Mätning av en installations isolationsresistans vid driftspänning
Om nätverket (installationen) är under driftspänning, kan dess isolationsresistans bestämmas med hjälp av en voltmeter (fig. 1).
För att mäta isolering bestämmer vi:
1) nätverksdriftspänning U;
2) spänning mellan tråd A och jord UA (voltmeteravläsning i läge A på omkopplaren);
3) spänning mellan ledning B och jord UB (voltmeteravläsning i läge för omkopplare B).
Genom att ansluta voltmetern till ledning A och beteckna rv voltmeterns resistans, rxA och rxB isolationsresistansen för ledningar A och B till jord, kan vi skriva uttrycket för strömmen som flyter genom isoleringen av ledning B;
Figur 1. Schema för att mäta isolationsresistansen i ett tvåtrådsnätverk med en voltmeter.
Genom att ansluta en voltmeter till tråd B kan vi skriva ett uttryck för strömmen som flyter genom isoleringen av tråd A.
Genom att tillsammans lösa de två resulterande ekvationerna för rxA och rxB finner vi isolationsresistansen för ledare A till jord:
och isolationsresistansen för ledare B med avseende på jord
Genom att notera voltmetrarnas avläsningar när de slås på och ersätta dessa avläsningar i formlerna ovan, hittar vi värdena för isolationsresistansen för var och en av ledningarna i förhållande till jord.
Om isolationsresistansen från tråd A till jord är stor jämfört med voltmeterns resistans, när omkopplaren är i läge A, kommer voltmetern att kopplas i serie med isolationsresistansen rxB, vars värde i detta fall kan vara bestäms av formeln:
På liknande sätt, om motståndet rxB är stort jämfört med voltmeterns resistans, kommer voltmetern i läge B på omkopplaren att kopplas i serie med isolationsresistansen rxA, vars värde är
Från de sista uttrycken kan man se att avläsningarna av voltmetern ansluten mellan en tråd och marken, vid en konstant spänning av nätverket U, beror endast på isolationsresistansen hos den andra tråden. Därför kan voltmetern graderas i ohm, och från dess avläsning kan du direkt uppskatta värdet på nätverkets isolationsresistans ... Dessa ohm-graderade voltmetrar kallas också ohmmetrar.
För att övervaka isoleringens tillstånd, istället för en voltmeter med en omkopplare, kan du använda två voltmetrar, inklusive dem enligt schemat som visas i fig. 2. I detta fall, när isoleringen är normal, kommer var och en av voltmetrarna att visa en spänning lika med halva nätspänningen.
Ris. 2.Schema för övervakning av tillståndet för isoleringen av ett tvåtrådsnätverk.
Om isolationsmotståndet för en av ledningarna minskar, kommer spänningen på voltmetern som är ansluten till denna tråd att sjunka, och på den andra voltmetern kommer att öka, eftersom det ekvivalenta motståndet mellan terminalerna på den första voltmetern minskar och spänningen i nätverket fördelas i proportion till motstånden.
I trefasströmnät övervakas även isoleringens tillstånd med hjälp av voltmetrar anslutna mellan ledarna och marken (fig. 3).
Ris. 3. Schema för övervakning av tillståndet för isoleringen av ett trefasnät.
Om isoleringen av alla ledningar i trefaskretsen är densamma, indikerar var och en av voltmetrarna fasspänningen. Om isolationsresistansen för en av ledningarna, till exempel den första, börjar minska, kommer avläsningen av voltmetern som är ansluten till denna tråd också att minska, eftersom potentialskillnaden mellan denna tråd och marken kommer att minska. Samtidigt kommer avläsningarna för de andra två voltmetrarna att öka.
Om isolationsresistansen för den första tråden sjunker till noll, kommer potentialskillnaden mellan denna tråd och marken också att vara noll, och den första voltmetern kommer att ge ett nollvärde. Samtidigt kommer potentialskillnaden mellan den andra tråden och marken, såväl som mellan den tredje tråden och jord, kommer att öka till en linjespänning som kommer att noteras av den andra och tredje voltmetern.
För att övervaka tillståndet för isolering i högspännings trefasströmkretsar med en ojordad noll, används antingen tre elektrostatiska voltmetrar anslutna direkt mellan ledarna och jord (fig.3), eller tre stjärnanslutna spänningstransformatorer (fig. 4), eller fem-nivå spänningstransformatorer (fig. 5).
Normalt är spänningstransformatorer med tre nivåer inte lämpliga för att övervaka isoleringsförhållandena. Faktum är att när en av faserna i installationen är jordad, kommer primärlindningen av den fasen av spänningstransformatorn att kortslutas (fig. 4), medan de andra två lindningarna kommer att vara spänningsförande på linjen. Som ett resultat kommer de magnetiska flödena i kärnorna i dessa två faser att öka avsevärt och kommer att stängas genom kärnan i den kortslutna fasen och genom transformatorhöljet. Detta magnetiska flöde kommer att inducera en betydande ström i den kortslutna lindningen, vilket kan orsaka överhettning och skada på transformatorn.
Figur 4 Schema för övervakning av isoleringsförhållandena i ett trefas högspänningsnät
Fikon. 5 Schematisk beskrivning av enheten och införandet av en fempolig spänningstransformator
I en fembars transformator, när en av installationsfaserna är kortslutna till jord, kommer de magnetiska flödena från de andra två transformatorfaserna att stängas genom de extra transformatorstavarna utan att orsaka att transformatorn överhettas.
Ytterligare skenor har vanligtvis lindningar till vilka reläer och signalanordningar är anslutna, vilka träder i kraft när en av installationsfaserna är stängd mot jord, eftersom de magnetiska flöden som i detta fall uppträder i ytterligare staplar inducerar t.ex. etc. med