или ток проводимости будет низким, а на начальный замер сильно влияют токи зарядки емкости и диэлектрического поглощения. При приложении испытательного напряжения со временем измеренное значение сопротивления изоляции повышается, так как уменьшаются эти токи помех. Необходимое для измерения изоляции в хорошем состоянии время стабилизации зависит от типа изоляционного материала.

Если изоляционный материал находится в плохом состоянии (поврежден, грязный и влажный), ток утечки будет постоянным и очень высоким, часто превышающим токи зарядки емкости и диэлектрического поглощения. В таких случаях измерение сопротивления изоляции очень быстро становится постоянным и стабилизируется на высоком значении напряжения.

Изучение изменения значения сопротивления изоляции в зависимости от времени приложения испытательного напряжения дает возможность оценить качество изоляции. Этот метод позволяет сделать выводы, даже если не ведется журнал измерения изоляции. Тем не менее, рекомендуется записывать результаты периодических измерений, проводимых в контексте программы профилактического обслуживания.

Показатель поляризации (PI)

При использовании этого метода два показания снимаются через 1 минуту и 10 минут, соответственно. Отношение (без размерностей) 10-минутного значения сопротивления изоляции к 1-минутному значению называется показателем поляризации (PI). Этот показатель можно использовать для оценки качества изоляции.

Метод измерения с использованием показателя поляризации идеально подходит для тестирования цепей с твердой изоляцией. Данный метод не рекомендуется использовать на таком оборудовании, как масляные трансформаторы, поскольку он дает низкие результаты, даже если изоляция находится в хорошем состоянии.

Рекомендация IEEE 43-2000 «Рекомендуемые методы тестирования сопротивления изоляции вращающихся машин» определяет минимальное значение показателя поляризации (PI) для вращающихся машин переменного и постоянного тока в температурных классах B, F и H равным 2.0. В общем случае значение PI, превышающее 4, является признаком превосходной изоляции, а значение ниже 2 указывает на потенциальную проблему.

PI = R (10-минутное измерение изоляции) / R (1-минутное измерение изоляции)

Коэффициент диэлектрической абсорбции (DAR)

Для установок или оборудования, содержащих изоляционные материалы, в которых ток поглощения уменьшается быстро, для оценки состояния изоляции, возможно, будет достаточно провести измерение через 30 секунд и 60 секунд. Коэффициент DAR определяется следующим образом:

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

Результаты интерпретируются следующим образом:

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

Наличие загрязнений (пыль, грязь и т.п.) или влаги на поверхности изоляции обычно четко выявляется с помощью зависящего от времени измерения сопротивления (PI, DAR и т.д.). Однако этот тип тестирования, проводимый с использованием низкого напряжение относительно диэлектрического напряжения испытываемого изолирующего материала, может иногда пропускать признаки старения изоляции или механические повреждения. Значительное же увеличение прикладываемого испытательного напряжения может, со своей стороны, вызвать повреждение в этих слабых точках, что приведет к существенному уменьшению измеренного значения сопротивления изоляции.

Для обеспечения эффективности соотношение между шагами изменения напряжения должно быть 1 к 5, и каждый шаг должен быть одинаковым по времени (обычно от 1 до 10 минут), оставаясь при этом ниже классического напряжения испытания электрической прочности (2Un + 1000 В). Полученные с помощью данного метода результаты полностью независимы от типа изоляции и температуры, потому что он основан не на внутреннем значении измеряемого изолятора, а на эффективном сокращении значения, получаемого по истечении одного и того же времени для двух разных испытательных напряжений.

Снижение значения сопротивления изоляции на 25% или более между первым и вторым шагами измерения является свидетельством ухудшения изоляции, которое обычно связано с наличием загрязнений.

Метод испытания рассеиванием в диэлектрике (DD)

Тест рассеивания в диэлектрике (DD), также известный как измерение тока повторного поглощения, выполняется путем измерения тока рассеивания в диэлектрике на испытуемом оборудовании.

Поскольку все три составляющие тока (ток зарядки емкости, ток поляризации и ток утечки) присутствуют во время стандартного испытания изоляции, на определение тока поляризации или поглощения может влиять наличие тока утечки. Вместо попытки измерить во время тестирования изоляции ток поляризации при тестировании рассеяния в диэлектрике (DD) измеряется ток деполяризации и ток разряда емкости после тестирования изоляции.

Принцип измерения состоит в следующем. Сначала тестируемое оборудование заряжается в течение времени, достаточного для достижения стабильного состояния (зарядка емкости и поляризация завершена, и единственным протекающим током является ток утечки). Затем оборудование разряжается через резистор внутри мегомметра и при этом измеряется протекающий ток. Этот ток состоит из зарядного тока емкости и тока повторного поглощения, которые в совокупности дают общий ток рассеивания в диэлектрике. Данный ток измеряется по истечении стандартного времени в одну минуту. Электрический 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 позволяет идентифицировать избыточные токи разряда, когда поврежден или загрязнен один из слоев многослойной изоляции. При точечных испытаниях или тестах PI и DAR подобный дефект можно упустить. При заданном напряжении и емкости ток разряда будет выше, если поврежден один из слоев изоляции. Постоянная времени этого отдельного слоя больше не будет совпадать с другими слоями, что приведет к более высокому значению тока по сравнению с неповрежденной изоляцией. Однородная изоляция будет иметь значение DD, близкое к нулю, а допустимая многослойная изоляция будет иметь значение DD до 2. В приведенной ниже таблице указано состояние в зависимости от полученного значения DD.

Внимание: Данный метод измерения зависим от температуры, поэтому каждая попытка тестирования должна выполняться при стандартной температуре или, по крайней мере, температура должна фиксироваться вместе с результатом теста.

При измерении значений сопротивления изоляции (выше 1 ГОм) на точность измерений могут повлиять токи утечки, протекающие по поверхности изоляционного материала через имеющиеся на ней влагу и загрязнения. Значение сопротивления больше не является высоким, и поэтому пренебрежимо малым по сравнению с сопротивлением оцениваемой изоляции. Для устранения снижающей точность измерения изоляции поверхностной утечки тока на некоторых мегомметрах имеется третье гнездо с обозначением G (Guard). Это гнездо шунтирует измерительную цепь и повторно вводит поверхностный ток в одну из точек тестирования, минуя цепь измерения (смотрите рисунок ниже).

При выборе первой схемы, без использования гнезда G, одновременно измеряется ток утечки i и нежелательный поверхностный ток I1, поэтому сопротивление изоляции измеряется неверно.

Однако при выборе второй схемы измеряется только ток утечки i. Подключение к гнезду G позволяет отвести поверхностный ток I1, поэтому измерение сопротивления изоляции проводится правильно.

Гнездо G необходимо соединить с поверхностью, по которой протекают поверхностные токи, и которая не относится к таким изоляторам, как изоляционные материалы кабелей или трансформаторов. Знание возможных путей протекания испытательных токов через тестируемый элемент имеет решающее значение для выбора места соединения с гнездом G.

Нормы испытательного напряжения для кабелей/оборудования

Рабочее напряжение кабеля/оборудования	Нормы испытательного напряжения постоянного тока
От 24 до 50 В	От 50 до 100 В постоянного тока
От 50 до 100 В	От 100 до 250 В постоянного тока
От 100 до 240 В	От 250 до 500 В постоянного тока
От 440 до 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
От 5000 до 12 000 В	От 2500 до 5000 В постоянного тока
> 12 000 В	От 5000 до 10 000 В постоянного тока

Кроме того, эти значения задаются для электрических приборов в самых разнообразных местных и международных стандартах (IEC 60204, IEC 60439, IEC 60598 и т.д.).

Во Франции, например, стандарт NFC15-100 предусматривает значения испытательного напряжения и минимального сопротивления изоляции для электроустановок (500 В постоянного тока и 0,5 МОм при номинальном напряжении от 50 до 500 В).

Перед тестированием

A. Чтобы испытательное напряжение не было приложено к другому оборудованию, имеющему электрическое соединение с тестируемой цепью, испытание должно проводиться на отключенной, не проводящей электрический ток установке.

B. Убедитесь, что цепь разряжена. Ее можно разрядить, замкнув накоротко выводы оборудования и/или замкнув их на землю на определенное время (смотрите время разряда).

C. Если тестируемое оборудование находится в огнеопасной или взрывоопасной среде, необходима специальная защита, поскольку, если изоляция повреждена, при разряде изоляции (до и после испытания), а также во время тестирования могут возникать искры.

D. Из-за наличия напряжения постоянного тока, величина которого может быть достаточно высокой, рекомендуется ограничить доступ другого персонала и надевать средства индивидуальной защиты (например, защитные перчатки), предназначенные для работы на электрооборудовании.

E. Используйте только те соединительные кабели, которые подходят для проводимого испытания; убедитесь, что кабели находятся в хорошем состоянии. В лучшем случае неподходящие кабели приведут к ошибкам измерения, но гораздо важнее, что они могут быть опасными.

После тестирования

К концу испытания изоляция накапливает значительную энергию, которую необходимо сбросить до выполнения любых других операций. Простое правило безопасности заключается в том, чтобы предоставить оборудованию возможность разряжаться в течение времени, в пять раз превышающего время зарядки (время последнего теста). Для разрядки оборудования можно накоротко замкнуть его выводы и/или соединить их с землей. Все изготовленные компанией Chauvin Arnoux мегомметры оборудованы встроенными цепями разрядки, которые автоматически обеспечивают требуемую безопасность.

Часто задаваемые вопросы

Результат моих измерений - x МОм. Это нормально?

Какое должно быть сопротивление изоляции - на этот вопрос нет единого ответа. Точный ответ на него могут дать производитель оборудования или соответствующие стандарты. Для низковольтных установок минимальным значением можно считать значение 1 МОм. Для установок или оборудования с более высоким рабочим напряжением можно использовать правило, определяющее минимальное значение 1 МОм на кВ, в то время как рекомендации IEEE, касающиеся вращающихся машин, определяют минимальное сопротивление изоляции (n + 1) МОм, где n - рабочее напряжение в кВ.

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

Используемые на мегомметрах провода должны иметь спецификации, подходящие для выполняемых измерений с точки зрения используемых напряжений или качества изоляционных материалов. Использование несоответствующих измерительных проводов может привести к ошибкам измерения или даже оказаться опасным.

Какие меры предосторожности следует принимать при измерении высокого сопротивления изоляции?

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

• Используйте специальное гнездо G (Guard) (описывается в специальном разделе выше).
• Используйте чистые, сухие провода.
• Прокладывайте провода на расстоянии друг от друга и без контакта с любыми объектами или с полом. Это позволит ограничить возможность возникновения токов утечки в самой измерительной линии.
• Не касайтесь проводов и не перемещайте их во время измерения, чтобы избежать возникновения вызывающих помехи емкостных эффектов.
• Для стабилизации измерения выждите необходимое время.

Почему два последовательных измерения не всегда дают одинаковый результат?

Применение высокого напряжения создает электрическое поле, которое поляризует изоляционные материалы. Важно понимать, что для возвращения изоляционных материалов после завершения тестирования в состояние, в котором они находились до испытания, потребуется значительное время. В некоторых случаях на это может потребоваться больше времени, чем указанное выше время разрядки.

Как протестировать изоляцию, если я не могу отключить установку?

Если невозможно отключить питание тестируемой установки или оборудования, мегомметр использовать нельзя. В некоторых случаях можно провести тестирование без снятия напряжения, используя для измерения тока утечки специальные клещи, но этот метод гораздо менее точен.

При выборе измерителя сопротивления изоляции необходимо задать следующие ключевые вопросы:

• Какое максимальное испытательное напряжение необходимо?
• Какие методы измерения будут использоваться (точечные измерения, PI, DAR, DD, ступенчатое изменение напряжения)?
• Какое максимальное значение сопротивления изоляции будет измеряться?
• Как будет подаваться питание на мегомметр?
• Каковы возможности хранения результатов измерений?

Примеры измерений сопротивления изоляции

Измерение изоляции на трансформаторе

Измерение сопротивления изоляции трансформатора производят следующим образом:

a. Между высоковольтной обмоткой и низковольтной обмоткой и землей

b. Между низковольтной обмоткой и высоковольтной обмоткой и землей

c. Между высоковольтной обмоткой и низковольтной обмоткой

d. Между высоковольтной обмоткой и землей

e. Между низковольтной обмоткой и землей

Подробнее о приборах для проверки изоляции высоковольтных кабелей смотрите в .

Знать сопротивление изоляции бывает очень важно. Но если сопротивление проводников играет роль для прохождения токов, следовательно, на конкретных значениях сопротивления в конкретных элементах цепей строится большая часть работы схем, то сопротивление изоляции нужно нам совсем по другому поводу.

Есть, конечно, некие конкретные изделия, называемые изоляторы, которые употребляются в высоковольтных сетях передачи энергии. Но у них обычно важны чисто пространственные параметры, длина, на которую один проводник они отдаляют от другого. И уж если пробьет высокое напряжение, то не через них, а мимо через окружающий воздух.

Вся изоляция окружает проводники с током как некая среда, как воздух нас, и важно не то, сколько ом, килоом или мегом в каком-то кусочке диэлектрика, а уверенность, что при действующем напряжении кусочек этот электрическим разрядом пробит не будет.

Как проверить изоляцию

Когда делают проводку, говорят о сечении проводника. Когда создают электрический контакт, думают о площади соприкосновения проводников, достаточной ли будет она для надежного контакта. А вот площадь соприкосновения изоляции с проводником в проводах, кабелях или изоляционных подложках никак и никогда не рассматривается. Как же тогда говорить об этом, и вообще, как измерить сопротивление изоляции?

Для измерения сопротивления различных материалов можно взять образец материала определенной формы и размера и, при приложении некоторого напряжения к двум торцам, получить некоторый ток. Измерить его и по закону Ома получить сопротивление

Удельное сопротивление будет равно

Оно, в отличие от R, не зависит ни от длины (толщины) материала, ни от контактной площади.

По такому принципу для различных материалов удельные сопротивления измерены, и их можно найти в справочных таблицах. И для изоляторов тоже.

Материал	Удельное сопротивление Ом*м
Сухое дерево
Трансформаторное масло
Гетинакс
Органическое стекло
Пенопласт
Поливинилхлорид
Полистирол
Полиэтилен
Стеклотекстолит
Текстолит
Целлулоид

То есть для работы можно было бы просто выбирать изолятор, который получше, и использовать. Да это и не нужно бывает, потому что обычно слово «изолятор» говорит само за себя. Электрические материалы выпускаются промышленностью с учетом всех нормативов. Задача изолятора - не пропускать ток, оказывая сопротивление (как видим из таблицы - сопротивление огромное), а просто изолировать одни проводники от других.

Но эталонные значения сопротивления изоляторов с течением времени могут меняться. Все материалы стареют, разрушаются, разлагаются под действием изменений температуры, от света, вибраций, их структура нарушается. Появляются микротрещины, шелушения, отслоения. Они истончаются, в поры проникает вода, могут разлагаться химически. Происходит запыление, а не всякая пыль является изолятором. То есть изолирующие свойства диэлектриков со временем ухудшаются.

Поэтому хотелось бы быть уверенным, что именно данный изолятор на данном проводе или электрической шине будет хорошо играть свою роль.

Тогда и проверяют сопротивление изоляции кабеля (или проводов и кабелей, шнуров и так далее). А вместе с этим и проверяют на электрическую прочность при определенном измерительном напряжении. Все это делается в силовых электрических цепях, где такие характеристики жизненно важны.

Норма сопротивления изоляции кабеля

Существуют Правила эксплуатации электроустановок потребителей (ПЭЭП, изд. 5, 1997 г., МинТопЭнерго РФ, Москва), в которых прописаны нормативы, касающиеся безопасной эксплуатации электрических установок, а также линий электропередач и помещений, где работает электрическая техника. В таблице 43 приложения 1 описано, какими напряжениями следует проводить испытание изоляции на различных электроустановках до 1000 вольт. Конкретно, в каких местах мерить и какое нормативное сопротивление должно быть у изоляции.

Часть таблицы привожу здесь (без пространных указаний, где именно измеряется сопротивление изоляции по многим из приведенных в ней видов установок).

Наименование испытываемой изоляции	Напряжение мегомметра, В	Нормы сопротивления изоляции, МОм
Электроустановки на напряжение выше 12 В переменного тока и 36 В постоянного тока	100–1000, а у электроизделий с полупроводниковыми блоками - по указанию завода-изготовителя	Должно соответствовать указанному в стандарте или ТУ на конкретный вид изделия; как правило, не менее 0,5
Электрические аппараты на напряжение, В
от 42 до 100
от 100 до 380
Ручной электроинструмент и переносные светильники со вспомогательным оборудованием (трансформаторы, преобразователи частоты, защитно-отключающие устройства, кабели-удлинители и т. п.), сварочные трансформаторы		После капитального ремонта: между находящимися под напряжением деталями для рабочей изоляции - 2, для дополнительной - 5, для усиленной - 7. В эксплуатации - 0,5; для изделий класса 11-2
Бытовые стационарные электроплиты
Краны и лифты
Силовые и осветительные электропроводки
Распределительные устройства, щиты и токопроводы
Вторичные цепи управления, защиты, измерения, автоматики, телемеханики и т. п.
Шинки постоянного тока и шинки напряжения на щите управления (при отсоединенных цепях)
Каждое присоединение вторичных цепей и цепей питания приводов выключателей и разъединителей
Цепи управления, защиты, автоматики, телемеханики, возбуждения машин постоянного тока на напряжение 500–1000 В, присоединенных к цепям главного тока

Как видим, сопротивление изоляции должно быть, в основном, не выше 0,5 МОм*м.

А измерения (испытания) проводятся напряжением до 1000 вольт, и это опасное для жизни напряжение. Методика такова, что испытание проводится в установках на местах их расположения. Чтобы испытание не повредило элементы схем, они предварительно шунтируются.

Кабели испытываются подачей напряжения на один из их проводов, а измеряют сопротивление изоляции между ним и другими проводами кабеля.

Приборы для измерения сопротивления изоляции

Любой прибор для измерения электрического сопротивления в своей конструкции использует эталонный источник напряжения. Некоторые мультиметры позволяют для измерения больших сопротивлений подключать еще внешний источник высокого напряжения. Только есть приборы, специально предназначенные, чтобы проводить измерение сопротивления изоляции кабеля. Называются они мегомметры. Ими проводятся: измерение сопротивления изоляции электропроводки, проверка сопротивления изоляции на пробой высоким напряжением, замеры сопротивления изоляции в различных устройствах, проведение замеров сопротивления изоляции силового электрооборудования и так далее.

Для проведения работы мегомметр должен отвечать следующим характеристикам:

• быть исправен - с точки зрения внешнего осмотра;
• официально поверен в метрологической лаборатории, срок очередной поверки должен быть не закончен;
• на нем должна быть ненарушенная пломба метрологов;
• высоковольтная часть должна быть испытана в электротехнической лаборатории на исправность изоляции, в комплекте должны быть высоковольтные провода с измеренным и достаточным для работ с высоким напряжением сопротивлением изоляции;
• на нем должен быть проведен контрольный замер изоляции образца с известным сопротивлением.

Необходимо иметь в виду, что:

Любая работа с мегомметром относится к категории опасных. Опасность касается как людей, непосредственно проводящих измерение, так и всех, кто может оказаться в месте проведения испытаний. Опасности подвергается также и оборудование, которое может быть повреждено испытательным напряжением.

Опасность исходит от высокого напряжения, под которое во время испытания ставятся проводники установок, кабели, шины заземления.

Подготовка к проведению испытания сопротивления изоляции

Большая часть подготовки к проведению измерений касается безопасности работ. Все действия необходимо проводить тщательно во избежание несчастных случаев. Особое внимание нужно уделить оповещению людей, которые не участвуют в измерениях, но могут оказаться по каким-либо причинам вблизи мест проведения работ.

• Измерение сопротивления изоляции мегомметром должно проводиться на проводниках, отключенных от напряжения питания. Окружающее оборудование также должно быть обесточено, чтобы избежать влияния на результаты измерения электрических полей.

Несмотря на то, что испытательное напряжение, когда делается замер сопротивления изоляции электропроводки, высокое, само измерение является тонким и подверженным влиянию совсем небольших помех. Это объясняется тем, что сквозь изоляцию даже при высоком напряжении проникают токи микроамперных величин ввиду чрезвычайно высоких удельных сопротивлений изоляторов. Измерение этих токов и дает, в конечном счете, величину сопротивленияпорядка единиц мегомов.

• Проверяемый кабель, являющийся частью рабочей проводки оборудования, до проведения измерений должен быть отсоединен полностью от остальной проводки.

• Необходимо учитывать конфигурацию и протяженность испытываемого кабеля, так как он весь окажется под высоким испытательным напряжением. Надо исключить воздействие этого напряжения на людей по всей длине его нахождения. Это достигается вывешиванием предупреждающих табличек, контролем зоны проведения испытаний.
• Длинные кабели, обычно находящиеся под воздействием высоких напряжений, после отключения могут нести в себе значительные остаточные заряды или заряды наводок от окружающего высоковольтного оборудования. Это опасно для людей и может повредить оборудование в случае разряда. Это может повлиять на результаты измерений. По всем этим причинам испытываемый кабель, а также все проводящие электричество детали схем должны быть разряжены через заземление.

• Использовать защитные средства, перед началом работы на конкретном месте проведения замеров устанавливать переносное заземление.

Методика измерения сопротивления изоляции

Испытаний на кабельных линиях предусмотрено несколько, они охватывают все возможные варианты пробоев линии в разных направлениях. Подобные же измерения изоляции кабеля мегомметром периодически проводятся и в местах установки электрооборудования.

Проводится замер сопротивления изоляции проводов относительно земли.

Последовательность такова:

• Сначала устанавливается переносное заземление.
• Одним концом оно подключается к проводу заземления.
• Другим концом по очереди подключаются все провода кабельной линии, чтобы разрядить их от остаточных зарядов. Все жилы кабеля закорачиваются между собой.
• Не снимая заземления с них, провод заземления подключается к прибору.
• Проводится отключение жил проводов кабельных линий от заземления.
• К жилам подключается второй провод мегомметра.
• Производится включение испытательного напряжения - порядка 1000 В. Оно должно быть подано на кабель в течение примерно минуты, чтобы все переходные процессы в проводах линии завершились.
• Делается замер по прибору, и результаты заносятся в испытательную таблицу.

Отличие от предыдущего испытания в том, что замер делается последовательно в проводниках кабеля относительно проводника заземления.

Точно так же можно измерить сопротивление изоляторов жил относительно нулевого провода и относительно друг друга.

Между проведением разных испытаний испытательное напряжение выключается, а участвовавшие в испытании жилы кабельных линий разряжаются через заземление.

Измерения изоляционных свойств диэлектриков силового оборудования относительно земли.

Измерение изоляции оборудования проводится относительно заземления. Работы подобного рода должны выполняться только после тщательного изучения схем оборудования. Сначала все оборудование отключается от внешних сетей, после этого разряжается через заземление, после чего проводится испытание его изоляции на клеммах основных питающих оборудование шин.

Проверка полов и стен на сопротивление изоляции мегомметром.

Полы и стены проверяются несколько раз на разных расстояниях от оборудования. Сначала в непосредственной близости, потом через несколько метров. Один провод мегомметра подключается к заземлению, другой - к электроду из куска плоского металла размером не менее 250х250 мм. Электрод, под который подкладывается мокрая бумага или ткань, прижимается к стене (полу) на время измерения. Для прижатия используется минимальное усилие: 750 Н - к полу, 250 Н - к стене.

Все работы проводятся в резиновых защитных перчатках и защитных ботах.

После выполнения всех мероприятий результаты оформляются протоколом.