Måling av isolasjonsmotstanden til en installasjon ved driftsspenning
Hvis nettverket (installasjonen) er under driftsspenning, kan isolasjonsmotstanden bestemmes ved hjelp av et voltmeter (fig. 1).
For å måle isolasjon bestemmer vi:
1) nettverkets driftsspenning U;
2) spenning mellom ledning A og jord UA (voltmeteravlesning i posisjon A på bryteren);
3) spenning mellom ledning B og jord UB (voltmeteravlesning i posisjon til bryter B).
Ved å koble voltmeteret til ledning A og angi rv motstanden til voltmeteret, rxA og rxB isolasjonsmotstanden til ledninger A og B til jord, kan vi skrive uttrykket for strømmen som går gjennom isolasjonen til ledning B;
Figur 1. Skjema for måling av isolasjonsmotstanden til et to-leder nettverk med et voltmeter.
Ved å koble et voltmeter til ledning B kan vi skrive et uttrykk for strømmen som går gjennom isolasjonen til ledning A.
Ved å løse de to resulterende ligningene for rxA og rxB sammen, finner vi isolasjonsmotstanden til leder A til jord:
og isolasjonsmotstanden til leder B i forhold til jord
Ved å legge merke til avlesningene til voltmetrene når de er slått på og erstatte disse avlesningene i formlene ovenfor, finner vi verdiene for isolasjonsmotstanden til hver av ledningene i forhold til jord.
Hvis isolasjonsmotstanden til ledning A til jord er stor sammenlignet med motstanden til voltmeteret, når bryteren er i posisjon A, vil voltmeteret kobles i serie med isolasjonsmotstanden rxB, hvis verdi i dette tilfellet kan være bestemt av formelen:
Tilsvarende, hvis motstanden rxB er stor sammenlignet med motstanden til voltmeteret, vil voltmeteret i posisjon B på bryteren kobles i serie med isolasjonsmotstanden rxA, hvis verdi er
Fra de siste uttrykkene kan det sees at avlesningene til voltmeteret koblet mellom en ledning og bakken, ved en konstant spenning av nettverket U, bare avhenger av isolasjonsmotstanden til den andre ledningen. Derfor kan voltmeteret graderes i ohm, og fra avlesningen kan du direkte estimere verdien av isolasjonsmotstanden til nettverket ... Disse ohm-graderte voltmetrene kalles også ohmmetre.
For å overvåke tilstanden til isolasjonen, i stedet for ett voltmeter med en bryter, kan du bruke to voltmetre, inkludert dem i henhold til skjemaet vist i fig. 2. I dette tilfellet, når isolasjonen er normal, vil hvert av voltmetrene vise en spenning lik halvparten av nettspenningen.
Ris. 2.Ordning for overvåking av tilstanden til isolasjonen til et totrådsnettverk.
Hvis isolasjonsmotstanden til en av ledningene synker, vil spenningen på voltmeteret koblet til denne ledningen falle, og på det andre voltmeteret vil øke, siden den ekvivalente motstanden mellom terminalene til det første voltmeteret synker og spenningen i nettverket fordeles i forhold til motstandene.
I trefasestrømnettverk overvåkes også tilstanden til isolasjonen ved hjelp av voltmetre koblet mellom lederne og bakken (fig. 3).
Ris. 3. Ordning for overvåking av tilstanden til isolasjonen til et trefaset nettverk.
Hvis isolasjonen til alle ledningene til trefasekretsen er den samme, indikerer hver av voltmetrene fasespenningen. Hvis isolasjonsmotstanden til en av ledningene, for eksempel den første, begynner å avta, vil avlesningen av voltmeteret koblet til denne ledningen også avta, siden potensialforskjellen mellom denne ledningen og bakken vil avta. Samtidig vil avlesningene til de to andre voltmetrene øke.
Hvis isolasjonsmotstanden til den første ledningen faller til null, vil potensialforskjellen mellom denne ledningen og bakken også være null, og det første voltmeteret vil gi nullavlesning. Samtidig vil potensialforskjellen mellom den andre ledningen og bakken, så vel som mellom den tredje ledningen og bakken , vil øke til en linjespenning som vil bli registrert av andre og tredje voltmeter.
For å overvåke tilstanden til isolasjonen i høyspente trefasestrømkretser med en ujordet nøytral, brukes enten tre elektrostatiske voltmetre koblet direkte mellom lederne og bakken (fig.3), eller tre stjernekoblede spenningstransformatorer (fig. 4), eller fem-nivå spenningstransformatorer (fig. 5).
Tre-nivå spenningstransformatorer er normalt ikke egnet for overvåking av isolasjonstilstanden. Faktisk, når en av fasene i installasjonen er jordet, vil primærviklingen til den fasen av spenningstransformatoren kortsluttes (fig. 4), mens de to andre viklingene vil være strømførende på linjen. Som et resultat vil de magnetiske fluksene i kjernene til disse to fasene øke betydelig og vil bli lukket gjennom kjernen til den kortsluttede fasen og gjennom transformatorhuset. Denne magnetiske fluksen vil indusere en betydelig strøm i den kortsluttede viklingen, noe som kan forårsake overoppheting og skade på transformatoren.
Figur 4 Skjema for overvåking av isolasjonstilstanden til et trefaset høyspentnett
Fig. 5 Skjematisk av enheten og inkludering av en fem-polet spenningstransformator
I en fem-bars transformator, når en av installasjonsfasene er kortsluttet til jord, vil de magnetiske fluksene til de to andre transformatorfasene lukkes gjennom de ekstra transformatorstengene uten å få transformatoren til å overopphetes.
Ytterligere stenger har vanligvis viklinger som releer og signalutstyr er koblet til, som trer i funksjon når en av installasjonsfasene er stengt til jord, siden de magnetiske fluksene som vises i dette tilfellet i tilleggsstenger induserer f.eks. etc. med