Измерение сопротивления изоляции (токов утечки)

Этот метод из-за своей простоты нашел очень широкое приме­нение в практике и является одним из основных методов контроля каче­ства изоляции.

Известно, что любая изоляция имеет конечную величину со­противления, хотя и достаточно большую. Поэтому при приложении напряжения через изоляцию, кроме токов на зарядку геометрической емкости и абсорбционных токов, течет ток, определяемый электропро­водностью диэлектрика. С увеличением дефектности изоляции ток утечки возрастает. Это явление и положено в основу данного метода.

Сопротивление изоляции равно:

.

На постоянном напряжении будет изменяться во времени, поскольку на величину тока будут влиять процессы медленной поляризации. На рис. 2.10 показан характер изменения тока через изоляцию и сопротивление изоляции от времени.

Рис. 2.10. Изменение тока утечки и сопротивления изоляции во времени

Опытным путем установлено, что для большинства изоляци­онных конструкций время достижения установившегося значения тока утечки I меньше 1 мин., т. е. к этому времени после приложения напря­жения R также достигнет установившегося значения.

Резкое падение показывает на далеко зашедшее развитие дефекта в изоляции, или на наличие сквозного проводящего пути, или пробоя. Обычно суждение об изоляции составляется на основании срав­нения с результатом предыдущих измерений или заводских данных.

Измерение сопротивления изоляции производится с помощью специальных приборов — мегаомметров, у которых шкала проградуирована в МОм или кОм.

Конструкции отечественных мегаомметров для измерения раз­личны. Наибольшее применение нашли индукторные (с ручным приво­дом) типа М-110 на 500 В, МОМ-5 на 1000 В и МС-06 на 2500. В настоящее время находят широкое применение электронные мегаомметры, например, типа ЭС0210.

2.6.3. Измерение tg

Диэлектрические потери в изоляции характеризуются углом диэлектрических потерь. Если обратиться к рис. 2.11, то tg определя­ется отношением активной составляющей тока в диэлектрике к емкост­ной составляющей

tg ,

где I_a — активная составляющая тока через диэлектрик; I_c — реактивная составляющая тока через диэлектрик.

Рис.2.11. Векторная диаграмма токов через диэлектрик с потерями

Измерение величины tg , а не величины самих диэлектрических потерь:

P = U I_c tg = UC tg .

имеет следующие преимущества:

1) величина tg как характеристика материала не зависит от размеров объекта, но позволяет обнаружить возникающие в изоляции дефекты, особенно если они распространены по всему объему;

2) величина tg может быть непосредственно измерена мос­том переменного тока.

Метод контроля изоляции путем измерения угла диэлектриче­ских потерь является самым эффективным и распространенным. Он по­зволяет выявить следующие дефекты: увлажнение, воздушные (газовые) включения с процессами ионизации, неоднородности и загрязнения и др.

Измерения tg ведутся при напряжении U<10 кВ и частоте 50 Гц при помощи высоковольтных мостовых схем (мост Шеринга). Оцен­ка состояния изоляции по значению tg предусматривается норматива­ми почти для всех видов изоляции. В зависимости от конструктивных особенностей объекта (заземлен один электрод или нет) используется нормальная или перевернутая схемы моста Шеринга.

По нормальной схеме обычно выполняются измерения в лабо­раториях, а также измерения междуфазной изоляции (кабель, трансфор­матор и т.п.).

Выпускаются мосты типа МДП, которые позволяют измерять tg при емкостях объектов от 40 до 20000 пФ.

При работе с перевернутой схемой нужно иметь в виду, что от измерительных ветвей и конденсатора С₃ (измеряемый объект) идут проводники, находящиеся под высоким напряжением.

Для измерений по перевернутой схеме применяется малогаба­ритный переносной мост МД-16, который позволяет измерять tg при емкостях объекта от 30 до 40000 пФ.