Pomiary rezystancji izolacji - Publikacja w ISE.pl Strona 1 z 4
Pomiary rezystancji izolacji
Publikacja w ISE.pl: 2002-07-05 14:26:12, Wyświetleń: 10698
y
ródło: Andrzej Grymek,
Dobra izolacja to obok innych środków ochrony również gwarancja ochrony
przed dotykiem bezpośrednim.
Teoria pomiarów
Pomiary rezystancji izolacji służą do określenia stanu izolacji instalacji oraz odbiorników
energii elektrycznej. Stan izolacji ma decydujący wpływ na bezpieczeństwo obsługi i
prawidłowe funkcjonowanie urządzeń elektrycznych. Dobra izolacja to obok innych środków
ochrony również gwarancja ochrony przed dotykiem bezpośrednim.
Systematyczne wykonywanie badań jest niezbędne w celu wykrycia pogarszającego się
stanu izolacji i jest stałym elementem prac kontrolno-pomiarowych. Istnieje pięć
podstawowych elementów mających wpływ na degradację izolacji: narażenia elektryczne i
mechaniczne, agresja chemiczna, narażenia termiczne oraz zanieczyszczenie środowiska. W
czasie normalnej pracy instalacji i urządzeń elektrycznych izolacja starzeje się na skutek ich
oddziaływania.
Czynnikami wpływającymi na pomiar parametrów charakteryzujących rezystancję izolacji
są: wilgotność, temperatura, napięcie pomiarowe, czas pomiaru, czystość powierzchni
materiału izolacyjnego.
Rezystancja izolacji jest połączeniem równoległym rezystancji skrośnej zależnej od rodzaju
materiału izolacyjnego i rezystancji powierzchniowej zależnej od czystości powierzchni.
Prąd upływu izolacji jest to mały prąd o charakterze rezystancyjnym płynący wzdłuż ścieżek
przewodzących, z którego można wyróżnić dwie składowe, tj. prąd płynący przez materiał
izolacyjny i po powierzchni materiału izolacji. Prąd ten narasta szybko do stałej wartości i
pozostaje niezmienny dla określonego napięcia pomiarowego.
Zwiększenie prądu upływu może stać się w przyszłości z
ródłem uszkodzeń. Prąd upływu
powinien być mierzony wtedy, kiedy kondensator reprezentujący pojemność izolacji jest
naładowany a zjawiska absorpcji ustały. Z występowaniem zjawiska absorpcji wiąże się
prąd polaryzacji. Prąd ten jest wynikiem przemieszczania się ładunków oraz dipoli w izolacji
pod wpływem pola elektrycznego. Dipole ustawiają się równolegle do linii zewnętrznego
pola elektrycznego. Prąd absorpcji, początkowo o znacznej wartości, po określonym czasie
(dłuższym niż prąd pojemnościowy) dąży do zera.
Przyrządy produkcji SONEL S.A. (MIC-1000 i MIC-2500) umożliwiają pomiar dwóch
współczynników absorpcji dla trzech interwałów czasowych co daje wiele istotnych
informacji na temat stanu izolacji. Pomiar należy wykonać napięciem wyższym od
znamionowego napięcia pracy badanego obiektu. Zasada pomiaru rezystancji izolacji tymi
miernikami polega na podaniu na zaciski mierzonego obiektu stałego napięcia pomiarowego
UP i po określeniu płynącego w obwodzie pomiarowym prądu obliczenie przez
mikroprocesor wartości rezystancji. Napięcie pomiarowe UP (od 50V do 1000V dla MIC-
1000 lub do 2500 V dla MIC-2500) jest wytwarzane przez programowalną przetwornicę o
dużej sprawności i dobrej stabilności, nawet przy szerokiej dynamice obciążeń o
charakterze rezystancyjno-pojemnościowym (kable, transformatory).
Przed wykonaniem pomiarów należy upewnić się, czy mierzony obiekt jest odłączony od
sieci zasilającej. W tym celu mierniki typu MIC są wyposażone w woltomierz. Posiadają
http://ise.pl/info/index.php?pid=89&print=1 04-11-25
Pomiary rezystancji izolacji - Publikacja w ISE.pl Strona 2 z 4
także wbudowany timer do kontroli czasu pomiaru. Dzięki temu nie występuje konieczność
stosowania dodatkowych przyrządów, czy też stopera dla dokonania pomiarów.
Podczas pomiaru rezystancji izolacji jej wartość początkowo szybko wzrasta, po czym ustala
się przy pewnej wartości. Zjawisko to jest spowodowane zmianami fizycznymi i
strukturalnymi zachodzącymi w materiale izolacyjnym pod wpływem pola elektrycznego i
przepływającego prądu. Izolowane części metalowe (np. kabel) stanowią kondensator i
początkowo płynie prąd pojemnościowy o znacznej wartości. Prąd ten po pewnym czasie
maleje do zera, a szybkość jego zanikania zależy od pojemności badanego obiektu. Duże
obiekty z większą pojemnością np. kable elektroenergetyczne ładują się w dłuższym czasie.
Zgromadzony ładunek stanowi z
ródło potencjalnego zagrożenia, dlatego po pomiarze
powinien być bezwzględnie rozładowany. Przyrządy produkcji SONEL S.A. dokonują
samoczynnego rozładowania mierzonego obiektu po zakończeniu pomiarów.
Pomiary wykonywane są prądem stałym, aby wyeliminować wpływ pojemności na wynik
pomiaru. Sposób wykonywania pomiarów rezystancji izolacji oraz wymagane napięcia
pomiarowe są określone w normie PN-IEC 60364-6-61.
Pomiary przyrządami MIC-1000 i MIC-2500
Przyrząd mierzy rezystancję izolacji podając na badaną rezystancję RX napięcie pomiarowe
U i mierząc przepływający przez nią prąd I kontrolowany od strony zacisku COM (rys. 1).
Przy obliczaniu wartości rezystancji izolacji miernik korzysta z prawa Ohma (RX=U/I).
Napięcie pomiarowe jest wybierane spośród wartości od 50 do 1000V (w mierniku MIC-
2500 do 2500V) co 10V.
Rysunek 1. Pomiar rezystancji izolacji
Prąd wyjściowy przetwornicy ograniczany jest na poziomie 1,0...1,4 mA. Załączenie
ograniczenia prądowego sygnalizowane jest ciągłym sygnałem dz
więkowym. Wynik pomiaru
jest wówczas prawidłowy, ale na zaciskach pomiarowych występuje napięcie pomiarowe
niższe niż wybrane przed pomiarem (rys. 2). Szczególnie często ograniczenie prądu może
występować w pierwszej fazie pomiaru wskutek ładowania pojemności badanego obiektu.
Rysunek 2. Rzeczywiste napięcie pomiarowe w funkcji mierzonej rezystancji izolacji Rx (dla
maksymalnego napięcia pomiarowego)
http://ise.pl/info/index.php?pid=89&print=1 04-11-25
Pomiary rezystancji izolacji - Publikacja w ISE.pl Strona 3 z 4
Pomiar współczynników absorpcji
Przyrząd umożliwia automatyczne obliczenie dwóch współczynników absorpcji na podstawie
rezystancji zmierzonych po czasach T1, T2 i T3 od rozpoczęcia pomiaru. Czasy te
odmierzane są podczas cyklu pomiaru rezystancji izolacji. Koniec odmierzania czasów
sygnalizowany jest przez dłuższy sygnał dz
więkowy, trwający około pół sekundy oraz przez
wyświetlenie mnemonika, lub. Wraz z końcem odmierzania danego czasu zapamiętywana
jest aktualna wartość rezystancji izolacji, oznaczana jako RT1, RT2 lub RT3 (w zależności od
tego, który z czasów został odmierzony). Współczynniki absorpcji obliczane są jako:
Ab1=RT2/RT1 i Ab2=RT3/RT2. Dodatkowo, w czasie trwania cyklu pomiarowego brzęczyk
emituje co 5 sekund krótki pojedynczy sygnał, dzięki czemu możliwe jest zdejmowanie
charakterystyk czasowych rezystancji badanej izolacji.
Pomiar metodą trójzaciskową.
W celu wyeliminowania wpływu rezystancji powierzchniowych w transformatorach, kablach,
itp. stosuje się pomiar trójzaciskowy (rys. 3). Przykładowo: przy pomiarze rezystancji
międzyuzwojeniowej transformatora gniazdo miernika łączymy z kadzią transfmatora:
Rysunek 3. Pomiar rezystancji izolacji kable metodą trójzaciskową
przy pomiarze rezystancji izolacji kabla między jedną z żył a płaszczem kabla, wpływ
rezystancji powierzchniowych (istotny w trudnych warunkach atmosferycznych) eliminuje
się łącząc kawałek folii metalowej nawiniętej na izolację mierzonej żyły z gniazdem E
miernika: podobnie postępuje się podczas pomiarów rezystancji izolacji między dwiema
żyłami kabla, dołączając do zacisku E pozostałe żyły, nie biorące udziału w pomiarze.
Pomiar napięcia stałego i przemiennego.
Aby mierzyć napięcia stałe, przełącznik funkcji należy ustawić w pozycji UDC, dla napięć
zmiennych w pozycji UAC.
Rysunek 4. Pomiar napięcia stałego i przemmiennego
http://ise.pl/info/index.php?pid=89&print=1 04-11-25
Pomiary rezystancji izolacji - Publikacja w ISE.pl Strona 4 z 4
Niskonapięciowy pomiar rezystancji
Spadek napięcia na mierzonej rezystancji nie przekracza 11V. Prąd pomiarowy do 200 mA
umożliwia sprawdzanie ciągłości obwodów elektrycznych. Jeżeli wartość mierzonej
rezystancji RX jest mniejsza od 50 &!, miernik generuje ciągły sygnał dzwiękowy.
Rysunek 5. Niskonapięciowy pomiar rezystancji
powrót do publikacji
http://ise.pl/info/index.php?pid=89&print=1 04-11-25