Isolatsioonitakistuse mõõtmised ja normdokumendid: dielektrikute omadused, testimine

Elektrivõrgu toimimine on võimatu ilma kaablite kasutamiseta. Kasutatavaid juhtmeid iseloomustavad erinevad parameetrid, millest üks on isolatsioon. Aja jooksul see parameeter halveneb väliskeskkonna mõju ja vooluga kuumutamise tõttu. Seetõttu on rikke vältimiseks perioodiliselt vaja vastavalt regulatiivsetele dokumentidele läbi viia isolatsioonitakistuse mõõtmised.

Isolatsiooni olemus

Elektrotehnikas viitab termin "isolatsioon" konstruktsiooni sellele osale, mis takistab elektrivoolu läbimist. Seda kasutatakse elektrit juhtivate materjalide vahelise lühise vältimiseks ja elusorganismi kaitsmiseks elektrilöögi eest. Isolatsioonitüüpe on erinevat tüüpi, mis valitakse sõltuvalt kaabli kasutuskohast ja tehnilistest tingimustest. Selle peamised nõuded on vastupidavus mehaanilistele kahjustustele, vastupidavus niiskusele ja äärmuslikele temperatuuridele.

Juhtme läbiv elektrivool kaotab oma võimsuse. See on tingitud juhi struktuurist, nimelt selle kristallvõre tüübist, lisandite olemasolust, defektidest. Laengukandjad, põrkudes kokku ebahomogeensustega, vabastavad energiat, mis muundub soojuseks, mille tulemuseks on isolatsiooni kuumenemine. Kui hajutatud võimsus osutub piisavalt suureks, muutuvad kaitsekihi parameetrid ning võib tekkida termiline ja seejärel elektriline rike. Seda soodustab ka keskkond, mis ei lase juhtmetelt piisavalt soojust eemaldada või aitab isegi väljas kütmisele kaasa.

Dielektriline rike põhjustab tavaliselt lühise (lühise), millega kaasneb toiteallika maksimaalse võimsuse genereerimine ja vabastamine.

Lühise käigus tekkiv tohutu vool mitte ainult ei lülita sekundi murdosa jooksul välja elektriseadmeid ja -seadmeid, vaid põhjustab ka tulekahju. Seetõttu on kuumakindlus ja vastupidavus dielektriku peamised omadused. Samuti on oluline, et isolatsioon ei toetaks põlemist ebatavaliste temperatuuride korral.

Looduses absoluutseid dielektrikuid ei eksisteeri. Iga füüsiline keha on võimeline juhtima elektrivoolu, kuna see koosneb aatomitest ja molekulidest. Seetõttu kasutatakse juhtivuse vältimiseks olenevalt elektrivoolu võimsusest vajaliku sisetakistusega isolaatoreid. Töö ajal ei tohiks see väärtus ületada kehtestatud standardeid. Need väärtused erinevatele tingimustele määratakse regulatiivsete dokumentidega, samas kui need reguleerivad ka isolatsioonitakistuse mõõtmise ajastust.

Kaitsematerjalide tüübid

Kõik elektrijuhtmed, ja see ei kehti ainult juhtmete, vaid ka elektrimootorite osade kohta, peavad olema väga elastsed ja vastupidavad kogu tööperioodi vältel. Nende optimaalsete omadustega isolaatorid on järgmised materjalid:

1. Kumm. See on valmistatud nii kunstlikest kui looduslikest materjalidest. Näiteks butadieen- ja butüülkummid. Selle kasutamise eelis seisneb lihtsas valmistamises, paindlikkuses ja juhile paigaldamise lihtsuses. Puuduseks on vananemine ja kiire kulumine. Temperatuuri mõjul aine kuivab ja laguneb.
2. Plastikust. Seda tüüpi isolatsioon on valmistatud ristseotud polüetüleenist (EPS). Oma omaduste järgi sobib see kõige paremini kasutamiseks koos kõrgepingekaablitega. Selle isolaatori eelised on vastupidavus leeliselisele ja happelisele keskkonnale, kõrge õhuniiskus, tugevus. Spetsiaalselt kasutatavad lisandid muudavad isolaatori pragude suhtes vastupidavaks ja tõstavad sulamistemperatuuri. Eristage plastilist tihedust ja elastsusastet.
3. Polüvinüülkloriid (PVC). Sellel on kõrge termiline stabiilsus ja võime mitte muuta oma dielektrilisi parameetreid kõrgel pingel. Kuid samal ajal hävib see materjal ultraviolettkiirguse mõjul, seetõttu kasutatakse seda ainult siseruumides. Tootmisprotsess on teiste isolaatoritüüpidega võrreldes odavaim.
4. Paber. Kuigi see ise on looduslik isolaator, kasutatakse seda madala läbilöögipinge tõttu harva. Kõige sagedamini on see täiendavalt immutatud spetsiaalsete lakkidega, mis suurendavad selle isoleerivaid omadusi, hügroskoopsust ja vähendavad auru läbilaskvust. Kiudude valmistamisel kasutatakse tselluloosi, puuvilla, suhkruroogu või asbesti.
5. Fluoroplast. Seda peetakse kõige usaldusväärsemaks materjaliks, kuid see erineb selle juhile rakendamise keerukusest. Seda on raske mehaaniliselt kahjustada ja see on keemilise rünnaku suhtes täiesti inertne. Talub temperatuure -90 kuni 250 kraadi.

Dielektrilised omadused

Elektriseadmete töötamise ajal mõjutavad isolatsiooni erinevad tegurid. Nende hulka kuuluvad elektriline, mehaaniline ja termiline pinge. Alalispinge tähistab pikka aega toimivat väärtust, mis ei ületa 15% võrkude puhul kuni 220 kV, 10% 330 kV ja 5% võrkude puhul kuni 500 kV ja rohkem. Lisaks on sisemine liigpinge ja atmosfääri liigpinge. Esimene ilmneb hädaolukordades või lülitusprotsessides, mida iseloomustab lühike kokkupuuteaeg (kuni 10 sekundit) ja suur amplituud.

Teine tekib pikselöögi ajal ja kestab sekundisajandikuid, kuid selle amplituud on suurusjärgus miljon volti.

Isolatsiooni eristab selle välimus sisemiseks ja väliseks. Esimest iseloomustab võime ennast tervendada. See tähendab, et see taastab täielikult oma omadused pärast elektrilist riket. Väline kaitse on otseselt avatud õhu mõjule, kuid samal ajal kasutab lisaks selle dielektrilisi omadusi.

Selle tõhususe hindamiseks vajalikud isolatsiooni peamised omadused on järgmised:

1. Vastupidavus. See on kõige olulisem parameeter, mida selle kontrollimisel mõõdetakse. Just tema määrab elektripaigaldiste ja -liinide töö ohutuse. Selle mõõtmine toimub teatud väärtusega konstantse vooluga.
2. Dielektriline konstant. Juhtides on mahtuvuse olemasolu äärmiselt ebasoovitav ja isolatsioon peaks olema võimalikult madal. Seda iseloomustab polarisatsiooniaste, see tähendab polariseeritud osakeste mõju tekkivale intensiivsusele.
3. Dielektrilise kao nurk. Määrab võimsuskadu. See arvutatakse järgmise valemiga: Pa = U²* 2 * π * f * C * tan φ, kus: tan φ - sõltub rakendatud potentsiaalide erinevusest. Selle parameetri mõõtmine ja eelmise väärtusega võrdlemine võimaldab teha järeldusi isolaatori vananemisastme ja -kiiruse kohta.
4. Elektriline tugevus. Seda iseloomustab läbilöögipinge väärtus, st väärtus, mille juures rike toimub.

Lisaks elektrilistele parameetritele on isolaatoritel ka füüsikalised ja keemilised omadused: viskoossus, kuumakindlusklass, pehmenemis- ja kukkumispunktid. Ja ka vastupidavus külmale, osoonile ja lämmastikule.

Normatiivdokumendid

Isolatsiooniga tagatud ohutus peab tagama dielektrilised omadused. Need nõuded on sätestatud erinevate standardite ja GOST-iga. Nende eiramine toob kaasa võimalikud kahjud ja riskid. Nõuded isolaatori tehnilistele omadustele on üsna ranged, need on järgmised:

• töökindluse tagamine mitmesuguse liigpinge korral;
• tingimuste loomine ohutuks inimtööks;
• raadiosageduslike häiretega kokkupuute piiramine;
• võimsuskadude vältimine.

Peamised kontrollinõudeid ja -tingimusi reguleerivad normdokumendid on praegused väljaanded:

Need dokumendid annavad põhjalikku teavet mõõtmiste sageduse ja nende tulemuste vastuvõetavuse kohta. Seega tuleks vastavalt PTEEP-le, nimelt punktile 2.12.17, isolatsiooni seisukorda kontrollida vähemalt kord kolme aasta jooksul. Samas on kindlaks määratud tingimused, mille alusel igal aastal mõõtmisi tehakse. Näiteks ruumides, kus on kõrge õhuniiskus või kus on keemilisi vedelikke.

Mõõtmiste aja saab lisaks kehtestada valdkondadevaheliste töökaitseeeskirjade, tuleohutuse, osakondade ministeeriumide korraldustega. Kuid samal ajal ei tohiks need olla vastuolus regulatiivsete dokumentidega: GOST, PUE, PTEEP.

Kõik kontrolli tulemused peavad olema dokumenteeritud ja vastavate tehniliste teenistuste poolt heaks kiidetud. Elektrijuhtmestiku kontrollimisel saab lisaks takistuse mõõtmisele määrata tugevustestid. Lisaks uuritakse sageli ka kõvadust ja süttivust.

Testimismetoodika

PUE kohaselt peaksid elektritakistuse isolatsioonikatset läbi viima ainult sertifitseeritud spetsialistid, kellel on GOST standardis kalibreeritud seadmed.

Saadud andmete analüüs on lubatud eriharidusega elektripersonali isolatsiooniküsimustega tegelevatel isikutel.

Mõõteseadmena on kasutusel erinevatele alalispingetele mõeldud megohmmeetrid: 100 V, 500 V, 1 kV, 2,5 kV. Vana mudeli seadmetes kasutatakse mehaanilist generaatorit, mille töö põhineb põhimõttel dünamos, samas kui kaasaegsed testijad kasutavad elektroonilisi muundureid ja autonoomseid toiteallikad.

Elektrijuhtmete isolatsioonitakistuse sama mõõtmine on järgmine:

• Ühendusliini ja mõõteseadet kontrollitakse visuaalselt.
• Mõõdetav liin on toiteallikast, kõigist elektripaigaldistest, instrumentidest ja muudest vooluringidest lahti ühendatud.
• Võimalik jääklaeng eemaldatakse liinilt mõneks minutiks maanduse abil.
• Megoommeeter määrab mõõtepiirkonna vastavalt eeldatavale väärtusele.
• Kontroll on pooleli. Selleks suletakse esmalt arvesti sondid ja vajutatakse testnuppu, seejärel need avanevad ja toimingut korratakse. Esimesel juhul peaks seade näitama nulli ja teisel juhul lõpmatust.
• Katsed tehakse traadi igas faasis võrreldes teiste ajutiselt maandatud faasidega või faasi ja maanduse vahel.
• Näidud registreeritakse alles teatud aja möödudes (umbes 1 minut), kui kõik siirded on möödas ja mõõtenõel võtab stabiilse asendi.
• Kui mõõtmispiir valiti valesti, eemaldatakse juhtmetelt laeng uuesti ja mõõtmisi korratakse.
• Pärast testi lõppu kantakse tulemus tabelisse, mis näitab katsemeetodit.

Niipea kui testimine on lõppenud, eemaldatakse jääklaeng testitud liinilt või seadmetelt ajutise maandamisega. Selle toimingu tegija peab olema isoleeritud alusel ja kandma dielektrilisi kindaid. Mõõtmised viiakse läbi temperatuuril 25 ± 10 ° C ja õhuniiskusel umbes 80%, kui tehnilistes tingimustes ei ole ette nähtud muid nõudeid.

Testide nüansid

Mõõtmiste eesmärk on tuvastada võimalus isolatsioonist kõrgepingega läbi murda, kuid ilma selle kahjustamise ohuta katsetamise ajal. Katsetamise ajal tuleb vastavalt standardile GOST 12.3.019.80 tagada tööohutus. Isolatsioonidiagnostikat pingega üle 1 kV teevad kaks vähemalt klassi 4 tolerantsirühmaga isikut. Enne töö alustamist tuleb veenduda, et mõõdetud joonega ei puutuks kokku inimesi, samas on ka pingestatud osadega testeri puudutamine rangelt keelatud.

Igal kaablil on oma isolatsioonitakistuse standard. Vastavalt PTEEP p. 6.2 ja PUE punkt 1.8.37, üle 1 kV projekteeritud toitekaablite puhul peab takistus olema vähemalt 10 MΩ, alla 1 kV – 0,5 MΩ. Seega on isolatsiooni mõõtmine väga oluline ja keeruline protsess, mis võtab arvesse erinevate regulatiivsete dokumentide nõudeid. Sel juhul peavad kõik tulemused olema korrektselt dokumenteeritud ja testi ise peavad tegema sertifitseeritud spetsialistid.