Измерване на изолационното съпротивление на инсталация при работно напрежение

Ако мрежата (инсталацията) е под работно напрежение, тогава нейното изолационно съпротивление може да се определи с помощта на волтметър (фиг. 1).

За измерване на изолацията определяме:

1) работно напрежение на мрежата U;

2) напрежение между проводник А и заземяване UA (отчитане на волтметъра в позиция A на превключвателя);

3) напрежение между проводник B и заземяване UB (показание на волтметъра в позиция на превключвателя B).

Чрез свързване на волтметъра към проводник А и обозначаване на rv — съпротивлението на волтметъра, rхА и rхВ — изолационното съпротивление на проводници А и В спрямо земята, можем да напишем израза за тока, протичащ през изолацията на проводник В;

Фигура 1. Схема за измерване на изолационното съпротивление на двупроводна мрежа с волтметър.

Чрез свързване на волтметър към проводник В, можем да напишем израз за тока, протичащ през изолацията на проводник А.

Решавайки заедно двете получени уравнения за rxA и rxB, намираме изолационното съпротивление на проводник А спрямо земята:

и изолационното съпротивление на проводник В спрямо земята

Забелязвайки показанията на волтметрите, когато те са включени и замествайки тези показания в горните формули, откриваме стойностите на изолационното съпротивление на всеки от проводниците спрямо земята.

Ако изолационното съпротивление на проводник А спрямо земята е голямо в сравнение със съпротивлението на волтметъра, тогава когато превключвателят е в позиция А, волтметърът ще бъде свързан последователно с изолационното съпротивление rxB, чиято стойност в този случай може се определя по формулата:

По същия начин, ако съпротивлението rxB е голямо в сравнение с съпротивлението на волтметъра, тогава в позиция B на превключвателя, волтметърът ще бъде свързан последователно с изолационното съпротивление rxA, чиято стойност е

От последните изрази може да се види, че показанията на волтметъра, свързан между един проводник и земята, при постоянно напрежение на мрежата U, зависят само от изолационното съпротивление на втория проводник. Следователно, волтметърът може да бъде градуиран в ома и от неговото отчитане можете директно да прецените стойността на изолационното съпротивление на мрежата … Тези ом-степенни волтметри също се наричат ​​омметри.

За да следите състоянието на изолацията, вместо един волтметър с превключвател, можете да използвате два волтметра, включително и тях според схемата, показана на фиг. 2. В този случай, когато изолацията е нормална, всеки от волтметрите ще покаже напрежение, равно на половината от мрежовото напрежение.

Ориз. 2. Схема за наблюдение на състоянието на изолацията на двужична мрежа.

Ако изолационното съпротивление на един от проводниците намалее, тогава напрежението на волтметъра, свързан с този проводник, ще падне, а на втория волтметър ще се увеличи, тъй като еквивалентното съпротивление между клемите на първия волтметър намалява и напрежението в мрежата се разпределя пропорционално на съпротивленията.

В трифазни токови мрежи състоянието на изолацията също се следи с помощта на волтметри, свързани между проводниците и земята (фиг. 3).

Ориз. 3. Схема за наблюдение на състоянието на изолацията на трифазна мрежа.

Ако изолацията на всички проводници на трифазната верига е еднаква, тогава всеки от волтметрите показва фазовото напрежение. Ако изолационното съпротивление на един от проводниците, например първия, започне да намалява, тогава отчитането на волтметъра, свързан към този проводник, също ще намалее, тъй като потенциалната разлика между този проводник и земята ще намалее. Едновременно с това показанията на другите два волтметра ще се увеличат.

Ако изолационното съпротивление на първия проводник падне до нула, тогава потенциалната разлика между този проводник и земята също ще бъде нула, а първият волтметър ще даде нулево отчитане.В същото време разликата в потенциала между втория проводник и земята, както и между третия проводник и земята, ще се увеличи до линейно напрежение, което ще бъде отбелязано от втория и третия волтметър.

За да се следи състоянието на изолация във вериги с високо напрежение на трифазен ток с незаземена неутрала, се използват или три електростатични волтметра, свързани директно между проводниците и земята (фиг. 3), или три трансформатора на напрежение, свързани със звезда (Фиг. 4), или петстепенни трансформатори на напрежение (Фиг. 5).

Обикновено тристепенните трансформатори на напрежение не са подходящи за наблюдение на състоянието на изолацията. Всъщност, когато една от фазите на инсталиране е заземена, първичната намотка на тази фаза на трансформатора на напрежение ще бъде късо съединение (фиг. 4), докато другите две намотки ще бъдат под напрежение на линията. В резултат на това магнитните потоци в сърцевините на тези две фази ще се увеличат значително и ще бъдат затворени през сърцевината на късо съединената фаза и през корпуса на трансформатора. Този магнитен поток ще предизвика значителен ток в намотката с късо съединение, което може да причини прегряване и повреда на трансформатора.

Фигура 4 Схема за наблюдение на състоянието на изолация на трифазна мрежа с високо напрежение

Фиг. 5 Схема на устройството и включването на пет-прътов трансформатор на напрежение

В пет-прътов трансформатор, когато една от фазите на инсталиране е затворена към земята, магнитните потоци на другите две фази на трансформатора ще бъдат затворени през допълнителните трансформаторни пръти, без да причиняват прегряване на трансформатора.

Допълнителните пръти обикновено имат намотки, към които са свързани релета и сигнални устройства, които влизат в действие, когато една от инсталационните фази е затворена към земята, тъй като магнитните потоци, които се появяват в този случай в допълнителни пръти, индуцират e. и т.н. с.