Главная/Услуги/Электролаборатория/Измерения сопротивления изоляции электрических аппаратов, вторичных цепей и электропроводки
Измерения сопротивления изоляции электрических аппаратов, вторичных цепей и электропроводки 2018-02-08T21:44:30+00:00

Измерения сопротивления изоляции электрических аппаратов, вторичных цепей и электропроводки

Самая главная причина повышенного внимания к кабельно-проводниковой продукции такова: мы полностью зависим от электричества. Всё в нашей жизни – от детских игрушек и компьютеров, до работы заводов и фабрик – продолжает свою деятельность благодаря электричеству. А так как для передачи электроэнергии другого способа, кроме проводов, нет, то их стабильная и безотказная работа – задача первостепенной важности.
И если сравнить требования непосредственно к токопроводящим жилам с требованиями к изоляции, то последних окажется на порядок больше. По большому счёту, у проводника задач всего две: передать электроэнергию, и по пути не «растерять» её. У кабельной изоляции задач, конечно больше.

Во-первых, изоляция защищает жилы от механических повреждений, а так же от воздействия окружающей среды, ведь кабели прокладываются и в воде, и в земле и штробах стен. Безусловно, для таких особенных способов прокладки правилами устанавливаются дополнительные требования защиты кабелей и проводов от повреждений (лотки, трубы и прочее). Но и сам кабель и его изоляция должны быть устойчивыми к воздействию извне. Поэтому на рынке существуют кабели с многослойной и разнокомпонентной изоляцией, а также бронированные провода.

Во-вторых, изоляция должна являться непреодолимым барьером для проводников внутри самого кабеля. Ни для кого не секрет, что замыкание токопроводящих жил не приведёт ни к чему хорошему. А так как большинство кабелей несёт в себе и фазную и нулевую нагрузку, изоляция между ними должна быть особенно надёжной.

В третьих, как мы уже обозначили выше, изоляция защищает человека от повреждения электрическим током. Конечно же, это не значит, что при работе с изолированными кабелями электрики могут работать голыми руками. Нет! В этом случае кабельная изоляция рассчитана в первую очередь на упразднение случайных соприкосновений. От таких случайностей кабель защищается изоляцией, а человек – резиновыми перчатками и ковриком, «правильным» инструментом, защитными очками, и так далее, в соответствии с Межотраслевыми Правилами по технике безопасности.

Ещё одно немаловажно требование, касающееся долговечности работы кабеля. Это, безусловно, тоже задача изоляции. В первую очередь здесь подразумевается сохранение герметичности токоведущих жил. Попадание на них, например, воды очень быстро вызовет коррозию и негативным образом скажется на работе кабеля в целом. Для обеспечения этого требования используют промасленную бумажную изоляцию.

Продолжать этот список можно ещё достаточно долго. Существует невероятное множество кабелей, проводов, шнуров с самой различной изоляцией, разработанной под определённые требования. Отметим лишь, что какой бы ни была изоляция, она должна оставаться в меру гибкой, чтобы не сломаться во время производства, упаковки, транспортировки и монтажа.

 

Периодичность проведения замеров сопротивления изоляции

Ещё одна причина, по которой замер сопротивления изоляции кабелей настолько популярен, – это необходимость постоянного его проведения. Дело в том, что кабельная изоляция со временем теряет свои свойства. Несмотря на то, что её изготавливают из материалов, которые способны прослужить надёжной защитой в течение многих лет, время от времени проверять её состояние всё же необходимо. Вдобавок к этому, в процессе эксплуатации токовая нагрузка на кабель может увеличиваться, потому что количество энергопотребителей растёт каждый день.

Если рассмотреть в качестве примера жилые дома, которые были построены несколько десятилетий назад, то нетрудно догадаться, что сегодня количество электроприборов в квартирах несравнимо больше. А на момент строительства электрическая проводка внутри здания, равно как и сечение вводного кабеля, не были рассчитаны на такие нагрузки. Результат – повышенная нагрузка на кабель, нагрев кабеля, преждевременный износ и неизбежная его замена.

Чтобы избежать этих неприятностей, за состоянием кабелей и кабельной изоляции необходимо постоянно следить. По сути, это техническое обслуживание электропроводки, в которое входит проведение комплекса измерений пропускной способности кабеля и замер сопротивления изоляции.

  1. Производство.
    До того, как кабель обретёт своё место (будет проложен и смонтирован), его уже неоднократно проверяли и измеряли его технические свойства.
    Как правило, современные линии для производства кабельно-проводниковой продукции – это линии полного цикла. То есть, на входе происходит загрузка всех необходимых материалов, а на выходе – бухта кабеля или готовый к транспортировке барабан. Но прежде чем отправить готовую продукцию на склад или продать её, необходимо убедиться, что кабель соответствует всем требованиям. Для этого электротехническая лаборатория проводит комплекс измерений, среди которых в обязательном порядке замер сопротивления изоляции. Если барабан с кабелем или бухта не проходит тесты, значит, где-то был нарушен технологический процесс, и произведённый кабель не подлежит эксплуатации.
  2. Монтаж.
    Во время производства электромонтажных работ кабельную изоляцию так же необходимо проверить на их целостность и готовность к прокладке. Испытание изоляции производится в обязательном порядке, при чём, как до монтажа кабеля, так и после него. Нужно отметить, что проверка состояния кабельной изоляции должна проводиться до и после каждой операции с кабелем.
    Доставили барабан с кабелем на строительную площадку – произвели замер.
    Если кабель на барабане необходимо прогреть, то после него нужно произвести замер.
    Размотали кабель перед прокладкой – произвели замер.
    Проложили кабель от источника до потребителя – произвели замер.
    Только после проведения замеров сопротивления изоляции на всех этапах монтажа с положительным результатом может быть дано разрешение на подачу электроэнергии.
  3. Эксплуатация.
    Как мы уже писали выше, в период эксплуатации любой энергосистемы, следить за состоянием кабелей – первоочередная задача. Кабельная изоляция со временем рассыхается и теряет свои изолирующие свойства. Помимо этого, от чрезмерных нагрузок кабели могут нагреваться, что так же негативным образом сказывается на изоляции. В зданиях новой постройки на кабель может оказать отрицательно влияние такое явление как усадка. Да и вообще, кабели очень часто подвергаются воздействию, которое не лучшим образом сказывается на их работоспособности: почва, вода, морской воздух, грызуны, в конце концов! Поэтому очень важно постоянно следить за изоляцией кабельных трасс. Для кабельных линий общего назначения такие проверки должны проводиться не реже одного раза в три года, а для кабелей, находящихся в агрессивной или опасной среде – не реже одного раза в год.

 

Оборудование для проверки изоляции кабелей

Наверное, все в школе, на уроках физики, видели и пробовали работать такими приборами амперметр, вольтметр и омметр. Первый – для измерения силы тока, второй – для измерения напряжения, а третий измерял сопротивление проводника.
В случае с изоляцией тоже используют омметр. Но так как изоляция должна выдерживать повышенную токовую нагрузку, то её сопротивление измеряется в мегаоммах. Отсюда и название измерительного прибора – мегаомметр (или мегометр).
Сегодня на рынке существует три разновидности этого прибора.

  1. Мегаомметры, произведённые до 2000-х годов (аналоговые). Они представляют собой коробку, размером, приблизительно, с двухлитровый тетрапак, с подключаемыми клеммниками и крутящейся ручкой. Основная составляющая такого прибора – это динамо-машина, После подключения прибора к кабелям, с помощью кручения ручки, динамо-машина нагнетает необходимый уровень избыточного напряжения при постоянном токе в проводниках.
    Несмотря на то, что такие приборы имеют достаточно большую массу и габариты, они до сих пор пользуются популярностью и стоят на вооружении многих электротехнических лабораторий.
  2. Современные мегаомметры (цифровые) – измерительные приборы, в которых устранены самые главные недостатки предшественников: излишняя масса и большие габариты. По своей массе и размерам их можно сравнить с обычным блокнотом, формата А5. Очень часто такие приборы оснащают прорезиненным корпусом, поэтому их очень удобно держать в руке. Более того, никаких «ручек-крутилок» на современных мегаомметрах нет, и процесс измерения сопротивления изоляции кабелей максимально автоматизирован. Источником тока в них являются гальванические элементы или аккумуляторные батареи. Более того, так как прибор цифровой, его оснащают многими полезными функциями: автоматическое выставление нужных параметров тока для различных категорий энергопотребителей, возможностью запоминания и сохранения результатов измерений и прочими.
  3. В последние годы очень популярными стали измерительные комплексы – мультиметры. То есть, в одном корпусе заключены несколько приборов, например, в паре с мегаомметром может работать и вольтметр. Для техников, постоянно производящих замеры, такое техническое решение является очень важным. При этом, ни размеры ни масса такого прибора не мешают носить его в кармане спецодежды.

Ну и конечно, нельзя не упомянуть, что любой измерительный прибор должен проходит ежегодную поверку. Такую проверку осуществляют специализированные метрологические и испытательные центры. Результатом поверки является заключение о состоянии измерительного прибора и специальная голографическая наклейка на корпусе, с указанием даты последней поверки.
Для проведения только лишь одного измерения, наряду с мегаомметром в электротехнической лаборатории используется ещё ряд вспомогательных приборов и приспособлений. Все они должны так же проходить поверку и иметь сопутствующую разрешительную документацию.

 

Суть, нормы и технология измерения сопротивления изоляции

Итак, мы добрались до самого главного – технологической части производства работ. И прежде, чем приступить к описанию тонкостей замеров сопротивления изоляции различных кабелей, необходимо объяснить физическую суть этого процесса.
На тех же уроках физики в школе нам объясняли, что в природе существуют материалы, которые по своим физическим свойствам могут быть либо проводниками электричества, либо полупроводниками, либо диэлектриками. Первые проводят электрический ток, при чём, делают это очень хорошо и с минимальными потерями. Вторые тоже проводят электрический ток, но делают это менее охотно. Последний тип материалов не проводит электричество вовсе. Эти свойства материалам придаёт такой параметр, как сопротивление. Зависимость токопроводящей способности материалов и их сопротивления обратно пропорциональны. То есть, чем меньше сопротивление у материала, тем лучше он проводит электричество, и наоборот.

Теперь вернёмся к нашим баранам, а точнее – к кабельной изоляции. Понятно, что жилы кабеля изготавливают из проводников, которые способны передавать электрический ток очень хорошо, с минимальными потерями даже на большие расстояния. Так же понятно, что изоляцию токопроводящих жил (и кабеля в целом) делают из диэлектрических материалов. Таким образом, изолированные жилы кабеля никогда не пересекутся, а, следовательно, не будет утечки электроэнергии и короткого замыкания. Вроде, всё логично и понятно.
Но, если жилы кабелей полностью изолированы друг от друга и никак не взаимодействуют между собой, то каким образом и за счёт чего производится измерение сопротивления изоляции? Какой параметр измеряет мегаомметр, если при измерениях все жилы кабеля разведены и никак не соприкасаются друг с другом? Так и напряжение, вырабатываемые мегаомметром, постоянные, следовательно, никаких наводок друг на друга кабели не испытывают.
Чтобы ответить на этот вопрос нужно помнить, что любая диэлектрическая основа изоляции со временем теряет свои свойства.

И процесс этот ускоряется из-за того, что изоляционный материал находится в постоянном контакте с металлической основой кабеля, находящейся под напряжением. Помимо этого, износ оболочки происходит по многим причинам. Например, резиновая изоляция больше других подвержена высыханию, и, как следствие, она не просто становится более жёсткой и хрупкой, она становится тонкой. Пластиковая изоляция тоже не вечна и со временем приходит в негодность. А если кабель находится в агрессивной или опасной среде, то его защитный ресурс может закончиться спустя всего несколько лет.

И что же происходит с электрическим током, который пропускают по жилам с плохим защитным слоем? Изоляция начинает его пропускать, и токоведущие жилы кабеля начинают между собой взаимодействовать. Конечно, в таких малых дозах это взаимодействие невозможно увидеть человеческим глазом, но мегаомметр эти изменения, безусловно, улавливает. Если сказать проще, то изоляционный слой со временем переходит из состояния диэлектрика в полупроводник. И до тех пор, пока этот переход остаётся в пределах допустимых значений, кабель допускается эксплуатировать.

Помимо этого, утечка электрического тока может проходить через микротрещины кабельной изоляции, и тоже до того момента, пока эта утечка остаётся в допустимых пределах. А если изоляция не герметична, то внутрь кабеля могут попадать влага и пыль, делая процесс износа изоляции более стремительным и неизбежным.

Когда кабель абсолютно новый, то результат замера сопротивления изоляции будет стремиться к бесконечности, ведь утечки тока нет, и токопроводящие жилы кабеля никак между собой не взаимодействуют. Но по мере «старения» изоляции, результаты замеров будут всё хуже и хуже. Когда кабель совсем старый, то во время замера может произойти даже короткое замыкание. Поэтому опытные техники никогда не подают на испытуемый кабель полную нагрузку, а делают это постепенно, как написано в МЭК 364-6-61.

В целом, говоря о нормативных документах в области электроизмерений, нужно отметить, что помимо внушительного списка различных правил и регламентов проведения замеров, у каждой электротехнической лаборатории должны быть методики и инструкции собственной разработки, предназначенные для техников и инженеров КИПиА, непосредственно производящих замеры. Эти документы разрабатываются на этапе образования лаборатории, утверждаются в Ростехнадзоре, и служат исключительно для внутреннего пользования в каждой электротехнической лаборатории. Мы разберём основные принципы и этапы проведения замеров изоляции кабелей.

Подготовительные работы

Любая работа в сфере строительства начинается с изучения эксплуатационной документации и объекта в целом. Техники должны тщательно изучить однолинейные схемы расключения шкафов и поэтажные планы разводки кабелей. Более того, так как величина сопротивления диэлектрической части кабеля не является постоянной, и зависит от нескольких факторов (например, температура окружающей среды, сроки эксплуатации кабелей и т.п.), специалистам необходимо так же детально изучить объект испытаний. Всё это необходимо для боле точных конечных результатов проверки.

Любые испытания кабельной продукции связаны с подачей на проводники электроэнергии. В связи с этим, нужно защитить от поражения людей и электроприборы. Первым делом, объект полностью обесточивается. Далее необходимо отсоединить автоматы, УЗО, защитные вставки и прочие устройства.
Процесс защиты энергопотребителей (лампы, электрооборудованияие и т.п.) заключается в отключении их от сети. Работа достаточно простая, но ёмкая по времени и трудозатратам. После отсоединения проводников от энергопотребителей следует завершить процесс заземлением всех кабелей, которые планируется испытывать. Это следует делать в обязательном порядке, так как кабели могут сохранять остаточный электрический заряд.
Защиту от поражения людей осуществляют путём огораживания мест проведения испытаний и установкой предупреждающих знаков и табличек. При необходимости, перед местом выполнения измерительных работ можно выставить охрану.

Замер сопротивления изоляции двухжильных кабелей

Самым простым, понятным и наглядным примером проведения замера сопротивления изоляции является кабель, состоящий из двух жил – пары. Щупы мегаомметра закрепляют на каждой жиле и подают напряжение. Уровень сопротивления изоляции для всех кабелей, проводов и шнуров, рассчитанных на рабочую нагрузку до 220В, должен быть не менее 0,5 МОм. Если кабель состоит из нескольких пар (например, магистральный телефонный кабель), то замеры нужно проводить как между жилами каждой пары, так и между жилами разных пар.

Замер сопротивления изоляции трёхжильных кабелей

В данном случае речь идёт о силовых и некоторых контрольных кабелях. Замер сопротивления изоляции здесь производится по кругу, парами. Сначала между жилами «фаза» – «ноль», затем «ноль» – «земля», и, наконец, «земля» – «фаза». Так как все жилы должны иметь одинаковую изоляцию, то и показания мегаомметра должны быть одинаковыми. Изоляция силовых трёхжильных кабелей, рассчитанных на рабочее напряжение до 1000В, должна иметь сопротивление не менее 0,5 МОм. А если замер производится на контрольном кабеле, то его сопротивление изоляции не должно быть меньше 1 МОм.

Замер сопротивления изоляции многожильных кабелей

Замер сопротивления изоляции у многожильных кабелей имеет ту же структуру что и у парных. Например, чтобы измерить сопротивление изоляции у четырёхжильного кабеля (три «фазы» и «ноль») необходимо сделать шесть замеров. Пятижильный кабель – десять замеров.
Силовые кабели, рассчитанные на номинальную рабочую нагрузку свыше 1000В, должны иметь изоляцию, сопротивление которой не может быть менее 10 МОм.

В заключение этого раздела необходимо так же обратить внимание на испытательное напряжение, которое, безусловно, отличается от номинального.

  1. Если кабель рассчитан на повседневную работу под напряжениемдо 100 В, то максимальное напряжение, при котором производится замер сопротивления изоляции, 100 В;
    2. Если кабель работает под напряжениемот 100 до 500 В, то замер сопротивления изоляции производится под напряжением от 250 до 1000 В;
    3. Кабельные линии, рассчитанные на номинальную нагрузку от 500 до 1000 В необходимо испытывать напряжением от 500 до 1000 В;
    4. Ну а если в номинальное рабочее напряжение кабеля превышает 1000 В, то замер сопротивления производится нагрузкой 2500 В.

 

Итоги проведения измерений: технические отчёты, протоколы, акты

Чтобы измерения не остались в памяти людей, которые их проводили или в памяти цифрового мегаомметра, их результаты заносят в специальный документ – протокол. Сам по себе протокол может состоять как из одного вида испытаний, так и являться сборным документом после комплекса измерений. Изначально форма протокола разрабатывается каждой лабораторией самостоятельно и утверждается в органах Ростехнадзора вместе с методиками и инструкциями.

Протоколы объединяются в технический отчёт, помещаются в папку, снабжаются титульным листом и перечнем замеров, которые были проведены на объекте. Также электротехнические лаборатории комплектуют папку с техническим отчётом прочими необходимыми документами: Свидетельством ЭТЛ, паспортами и свидетельствами о поверке приборов, документами на специалистов, проводивших замеры, и т.п. Документация составляется таким образом, чтобы у надзорных органов при проверке не возникло дополнительных вопросов о проделанной на объекте работе.

Если замеры проводились в рамках строительства или реконструкции объекта, то технический отчёт в обязательном порядке включается в состав исполнительной документации. А если испытания кабельной системы были плановыми, то технический отчёт передаётся заказчику.

Сами протоколы представляют собой сводную таблицу, в которой отражаются абсолютно все результаты испытаний замеров сопротивления изоляции каждого проверенного кабеля. Это наиболее удобная и компактная форма записи большого количества информации. В шапке каждого протокола указывается наименование замера, дата проведения, а так же наименование компании и присвоенный номер электротехнической лаборатории. На последней странице каждого протокола, помимо подписей ответственных за проведение замера лиц, указывается наименование измерительного прибора и дата проведения последней поверки.

 

Передвижная электротехническая лаборатория: особенности испытания кабелей

Любая передвижная электротехническая лаборатория, конечно же, может проводить замер сопротивления изоляции кабелей. Более того, если на борту передвижной ЭТЛ будет генератор электрического тока, то лаборатория сможет проверять сопротивление изоляции даже у кабелей, рассчитанных на очень высокое рабочее напряжение.
Особенность проведения таких работ заключается в том, что передвижная лаборатория работает за пределами зданий, следовательно, имеет дела с магистральными кабелями, которые могут тянуться от одной подстанции до другой на расстояние в несколько десятков километров. Следовательно, чтобы провести даже подготовительные работы, нужно потратить какое-то время.

Расстояние – это самая главная особенность проведения испытаний магистральных кабелей. Например, если результаты испытаний внутри здания не соответствуют нормативным показателям, кабельная трасса дробится на мелкие участки по кабельным соединениям, и каждый участок проверяется индивидуально. Таким образом, можно выявить участок кабеля, на котором изоляция не соответствует значениям установленных стандартов, и заменить его, при этом материальные и трудовые затраты будут минимальными. Если же подобный дефект изоляции выявится на магистральном кабеле, то для его устранение потребуется в разы больше затрат. Но это уже тема для следующей статьи.

 

Контроль сопротивления изоляции

Итак, нужно подвести итог всему вышесказанному. Прежде всего, стоит оговориться, что методика замера сопротивления изоляции не так проста и однозначна, как было описано выше. Все тонкости данной работы, безусловно, очень хорошо известны профессионалам, ежедневно подвергая изоляцию кабельных линий испытаниям. И доверять такую ответственную работу стоит только истинным гуру в этой области, которые не оставят без внимания ни одной детали.

Нужно помнить, что надёжная и стабильная работа любой энергосистемы напрямую зависит от технического состояния кабельной системы, входящей в её состав. Следовательно, чтобы работали заводы, чтобы улицы ночью освещались фонарями, чтобы в Новогоднюю ночь дети радовались огням на новогодних ёлках, чтобы в каждом доме горел свет и (что ещё важнее!!!) работал интернет, нужно содержать все составляющие этой огромной системы в надлежащем состоянии.

Расчет стоимости
Яндекс.Метрика