Чтобы обеспечить рабочее состояние и безопасность электрических установок и приборов, все проводники должны быть изолированными, что достигается трубчатой изоляцией, оплетенням проводов и лаковым покрытием. Старение изоляции приводит к тому, что токи утечки могут протекать с одного проводника в другой, а это вызывает повреждения различной степени сложности.

Любое оборудование с поврежденной изоляцией со временем выходит из строя, что приводит к пожару или к неправильному функционирования всей электроустановки. Чтобы вовремя получать информацию о старения изоляции, необходимо периодически выполнять измерения ее сопротивления. Это нужно не только для электроаппаратуры, но и для сетей электропитания, к которым эта аппаратура подсоединена. Эти измерения выполняются, когда включается новое или реконструированное оборудование, и периодически проводятся таким образом, чтобы оценить качество изоляции по мере его старения.

Измерение сопротивления изоляции и диэлектрические тестирования

Диэлектрические тестирования определяет способность изоляции выдерживать избыточное напряжение средней продолжительности без возникновения искрового разряда. На практике такая избыточное напряжение может возникнуть в результате удара молнии. Диэлектрический тест имеет целью убедиться в том, что масштабы утечки тока не выше нормируемых. Этот тест проводится путем приложения напряжения переменного тока, а также может быть выполнен путем приложения избыточного напряжения постоянного тока. В результате тестирования получается величина напряжения, выраженная в киловольт. Когда диэлектрический тест проводится при поврежденной изоляции, то он имеет в определенной степени разрушительный характер, в зависимости от мощности тестового прибора, которым проводится измерение. Именно поэтому этот тест проводится только в случае нового или реконструированного оборудования, и в эксплуатацию вводятся только те устройства, которые прошли этот тест.

Измерение сопротивления изоляции проводятся путем приложения напряжения постоянного тока, более низкой, чем та, что используется при диэлектрическом тестировании. Эта величина сопротивления, получаемой в результате измерения, характеризует качество изоляции между двумя проводниками. Неразрушающий характер этого метода полезен для наблюдения за старением изоляции на определенном участке электрического оборудования или на промышленной установке. Этот метод также может использоваться, как одна из мер планово-предупредительного ремонта.

На практике установка или участок оборудование обесточены, а после того к ней прикладывается тестовая напряжение постоянного тока, и получается величина сопротивления изоляции. Во время измерения изоляции относительно заземления, рекомендуется прикладывать положительный полюс тестовой напряжения до контура заземления. Все стандарты, касающиеся электрических установок и оборудования, определяют условия измерений и минимальные предельные значения измерения изоляции.

Измерение изоляции электрических установок. Стандарт NF C15-100 устанавливает, что сопротивление изоляции должен измеряться на секциях длиной 100 метров следующим образом:
- Перед эксплуатацией, при запрещены токоприемников, между каждым активным проводником (фазным и нейтральным), чтобы убедиться в том, что ни один из проводов не поврежден во время проведения монтажа;
- Перед эксплуатацией, с подключенными проводниками, чтобы проверить изоляцию на всех проводниках относительно заземления. Если установка содержит чувствительные электронные механизмы, то перед проведением измерения рекомендуется проверить и убедиться в том, что фазный и нейтральный проводники надежно подключены.

Измерение изоляции двигателя. Качество изоляции может проверяться относительно заземления или между отдельными обмотками. Для измерения сопротивления изоляции обмоток двигателей с номинальным напряжением менее 1 кВ, подается тестовая напряжение от 500 до 1000 В, а для двигателей с номинальным напряжением свыше 1 кВ тестовая напряжение при проверке изоляции преимущественно составляет от 2500 до 5000 В постоянного тока.

Измерение изоляции телефонных кабелей, которые не находились в эксплуатации, выполняются с напряжения 250 или 500 В. Для кабелей, находившихся в эксплуатации, значение тестовой напряжения составляет 50 или 100 В. Измерение должно производиться между парами линий и экранированием, подключен к заземлению , или между металлическим экранированием и заземлением.

Измерение изоляции высоких сопротивлений по использованию защитного круга. В случае высокого значения сопротивления изоляции (более 1 ГОм) измерения иногда могут быть ошибочными из-за протекания токов утечки через влажные и пыльные поверхности. Преимущественно нужно проверить только внутренний слой изоляции, поэтому, чтобы произвести точные измерения, поверхностные токи утечки должны быть ликвидированы. Измерение изоляции проводится путем подключения защитного электрода, который измеряет изоляцию, до любой точки между тестовыми точками «» и «-». Защитный электрод вводит короткое замыкание в схему измерений и меняет направление поверхностных токов таким образом, что они не замирюються.

Интерпретация результатов измерения изоляции.

Метод, который базируется на продолжительности приложенной тестовой напряжения. Этот метод имеет те преимущества, что на результаты измерений не влияют значительные изменения температуры, а поэтому он может быть легко выполнен без корректировки. Это особенно удобно для технического обслуживания двигателей и мониторинга состояния изоляции.
Тестовая напряжение прикладывается течение длительного времени в двух случаях:
- Изоляция является хорошей (изоляционный материал чистый, сухой и находится в хорошем состоянии). В этом случае ток утечки очень низкий, и измерения зависит от токов зарядки емкостного элемента тестируемого круга. Время измерения сопротивления изоляции в таком случае увеличивается с увеличением продолжительности приложения тестовой напряжения, а вихревые токи уменьшаются. Время, необходимое для того, чтобы измерения стали стабильными, зависит от состава изоляционного материала. В случае старых типов изоляционных материалов стабилизирована величина сопротивления, в основном, достигается через 10 или 15 минут. Если измеряется сопротивление современных типов изоляционного материала (например, епоксимика или полиестермика) изменения сопротивления могут стабилизироваться через 2 или 3 минуты.

Из кривых, которые показывают изменение изоляции как функцию от длительности приложения тестовой напряжения, можно видеть, что возможно не только измерить "абсолютное" значение изоляции, но и выразить качество этой изоляции в форме некоторого соотношения. Например, доля от величины сопротивления изоляции, измеренный через 10 минут после приложения тестовой напряжения, разделенной на эту величину, произведенных через 1 минуту, дает индекс поляризации (РИ).

Ток диэлектрического поглощения в новых типах изоляционных материалов приходит гораздо быстрее, чем в старых. Поэтому в некоторых случаях измерения могут стабилизироваться через 2 или 3 минуты. Коэффициент диэлектрического поглощения (DAR) представляет собой соотношение величины сопротивления изоляции после 1 минуты с начала измерений до этой же величины после 30 секунд, его также можно использовать для оценки состояния современных изоляционных материалов.
Метод, основанный на воздействии изменения тестовой напряжения. Если имеет место загрязнения на поверхности изоляционных материалов, это, в основном, отражается на результатах измерения, основанные на длительном приложении тестовой напряжения. Однако, из-за старения некоторых изоляционных материалов определенные виды повреждений могут не быть обнаружены в процессе тестирования, например в случаях, когда тестовая напряжение является низкой по сравнению с диэлектрической напряжением тестируемого изоляционного материала. Значительное увеличение тестовой напряжения может привести к пробою изоляции в любом слабом месте, что приводит к заметному спаду измеряемой величины. Поэтому, чтобы этот метод работал, соответствующая тестовая напряжение (5 к 1) прикладывается в один или несколько этапов равной длительности (например 1 мин), и одновременно напряжение остается ниже обычной тестовой напряжения. Результаты этого метода не зависят от природы изоляционного материала и от температуры, поскольку он основан не на внутренней характеристике измеряемого материала, а на эффективном понижении его сопротивления после тестов одной и той же продолжительности, но с разным напряжением. Спад сопротивления изоляции между первым и вторым тестом на 25% или больше свидетельствует об ухудшении данного изоляционного материала.