6.6 Вимірювання опору ізоляції електричних пристроїв і визначення місця пошкодження ізоляції

Вимірювання опору ізоляції пристроїв, що не знаходяться під робочою напругою, проводять електромеханічними або електронними мегомметрами. Вибір меж вимірювання і номінальної напруги визначається параметрами об’єкта вимірювання. Оскільки опір ізоляції ізоляційних матеріалів залежить від значення прикладеної до них напруги, то бажано здійснювати вимірювання при робочій напрузі пристрою. Напруга мегомметра не повинна перевищувати випробувальну напругу для даного об’єкту.

Вимірювання опору ізоляції екранованого проводу (кабеля) з допомогою логометричного мегомметра. Особливістю таких вимірювань є необхідність усунення впливу струмів поверхневого витоку Іs (рис. 6.8) на результат вимірювання об’ємного опору ізоляції кабеля.

Іv

З

Is e Is Л

Іv Е

К

Рис. 6.8. Вимірювання опору ізоляції екранного кабеля.

Для цього на ізоляцію кінців кабеля накладають металеві захисні кільця К (кілька витків голого мідного дроту), які під’єднують до затискача Е мегомметра. У цьому випадку струм Іs по поверхні ізоляції кабеля проходить між захисними кільцями К і екраном Е кабеля, обминаючи рамку логометра. Різниця потенціалів між захисними кільцями і жилою кабеля є нехтовно малою порівняно з робочою напругою мегомметра (вона практично дорівнює спадові напруги на рамці логометра), і на цій ділянці поверхні ізоляції струм практично не проходить. Таким чином, показ мегомметра залежить лише від струму Іv в об’ємі ізоляції між жилою і екраном кабеля (тобто пропорційний до об’ємного опору ізоляції кабеля).

Вимірювання опорів ізоляції відносно землі і між проводами електричних мереж. Коли джерело енергії та споживачі від’єднані (рис. 6.9а), з допомогою мегомметра вимірюють еквівалентні опори ізоляції r₁ і r₂ між проводами 1 і 2 та заземленням, а також r_1,2 між проводами.

1

r _1,2

2

MΩ

r₁ r₂

Рис. 6.9а. Вимірювання опору ізоляції в двопровідній мережі.

U RН

1 2 3 r1 r2

I1 I2

Рис. 6.9б. Вимірювання опору ізоляції в двопровідній мережі.

Значення окремих опорів ізоляції R₁, R₂, R_1,2 визначають, розв’язуючи систему рівнянь

Аналогічно можна визначити опори ізоляції в трифазних мережах.

Якщо споживачі енергії не можна від’єднувати від досліджуваної мережі, то опори ізоляції між проводами r_1,2, r_2,3, r_1,3 шунтуються порівняно малими опорами споживачів і вважають, що опори ізоляції проводів відносно землі r₁, r₂, r₃ з’єднані між собою паралельно. У цьому випадку треба вимірювати опір ізоляції між одним з проводів і землею. В результаті дістанемо еквівалентний опір ізоляції для двопровідної та трипровідної мереж:

При вимірюванні опору ізоляції пристрою або мережі, що знаходяться під робочою напругою, доцільно користуватися схемою, поданою на рис. 6.9б. Вольтметром V почергово вимірюють напругу мережі U, а також U₁ і U₂ при паралельному підмиканні вольтметра до опорів ізоляції r₁, і r₂ . Струм І₂ через опір ізоляції, r₂ і при положенні 2 перемикача дорівнює

,

а струм І₁ при положенні 3

,

де – опір вольтметра.

Розв’язавши ці рівняння дістанемо:

.

Визначення місця пошкодження ізоляції кабеля. Одним із найпростіших методів визначення місця пошкодження ізоляції кабеля є метод петлі Муррея, який застосовується у випадку пробою ізоляції між жилою кабеля і бронею або між двома жилами (в трьох жильному кабелі) і ґрунтується на використанні схеми одинарного моста (рис. 6.10). Перед вимірюванням треба закоротити одні кінці (наприклад b, b`) пошкодженої і непошкодженої жил, а до двох інших (а, а`) під’єднати гальванометр і два плеча одинарного моста R1, R2, одне з яких має бути змінним і використовуватись для зрівноважування. Джерело живлення Е s регулятор чутливості R_P моста вмикаються між спільною точкою А плечей R1, R2 і точкою В пробою ізоляції жили (через землю, а у випадку пробою ізоляції між двома жилами – через третю жилу кабеля). При рівновазі моста

звідки

де r_l- опір однієї жили кабеля.

Відстань від точки а до місця пробою (точка В) при постійному значенні площі поперечного перерізу жил S

де – питомий опір матеріалу жил кабеля.

a b

R1

E А

Rp R2 B

a` r<sub>x</sub> b`

Рис. 6.10. Визначення місця пошкодження ізоляції кабеля.

Опір з’єднувального проводу і перехідні опори в точках b, b` мають бути малими. Для визначення місця пошкодження ізоляції кабеля методом Муррея доцільно користуватися спеціальними кабельними мостами типу Р334 або КМ-61С.