Mjerenje otpora izolacije instalacije pri radnom naponu

Ako je mreža (instalacija) pod radnim naponom, tada se njen izolacijski otpor može odrediti pomoću voltmetra (slika 1).

Za mjerenje izolacije određujemo:

1) radni napon mreže U;

2) napon između žice A i mase UA (očitanje voltmetra u položaju A sklopke);

3) napon između žice B i mase UB (očitanje voltmetra u položaju prekidača B).

Spajanjem voltmetra na žicu A i označavanjem rv otpora voltmetra, rxA i rxB otpora izolacije žica A i B prema masi, možemo napisati izraz za struju koja teče kroz izolaciju žice B;

Slika 1. Shema mjerenja otpora izolacije dvožilne mreže voltmetrom.

Spajanjem voltmetra na žicu B možemo napisati izraz za struju koja teče kroz izolaciju žice A.

Rješavajući zajedno dvije rezultirajuće jednadžbe za rxA i rxB, nalazimo izolacijski otpor vodiča A prema zemlji:

i otpor izolacije vodiča B u odnosu na uzemljenje

Bilježeći očitanja voltmetara kada su uključeni i zamjenjujući ta očitanja u gornje formule, nalazimo vrijednosti izolacijskog otpora svake od žica u odnosu na uzemljenje.

Ako je izolacijski otpor žice A prema masi velik u usporedbi s otporom voltmetra, tada kada je prekidač u položaju A, voltmetar će biti spojen u seriju s izolacijskim otporom rxB, čija vrijednost u ovom slučaju može biti određuje se formulom:

Slično, ako je otpor rxB velik u usporedbi s otporom voltmetra, tada će u položaju B prekidača voltmetar biti spojen u seriju s izolacijskim otporom rxA, čija je vrijednost

Iz posljednjih izraza vidljivo je da očitanja voltmetra spojenog između jedne žice i zemlje, pri konstantnom naponu mreže U, ovise samo o otporu izolacije druge žice. Stoga se voltmetar može graduirati u ohmima, a iz njegovog očitanja možete izravno procijeniti vrijednost izolacijskog otpora mreže ... Ovi voltmetri s ohmskom gradacijom nazivaju se i ohmmetri.

Za praćenje stanja izolacije, umjesto jednog voltmetra s prekidačem, možete koristiti dva voltmetra, uključujući ih prema shemi prikazanoj na sl. 2. U ovom slučaju, kada je izolacija normalna, svaki od voltmetara će pokazati napon jednak polovici napona mreže.

Riža. 2.Shema za praćenje stanja izolacije dvožilne mreže.

Ako se otpor izolacije jedne od žica smanji, tada će napon na voltmetru spojenom na ovu žicu pasti, a na drugom voltmetru će se povećati, jer se ekvivalentni otpor između priključaka prvog voltmetra smanjuje i napon u mreži raspoređuje se proporcionalno otporima.

U mrežama s trofaznom strujom stanje izolacije također se prati pomoću voltmetara spojenih između vodiča i zemlje (slika 3).

Riža. 3. Shema nadzora stanja izolacije trofazne mreže.

Ako je izolacija svih žica trofaznog kruga ista, tada svaki od voltmetara pokazuje fazni napon. Ako se izolacijski otpor jedne od žica, na primjer prve, počne smanjivati, očitanje voltmetra spojenog na ovu žicu također će se smanjiti, jer će se potencijalna razlika između ove žice i zemlje smanjiti. Istovremeno će se povećati očitanja druga dva voltmetra.

Ako izolacijski otpor prve žice padne na nulu, tada će potencijalna razlika između ove žice i zemlje također biti nula, a prvi voltmetar će dati očitanje nule. U isto vrijeme, potencijalna razlika između druge žice i uzemljenje, kao i između treće žice i uzemljenja, povećat će se na linijski napon koji će zabilježiti drugi i treći voltmetar.

Za praćenje stanja izolacije u visokonaponskim trofaznim strujnim krugovima s neuzemljenom nultom koriste se ili tri elektrostatska voltmetra spojena izravno između vodiča i zemlje (Sl.3), ili tri naponska transformatora spojena u zvijezdu (slika 4), ili peterostruki naponski transformator (slika 5).

Trorazinski naponski transformatori obično nisu prikladni za nadzor stanja izolacije. Naime, kada je jedna od faza instalacije uzemljena, primarni namot te faze naponskog transformatora će biti u kratkom spoju (slika 4), dok će druga dva namota biti pod naponom. Kao rezultat toga, magnetski tokovi u jezgrama ove dvije faze značajno će se povećati i zatvorit će se kroz jezgru kratko spojene faze i kroz kućište transformatora. Taj magnetski tok inducirat će značajnu struju u kratkospojenom namotu, što može uzrokovati pregrijavanje i oštećenje transformatora.

Slika 4. Shema nadzora stanja izolacije trofazne visokonaponske mreže

sl. 5 Shema uređaja i uključivanje petopolnog naponskog transformatora

U transformatoru s pet šipki, kada je jedna od faza instalacije kratko spojena na masu, magnetski tokovi druge dvije faze transformatora bit će zatvoreni kroz dodatne šipke transformatora bez uzroka pregrijavanja transformatora.

Dodatne šipke obično imaju namotaje na koje su spojeni releji i signalni uređaji, koji se aktiviraju kada je jedna od faza instalacije spojena na zemlju, budući da magnetski tokovi koji se u tom slučaju pojavljuju u dodatnim šipkama induciraju e. itd. s