Сопротивление изоляции АБ

Устройство для контроля изоляции на шинах постоянного оперативного тока должно действовать на сигнал при снижении сопротивления изоляции одного из полюсов до уставки 20 кОм в сети 220 В, 10 кОм в сети 110 В, 5 кОм в сети 60 В, 5 кОм в сети 48 В, 3 кОм в сети 24 В.

Сопротивление изоляции электрически связанных вторичных цепей относительно земли, а также между цепями различного назначения должно поддерживаться в пределах каждого присоединения не ниже 1 МОм. Сопротивление изоляции вторичных цепей, рассчитанных на рабочее напряжение 60 В и ниже, питающееся от отдельного источника или через разделительный трансформатор, должно поддерживаться не ниже 0,5 МОм. Сопротивление изоляции измеряется мегомметром в первом случае на напряжении 1000 – 2500 В, а во втором случае – 500 В. При включении после монтажа и первом профилактическом испытании изоляции относительно земли цепей РЗАИТ, за исключением цепей на рабочее напряжение 60 В и ниже, должна быть испытана напряжением 1000 В переменного тока в течение 1 мин., а в последующей эксплуатации – напряжением 1000 В переменного тока и 2500 В выпрямленного напряжения.

Сопротивление изоляции полупроводниковых преобразователей должно быть не менее 5 МОм, кабелей – не ниже 0,5 МОм, подвесных и опорных изоляторов (каждого изолятора или каждого элемента многоэлементных изоляторов) – не менее 300 МОм, вводов и проходных изоляторов – 500 МОм, сухих реакторов после капремонта – не менее 0,5 МОм, находившихся в эксплуатации – не ниже 0,1 МОм, первичных обмоток измерительных трансформаторов – не нормируется, у вторичных обмоток – не ниже 1 МОм. Подвижная часть масляных выключателей, тяги и колонки разъединителей, находящихся в эксплуатации, 3…10 кВ – 300 МОм, 20 … 220 кВ – 1000 МОм. Опорные колонки воздушных выключателей – 5000 МОм. Многоэлементные опорные колонки разъединителей – на каждый элемент не менее 300 МОм. Обмотки машин постоянного тока, кроме возбудителей – 0,5 МОм. Допустимое минимальное сопротивление обмоток ротора машин переменного тока – 0,2 МОм; обмоток статора при номинальном напряжении до 600 В – 1 МОм, 6 кВ – 40 МОм, 10 кВ – 70 МОм при температуре обмоток 20 °С. Для силовых трансформаторов, автотрансформаторов и масляных реакторов сопротивления изоляции при температуре обмоток 20 °С у трансформаторов до 35 кВ не должно быть ниже 300 МОм, у трансформаторов 110 кВ – 600 МОм.

Измерение сопротивления изоляции обмоток силового трансформатора производится мегомметром напряжением 2500 В при температуре верхних слоев масла не ниже +10 °С. Обмотки трансформатора перед измерением заземляются на 2 … 5 мин. Схемы измерения сопротивления изоляции одинаковы, независимо от типа трансформатора, для двухобмоточных трансформаторов: ВН – НН + корпус + земля; НН – ВН + корпус + земля; ВН – НН; для трёхобмоточных трансформаторов: ВН – СН + НН + корпус + земля; СН – ВН + НН + корпус + земля; НН – ВН + СН + корпус + земля; ВН – НН; СН – НН; ВН – СН; для автотрансформаторов: ВН + СН – НН + корпус + земля; НН – ВН + СН + корпус + земля.

Определение коэффициента абсорбции

Одновременно с изменением сопротивления изоляции определяется коэффициент абсорбции (K_абс), значение которого для силового трансформатора во вех случаях должно быть не менее 1,2, не отличаясь при этом от результатов заводских испытаний в меньшую сторону более чем на 20 %. Измеренные величины могут быть больше заводских, причем верхний предел K_абс не ограничивается, так как большей его величине соответствует лучшее состояние изоляции трансформатора. На силовых трансформаторах мощностью 1000 кВ·А и более напряжением 35 кВ и выше измерение сопротивления изоляции следует производить не ранее чем через 12 ч после окончания заливки масла. Измеряя сопротивление изоляции при температуре, отличной от температуры заводских испытаний, результат измерений приводят к температуре, указанной в протоколе заводских испытаний, пользуясь коэффициентами пересчета (табл. 11.3).

Таблица 11.3

Коэффициенты пересчёта

Состояние изоляции обмоток трансформатора удовлетворяет требованиям, если значение сопротивления изоляции, измеренное через 60 с после приложения напряжения и приведенное к заводской температуре, составит не менее 70 % паспортных значений для трансформаторов на напряжение 110 … 150 кВ и не менее 85 % − для трансформаторов на напряжение 220 … 500 кВ.

Измерение тангенса угла диэлектрических потерь

Тангенс угла диэлектрических потерь tgδ изоляции и емкость обмоток, как правило, измеряют при помощи моста типа Р-5026 при напряжении 10 кВ. При сравнении измеренных величин с заводскими учитываются температуры, при которых производились измерения. Приведенная к заводской температуре величина tgδ не должна превышать заводские данные более чем на 20 % при значениях tgδ менее 1 % и более 30 % при значениях tgδ более 1 % для трансформаторов 220 … 500 кВ. Для трансформаторов 110 … 150 кВ измеренная величина tgδ, приведенная к заводской температуре, не должна быть больше 130 % заводской величины tgδ.

Измерение сопротивления изоляции электрооборудования, изоляторов, кабелей, изолированных проводов

Для измерения сопротивления изоляции применяют индикаторы и мегомметр. Основным прибором, используемым для этих целей, является мегомметр. Различают переносные (М503М, М110М, М1102/1, Ф2) и стационарно устанавливаемые на распределительных щитах электроустановок (М143М, М143/2) приборы для измерения изоляции. Как правило, последние предназначены для непрерывного контроля (например, индикатор М143М) и непрерывного измерения (мегомметр М143/2) сопротивления изоляции сетей переменного тока под напряжением. Переносными приборами (рис. 11.3) пользуются только при отключенной сети.

Мегомметр состоит из генератора постоянного (или переменного с выпрямителем) тока, логометра с последовательной О₁ и параллельной О₂ обмотками в последовательной цепи логометра (рис. 11.3), добавочного сопротивления R₂ и последовательной цепи логометра, служащего для защиты прибора при полном пробое изоляции, когда измеряемое сопротивление R_x близко к нулю. Вращение генератора можно произвести от руки. При использовании мегомметров без вращающихся частей необходимо иметь дополнительно источник переменного тока. Распространены мегомметры на номинальные напряжения 500, 1000, 2500 В. Измерение сопротивления изоляции в высоковольтных цепях выше 1000 В производят мегомметром 2500 В, в сетях до 1000 В – 500 В, в цепях релейной защиты, автоматики, измерений и телемеханики, за исключением цепей 60 В и ниже, используют мегомметры 1000 В.

Прибор имеет 3 зажима: Л (линия), З (земля), Э (экран). При измерении сопротивления изоляции между двумя незаземленными элементами аппарата (фазами выключателя) они подключаются к клеммам Л и З. При измерении между двумя фазами кабеля его оболочка подключается к клемме Э.

Методика измерения сопротивления изоляции

При измерении к изоляции прикладывается напряжение, получаемое от генератора, и с помощью логометра измеряется отношение напряжения к протекающему току. Рукоятка мегомметра должна раскрутиться до 120 оборотов в минуту, лишь тогда подается напряжение от мегомметра к испытуемому объекту с помощью кнопки. Рассмотрим процессы, происходящие при измерении мегаомметром. Если к диэлектрику, схема замещения которого представлена ранее на рис. 11.2, приложить толчком постоянное напряжение, то ток, протекающий по диэлектрику, будет складываться из следующих составляющих:

1. тока i_r, осуществляющего заряд геометрической емкости Cr, действующего очень кратковременно;

2. плавно спадающего по времени тока, протекающего по ветви R – C, называемого током абсорбции i_a;

3. сквозного тока проводимости i_пр, протекающего по ветви R_пр и постоянного во времени

i_пр = U / R_пр,

по величине которого можно судить о качестве изоляции.

Рис. 11.3. Лицевая панель мегомметра Ф4100

Рис. 11.4. Схема мегомметра

Ток абсорбции

i_а = U / R · e ^-t/T

где T – постоянная времени ветви R – C;

t – время с момента подключения.

Для высоковольтных вводов Т составляет несколько миллисекунд, для трансформаторов – несколько секунд, для электрических машин и кабелей – несколько минут. Зависимость тока от времени с момента подачи напряжения (рис. 11.5) соответствует изменению сопротивления изоляции R, измеренному мегомметром.

По окончании заряда емкостей изоляции ее сопротивление стационарно и называется сопротивлением изоляции, характеризующимся величиной R_пр, определенной по току сквозной проводимости в диэлектрике. Отчет показаний мегомметра следует производить через 1 … 2 минуты после подачи испытательного напряжения в целях правильного измерения сопротивления изоляции.

На результаты измерений влияет величина приложенного напряжения, особенно если изоляция загрязнена и увлажнена. При увеличении напряжения в 3 раза величина сопротивления изоляции может увеличиться в 1,3 раза. Существенно влияет на результаты измерений температура, значения сопротивлений при разных температурах могут увеличиваться на порядок для одной и той же изоляции. Для пересчета результатов измерений, выполненных при температуре υ₁, на интересующую температуру υ₂ используют эмпирическую формулу

R₂ = R₁ · 10 –( υ₂ - υ₁)/α.

Коэффициент α зависит от типа изоляции. Для изоляции класса А он равен 40, для класса В – 60. Особенно следует подчеркнуть влажность загрязнения и влажность изоляции, так различие только во влажности может дать разницу показаний в сотни раз. Показания мегомметра, близкие к нулю, говорят о наличии дефекта в изоляции. По результатам измерений мегомметра судят о возможности дальнейшего использования оборудования и проводников. Наиболее правильным является сравнение результатов текущих и предыдущих измерений, выполненных при одинаковых напряжениях и температуре для одинакового времени и момента подключения раскрученного мегомметра. Изоляция считается удовлетворительной, если ее сопротивление, выраженное в МОм, в 3 раза больше номинального напряжения электрических машин и трансформаторов, выраженного в кВ. Однако это правило не узаконено. Согласно ПУЭ, минимальная величина сопротивления изоляции нормируется (раздел 1.2).

Рис. 11.5. Зависимости тока и сопротивления изоляции от времени