Měření izolačního odporu instalace při provozním napětí
Pokud je síť (instalace) pod provozním napětím, pak lze její izolační odpor určit pomocí voltmetru (obr. 1).
Pro měření izolace určíme:
1) síťové provozní napětí U;
2) napětí mezi vodičem A a zemí UA (údaj voltmetru v poloze A přepínače);
3) napětí mezi vodičem B a zemí UB (údaj voltmetru v poloze přepínače B).
Připojením voltmetru k vodiči A a určením odporu voltmetru rv, rxA a rxB izolačního odporu vodičů A a B vůči zemi můžeme napsat výraz pro proud procházející izolací vodiče B;
Obrázek 1. Schéma měření izolačního odporu dvouvodičové sítě voltmetrem.
Připojením voltmetru k vodiči B můžeme napsat výraz pro proud procházející izolací vodiče A.
Když společně vyřešíme dvě výsledné rovnice pro rxA a rxB, zjistíme izolační odpor vodiče A vůči zemi:
a izolační odpor vodiče B vůči zemi
Když si všimneme odečtů voltmetrů, když jsou zapnuty, a nahradíme tyto údaje výše uvedenými vzorci, najdeme hodnoty izolačního odporu každého z drátů vzhledem k zemi.
Pokud je izolační odpor vodiče A vůči zemi velký ve srovnání s odporem voltmetru, pak když je přepínač v poloze A, bude voltmetr zapojen do série s izolačním odporem rxB, jehož hodnota v tomto případě může být určeno vzorcem:
Podobně, pokud je odpor rxB velký ve srovnání s odporem voltmetru, pak v poloze B přepínače bude voltmetr zapojen do série s izolačním odporem rxA, jehož hodnota je
Z posledních výrazů je vidět, že údaje voltmetru připojeného mezi jeden vodič a zem, při konstantním napětí sítě U, závisí pouze na izolačním odporu druhého vodiče. Voltmetr tedy může být odstupňovaný v ohmech a z jeho odečtení lze přímo odhadnout hodnotu izolačního odporu sítě ... Tyto ohmově odstupňované voltmetry se také nazývají ohmmetry.
Pro sledování stavu izolace můžete místo jednoho voltmetru s přepínačem použít dva voltmetry, včetně jejich podle schématu na obr. 2. V tomto případě, když je izolace normální, bude každý z voltmetrů ukazovat napětí rovné polovině síťového napětí.
Rýže. 2.Schéma pro sledování stavu izolace dvouvodičové sítě.
Pokud se izolační odpor jednoho z vodičů sníží, napětí na voltmetru připojeném k tomuto vodiči klesne a na druhém voltmetru se zvýší, protože ekvivalentní odpor mezi svorkami prvního voltmetru klesá a napětí v síti je distribuován úměrně k odporům.
V trojfázových sítích se stav izolace sleduje i pomocí voltmetrů zapojených mezi vodiče a zem (obr. 3).
Rýže. 3. Schéma sledování stavu izolace třífázové sítě.
Pokud je izolace všech vodičů třífázového obvodu stejná, pak každý z voltmetrů indikuje fázové napětí. Pokud se izolační odpor jednoho z vodičů, například prvního, začne snižovat, sníží se také čtení voltmetru připojeného k tomuto vodiči, protože se sníží potenciálový rozdíl mezi tímto vodičem a zemí. Současně se zvýší hodnoty dalších dvou voltmetrů.
Pokud izolační odpor prvního vodiče klesne na nulu, pak rozdíl potenciálů mezi tímto vodičem a zemí bude také nulový a první voltmetr bude dávat nulovou hodnotu. Současně bude rozdíl potenciálů mezi druhým vodičem a uzemnění, stejně jako mezi třetím vodičem a zemí, se zvýší na síťové napětí, které bude zaznamenáno druhým a třetím voltmetrem.
Ke sledování stavu izolace ve vysokonapěťových trojfázových obvodech s neuzemněným neutrálem se používají buď tři elektrostatické voltmetry zapojené přímo mezi vodiče a zem (obr.3), nebo tři napěťové transformátory zapojené do hvězdy (obr. 4), nebo pětiúrovňové napěťové transformátory (obr. 5).
Obvykle nejsou tříúrovňové napěťové transformátory vhodné pro sledování izolačního stavu. Ve skutečnosti, když je jedna z fází instalace uzemněna, primární vinutí této fáze napěťového transformátoru bude zkratováno (obr. 4), zatímco ostatní dvě vinutí budou na vedení pod napětím. V důsledku toho se magnetické toky v jádrech těchto dvou fází výrazně zvýší a budou uzavřeny přes jádro zkratované fáze a přes skříň transformátoru. Tento magnetický tok indukuje významný proud ve zkratovaném vinutí, což může způsobit přehřátí a poškození transformátoru.
Obrázek 4 Schéma monitorování izolačního stavu třífázové sítě vysokého napětí
Obr. 5 Schéma zařízení a zařazení pětipólového transformátoru napětí
V pětibarovém transformátoru, když je jedna z fází instalace zkratována k zemi, magnetické toky ostatních dvou fází transformátoru budou uzavřeny přes přídavné tyče transformátoru, aniž by došlo k přehřátí transformátoru.
Přídavné tyče mají obvykle vinutí, ke kterým jsou připojena relé a signalizační zařízení, která se aktivují, když je jedna z fází instalace uzavřena vůči zemi, protože magnetické toky, které se v tomto případě objevují v přídavných tyčích, indukují např. atd. s