PergolyMěření izolačního odporu: Klíč k bezpečné a spolehlivé elektroinstalaci
Měření izolačního odporu je zásadní diagnostický test pro posouzení stavu izolace v elektrických zařízeních a strojích. Tento jednoduchý, ale velmi efektivní test je předepsán zákonem v normách VDE a slouží k zaručení bezpečnosti osob i veřejnosti, ochraně a prodloužení životnosti elektrických systémů a motorů.
Důvody a význam měření izolačního odporu
Nejzávažnějším důvodem testování izolace je zaručení bezpečnosti osob i veřejnosti. Navíc je testování izolace důležité pro ochranu a prodloužení životnosti elektrických systémů a motorů. Periodické údržbové testy mohou poskytnout cenné informace o stavu opotřebení a pomoci s předpovědí možné poruchy systému. Včasná náprava problémů bude znamenat nejen bezporuchový chod systému, ale také prodlouží provozní dobu nejrůznějšího vybavení.
Testery izolačního odporu lze používat ke zjišťování integrity vinutí nebo kabeláže motorů, transformátorů, rozvaděčů a elektrických instalací. Metoda testování je daná typem testovaného vybavení a důvodem testování.
Princip a provedení měření
Při testování izolace používáme relativně vysoké stejnosměrné napětí, aby byl unikající proud zjevnější. Účelem přístrojů je aplikovat testovací napětí „nedestruktivním“ a velmi kontrolovaným způsobem. Přestože dodávají vysoké napětí, dodávaný proud je přísně omezený. Izolační odpor se musí měřit při stejnosměrném napětí. Zaznamenává se odpor izolační pevnosti elektrických vinutí. K měření odporu vůči zemi se používá stejnosměrný proud. Tímto způsobem se analyzuje svodová kapacita, svodový proud izolačního systému.
Měřicí přístroje a jejich požadavky
Pokud se nejedná o informativní měření, musí měřicí přístroj odpovídat ČSN EN 61557-2 a mít platnou kalibraci. Všechny digitální multimetry (DMM) mají schopnost měření odporu (v ohmech). Tato funkce však využívá jen pár voltů. U systémů, které mají pracovat s více než pár volty, nám použití standardní funkce měření odporu neposkytuje přesný obrázek neporušenosti izolace. Izolaci chceme měřit při vyšším než provozním napětí.
Čtěte také: Využití OSB desek s izolační výplní ve stavebnictví
Faktory ovlivňující hodnotu izolačního odporu
Hodnota izolačního odporu závisí na různých faktorech, například na teplotě. Hodnota izolačního odporu klesá se zvyšující se teplotou. V odborné literatuře se uvádí, že při nízkých teplotách (pod 30°C) stroj začíná absorbovat vlhkost a izolační odpor začíná klesat.
Měření izolačního odporu podle norem
ČSN 33 2000-6, která řeší i požadavky na pravidelné revize, se rozloučila s dřívějším požadavkem ČSN 34 1010 na minimální hodnotu 1 000 Ω/1V v prostorách normálních a 50 Ω/1V v prostorách mokrých nebo venkovních. Nové pojetí vyžaduje měření mezi každým pracovním vodičem a ochranným vodičem nebo zemí (v síti TN-C se vodič PEN považuje za součást země).
Izolační odpor elektrické instalace se musí měřit mezi každým pracovním vodičem a ochranným vodičem spojeným se zemničem. Pro účely této zkoušky se mohou pracovní vodiče (fázové vodiče a nulový vodič) spolu navzájem spojit. Izolační odpor se bez ohledu na prostředí, ve kterém je instalace situována, doporučuje ověřit i mezi pracovními vodiči navzájem.
Požadavky na měření v různých typech prostředí a zařízení
- Měření mezi každým pracovním vodičem a ochranným vodičem nebo zemí: Je vyžadováno. V síti TN-C se vodič PEN považuje za součást země.
- Měření izolačního odporu mezi pracovními vodiči: Považuje se za nutné v místech s nebezpečím požáru. Jinak bude rozhodnutí záviset na okolnostech: složitosti odpojení instalace, spotřebiče nebo svítidla a důvodu měření. I když se izolační odpor bez ohledu na prostředí, ve kterém je instalace situována, doporučuje ověřit i mezi pracovními vodiči navzájem, povoluje norma pro účely této zkoušky pracovní vodiče (fázové vodiče a nulový vodič) spolu navzájem spojit.
- Prostory mokré a prosáklé: Příloha normy umožňuje akceptovat i nižší hodnoty izolačního odporu instalace. Podmínkou ovšem je splnění dalších požadavků z hlediska ochrany před úrazem elektrickým proudem v těchto prostorech.
- Zařízení s elektronickými obvody: U elektrických zařízení, jejichž součástí jsou elektronické obvody, se stává měření izolačního stavu často problematické. Méně zkušeným pracovníkům nebo pracovníkům, kteří nemají k dispozici potřebné informace nebo podklady (dokumentaci), se občas stává, že zkušebním napětím elektronickou část zařízení znehodnotí.
- Zařízení s přepěťovými ochranami (SPD): Přepěťové ochrany by se měly před měřením odpojit. Jestliže je pravděpodobné, že výsledky měření mohou být ovlivňovány přepěťovými ochranami nebo jinými přístroji, nebo jestliže takové přístroje mohou být měřením poškozeny, mají se tyto přístroje před měřením odpojit. Pokud to však není prakticky proveditelné (např. v případě pevných zásuvek obsahujících přepěťové ochrany), lze takové obvody měřit sníženým napětím (např. 250V DC). Přitom však izolační odpor musí vykazovat hodnotu nejméně 1MΩ.
- Obvody SELV, PELV a FELV: Izolační odpory se musí měřit i u zařízení kde je uplatněna ochrana malým napětím SELV a PELV a nebo ochrana elektrickým oddělením.
- Elektromotory: U elektromotorů je nutné dodržet požadavky výrobce. Velikost izolačního odporu za studena před připojením musí být nejméně 5MΩ. Kontrolu izolačního stavu je nutné provádět před uvedením do chodu nebo spuštěním déle nepoužívaného elektromotoru, a také při pravidelných prohlídkách v souladu s ustanovením ČSN 34 3205 a ČSN 35 0010.
Metody měření a speciální případy
Při měření pod napětím dochází v izolaci k fyzickým jevům, v jejichž důsledku dochází k průtoku proudu, například kapacitní nabíjecí proud - závislý na kapacitě.
Třívodičová metoda používaná u všech pokročilých přístrojů umožňuje eliminovat vliv proudu povrchového svodu. Měření třívodičovou metodou je doporučováno všude tam, kde máme co do činění s velkými plochami vystavenými vlivům znečištění. V případě kabelů je nutné ovinout izolaci žíly kovovou fólií, která je napojena na stínicí svorku měřicího přístroje - měřen je pouze únikový proud proudící izolací.
Čtěte také: Kročejová izolace a její použití
Polarizační index (PI)
Jeden z parametrů používaných při hodnocení stavu izolace je tzv. polarizační index PI. U dobré izolace se po připojení měřícího napětí postupně zvyšuje izolační odpor. Při testování PI se měří izolační odpor ve dvou po sobě jdoucích časových intervalech, obvykle po jedné minutě od okamžiku přiložení měřícího napětí a po deseti minutách. Polarizační index PI je dán podílem obou změřených izolačních odporů. Pokud je hodnota PI 4 a vyšší, jedná se o výbornou izolaci. Čím nižší je hodnota PI, tím je horší stav izolace. Při měření polarizačního indexu se zkušební napětí přikládá po dobu 600 sekund. Z poměru obou naměřených hodnot (10 min. / 1 min.) se vypočítá tzv. polarizační index PI. Nízká hodnota izolačního odporu nebo polarizační index nižší než 2 lze považovat za příznak poškozené nebo vadné izolace. To vyvolá zkrat nebo jiné nežádoucí jevy. V případě nízkých hodnot izolačního odporu a polarizačního indexu je nejprve třeba vyčistit a vysušit stroj.
| Jmenovité napětí obvodu (V) | Zkušební napětí DC (V) | Minimální izolační odpor (MΩ) |
|---|---|---|
| SELV a PELV | 250 | 0,5 |
| Do 500 (včetně FELV) | 500 | 1,0 |
| Nad 500 | 1000 | 1,0 |
Tabulka 1 musí být použita také pro ověření izolačního odporu mezi neuzemněnými ochrannými vodiči a zemí. Ve většině případů totiž měřicí rozsah přístroje ani nestačí na to, aby ukázal skutečnou hodnotu izolačního odporu. U nových instalací je dnes již možno předpokládat, že hodnota jejich izolačního odporu se bude pohybovat řádově v gigaohmech. To znamená, že hodnota izolačního odporu naměřená řádově v hodnotách, které jako minimální přípustné předepisuje tab. 1, již může naznačovat, že izolace má některá slabá místa.
Pro instalace, které je nutno provozovat za nepříznivých podmínek okolí, u zařízení provozovaných ve venkovním prostředí, instalací ve vlhkých a mokrých prostorách, kdy není možné hodnoty uvedené v tab. 1 dodržet, se uplatní jiná opatření. Těmi jsou např. uzemnění neživých upevňovacích částí, které jsou součástí impedance smyčky poruchového proudu, umístění hořlavých hmot v dostatečné vzdálenosti od vodičů obvodu, opatření, aby unikající proud nevedl ke vzniku nebezpečných dotykových napětí nebo požáru.
Praktické problémy a řešení při revizích
V praxi se revizní technici často setkávají s problémy při ověřování izolačního stavu, zejména v prostředí, kde nelze elektrickou instalaci uvést do beznapěťového stavu (např. v hypermarketech a obchodních centrech během provozní doby).
Výzvy v obchodních centrech
Uvést prodejnu do beznapěťového stavu, většinou není možné. Velký problém je i vypnutí zásuvkových obvodů pro zkoušku proudového chrániče (pokladny, PC, routery, modemy atd. na ně napojené). Také odpojování všech vodičů N ze svorkovnice v rozvaděči není v praxi reálné. Pokud je přívod k jistícímu místu veden TN-S, beznapěťový stav moc nepomůže pro světelné obvody a jiná napevno připojená elektrická zařízení. Při měření se smyčka uzavře přes N vodič k místu rozdělení PEN na PE a N, a přes PE zpět. A nezměří se nic, respektive změří se odpor obvodu, ale ne izolační stav.
Čtěte také: Vlastnosti OSB desek v izolaci
Možné postupy a doporučení
- Rozpojení PEN a N: V rozvaděči je potřeba rozpojit klemu mezi PEN a N. Pokud je přívod v TN-S, je třeba od svorky N odpojit přívodní vodič N. Tím se zajistí, že půjdou změřit izolační stavy na všech výstupních obvodech z daného rozvaděče.
- Odpojení spotřebičů: Hlavní rozváděč a každý distribuční obvod musí být zkoušen zvlášť, se všemi svými koncovými obvody připojenými, ale s odpojenými spotřebiči.
- Domluva a plánování: Vždy je ideální vyjednat si termín, kdy je možné zařízení vypnout, například v noci, mimo provozní dobu.
- Dokumentace skutečného stavu: Pokud není možné provést měření izolačního stavu, je nezbytné tuto skutečnost pravdivě uvést v revizní zprávě, včetně důvodů. Tím se přenáší odpovědnost za stav zařízení na provozovatele, který nevytvořil odpovídající podmínky. Revize pak nebude zcela úplná, ale ne vinou revizního technika.
- Měření u řídicích systémů: U řídicích a ovládacích obvodů elektronických systémů lze izolační odpor často změřit pouze u kabelových vedení před zapojením do těchto systémů. U těchto zařízení je bezpečnost ověřena kontrolou správného zapojení, dodržením požadavků výrobce na napájecí zdroje a způsob provedení instalace obvodů a připojených zařízení.
- Pravidelné revize: V případě pravidelné revize je ve většině případů technicky nemožné měření izolačního stavu provést bez zásahu do zapojení. Pokud nastane tato situace, je dle mého lepší v závěru revize uvést tzv. „pravdu skutečného provedení“ a specifikovat, která měření nebyla provedena a proč.
Důsledky nekorektních revizí
Pokud revizní technik nezajistí provedení prohlídek, revizí nebo zkoušek ve stanoveném rozsahu, dopouští se přestupku na úseku bezpečnosti vyhrazených technických zařízení. Lhaním v revizní zprávě, kdy si revizní technik vymýšlí naměřené hodnoty, ponese v případě problémů celou tíhu odpovědnosti sám.
tags: #cim #merite #izolacni #odpor
