Электрическая прочность изоляции: причины уменьшения и методы контроля

Warning: Undefined array key 9 in /var/www/electro-scooterz.ru/data/www/electro-scooterz.ru/wp-content/plugins/fotorama/fotorama.php on line 73

Warning: Undefined array key 9 in /var/www/electro-scooterz.ru/data/www/electro-scooterz.ru/wp-content/plugins/fotorama/fotorama.php on line 74

Warning: Undefined array key 9 in /var/www/electro-scooterz.ru/data/www/electro-scooterz.ru/wp-content/plugins/fotorama/fotorama.php on line 73

Warning: Undefined array key 9 in /var/www/electro-scooterz.ru/data/www/electro-scooterz.ru/wp-content/plugins/fotorama/fotorama.php on line 74

Содержание

Изолента

Изоляционная лента или изолента знакома пожалуй каждому. По внешнему виду это узкий (не всегда) рулон цветного или чёрного материала. Внутренняя сторона ленты покрыта клеящим составом для приклеивания. Используется лента накручиванием на место изоляции перекрывающими витками.

Силовые кабели: основные виды электрических кабелей и особенности укладки проводки (100 фото)

По материалу изготовления изоляционная лента бывает:

Поливинилхлоридной (ПВХ)
Хлопчатобумажной (ХБ)

Первый тип изоленты представлен широким цветовым спектром. ХБ изолента чёрного цвета с характерным запахом резины или битума.

Изолента ПВХ

ПВХ изоленту изготавливают из винила, нанося на одну сторону ленты клеящий состав. Ширина изоленты ПВХ от 15 до 50 мм. Достоинства изоленты ПВХ в высокой эластичности. Недостатки в изменении своих свойств при снижении и повышении температуры. ПВХ изоленты отличные, однако дальше низких напряжения её применение не распространяется.

Изолента ХБ

ХБ изолента характерно чёрного цвета в рулонах шириной 15- 50 мм. Изготавливается из хлопчатобумажных лент из пропиткой в резине и нанесением клеящего слоя на одну сторону. Сочетание хлопка (возможно стеклоткани) делают ХБ ленту устойчиво к колебаниям температур и её применение распространяется на сети напряжением свыше 1000 В.

Как производится измерение

Замеры производятся мегаомметром для измерения сопротивления изоляции кабелей

При измерениях сопротивления силовых кабелей всегда нужно учитывать температуру окружающей среды и производить их при температуре не ниже +5.

Такие ограничения введены по той причине, что в кабеле может присутствовать влага, которая при отрицательных температурах превратится в лед, не проводящий электрический ток. Сами замеры производятся мегаомметром, внесенным в госреестр приборов, разрешенных для измерения сопротивления изоляции кабелей и проходящим ежегодную поверку.

Перед началом измерений следует обесточить линию, убедиться в отсутствии напряжения на тестируемом кабеле. Другой конец кабеля отключается от потребителя, жилы его разводятся на максимальное расстояние, а рядом выставляется человек для предотвращения непредвиденных ситуаций. Также вывешиваются запрещающие («Не включать, работают люди!») и указательные («Заземлено») плакаты. Непосредственно измерение производится мегомметром на 2500 В в течении 1 мин в нижеприведенной последовательности:

Измерение сопротивления между фазными жилами: (А-В, В-С, А-С).
Между фазными жилами и нулем: (А-N, В-N, С-N).
В случае. если кабель пятижильный, также замеряют сопротивление между жилами и землей (А-РЕ, В-РЕ, С-РЕ).
Между нулем и землей, предварительно отключив нуль от шинки (N-PE).

Мегаомметр цифровой 2500 В

По окончания измерений результаты записываются и сравниваются с допустимыми значениями, после чего составляется протокол, в котором отображаются:

последовательность произведенных действий;
тип использовавшихся для измерений средств;
температурный режим.

В конце пишется заключение о состоянии кабелей.

Алгоритм измерения сопротивления изоляции высоковольтных силовых кабелей

Высоковольтными силовыми кабелями называют кабели с напряжением 1000 В и выше. Сопротивление изоляции высоковольтных силовых кабелей должно быть не ниже 10 МОм (10 000 000 Ом).

Высоковольтные силовые кабеля

Условия и подготовка к измерениям такие же, как и при измерении низковольтных силовых кабелей: отключается электропитание и потребители, учитывается температура воздуха (также не ниже +5), вывешиваются плакаты и оставляется человек у другого конца испытуемого кабеля.

Алгоритм измерения высоковольтных кабелей отличается от низковольтного, измерения тут проводят не непосредственно между жилами, а между жилой и землей, предварительно заземлив прочие жилы.

Измерение производится как и в случае проверки низковольтного кабеля мегомметром на 2,5 кВ в нижеприведенной последовательности. Каждое измерение должно длиться по 1 минуте.

Заземлить все жилы кабеля.
Один зажим мегомметра подключить на землю, второй — на проверяемую жилу.
Заземлить проверенную жилу и снять заземление со следующей проверяемой.

Вышеописанные действия повторяются с каждой проверяемой жилой, проверенные при этом нужно обязательно заземлять, делается этого для того. чтобы снять остаточное либо наведенное напряжение. Как и в случае с низковольтным кабелем, данные записываются и протоколируются.

Измерение сопротивления изоляции контрольных кабелей

Контрольными называют кабели, не предназначенные для работы в цепях с большой нагрузкой. В основном они предназначены для работы во вторичных цепях и управления различными коммутационными устройствами — реле, пускателями, а также устройствами контроля и защиты.

Сопротивление изоляции контрольных кабелей должно быть не менее 1 МОм.

Подготовительные работы те же, что и при измерении прочих типов кабеля:

Отключение питания.
Проверка отсутствия напряжения.
Вывешивание табличек) — обязательны!

Измерение производится также мегомметром на 2500 В по тому же алгоритму, что и высоковольтные кабели, единственным отличием является необязательность отключения потребителей. Как и в предыдущих случаях, время измерения сопротивление каждой жилы составляет 1 минуту. По завершении измерительных работ результаты также записываются, а в конце составляется протокол и заключение о допустимости дальнейшей эксплуатации кабеля.

Нормы сопротивления изоляции кабеля

Для сопротивления изоляции кабеля существуют определенные госты, приведенные в данной таблице:

Наименьшее допустимое сопротивление изоляции аппаратов вторичных цепей и электропроводки

Нормы сопротивления изоляции для различных кабелей

Высоковольтные силовые кабели — сопротивление не нормировано, но не не ниже 10 МОм.
Низковольтные силовые кабели — не менее 0,5 МОм.
Контрольные кабели — не ниже 1 МОм.

Виды пробоя

У однородных диэлектриков различают несколько видов пробоя — электрический и тепловой. Также существует еще ионизационный пробой, который является следствием ионизации газовых включений в твердом диэлектрике. Электрическая прочность диэлектриков, во многом, зависит от неоднородности поля и возникновения процессов ионизации газа (интенсивности и характера) или иных химических изменений материала. Это приводит к тому, что пробой в одном и том же материале возникает при разном напряжении. Поэтому пробивное напряжение определяется средним значением по результатам многочисленных испытаний. Зависимость электрической прочности газа от плотности (давления) и толщины газового слоя выражается законом Пашена: Uпр= f (pA)

Электрическая прочность — воздух

Корона на металлическом Пробой и перекрытие шаре. твердой изоляции.

На величину электрической прочности воздуха, как и других газов, оказывает большое влияние давление. При повышении давления электрическая прочность газов существенно возрастает ( сравните р с. Это обстоятельство используется в некоторых электрических аппаратах и кабелях. При понижении давления электрическая прочность воздуха ( и других газов) уменьшается; однако при достижении очень глубокого вакуума электрическая прочность вновь сильно повышается.

Напряжение и ток при частичном разряде ( ЧР и воздуш.

При атмосферном давлении электрическая прочность воздуха, как известно, ниже, чем изоляция. При определенных условиях напряженность поля в воздушном включении может превысить критическое значение ( в среднем 33 кв / см), и тогда произойдет его пробой.

Зависимость предельного тока отключения воздушного выключателя от отношения площади выходного отверстия к расстоянию между контактами ( по Лабуре.| Зависимость мощности отключения воздушного выключателя от давления ( данные Эдсела и Стоббса.

Влияние давления на электрическую прочность воздуха в сильной степени зависит от характера электрического поля между контактами.

Влияние давления на электрическую прочность воздуха в сильной степени зависит от характера электрического поля между контактами. Только в равномерном поле пробивное напряжение воздуха при частоте 50 гц повышается с повышением давления. В неоднородном поле, которое обычно имеет место в существующих дуго-гасительных устройствах, при небольших давлениях пробивное напряжение сначала повышается с увеличением давления, но при дальнейшем повышении давления оно начинает понижаться, а затем опять повышается.

Провод марки ПР.

Ввиду того, что электрическая прочность воздуха значительно меньше, чем твердых и жидких диэлектриков, расстояние между неизолированными ( голыми) токоведущими частями, находящимися под высоким напряжением, для надежности работы установки должно выбираться значительно большим, чем расстояние между токоведущими частями, разделенными твердым или жидким диэлектриком.

При увеличении абсолютной влажности электрическая прочность воздуха также увеличивается. Это явление незначительно сказывается в однородных или слабо неоднородных полях. Но его следует учитывать в резко неоднородных полях, особенно при точных измерениях. Однако более важным параметром является относительная влажность. Если в данном помещении относительная влажность высока, то на поверхности твердых материалов образуется влажная пленка. В результате поверхностное сопротивление материала снижается и заряды стекают с поверхности. Образование влажной пленки на поверхности зависит от качества поверхности, является она гидрофобной или гидрофильной. Удельное объемное сопротивление также зависит от относительной влажности.

Зависимость разрядного градиента Ер ( амплитудные значения в однородном поле от расстояния между электродами I при различной относительной плотности воздуха б.

Для очень длинных промежутков электрическая прочность воздуха при атмосферном давлении ( 61) стремится к значению 2 45 кВ / мм, в то время как при том же давлении, но при расстоянии между электродами 10 мм разрядный градиент будет примерно 3 1 кВ / мм. Надо отметить, что даже в однородном поле разрядные градиенты не остаются строго постоянными, а уменьшаются по мере возрастания длины промежутка. При давлении сжатого воздуха свыше 1 МПа все более заметно проявляется эффект автоэлектронной эмиссии, приводящей к весьма существенным отклонениям разрядных характеристик от закона Пашена, вследствие чего напряженность поля Е перестает изменяться пропорционально давлению и потому все более заметной становится разница в разрядных напряжениях промышленной частоты при кратковременном и длительном его приложении. Ввиду этого, очевидно, теряет всякий смысл говорить о разрядных градиентах сжатого воздуха даже в однородном поле в отрыве от конкретной длины межконтактных промежутков и фактической плотности газа.

Напряженность поля близка к электрической прочности воздуха.

При какой форме электродов величина электрической прочности воздуха наибольшая.

Понижение давления приводит к падению электрической прочности воздуха, что может вызвать перекрытие воздушных зазоров и появление разряда. Изменение атмосферного давления также влияет на величину емкости воздушного конденсатора, вызывая тем самым изменение выходных параметров аппаратуры в целом.

Назначение прибора для проверки электрической прочности изоляции РЕТОМ-6000:

РЕТОМ-6000 предназначен для испытания изоляции электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей повышенным напряжением до 6,0 кВ на электрических станциях, подстанциях и в энергохозяйстве промышленных предприятий, а именно:

различные полупроводниковые преобразователи;
силовые трансформаторы и реакторы, как с облегченной, так и с нормальной изоляцией;
фарфоровая и другие виды изоляции различных аппаратов, трансформаторов тока и напряжения, токоограничивающих реакторов, изоляторов, вводы, конденсаторы связи, экранированные токопроводы, сборные шины, КРУ и КТП, электродные котлы и т.д.;
кабели с бумажной, пластмассовой и резиновой изоляцией;
обмотки статора и ротора, цепи возбуждения и гашения поля генераторов и компенсаторов;
обмотки статора и ротора, а также цепи возбуждения у электродвигателей переменного тока;
различные средства защиты: штанги изолирующие, указатели напряжения, измерительные клещи, изолирующие накладки, изолирующий инструмент, перчатки, галоши и другое.

РЕТОМ-6000 – это не только проверка изоляции, но и проверка трансформаторов.

РЕТОМ-6000 является полностью автономным прибором. Однако он включен в состав комплекса РЕТОМ-21, так как измерения сопротивления изоляции и испытания электрической прочности являются неотъемлемой частью проверочного процесса при вводе электрооборудования в работу и обслуживании его в эксплуатации.

Популярные статьи Перекос фаз

Кроме этого, прибор РЕТОМ-6000 существенно расширяет функциональные возможности испытательного комплекса РЕТОМ-21 при проверке измерительных трансформаторов тока, напряжения и силовых трансформаторов, учитывая их обширную номенклатуру.

Прибор также позволяет осуществить размагничивание сердечников и снять характеристику намагничивания трансформаторов тока, используемых на напряжение 110-750 кВ.

Измерение сопротивления изоляции кабеля мегаомметром

Порядок действий следующий (. КАБЕЛЬ ОБЕСТОЧЕН. ):

Один конец мегаомметра на время проведения испытания подключен к заземлению (это может быть заземленная шина, заземляющий болт или переносное заземление)
Если есть оболочка, экран, броня — их следует также заземлять на время измерения сопротивления изоляции и высоковольтного испытания
На испытуемую жилу кабеля вешаем заземление (этим мы снимаем возможный остаточный заряд на кабеле)
Вешаем на испытуемую жилу второй конец мегаомметра, по которому будет подаваться напряжение 2500В
Снимаем с испытуемой жилы провод заземления
Подаем прибором на испытуемую жилу напряжение 2500В в течение 60 секунд. Записываем значение сопротивления изоляции на 15-ой и 60-ой секундах испытания (в случае электронного прибора с памятью значения можно не записывать)
На испытанную жилу кабеля вешаем заземление, для того, чтобы разрядить кабель. Чем длиннее кабель, тем дольше надо держать провод заземления на жиле.
Снимаем второй конец мегаомметра с испытанной жилы, далее переходим на другую жилу кабеля и идем от пункта 2). Затем аналогично и для третьей жилы. В конце отключаем прибор от электроустановки

Если у нас трехжильных кабель, то мы должны получить значения сопротивлений изоляции фаза-ноль и фаза-фаза. Итого 6 измерений. В реальности делают не три измерения, а одно — объединяют три жилы и подают напряжение от мегаомметра к ним. В случае, если значение сопротивления изоляции удовлетворяет, то всё хорошо. В случае, если Rx неудовлетворительно, то производится измерение каждой жилы по-отдельности.

Фиксируют показания на 15 и 60-ой секундах для определения коэффициента абсорбции (Ka). Этот коэффициент численно равен отношению значений сопротивления R60/R15. Показывает степень увлажненности. Также существует понятие коэффициента поляризации или индекса поляризации (PI) — он равен отношению R600/R60 и характеризует степень старения изоляции. В нормах определены следующие значения:

Предельное значение говорит о том, что кабель непригоден к эксплуатации. Индекс поляризации замеряется на кабелях с бумажной пропитанной изоляцией вместе с Ka. У кабелей с пластмассовой, ПВХ, изоляцией из сшитого полиэтилена индекс поляризации определять нет необходимости.

Сейчас существуют различные цифровые и электронные мегаомметры. В цифровых сразу можно увидеть после измерения значения коэффициента абсорбции, R60, R15, отдельные приборы позволяют измерять и PI. Кроме того у моделей sonel можно нажать кнопку старт, затем другой кнопкой ее зафиксировать и не держать минуту палец на кнопке. Работают приборы от аккумуляторов. Это упрощает жизнь.

В стрелочных приборах в основе источника постоянного напряжения (а испытания мегаомметром — это испытания постоянным напряжением) лежит или генератор, или кнопка (модели ЭСО).

Тут уже придется либо крутить ручку прибора со скоростью 2 об/c, либо искать розетку. А кроме этого еще надо производить отсчет по секундомеру и записывать результаты. Трудности вызывают и шкалы отдельных приборов. Но мегаомметры различных производителей — это тема отдельной большой статьи.

В общем, не забывайте разряжать кабель после испытания, снимая накопившийся заряд заземлением. А уже затем снимайте конец прибора с испытуемой жилы. И чем длиннее кабель, тем больше времени держите заземление.

Электрическая прочность силовых кабелей

Самой требовательной к электрической прочности отраслью производства, наверное, является кабельная продукция. В России основным видом кабелей, используемым в силовой энергетике (рассчитаны на номинальное напряжение до 500 кВ), являются маслонаполненные кабели с бумажной изоляцией.

При этом, чем выше номинальное напряжение, на которое они рассчитаны, тем выше вес кабеля. Масло в качестве пропитки используется дегазированное и маловязкое (МН-3, МН-4 и аналоги). Увеличение давления масла приводит к росту электрической прочности масляно-бумажной изоляции. Кабели с давлением 10-15 атмосфер применяются при высокой напряженности, значение прочности достигает 15 кВ/мм.

В последние годы маслонаполненные кабели вытесняются кабелями из сшитого полиэтилена (СПЭ-кабели). Они легче, проще в эксплуатации, срок службы при этом такой же. К тому же СПЭ не так чувствительны к перепадам температур и не нуждаются в дополнительном оборудовании, вроде масляных компенсирующих баков (для компенсации избытков масла при различном давлении). Кабели из сшитого полиэтилена гораздо проще монтировать, концевые и соединительные муфты проще в обслуживании.

Весь мир развивает именно СПЭ-кабели (XLPE-кабели), это привело к тому, что такие проводники уже заметно лучше по своим параметрам, чем маслонаполненные кабели:

Единственным недостатком СПЭ является интенсивное старение, однако, многочисленные исследования всех мировых производителей замедлило этот процесс. Так называемые, триинги, уже не являются причинами пробоя изоляции. Рост энергопотребления в современном мире стимулирует развитие не только источников электроэнергии, но и кабельной продукции, и распределительных устройств. Исследования на тему электрической прочности изоляции являются основным направлением в силовой энергетике.

Документирование результатов измерений

По итогам проведенных работ подготавливается отдельный документ, в котором фиксируются все необходимые данные.

В бытовых однофазных цепях вполне достаточно будет провести три замера. В последних строчках заполняемого протокола обязательно должна присутствовать фраза о соответствии полученных результатов требованиям ПУЭ.

Кроме того, в них вносятся следующие данные:

Дата и объем проведенных обследований.
Сведения о составе рабочей бригады (из обслуживающего персонала).
Используемые при проверке измерительные приборы.
Схема их подключения, окружающая температура, а также условия проведения работ.

По завершении протоколирования измерений журнал с соответствующими записями убирается в надежное место, где он хранится до следующих испытаний. Сохраненные таким образом акты замеров в любой момент могут потребоваться для того, чтобы в аварийных ситуациях служить доказательством исправности поврежденного изделия.

Готовый протокол обязательно заверяется подписью производителя работ и проверяющего, назначенного из состава оперативного персонала. Для оформления актов замеров допускается использовать обычный блокнот, но более законным и надежным способом считается заполнение специального бланка (его образец приводится ниже).

Образец протокола измерения сопротивления изоляции

Заранее подготовленная форма протокола содержит пункты, в которых указываются:

Порядок проведения измерительных операций.
Применяемые при этом средства измерения.
Основные нормативы по контролируемому параметру.

Кроме того, форма актов измерения электропроводок содержит готовые таблицы, подготовленные к заполнению. В таком виде документ составляется на компьютере всего лишь один раз, после чего он распечатывается на принтере в нескольких экземплярах. Такой подход позволяет сэкономит время на подготовку документации и придает актам замеров законченный, официальный вид.

Проверка — электрическая прочность — изоляция

Проверка электрической прочности изоляции производится с помощью пробойной установки, представляющей собой, в основном, повышающий трансформатор, высокое напряжение которого можно плавно регулировать. Трансформаторы и дроссели должны выдерживать напряжение пробоя в соответствии с их паспортами.

Проверка электрической прочности изоляции является одним из важнейших критериев, определяющих работоспособность проводов и кабелей в нормальных условиях и в условиях воздействия различных механических, тепловых и климатических факторов. Схемы испытания проводов и кабелей напряжением различны и зависят от конструкции последних. В табл. 25 показаны основные схемы испытания напряжением изоляции проводов и кабелей с асбестовыми материалами, выпускаемыми в СССР.

Проверка электрической прочности изоляции катушки производится переменным напряжением 2 000 В в течение 1 мин после окончательной отделки катушки.

Проверка электрической прочности изоляции приборов и вспомогательных частей производится на специальной установке, подробнее рассмотренной ниже.

Отключаемый ток, а.

Проверка электрической прочности изоляции электродвигателя производится постепенным поднятием напряжения до 1 000 в переменного тока частотой 50 гц и выдержкой в течение 1 мин. Напряжение прикладывается между заземлением и вспомогательными контактами ( выдвижного автомата) или зажимом ( невыдвижного автомата), к которому подсоединен один вывод электродвигателя.

Проверка электрической прочности изоляции обмотки готовой машины входит в программу приемо-сдаточных испытаний. Кроме того, изоляция испытывается в процессе изготовления и укладки катушек в пазы. Этот вид испытаний называют пооперационным, так как его проводят после определенных операций, различных для каждого типа обмоток.

Проверку электрической прочности изоляции проводят в нерабочем состоянии ЭМММ. Испытательное напряжение при проверке электрической прочности изоляции в-условиях воздействия повышенной влажности должно быть в 2 раза меньше, чем в нормальных условиях.

Проверку электрической прочности изоляции производят напряжением переменного тока частотой 50 Гц, от источника мощностью не менее 0 5 кВА непосредственно после измерения сопротивления изоляции.

Проверку электрической прочности изоляции машин проводят на испытательной установке переменного синусоидального тока частотой 50 Гц и мощностью на стороне высокого напряжения не менее 0 5 кВ — А. Испытанию подвергают каждую электрически раздельную цепь. Начальное испытательное напряжение не должно превышать 1 / 3 полного его значения.

После проверки электрической прочности изоляции вновь проверяют ее сопротивление.

Для проверки электрической прочности изоляции высоким напряжением переключатель П1 устанавливается в положении 500 б или 1500 в, в зависимости от требований ТУ.

Схема устройства для проверки электрической прочности изоляции.

Для проверки электрической прочности изоляции нужно иметь возможность — изменять в пределах от 0 до 2000 — 2500 в напря — — жение переменного тока частотой 50 гц, получаемого от городской осветительной сети. Это можно осуществить, например, с помощью лабораторного автотрансформатора типа ЛАТР-1, соединенного с повышающим трансформатором Тр ( рис. 7.22), который легко изготовить силами производственной лаборатории.

Для проверки электрической прочности изоляции применяют специальные пробойные высоковольтные установки с защитными ограждениями и блокировками.

Причины уменьшения электрической прочности

Наиболее отрицательное влияние на электрическую прочность изоляции оказывает переменное напряжение и температура. При переменном напряжении, то есть напряжении, которое меняется время от времени, например, электростанция выдает в линию 220 кВ, из-за технической неисправности или планового ремонта, величина напряжения уменьшена до 110 кВ, после ремонта стало опять 220 кВ. Это и есть переменное напряжение, то есть изменяющееся за определенный период времени. Ввиду того что в Российской Федерации 50 процентов электроустановок для передачи электроэнергии уже выработали свой ресурс (а он составляет 25-30 лет), то переменное напряжение довольно-таки частое явление. Среднее значение такого напряжение определяется с помощью графика:

Или определяется по формуле: Температура нагрева кабеля, вследствие протекания электрического тока, значительно уменьшает срок службы проводника (происходит, так называемое, старение изоляции). Зависимость напряженности пробоя при различной температуре изображена на графике: