Измерение сопротивления изоляции. методы и приборы

Что такое сопротивление изоляции кабеля и его нормы

Сопротивление изоляции — один из главнейших параметров кабелей и проводов, ведь в ходе эксплуатации силовые и сигнальные кабели всегда подвержены различным внешним воздействиям.

Кроме того, помимо внешних воздействий, постоянно присутствует и влияние жил внутри кабеля друг на друга, их электрическое взаимодействие, что непременно приводит к появлению утечек.

Добавив сюда факторы, влияющие на качество изоляции, мы получим более цельную картину.

Так, например, подземные распределительные телефонные линии выполняются бронированным лентой кабелем, а некоторые телекоммуникационные кабели заключают в оболочку из алюминия для защиты от внешних токовых помех.

Что касается диэлектрических свойств изоляции, то не только они влияют на выбор конкретного материала для того или иного кабеля. Не менее важна термостойкость: резина более стойка к высоким температурам, чем пластмасса, пластмасса — лучше чем бумага и т.д.

Так, изоляция кабеля — это защита жил от их влияния друг на друга, от короткого замыкания, от утечек, и от внешних воздействий со стороны окружающей среды. А сопротивление изоляции определяется величиной оного между жилами и между жилой и наружной поверхностью изолирующей оболочки (или между жилой и экраном).

Безусловно материал изоляции в процессе эксплуатации кабеля теряет свои былые качества, стареет, разрушается. И одним из показателей этих неблагоприятных изменений является снижение сопротивления изоляции постоянному току.

Сопротивление изоляции постоянному току для различных кабелей и проводов нормируется согласно их ГОСТ, что указывается в паспорте на конкретную кабельную продукцию: в лабораторных условиях фиксируется нормальное сопротивление изоляции при температуре окружающей среды в +20°C, после чего сопротивление приводится к длине кабеля в 1 км, что и указывается в технической документации.

Так, НЧ-кабели связи имеют минимальное нормируемое сопротивление 5 ГОм/км, а коаксиальные — до 10 ГОм/км.

При замерах учитывают, что это приведенная длина для 1 км кабеля, соответственно кусок вдвое длиннее будет иметь вдвое меньшее сопротивление изоляции, а кусок вдвое более короткий — вдове большее.

К тому же температура и влажность при замерах оказывают существенное влияние на текущее значение, так что необходимо вводить поправки, специалисты это знают.

Говоря о силовых кабелях, учитывают положения ПУЭ п. 1.8.40.

Так, силовым кабелям цепей вторичной коммутации и осветительных электропроводок с напряжением до 1000 В приписывается норма от 0,5 МОм для каждой жилы между фазными проводами и между фазным и нулевым проводом и проводом защитного заземления. А для линий с напряжением от 1000 В и выше — норма сопротивления не указывается, но указывается ток утечки в мА.

Проводятся специальные испытания, при которых нормируется напряжение проверки. В соответствии с родом тока испытательного оборудования и назначением проверяемого кабеля, с учетом материала его изоляцией — выставляют испытательное напряжение на мегаомметре. Так при помощи мегаомметра и оценивают качество изоляции высоковольтных кабелей.

Сопротивление изоляции в 1 МОм на киловольт рабочего напряжения кабеля считается приемлемым, то есть для кабеля, работающего под напряжением в 10 кВ сопротивление в 10 МОм будет принято нормальным по итогу испытаний мегаомметром с проверочным напряжением 2,5 кВ.

Измерения сопротивления изоляции проводят регулярно мегаомметром: на мобильных установках — раз в полгода, на объектах повышенной опасности — раз в год, на остальных объектах — раз в три года. Данными измерениями занимаются квалифицированные специалисты. В результате измерений специалистом составляется документ — акт установленного Ростехнадзором образца.

По итогу проверки делается заключение о том, нуждается ли объект в ремонте или его работоспособность соответствует требованиям проверки. Если требуется ремонт — проводят ремонт с целью восстановления сопротивления изоляции до нормы. Протокол составляется и по итогам ремонта, после очередных замеров мегаомметром.

Напоследок

Регулярное и своевременное измерение сопротивления изоляции – главное условие надежной, безопасной и длительной эксплуатации всех электроприборов и электрических сетей. Проводить такие работы должны в обязательном порядке специалисты, имеющие большой опыт таких работ и соответствующие разрешительные документы.

Отправьте нам свой вопрос и менеджер ответит Вам в кратчайшие сроки

Измерение сопротивления изоляции электропроводки должно выполняться во время приемо-сдаточных работ; периодически, согласно нормам и установленным правилам, а также после проведения ремонтов сети освещения. При этом производится не только замер сопротивления изоляции между фазных и нулевых проводов, но и сопротивление изоляции между ними и проводником заземления.

Это позволяет вовремя диагностировать и устранять возможные повреждения изоляции, что снижает риск коротких замыканий и пожаров.

Что такое мегаомметр?

Прибор для замера сопротивления изоляции электропроводки называется мегаомметр. Принцип его действия основан на измерении токов утечки между двумя точками электрической цепи. Чем они выше, тем ниже сопротивление изоляции, и, соответственно, данная электроустановка требует повышенного внимания.

Итак:

На данный момент на рынке представлены мегаомметры двух основных типов. Приборы, работающие от встроенного в прибор генератора, и более современные мегаомметры с наличием аккумулятора.

По типоразмеру мегаомметры можно разделить на устройства с номинальным напряжением в 100В, 500В, 1000В и 2500В
. Самые маленькие мегаомметры применяются для испытания электроустановок до 50В.В зависимости от номинальных нагрузок для цепей напряжением до 660В обычно применяют устройства на 500 или 1000В. Для цепей напряжением до 3кВ — мегаомметры на 1000В, а для электроустановок и проводников большего напряжения приборы на 2500В.

Кто и когда имеет право производить замеры мегаомметром

Приборы замера сопротивления изоляции электропроводки имеют определенные требования по работе с ними. Так для самостоятельной работы мегаомметром в электроустановках до 1000В вам необходима третья группа допуска по электробезопастности.Итак:

Периодичность замеров сопротивления изоляции электропроводки определяется ПТЭЭП (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей) и для электропроводки осветительной сети составляет 1 раз в три года. Такие же нормы действуют для электропроводки офисных помещений и торговых павильонов.

Как работать с мегаомметром?

Для подключения к электрической сети прибор зaмерa сопротивления изоляции электропроводки имеет два вывода длиной до трех метров. Они дают возможность подключать прибор к электрической цепи.

Итак:

Перед применением мегаомметр должен быть проверен на работоспособность. Для этого сначала закорачиваем выводы прибора накоротко. Затем вращаем ручку генератора и проверяем наличие цепи по показаниям прибора. После этого изолируем выводы друг от друга и проверяем максимально возможные показания на приборе.
После этого приступаем непосредственно к замерам. Для замеров трехпроводной однофазной цепи последовательность операций должна быть следующей:
1. В сети освещения выкручиваем все лампы и отключаем все электроприборы от розеток.
2. После этого включаем все выключатели сети освещения.
3. Согласно ПБЭЭ (Правил безопасной эксплуатации электроустановок), все работы с мегаомметром должны выполняться в диэлектрических перчатках. Ведь напряжение на выводах прибора — минимум 500В, поэтому данным требованием не стоит пренебрегать.
4. Подключаем выводы к фазному и нулевому проводу сети освещения. Производим замер. Согласно ПТЭЭП, он должен показать значение не меньше 0,5 МОм.

После выполнения замера фазный провод следует разрядить, прежде чем прикасаться к нему. Вообще емкость проводников освещения не велика и этот пункт можно бы было опустить, но, в случае наличия в вашей сети больших индуктивных или емкостных сопротивлений, снятие заряда с проводника обязательно, ведь цена невыполнения этого действия, может быть очень велика. Кстати по этой же причине мы не измеряем коэффициент абсорбции изоляции.
Затем производим такие же замеры по отношению между фазным проводом и заземлением и нулевым проводом и заземлением. Во всех случаях показания должны быть выше 0,5МОм.

Если необходимо выполнить замер сопротивления изоляции трехфазной цепи, то последовательность операций такая же. Только количество замеров больше, ведь нам необходимо замерить изоляцию между всеми фазными проводниками, нулевым проводом и землей.

Нормирование сопротивления изоляции постоянному току

Таблица данных по уровню изоляции.

Сопротивление изоляции для различных марок кабеля как определенная величина одного из основных параметров изделия закладывается в ТУ или ГОСТ на изготовление конкретной кабельной продукции. На отгружаемую к реализации продукцию должен прилагаться паспорт с ее электрическими параметрами. К примеру, норма сопротивления изоляции для кабелей связи дается в приведении к 1 км длины, причем данные указываются для температуры окружающей среды +20°C.

Норма для кабелей связи городских низкочастотных – не менее 5000 МОм/км. Для коаксиальных и магистральных симметричных кабелей норма сопротивления изоляции достигает 10000 МОм/км. Практически использовать паспортные данные сопротивления изоляции при оценке состояния проверяемого кабеля можно только в пересчете их к длине реального куска кабеля. Если участок кабеля больше километра, то норматив делится на эту длину. Если меньше, то, наоборот, умножается. Полученные таким путем расчетные цифры могут применяться для оценки кабельной линии.

При проведении измерительных работ следует учитывать погодные условия , которые влияют на получаемые данные.

Однако не стоит забывать о том, что паспортные данные приводятся для температуры +20°C, поэтому следует учитывать поправки при проведении контрольных измерений на температуру и влажность. К примеру, при проведении контрольных измерений в сырую, дождливую погоду можно получить данные, которые будут ниже действительного сопротивления изоляции кабеля только за счет влажной поверхности контактных колодок или распределительных (оконечных) устройств. В таких случаях имеет смысл просушить поверхности с клеммами, на которые распаяны жилы измеряемого кабеля.

Для некоторых марок кабелей, имеющих алюминиевую оболочку и шланговое полиэтиленовое покрытие, нормируется сопротивление изоляции между оболочкой и землей. Норма на такое сопротивление изоляции – не менее 20 МОм/км. Для использования в реальной работе указанного норматива его также следует пересчитывать под действительную длину участка.

Для силовой кабельной продукции действуют следующие положения по сопротивлению изоляции постоянному току:

Для силовых кабелей, применяемых в сетях с напряжением более 1000 В, величина указанного параметра не нормируется, но не может быть менее 10 МОм.
Для силовых кабелей, применяемых в сетях с напряжением менее 1000 В, величина параметра не должна быть менее 0,5 МОм.

Для контрольных кабелей величина норматива не должна принимать значения менее 1 МОм.

https://youtube.com/watch?v=joXogvusaL0

Устройство и принцип работы мегаомметра

Старение изоляции электропроводки, как и любой электрической цепи, невозможно определить мультиметром. Собственно, даже при номинальном напряжении 0,4 кВ на силовом кабеле, ток утечки через микротрещины в изоляционном слое будет не настолько большой, чтобы его можно было зафиксировать штатными средствами. Не говоря уже про измерения сопротивления неповрежденной изоляции жил кабеля.

В таких случаях применяют специальные приборы – мегаомметры, измеряющие сопротивления изоляции между обмотками двигателя, жилами кабеля, и т.д. Принцип работы заключается в том, что на объект подается определенный уровень напряжения и измеряется номинальный ток. На основании этих двух величин производится расчет сопротивления согласно закону Ома ( I = U/R и R=U/I ).

Характерно, что в мегаомметрах для тестирования используется постоянный ток. Это связано с емкостным сопротивлением измеряемых объектов, которое будет пропускать переменный ток и тем самым вносить неточности в измерения.

Конструктивно модели мегаомметров принято разделять на два вида:

Аналоговые (электромеханические) – мегаомметры старого образца. Аналоговый мегаомметр
Цифровые (электронные) – современные измерительные устройства. Электронный мегаомметр

Рассмотрим их особенности.

Электромеханический мегаомметр

Рассмотрим упрощенную электрическую схему мегаомметра и его основные элементы

Упрощенная схема электромеханического мегаомметра

Обозначения:

Ручной генератор постоянного тока, в качестве такового используется динамо-машина. Как правило, для получения заданного напряжения скорость вращения рукояти ручного генератора должна бить около двух оборотов в течение секунды.
Аналоговый амперметр.
Шкала амперметра, отградуированная под показания сопротивления, измеряемого в килоомах (кОм) и мегаомах (МОм). В основу калибровки положен закон Ома.
Сопротивления.
Переключатель измерений кОм/Мом.
Зажимы (выходные клеммы) для подключения измерительных проводов. Где «З» – земля, «Л» – линия, «Э» – экран. Последний используется, когда необходимо проверить сопротивление относительно экрана кабеля.

Основное преимущество такой конструкции заключается в его автономности, благодаря использованию динамо-машины прибор не нуждается во внутреннем или внешнем источнике питания. К сожалению, у такого конструктивного исполнения имеется много слабых мест, а именно:

Чтобы отобразить точные данные для аналоговых приборов важно минимизировать фактор механического воздействия, то есть мегаомметр должен оставаться неподвижным. А этого трудно добиться, вращая ручку генератора.
На отображаемые данные влияет равномерность вращения динамо-машины.
Часто в процессе измерения приходится задействовать усилия двух человек. Причем один из них выполняет сугубо физическую работу, – вращает ручку генератора.
Основной недостаток аналоговой шкалы – ее нелинейность, что также негативно отражается на погрешности измерений.

Причем один из них выполняет сугубо физическую работу, – вращает ручку генератора.
Основной недостаток аналоговой шкалы – ее нелинейность, что также негативно отражается на погрешности измерений.

Заметим, что в более поздних аналоговых мегаомметрах производители отказались от использования динамо-машины, заменив ее возможностью работы от встроенного или внешнего источника питания. Это позволило избавиться от характерных недостатков, помимо этого у таких устройств существенно увеличились функциональные возможности, в частности, расширился диапазон калибровки напряжения.

Современная аналоговая модель мегаомметра Ф4102

Что касается принципа работы, то он в аналоговых моделях остался неизменным и заключается в особой градации шкалы.

Электронный мегаомметр

Основное отличие цифровых мегаомметров заключается в применении современной микропроцессорной базы, что позволяет существенно расширить функциональность приборов. Для получения измерений достаточно задать исходные параметры, после чего выбрать режим диагностики. Результат будет выведен на информационное табло. Поскольку микропроцессор производит расчеты исходя из оперативных данных, то класс точности таких устройств существенно выше, чем у аналоговых мегаомметрах.

Отдельно следует упомянуть о компактности цифровых мегомметров и их многофункциональности, например, проверка устройств защитного отключения, замеры сопротивления заземления, петель фаза/ноль и т.д. Благодаря этому при помощи одного устройства можно провести комплексные испытания и все необходимые измерения.

Инструкция по эксплуатации

Проверка сопротивления изоляции производится на обесточенном оборудовании или кабельной линии, электропроводке. Помните о том, что устройство генерирует высокое напряжение и при нарушении мер безопасности по использованию мегаомметра возможен электротравматизм, т.к. замер изоляции конденсатора или кабельной линии большой протяженности может стать причиной накопления опасного заряда. Поэтому испытание производится бригадой из двух человек, имеющих представление об опасности электрического тока и получивших допуск по ТБ. Во время испытания объекта, рядом не должны находиться посторонние лица. Помним про высокое напряжение.

Прибор при каждом использовании осматривается на целостность, на отсутствие сколов и поврежденной изоляции на измерительных щупах. Производится пробное тестирование путем испытания с разведенными щупами и замкнутыми. Если испытания производят механическим устройством, то нужно разместить его на горизонтальной ровной поверхности, чтобы не было погрешности в измерениях. При измерении сопротивления изоляции мегаомметром старого образца нужно вращать ручку генератора с постоянной частотой, примерно 120-140 оборотов в минуту.

Если измерять сопротивление относительно корпуса или земли, задействуют два щупа. Когда производят испытание жил кабеля относительно друг друга, нужно использовать клемму «Э» мегаомметра и экран кабеля чтобы компенсировать токи утечки.

Сопротивление изоляции не имеет постоянного значения и во многом зависит от внешних факторов, поэтому может варьировать во время измерения. Проверку производят минимум 60 секунд, начиная с 15 секунды фиксируют показания.

Для бытовых сетей испытания производятся напряжением 500 вольт. Промышленные сети и устройства испытываются напряжением в диапазоне 1000-2000 вольт. Каким именно пределом измерений пользоваться, нужно узнать в инструкции по эксплуатации. Минимально допустимое значение сопротивления для сетей до 1000 вольт — 0.5 МОм. Для промышленных устройств не меньше — 1МОм.

Что касается самой технологии измерения, использовать мегаомметр нужно по описанной ниже методике. Для примера мы взяли ситуацию с замером изоляции в ЩС (щит силовой). Итак, порядок действий следующий:

Выводим людей из проверяемой части электроустановки. Предупреждаем об опасности, вывешиваем предупредительные плакаты.
Снимаем напряжение, обесточиваем полностью щит, вводной кабель, принимаем меры от ошибочной подачи напряжения. Вывешиваем плакат — НЕ ВКЛЮЧАТЬ, РАБОТАЮТ ЛЮДИ.
Проверяем отсутствие напряжения. Предварительно заземлив выводы испытуемого объекта, устанавливаем измерительные щупы, как показано на схеме подключения мегаомметра, а также снимаем заземление. Данная процедура проводится при каждом новом замере, поскольку близлежащие элементы могут накапливать заряд, вносить погрешность в показания и представлять опасность для жизни. Установка и снятие щупов производится за изолированные ручки в резиновых перчатках

Обращаем ваше внимание на то, что изолирующий слой кабеля перед проверкой сопротивления нужно очистить от пыли и грязи. Проверяем изоляцию вводного кабеля между фазами А-В, В-С, С-А, А-PEN, B-PEN, C-PEN

Результаты заносим в протокол измерений.
Отключаем все автоматы, УЗО, отключаем лампы и светильники освещения, отсоединяем нулевые провода от нулевой клеммы.
Производим замер каждой линии между фазой и N, фазой и PE, N и PE

Проверяем изоляцию вводного кабеля между фазами А-В, В-С, С-А, А-PEN, B-PEN, C-PEN. Результаты заносим в протокол измерений.
Отключаем все автоматы, УЗО, отключаем лампы и светильники освещения, отсоединяем нулевые провода от нулевой клеммы.
Производим замер каждой линии между фазой и N, фазой и PE, N и PE

Результаты вносим в протокол измерений.
В случае обнаружения дефекта разбираем измеряемую часть на составные элементы, ищем неисправность и устраняем.

По окончании испытания переносным заземлением снимаем остаточный заряд с объекта, путем кратковременного замыкания, и самого измерительного прибора, разряжая щупы между собой. Вот по такой инструкции необходимо пользоваться мегаомметром при замерах сопротивления изоляции кабельных и других линий. Чтобы вам было более понятна информация, ниже мы предоставили видео, в которых наглядно демонстрируется порядок измерений при работе с определенными моделями приборов.

Как проверить мегаомметр на исправность

Осуществить проверку мегаомметра на исправность необходимо по следующему способу. К выводам устройства сделать подключение проводов и закоротить выходы. Потом подать энергию и проследить за результатами. Исправный прибор покажет ноль. Потом разъединить и попробовать заново. Во второй раз должна появиться бесконечность. Это показатель — воздушный промежуток.

Неисправности мегаомметра

Неисправности заключаются в отсутствии горения индикаторного табло измерительных результатов в момент включения омметра питания. Также они заключаются в нестабильности измерительных результатов. Причина этих явлений в перегорании предохранителя, неисправности кабеля сетевого питания, ненадежном заземлении и ненадежном контактировании с измерительным объектом.

Неправильная эксплуатация прибора и заводской брак как неисправность

Ремонт мегаомметра

Ремонт заключается в замене предохранителя, устранении неисправности кабельного повреждения, восстановления надежного заземления и достижения надежного контакта для измерительного объекта. Стоит отметить, что техническое обслуживание является лучшей профилактикой для бесперебойной работы. Также оно нужно, чтобы поддержать эксплуатационную надежность и повысить эффективность омметра.

Обратите внимание! В случае обнаружения брака, следует сделать замену оборудования или обратиться в сервисный центр для оказания профессиональной помощи. Необходимость обращения к мастерам для ремонта оборудования. Необходимость обращения к мастерам для ремонта оборудования

Необходимость обращения к мастерам для ремонта оборудования

Изолирующие материалы и сопротивление изоляции

Применяемые для создания проводной продукции материалы, в том числе изолирующие, не в последнюю очередь зависят от того, для использования в каких условиях и в каких средах изготавливается конкретный вид и марка изделия. К примеру, для изолирования токопроводящих жил в условиях высоких температур больше подходит резина, устойчивая к температурным воздействиям, чем другие материалы типа обычной пластмассы.

Разнообразные изолирующие материалы позволяют производить кабели под конкретные нужды потребителя.

Таким образом, изолирование составных элементов кабельной продукции – это конструктивная защита его токопроводящих жил от взаимных и внешних электрических влияний, от появления наводок и утечек до короткого замыкания. Величину этого параметра для каждой жилы и всего сердечника в целом характеризует величина сопротивления постоянному току в цепи между жилой (жилами) и возможным источником влияния, например, землей. Поэтому для определения защищенности, работоспособности кабельной продукции применяется термин «сопротивление изоляции». Для контроля исправности кабельных пар используются такие понятия, как сопротивление изоляции между жилами и металлическим экраном кабеля.

Диэлектрические материалы, используемые в кабелях для создания изоляционных покрытий, с течением времени теряют свои свойства за счет старения. Кроме того, от физического воздействия они могут просто разрушиться. Чтобы определить, изменились ли параметры изоляционного покрытия и в каких пределах, необходима для сравнения некоторая отправная точка – норма на параметр изделия, установленная изготовителем.

Как измеряется сопротивление мегаомметром

Измерение сопротивление изоляции мегаомметром любых видов кабельных линий производится практически одинаково с некоторыми специфичными различиями. Чтобы понять, какие отличия есть в каждом случае, разберем их все три по отдельности.

Измерение высоковольтных линий

Итак, в первую очередь кабель проверяется на отсутствие на нем напряжения. Для этого используются специальные указатели высокого напряжения. После чего сам измерительный прибор подключается к жилам со стороны, где проверяется изоляция. С другой стороны жилы разводятся на определенное расстояние, узаконенное ПУЭ. Кстати, именно с этой стороны необходимо поставить человека, который будет выполнять функции сторожа, чтобы любопытные не решили потрогать торчащие провода голыми руками. Обязательно везде вывешиваются плакаты о том, что проводятся испытания.

Теперь можно проводить тестирование. Для этого проверяется каждая жила. То есть, две свободные заземляются, а к проверяемой подключается один вывод мегаомметра, а его второй вывод подключается к земле (заземлению). Далее, измеряют сопротивление мегаомметром на 2500 вольт. Длительность испытания – одна минута. Точно также проверяются и другие.

Испытание низковольтных кабелей

Предварительные этапы здесь точно такие же. А вот схема самого измерения сильно отличается от вышеописанной. В низковольтных линиях несколько схем подключения и испытания. Вот они с учетом маркировки жил (А; В и С).

Сначала испытываются жилы между собой. То есть, А-С, А-В и С-В.
Далее, производится проверка между каждой жилой и нулем. То есть, N-А, N-В и N-С.
Затем между жилами и заземляющим контуром. То есть, PE-А, PE-В, PE-С.
И обязательно проверяется сопротивление нулевого контура. При этом подключение мегаомметра производится по схеме N-PE. Не забывайте, что в этом случае ноль необходимо отключить от заземления.

Испытание контрольных кабельных систем

Измерение сопротивления изоляции контрольных систем кабелей производится по той же технологии с единственным отличием. То есть, сначала производится определение отсутствия напряжения на жилах, выставляется мегаомметр на проверку 500-2500 вольт.

Один конец (выход) прибора подключается к концу испытуемого кабеля, второй к заземлению. Остальные жилы соединяются между собой и подключаются к заземляющему контуру. Можно второй выход мегаомметра подключить к одной из свободных жил. Проверка проводится в течение одной минуты. Точно также проверяются все жилы кабеля.

https://youtube.com/watch?v=Taw2k658_Ps

Полученные результаты обязательно записываются, а в последствии сравниваются с табличными. Таблицы можно найти в ПУЭ и ПТЭЭП. Если фактическое значение не ниже табличного, то проверяемый кабель можно дальше эксплуатировать. Кстати, на основе проводимых испытаний должно быть сделано заключение и обязательно составлен протокол, где указаны фактические показатели тестирования.