Порядок проверки сопротивления изоляции электрических цепей. Что такое измерение сопротивления изоляции и почему это важно

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.

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

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.

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 .

Сопротивление изоляции постоянному току
является основным показателем состояния изоляции, и его измерение является неотъемлемой частью испытаний всех видов электрооборудования и электрических цепей.

Нормы проверок и испытаний изоляции электрооборудования
, определяются ГОСТ, и другими директивными материалами.

Сопротивление изоляции практически во всех случаях измеряется мегомметром
– прибором, состоящим из источника напряжения – генератора постоянного тока чаще всего с ручным приводом, магнитоэлектрического логометра и добавочных сопротивлений.

В электромеханических приборах источником питания служит электрома-шинный генератор, приводимый во вращение рукояткой, измерительная система выполнена в виде магнитоэлектрического логометра.

В других типах мегаомметров в качестве измерительного элемента используется вольтметр, фиксирующий падение напряжения на образцовом резисторе от тока в измеряемом сопротивлении. Измерительная система электронных мегаомметров строится на двух операционных усилителях с логарифмической характеристикой, выходной ток одного из которых определяется током объекта, а другого – падением напряжения на нем.

Измерительный прибор включается на разность этих токов, а шкала выполняется в логарифмическом масштабе, что дает возможность градуировать ее в единицах сопротивления. Результат измерения мегаомметрами всех этих систем практически не зависит от напряжения. Однако в некоторых случаях (испытание изоляции, измерение коэффициента абсорбции) следует учитывать, что при малых сопротивлениях изоляции напряжение на зажимах мегаомметра может быть существенно ниже номинального из-за высокого сопротивления ограничивающего резистора, служащего для защиты источника питания от перегрузки.

Выходное сопротивление мегаомметра и истинное значение напряжения на объекте можно рассчитать, зная ток короткого замыкания прибора, в частности: 0,5 для мегаомметров типа Ф4102; 1,0 – для Ф4108 и 0,3 мА – для ЭС0202.

Поскольку в мегомметрах есть источник постоянного тока, то сопротивление изоляции можно измерять при значительном напряжении (2500 В в мегомметрах типов МС-05, М4100/5 и Ф4100) и для некоторых видов электроаппаратуры одновременно испытывать изоляцию повышенным напряжением. Однако следует иметь в виду, что при подключении мегомметра к аппарату с пониженным сопротивлением изоляции напряжение на выводах мегомметра также понижается.

Измерение сопротивления изоляции с помощью мегомметра

Перед началом измерений необходимо убедиться, что на испытываемом объекте нет напряжения, тщательно очистить изоляцию от пыли и грязи и на 2 – 3 мин заземлить объект для снятия с него возможных остаточных зарядов. Измерения следует производить при устойчивом положении стрелки прибора. Для этого нужно быстро, но равномерно вращать ручку генератора. Сопротивление изоляции определяется показанием стрелки прибора мегомметра. После окончания измерений испытываемый объект необходимо разрядить. Для присоединения мегомметра к испытываемому аппарату или линии следует применять раздельные провода с большим со противлением изоляции (обычно не меньше 100 МОм).

Перед пользованием мегомметр следует подвергнуть контрольной проверке, которая заключается в проверке показания по шкале при разомкнутых и короткозамкнутых проводах. В первом случае стрелка должна находиться у отметки шкалы «бесконечность», во втором – у нуля.

Для того чтобы на показания мегомметра не оказывали влияния токи утечки по поверхности изоляции, особенно при проведении измерений в сырую погоду, мегомметр подключают к измеряемому объекту с использованием зажима Э (экран) мегомметра. При такой схеме измерений токи утечки по поверхности изоляции отводятся в землю, минуя обмотку логометра.

Значение сопротивления изоляции в большой степени зависит от температуры
. Сопротивление изоляции следует измерять 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.

В некоторых установках постоянного тока (аккумуляторных батареях, генераторах постоянного тока и т. п.) можно контролировать изоляцию с помощью вольтметра с (30 000 – 50 000 Ом). При этом измеряют три напряжения – между полюсами (U) и между каждым из полюсов и землей.

Настоящий документ разработан для электротехнического персонала электролабораторий, электротехнических участков промышленных объектов, проводящих работы по измерению сопротивления изоляции электрооборудования, проводов и кабелей в действующих и реконструируемых электроустановках для всех потребителей электроэнергии независимо от их ведомственной принадлежности.

2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

• Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей 1992 г.;
• Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей 1994 г.;
• Правила устройства электроустановок 1986 г.;
• Нормы испытания электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей 1982 г.;
• Нормы испытания электрооборудования 1978 г.;
• ГОСТ 26567-85. Преобразователи электроэнергии полупроводниковые. Методы испытаний;
• ГОСТ 3345-76. Кабели, провода и шнуры. Метод определения электрического сопротивления изоляции;
• ГОСТ 3484-88. Трансформаторы силовые. Методы электромагнитных испытаний;
• ГОСТ 3484.3-83. Трансформаторы силовые. Методы измерений диэлектрических параметров изоляции.

3.ОПРЕДЕЛЕНИЯ

3.1. В настоящей методике используются термины, установленные в ГОСТ 3345-76, ГОСТ 3484.3-83, ГОСТ 3484.1-88, ГОСТ 16504, ГОСТ 23875.

Распределительное устройство – распределительное устройство генераторного напряжения электростанции или вторичного напряжения понизительной подстанции района (предприятия), к которому присоединены сети района (предприятия).

Обозначения и сокращения:

• ВН – обмотки высшего напряжения;
• СН – обмотки среднего напряжения;
• НН – обмотки низкого напряжения;
• НН1, НН2 – обмотки низшего напряжения трансформаторов с расщепленной обмоткой;
• R15 – пятнадцатисекундное значение сопротивление изоляции в МОм;
• R60 – одноминутное значение сопротивление изоляции в МОм;
• ПЭЭП – правила эксплуатации электроустановок потребителей;
• ПТБЭЭП – правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей;
• ПУЭ – Правила устройства электроустановок.

4. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

4.1 Измеряемые показатели

Сопротивление изоляции измеряют мегомметрами (100-2500В) со значениями измеренных показателей в Ом, кОм и МОм.

4.2 Средства измерений

К средствам измерения изоляции относятся мегомметры: ЭСО 202, Ф4100, М4100/1-М4100/5, М4107/1, М4107/2, Ф4101. Ф4102/1, Ф4102/2, BM200/G и другие, выпускаемые отечественными и зарубежными фирмами.

4.3 Требования к квалификации

К выполнению измерений сопротивления изоляции допускается обученный электротехнический персонал, имеющий удостоверение о проверке знаний и квалификационную группу по электробезопасности не ниже 3-й, при выполнении измерений в установках до 1000 В, и не ниже 4-й, при измерении в установках выше 1000 В.

К обработке результатов измерений могут быть допущены лица из электротехнического персонала со средним или высшим специальным образованием.

Анализ результатов измерений должен проводить персонал, занимающийся вопросами изоляции электрооборудования, кабелей и проводов.

5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

1. При выполнении измерений сопротивления изоляции должны быть соблюдены требования безопасности в соответствии с ГОСТ 12.3.019.80, ГОСТ 12.2.007-75, Правилами эксплуатации электроустановок потребителей и Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.
2. Помещения, используемые для измерения изоляции, должны удовлетворять требованиям взрыво- и пожарной безопасности по ГОСТ 12.01.004-91.
3. Средства измерений должны удовлетворять требованиям безопасности по ГОСТ 2226182.
4. Измерения мегомметром разрешается выполнять обученным лицам из электротехнического персонала. В установках напряжением выше 1000 В измерения производят по наряду два лица, одно из которых должно иметь по электробезопасности не ниже IV группы. Проведение измерений в процессе монтажа или ремонта оговаривается в наряде в строке “Поручается”. В установках напряжением до 1000 В измерения выполняют по распоряжению два лица, одно из которых должно иметь группу не ниже III. Исключение составляют испытания, указанные в п. БЗ.7.20.
5. Измерение изоляции линии, могущей получить напряжение с двух сторон, разрешается проводить только в том случае, если от ответственного лица электроустановки, которая присоединена к другому концу этой линии, получено сообщение по телефону, с нарочным и т.п. (с обратной проверкой) о том, что линейные разъединители и выключатель отключены и вывешен плакат “Не включать. Работают люди”.
6. Перед началом испытаний необходимо убедиться в отсутствии людей, работающих на той части электроустановки, к которой присоединен испытательный прибор, запретить находящимся вблизи него лицам прикасаться к токоведущим частям и, если нужно, выставить охрану.
7. Для контроля состояния изоляции электрических машин в соответствии с методическими указаниями или программами измерения мегомметром на остановленной или вращающейся, но не возбужденной машине, могут проводиться оперативным персоналом или, по его распоряжению, в порядке текущей эксплуатации работниками электролаборатории. Под наблюдением оперативного персонала эти измерения могут выполняться и ремонтным персоналом. Испытания изоляции роторов, якорей и цепей возбуждения может проводить одно лицо с группой по электробезопасности не ниже III, испытания изоляции статора — не менее чем два лица, одно из которых должно иметь группу не ниже IV, а второе — не ниже III.
8. При работе с мегомметром прикасаться к токоведущим частям, к которым он присоединен, запрещается. После окончания работы необходимо снять остаточный заряд с проверяемого оборудования посредством его кратковременного заземления. Лицо, производящее снятие остаточного заряда, должно пользоваться диэлектрическими перчатками и стоять на изолированном основании.
9. Производство измерений мегомметром запрещается: на одной цепи двухцепных линий напряжением выше 1000 В, в то время когда другая цепь находится под напряжением; на одноцепной линии, если она идет параллельно с работающей линией напряжением выше 1000 В; во время грозы или при ее приближении.
10. Измерение сопротивления изоляции мегомметром осуществляется на отключенных токоведущих частях, с которых снят заряд путем предварительного их заземления. Заземление с токоведущих частей следует снимать только после подключения мегомметра. При снятии заземления необходимо пользоваться диэлектрическими перчатками.

6. УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

1. Измерения изоляции должны проводиться в нормальных климатических условиях по ГОСТ 15150-85 и при нормальном режиме питающей сети или оговоренных в заводском паспорте – техническом описании на мегомметры.
2. Значение электрического сопротивления изоляции соединительных проводов измерительной схемы должно превышать не менее чем в 20 раз минимально допускаемое значение электрического сопротивления изоляции испытуемого изделия.
3. Измерение проводят в помещениях при температуре 25±10 °С и относительной влажности воздуха не более 80%, если в стандартах или технических условиях на кабели, провода, шнуры и оборудование не предусмотрены другие условия.

7. ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ

1. Проверяют климатические условия в месте измерения сопротивления изоляции с измерением температуры и влажности и соответствие помещения по взрыво- пожароопасности для подбора, к соответствующим условиям, мегомметра.
2. Проверяют по внешнему осмотру состояние выбираемого мегомметра, соединительных проводников, работоспособность мегаомметра согласно техническому описанию на мегомметр.
3. Проверяют срок действия госповерки на мегомметр.
4. Подготовку измерений образцов кабелей и проводов выполняют согласно ГОСТ 3345-76.
5. При выполнении периодических профилактических работ в электроустановках, а также при выполнении работ на реконструируемых объектах в электроустановках подготовку рабочего места выполняет электротехнический персонал предприятия, где выполняется работа согласно правилам ПТБЭЭП и ПЭЭП.

8. ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

Отсчет значений электрического сопротивления изоляции при измерении проводят по истечении 1 мин с момента приложения измерительного напряжения к образцу, но не более чем через 5 мин, если в стандартах или технических условиях на конкретные кабельные изделия или на другое измеряемое оборудование не предусмотрены другие требования.

Перед повторным измерением все металлические элементы кабельного изделия должны быть заземлены не менее чем за 2 мин.

Электрическое сопротивление изоляции отдельных жил одножильных кабелей, проводов и шнуров должно быть измерено:

• для изделий без металлической оболочки, экрана и брони – между токопроводящей жилой и металлическим стержнем или между жилой и заземлением;
• для изделий с металлической оболочкой, экраном и броней – между токопроводящей жилой и металлической оболочкой или экраном, или броней.

Электрическое сопротивление изоляции многожильных кабелей, проводов и шнуров должно быть измерено:

• для изделий без металлической оболочки, экрана и брони – между каждой токопроводящей жилой и остальными жилами, соединенными между собой или между каждой токопроводящей; жилой и остальными жилами, соединенными между собой и заземлением;
• для изделий с металлической оболочкой, экраном и броней – между каждой токопроводящей жилой и остальными жилами, соединенными между собой и с металлической оболочкой или экраном, или броней.

При пониженном сопротивлении изоляции кабелей проводов и шнуров, отличной от нормативных правил ПУЭ, ПЭЭП, ГОСТ, необходимо выполнить повторные измерения с отсоединением кабелей, проводов и шнуров от зажимов потребителей и разведением токоведущих жил.

При измерении сопротивления изоляции отдельных образцов кабелей, проводов и шнуров, они должны быть отобраны на строительные длины, намотанные на барабаны или в бухты, или образцы длиной не менее 10 м, исключая длину концевых разделок, если в стандартах или технических условиях на кабели, провода и шнуры не оговорена другая длина. Число строительных длин и образцов для измерения должно быть указано в стандартах или технических условиях на кабели, провода и шнуры.

9. ИЗМЕРЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

9.1. Измерение электрического сопротивления, изоляции преобразователей проводят в соответствии с требованиями настоящего стандарта, а при воздействии климатических факторов измерение сопротивления изоляции проводят с учетом ГОСТ/16962-71.

Средства измерений
: мегомметры и омметры по ГОСТ 16862-71.

Измерение электрического сопротивления изоляции проводят:

• в нормальных климатических условиях; при верхнем значении температуры окружающей среды после установления в преобразователе теплового равновесия;
• при верхнем значении относительной влажности.

Сопротивление изоляции измеряют между электрически не соединенными между собой цепями, электрическими цепями и корпусом. В ТУ или конструкторской документации на преобразователи конкретных серий и типов указывают выводы, между которыми должно быть измерено сопротивление и значение постоянного напряжения, при котором проводится это измерение. Если один из выводов или элементов по схеме соединен с корпусом, то эта цепь на время испытаний должна быть разъединена.
При измерении сопротивления изоляции преобразователей должны выполняться следующие условия:

Таблица 1.

• перед испытаниями преобразователь должен быть отсоединен от внешних питающих сетей и нагрузки;
• входные (выходные) выводы преобразователя, конденсаторы, связанные с силовыми цепями, а также анодные, катодные и выводы управления силовых полупроводниковых приборов должны быть соединены между собой или зашунтированы;
• контакты коммутационной аппаратуры силовых цепей должны быть замкнуты или зашунтированы;
• электрические цепи, содержащие полупроводниковые приборы и микросхемы, необходимо отключить и, при необходимости, подвергнуть испытаниям отдельно;
• напряжение измерительного прибора при измерении сопротивления изоляции в зависимости от номинального (амплитудного) значения напряжения цепи выбирают по табл. 1.

При необходимости сопротивление изоляции измеряют при более высоких напряжениях, но не превышающих испытательное напряжение цепи.

Измерение сопротивления изоляции преобразователей, состоящих из нескольких шкафов, допускается проводить отдельно по каждому шкафу.

Если измеряют сопротивление изоляции каждого шкафа и (или) конструктивного узла преобразователя, то значение сопротивления изоляции каждого шкафа и (или) конструктивного узла должно быть указано в ТУ на преобразователи конкретных серий и типов.

Величины минимально-допустимых сопротивлений изоляции для силовых кабелей, выключателей, выключателей нагрузки, разъединителей, вентильных разрядников, сухих реакторов, измерительных трансформаторов, КРУ 6-10 кВ внутренней установки, электродвигателей переменного тока, стационарных, передвижных и комплектных испытательных устройств приведены в табл. 2.

10. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

10.1. Если измерение для кабельных изделий проводилось при температуре, отличающейся от 20 °С, а требуемое стандартами или техническими условиями на конкретные кабельные изделия, значение электрического сопротивления изоляции нормировано при температуре 20 °С, то измеренное значение электрического сопротивления изоляции пересчитывают на температуру 20°С по формуле:

где R20 – электрическое сопротивление изоляции при температуре 20 °С, МОм;
Rt – электрическое сопротивление изоляции при температуре измерения, МОм;
К – коэффициент для приведения электрического сопротивления изоляции к температуре 20 °С, значения которого приведены в приложении к настоящему стандарту.

При отсутствии переводных коэффициентов арбитражным методом является измерение электрического сопротивления изоляции при температуре (20±1)°С.

10.2. Пересчет электрического сопротивления изоляции R на длину 1 км должен быть проведен по формуле:

R=R20L,
где R20 – электрическое сопротивление изоляции при температуре 20 °С, МОм;
L – длина испытуемого изделия без учета концевых участков, км.

Коэффициент К приведения электрического сопротивления изоляции к температуре 20 °С.

Погрешность величины сопротивления изоляции подсчитывают по рекомендациям, указанным в технических описаниях и инструкциях по эксплуатации на мегомметры с учетом внешних влияющих факторов.

11. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Результаты измерений вносятся в протоколы испытания кабелей до и свыше 1000 В, а также в протоколы по профилактическим наладочным работам по устройствам РЗА и электрооборудования.

Таблица 2.

Наименование измерений сопротивления изоляций	Нормируемое значение, Мом, не менее	Напряжения мегомметра, В	Указания
Кабели силовые выше 1000 В	Не нормируется	2500	При испытании повышенным напряжением сопротивление изоляции R60 должно быть одинаковым до и после испытаний
Кабели силовые до 1000В	1	1000
Масляные выключатели:
1. Подвижных и направляющих
частей выполненных из органического материала. 3-10кВ,	300	2500
15-150кВ	1000
220кВ	3000
2. Вторичных цепей, в том числе включающих и отключающих катушек.	1	1000
З.Выключатели нагрузки: измерение сопротивления изоляции включающей и отключающей катушек	1	500-1000	Сопротивление изоляции силовой части не измеряется, а испытывается повышенным напряжением промышленной частоты
4. Разъединители, короткозамыкатели и отделители:			Производится только при положительных температурах окружающего воздуха
1 .Поводков тяг, выполненным
из органических материалов
3-10кВ	300	2500
15-150кВ	1000	2500
220кВ	3000	2500
Измерение сопротивления элемента вентильного разрядника на напряжение:			Сопротивление разрядника или его элемента должно отличаться не более чем на 30% от результатов измерения
выше 3 кВ и выше		2500
менее 3 кВ		1000	на заводе-изготовителе или предыдущих измерений при эксплуатации
Сухие реакторы. Измерение сопротивления обмоток относительно болтов крепления	0,5	1000-500	После капитального ремонта.
	0,1	1000-500	В эксплуатации
Измерительные трансформаторы напряжения выше 1000В:	Не нормируется.	2 500	При оценке состояния вторичных обмоток можно ориентироваться на следующие средние значения сопротивления исправной обмотки: у встроенных ТТ – 10 МОм, у выносных ТТ- 50 МОм
первичных обмоток, вторичных обмоток	Не ниже 1 вместе с под- соединенными цепями	1000
КРУ 3-10кВ: первичны е цепи вторичны е цепи	300	2 500	Измерение выполняется при полностью собранных цепях
	1	500-1000 В
Э лектродвигатели переменного тока вы ше 660 В	Не		Должны учитываться при необходимости сушки.
	нормируется	2500
обм. статора. до 660 В	1	1000
Обмотки статора у эл. двигателей на напряжение вы ше 3000 В или мощность более 3000 кВТ	R60/R15	2500	Производится у синхронны х двигателей и асинхронных двигателей с фазным ротором напряжением 3000 В и выше или мощностью выше 1000 кВт
	Не нормиру-	1000В
Обмотки ротора	ется
Стационарные, передвижные, переносные комплектные испытательные установки.	Не нормируется	2500
Измерение изоляции цепей и аппаратуры напр. выше 1000В.
Цепей и аппаратуры на напряжение до 1000 В	1	1000
Машины постоянного тока:			Сопротивление изоляции обмоток
измерение изоляции обмоток и бандажей до 500В,	0,5	500	измеряется относительно корпуса, а бандажей – относительно корпуса и
выше 500В		1 000	удерживаемых им обмоток вместе с соединенными с ними цепями и кабелями
Силовые и осветительные электропроводки	0,5	1000
Распределительные устройства, щиты и токопроводы	0,5	1000
Вторичны е цепи управления, защиты и автоматики Шинки постоянного тока	1	500-1000
	10	500-1000
Каждое присоединение вторичных цепей и цепей питания приводов выключателей	1	500-1000
Цепи управления, защиты, автоматики, телемеханики, возбуждения машин пост. тока на напряжение 500-1000В, присоединенным к цепям главных РУ	1	500-1000	Сопротивление изоляции цепей напряжением до 60 В, нормаль но питающихся от отдельных источников, измеряется мегом- метром на 500 В и должно быть не менее 0,5 МОм
Цепи, содержащие устройства с микроэлектронными элементами:
выше 60 В	0,5	500
60 и ниже	0,5	100