Сопротивление изоляции

Надежность электрооборудования в значительной степени определяется качеством их изоляционных конструкций, которые часто работают в весьма неблагоприятных условиях. В процессе эксплуатации изоляция подвергается одновременному воздействию сильных электрических полей, нагреву, влаге, механическим воздействиям, действию окружающей среды и т. д. Под действием этих факторов электрические свойства диэлектриков изменяются, в связи с чем изменяются и технические характеристики изоляционных конструкций.

Изменения свойств изоляции могут быть обратимыми и необратимыми. Необратимые изменения связаны с изменением физических свойств и химической структуры материала в связи с длительной эксплуатацией электроустановок. Необратимое ухудшение свойств диэлектриков во времени получило название старения, а сам процесс ухудшения этих свойств в результате старения — износа.

Важнейшими задачами эксплуатационного персонала является определение интенсивности старения изоляционных конструкций и своевременное принятие мер по поддержанию свойств изоляционных материалов на установленном уровне.

Сопротивление изоляции постоянному току Rиз является основным показателем состояния изоляции. Наличие грубых внутренних и внешних дефектов (повреждение, увлажнение, поверхностное загрязнение) снижает сопротивление изоляции. Определение Rиз (Ом) производится методом измерения тока утечки Iут, проходящего через изоляцию, при приложении к ней выпрямленного напряжения:

Rиз = Uприл.выпр/Iут

В связи с явлением поляризации, результатом перемещения заряженных частиц и диполей в диэлектрике под действием электрического поля, определяемое сопротивление Rиз зависит от времени, прошедшего с момента приложения напряжения. Достоверный результат может дать измерение тока утечки по истечению 60 секунд после приложения, т.е. в момент, к которому ток абсорбции в изоляции в основном затухает.

Вторым показателем состояния изоляции машин и трансформаторов является коэффициент абсорбции. Коэффициент абсорбции Кабс лучше всего определяет увлажнение изоляции. Коэффициент абсорбции Кабс — это отношение Rиз, измеренного мегаомметром через 60 секунд с момента приложения напряжения, к Rиз, измеренного через 15 секунд после начала приложения испытательного напряжения от мегаомметра:

Кабс = R60/R15

Если изоляция сухая, то коэффициент абсорбции значительно превышает единицу, в то время как у влажной изоляции коэффициент абсорбции близок к единице. Объясняется это временем заряда абсорбционной емкости у сухой и влажной изоляции. В первом случае (сухая изоляция) время велико, ток заряда изменяется медленно значения Rиз, соответствующие 15 и 60 секундам после начала измерения, сильно различаются. Во втором случае (влажная изоляция) время мало — ток заряда изменяется быстро и уже к 15 секундам после начала измерения достигает установившегося значения, поэтому Rиз, соответствующие 15 и 60 секундам после начала измерения, почти не различаются.

Третьим показателем состояния электроизоляции является коэффициент поляризации Кпол (индекс поляризации IP), который указывает способность заряженных частиц и диполей в диэлектрике перемещаться под действием электрического поля, что определяет степень старения изоляции. Коэффициент поляризации также должен значительно превышать единицу. Коэффициент поляризации Кпол — это отношение Rиз, измеренного мегаомметром через 600 секунд с момента приложения напряжения, к Rиз, измеренного через 60 секунд после начала приложения испытательного напряжения от мегаомметра:

Кпол = R600/R60

Измерение параметров электроизоляции производится специализированными измерительными приборами — мегаомметрами (мегомметрами).

Мегомметр или мегаомметр (от мега…, ом и …метр) — прибор для измерения очень больших (свыше 105 Ом) электрических сопротивлений. Мегаомметр применяется для измерения сопротивления изоляции электрической проводов, кабелей, разъёмов, трансформаторов, обмоток электрических машин и других устройств, а также для измерения поверхностных и объёмных сопротивлений изоляционных материалов.

Наиболее популярным является мегаомметр АМ-2002, который позволяет измерять сопротивления изоляции в широком диапазоне и с высокой точностью при различных тестовых напряжениях. Также прибор способен измерять переменное напряжение и предоставляет возможность контроля состояния цепей заземления.