Măsurarea rezistenței de izolație a unei instalații la tensiunea de funcționare
Dacă rețeaua (instalația) este sub tensiune de funcționare, atunci rezistența sa de izolație poate fi determinată folosind un voltmetru (Fig. 1).
Pentru a măsura izolația, determinăm:
1) tensiunea de funcționare a rețelei U;
2) tensiunea între firul A și masă UA (citirea voltmetrului în poziția A a comutatorului);
3) tensiunea dintre firul B și masă UB (citirea voltmetrului în poziția comutatorului B).
Conectând voltmetrul la firul A și desemnând rv rezistența voltmetrului, rxA și rxB rezistența de izolație a firelor A și B la masă, putem scrie expresia pentru curentul care curge prin izolația firului B;
Figura 1. Schema de măsurare a rezistenței de izolație a unei rețele cu două fire cu un voltmetru.
Prin conectarea unui voltmetru la firul B, putem scrie o expresie pentru curentul care curge prin izolația firului A.
Rezolvând împreună cele două ecuații rezultate pentru rxA și rxB, găsim rezistența de izolație a conductorului A la masă:
și rezistența de izolație a conductorului B față de masă
Notând citirile voltmetrelor atunci când sunt pornite și înlocuind aceste citiri în formulele de mai sus, găsim valorile rezistenței de izolație a fiecăruia dintre fire în raport cu masă.
Dacă rezistența de izolație a firului A la masă este mare în comparație cu rezistența voltmetrului, atunci când comutatorul este în poziția A, voltmetrul va fi conectat în serie cu rezistența de izolație rxB, a cărei valoare în acest caz poate fi determinat de formula:
În mod similar, dacă rezistența rxB este mare în comparație cu rezistența voltmetrului, atunci în poziția B a comutatorului, voltmetrul va fi conectat în serie cu rezistența de izolație rxA, a cărei valoare este
Din ultimele expresii se poate observa că citirile voltmetrului conectat între un fir și pământ, la o tensiune constantă a rețelei U, depind doar de rezistența de izolație a celui de-al doilea fir. Prin urmare, voltmetrul poate fi gradat în ohmi, iar din citirea acestuia puteți estima direct valoarea rezistenței de izolație a rețelei... Aceste voltmetre gradate în ohmi se mai numesc și ohmmetre.
Pentru a monitoriza starea izolației, în loc de un voltmetru cu comutator, puteți utiliza două voltmetre, incluzându-le conform schemei prezentate în fig. 2. În acest caz, când izolația este normală, fiecare dintre voltmetre va afișa o tensiune egală cu jumătate din tensiunea rețelei.
Orez. 2.Schemă de monitorizare a stării de izolare a unei rețele cu două fire.
Dacă rezistența de izolație a unuia dintre fire scade, atunci tensiunea de pe voltmetrul conectat la acest fir va scădea, iar pe al doilea voltmetru va crește, deoarece rezistența echivalentă dintre bornele primului voltmetru scade și tensiunea din rețea. este distribuit proporţional cu rezistenţele.
În rețelele de curent trifazat, starea izolației este monitorizată și cu ajutorul voltmetrelor conectate între conductori și pământ (Fig. 3).
Orez. 3. Schema de monitorizare a stării izolației unei rețele trifazate.
Dacă izolarea tuturor firelor circuitului trifazat este aceeași, atunci fiecare dintre voltmetre indică tensiunea de fază. Dacă rezistența de izolație a unuia dintre fire, de exemplu primul, începe să scadă, atunci va scădea și citirea voltmetrului conectat la acest fir, deoarece diferența de potențial dintre acest fir și pământ va scădea. Simultan, citirile celorlalți doi voltmetre vor crește.
Dacă rezistența de izolație a primului fir scade la zero, atunci diferența de potențial dintre acest fir și masă va fi, de asemenea, zero, iar primul voltmetru va da o citire zero. În același timp, diferența de potențial dintre al doilea fir și pământul, precum și între cel de-al treilea fir și masă , vor crește la o tensiune de linie care va fi observată de al doilea și al treilea voltmetru.
Pentru a monitoriza starea izolației în circuitele de curent trifazat de înaltă tensiune cu un neutru neîmpământat, se folosesc fie trei voltmetre electrostatice conectate direct între conductori și masă (Fig.3), sau trei transformatoare de tensiune conectate în stea (Fig. 4) sau transformatoare de tensiune cu cinci nivele (Fig. 5).
În mod normal, transformatoarele de tensiune cu trei niveluri nu sunt potrivite pentru monitorizarea stării de izolație. De fapt, atunci când una dintre fazele instalației este împământată, înfășurarea primară a acelei faze a transformatorului de tensiune va fi scurtcircuitată (Fig. 4), în timp ce celelalte două înfășurări vor fi sub tensiune pe linie. Ca urmare, fluxurile magnetice din nucleele acestor două faze vor crește semnificativ și vor fi închise prin miezul fazei scurtcircuitate și prin carcasa transformatorului. Acest flux magnetic va induce un curent semnificativ în înfășurarea scurtcircuitată, care poate provoca supraîncălzire și deteriorarea transformatorului.
Figura 4 Schema de monitorizare a stării de izolație a unei rețele trifazate de înaltă tensiune
Smochin. 5 Schema dispozitivului și includerea unui transformator de tensiune cu cinci poli
Într-un transformator cu cinci bare, când una dintre fazele de instalare este scurtcircuitată la masă, fluxurile magnetice ale celorlalte două faze ale transformatorului vor fi închise prin barele suplimentare ale transformatorului fără a provoca supraîncălzirea transformatorului.
Barele suplimentare au de obicei înfășurări la care sunt conectate relee și dispozitive de semnalizare, care intră în acțiune atunci când una dintre fazele de instalare este închisă la pământ, deoarece fluxurile magnetice care apar în acest caz în barele suplimentare induc e. etc. cu