Hodnota izolačního stavu kabelů u svítidel venkovního osvětlení

Izolační odpor je nejzákladnějším izolačním indexem pro elektrická zařízení a elektrické obvody.

Měření izolačního odporu v praxi

Izolační odpor se musí měřit mezi živými vodiči navzájem, a živými vodiči a ochranným vodičem spojeným se zemničem. Kde je to vhodné, je dovoleno živé vodiče spolu navzájem spojit. V praxi může být nutné provádět toto měření během montáže instalace před připojením vybavení. Tam, kde obvod obsahuje zařízení, které je náchylné k tomu, aby ovlivňovalo výsledky nebo aby bylo měřením poškozeno, musí být provedeno pouze měření mezi spolu vzájemně spojenými živými vodiči a zemí.

Izolační odpor měřený zkušebním napětím uvedeným v tabulce 1 se považuje za vyhovující, jestliže bude hlavní rozváděč a každý distribuční obvod zkoušen zvlášť, se všemi svými koncovými obvody připojenými, ale s odpojenými spotřebiči, bude vykazovat izolační odpor, který není nižší než příslušná hodnota uvedená v tabulce. Tabulka 1 musí být použita také pro ověření izolačního odporu mezi neuzemněnými ochrannými vodiči a zemí.

Pro zkoušku předání nízkonapěťových elektrických zařízení by izolační odpor motorů, rozvodů energie a rozvodů elektrické energie při pokojové teplotě neměl být menší než 0,5 MΩ (u zařízení a vedení v provozu by izolační odpor neměl být menší než 1MΩ/kV). Izolační odpor nízkonapěťových elektrických spotřebičů a jejich připojovací kabely a sekundární obvody by obecně neměly být nižší než 1MΩ; v relativně vlhkém prostředí by izolační odpor neměl být nižší než 0,5 MΩ; izolační odpor malého sběrnice sekundárního obvodu by neměl být nižší než 10MΩ. Izolační odpor ručních elektrického nářadí třídy I nesmí být nižší než 2MΩ.

Definice izolačního odporu

Aplikujte stejnosměrné napětí na dielektrikum, po určité době, kdy je polarizační proces u konce, se odpor odpovídající úniku proudu protékající dielektrikou nazývá izolační odpor.

Čtěte také: Jak odstranit starý tmel bez poškození podkladu

Zkušební norma izolačního odporu

  1. Zkouška izolačního odporu vysokonapěťových rozvodů energie
    • Izolační odpor pohyblivé části, zkoušený třepačem 2500V, není menší než 1MΩ.
    • Izolační odpor vysokonapěťového hlavního obvodu není menší než 250MΩ.
  2. Zkouška izolace střídavého motoru
    • Pokud je jmenovité napětí statoru vyšší než 1000V, použijte k měření třepačku 2500V, stator není menší než 1MΩ a odpor rotoru není menší než 0,5 MΩ.
    • Je-li jmenovité napětí statoru nižší než 1000V, změřte pomocí třepače 1000V a hodnota izolace nesmí být menší než 0,5 MΩ.
    • Je-li jmenovité napětí statoru nižší než 500V, změřte pomocí třepače 500V a hodnota izolace nesmí být menší než 0,5 MΩ.
  3. Zkouška izolačního odporu po opravě střídavého motoru
    • Po opravě motor měří izolační odpor mezi fázemi vinutí a fázemi a zemí. U motorů pod 500V není izolační odpor po opravě menší než 1 MΩ a u motorů nad 500 V není izolační odpor vinutí po opravě menší než 5 MΩ.
  4. Zkouška odolnosti proti izolaci kabelů
    • Izolační odpor nově instalované kabelu nesmí být menší než 50 MΩ.
    • V provozu nesmí být izolační odpor vysokonapěťových kabelů menší než 2 MΩ a kabely nízkého napětí nesmí být menší než 0,5 MΩ.
    • Při měření izolačního odporu kabelu je třeba odpojit napájecí zdroj a stranu zatížení.

Hodnoty izolačního odporu a zkušební napětí

Přestože jsou v tabulce 1 předepsány izolační odpory a zkušební napětí, jsou v instalaci z důvodu ochrany připojených předmětů a zařízení před přepětím stále častěji zařazovány přepěťové ochrany, které předepsané zkušební napětí, které je pro připojené zařízení přepětím, nevydrží.

Přepěťové ochrany (SPD) při zvýšení napětí nad provozní hodnotu začnou propouštět proud, který s tím, jak se napětí zvyšuje, roste. To je princip ochrany před přepětím. Měření izolace pomocí napětí, které již vyvolá funkci této ochrany, není možné. Upřednostňuje se při měření izolačního odporu SPD odpojit nebo podle pokynů výrobce vyjmout moduly z SPD. Pokud však odpojení SPD není prakticky proveditelné (např. v případě pevných zásuvek obsahujících přepěťové ochrany), je možno zkušební napětí pro takové obvody snížit na DC 250 V. Přitom však izolační odpor musí vykazovat hodnotu nejméně 1 MΩ.

Některé SPD obsahují indikační obvody, které mohou zkreslit měření izolačního odporu mezi pracovními vodiči. Stejně jako v některých případech není prakticky proveditelné odpojit přepěťové ochrany, nemusí být vždy, pro účely revize, prakticky proveditelné odpojit některé pevně připojené spotřebiče (jako jsou např. ventilátory, svítidla, stroje). Pokud instalace vykáže dostatečný izolační odpor i s těmito pevně připojenými spotřebiči, je vše v pořádku. Při nižším izolačním odporu je pak nutno vyhledat spotřebiče se sníženou hodnotou izolačního odporu a toto měření opakovat. Pokud jsou při tomto měření k instalaci připojené některé spotřebiče, je třeba ověřit, že tyto spotřebiče neobsahují komponenty nebo obvody, které by měřením mohly být poškozeny.

Otázkou je, zda minimální hodnoty izolačního odporu uvedené v ČSN 33 2000-6 ed. 2 zaručují, že izolace je naprosto v pořádku. Ve skutečnosti ani tyto hodnoty bezvadný stav izolace nezaručují. 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 tabulka 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 tabulce 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. Takovou instalaci je možné provést např.

S dřívějším požadavkem ČSN 34 1010 na minimální hodnotu 1.000Ω/1V v prostorách normálních a 50Ω/1V v prostorách mokrých nebo venkovních se ČSN 33 2000-6, která řeší i požadavky na pravidelné revize, zatím rozloučila. Rovněž striktní požadavek na měření fázových vodičů navzájem při výchozích revizích už tak jednoznačně definován není. Nové pojetí vyžaduje měření mezi každým pracovním vodičem a ochranným vodičem nebo zemí (v síti TN-C se vodič PEN považuje za součást země). 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. Měření izolačního odporu mezi pracovními vodiči se považuje za nutné v místech s nebezpečím požáru. Jinak bude rozhodnutí záviset na okolnostech: složitosti odpojení instalace, spotřebiče nebo svítidla a důvodu měření. Tato informace je pro vedoucího elektrotechnika důležitá, aby se při kontrole práce pracovníka provádějícího měření mohl snadněji orientovat a případně rozsah a způsob měření ovlivnit.

Čtěte také: Minimální izolační odpor zařízení

Přestože normativní část normy nerozlišuje požadavky na naměřené hodnoty u zařízení nového a zařízení provozovaného ani požadavky na izolační stav z hlediska prostředí, v němž je zařízení instalováno, umožňuje příloha normy akceptovat i nižší hodnoty izolačního odporu instalace v prostorech mokrých a prosáklých. Podmínkou ovšem je splnění dalších požadavků z hlediska ochrany před úrazem elektrickým proudem v těchto prostorech. Pokud se nejedná o informativní měření, musí měřicí přístroj odpovídat ČSN EN 61557-2 a mít platnou kalibraci. U elektrických zařízení, jejichž součástí jsou elektronické obvody, se stává měření izolačního stavu často problematické a občas se stává méně zkušeným pracovníkům nebo pracovníkům, kteří nemají k dispozici potřebné informace nebo podklady (dokumentaci), že zkušebním napětím elektronickou část zařízení znehodnotí. Přepěťové ochrany by se měly před měřením odpojit. Pokud to není prakticky proveditehié, lze takové obvody měřit sníženým napětím.

Tabulka 1: Minimální izolační odpor a zkušební napětí pro různé typy obvodů (Poznámka: Přesné hodnoty a tabulka 1 nejsou v poskytnutém textu k dispozici, ale jsou zde teoreticky umístěny pro kontext.)

Typ obvodu Zkušební napětí DC [V] Minimální izolační odpor [MΩ]
Obvody SELV, PELV 250 ≥ 0.5
Obvody do 500 V, včetně 500 ≥ 1.0
Obvody nad 500 V 1000 ≥ 1.0
Obvody s SPD (snížené napětí) 250 ≥ 1.0

Monitoring izolačního stavu ve fotovoltaických elektrárnách

Střídače navíc často pracují paralelně do jediného vinutí zvyšovacího transformátoru, čímž vzniká opravdu rozsáhlá soustava s vysokými nároky na funkcionalitu přístrojů sloužících pro monitoring izolačního stavu. Rozsah instalace přímo implikuje vysokou hodnotu svodové kapacity Ce, která může dosáhnout i tisíců μF. Zde je důležité poznamenat, že hodnota svodové kapacity mezi aktivními vodiči a zemí (PE) významně ovlivňuje měření izolačního odporu, neboť všechny moderní hlídače izolačního stavu využívají pro měření aktivní měřicí metodu s napěťovými pulzy. Zároveň se hodnota rozptylové kapacity během dne mění, zejména v souvislosti s vlhkostí fotovoltaických panelů, která bývá typicky největší v ranních hodinách, případně za deště. V nepřímé úměře k hodnotám rozptylové kapacity se mění hodnota izolačního odporu Rf, která dosahuje typicky stovek kΩ a běžně se během dne mění o desítky procent. Dalším parametrem, který se mění v závislosti na intenzitě slunečního svitu, je stejnosměrné napětí.

Z výše uvedeného je zřejmé, že pro monitoring izolačního stavu v IT sítích fotovoltaických elektráren musí být používány výhradně specializované přístroje vyvinuté k tomuto účelu. Norma ČSN EN 61557-8 ed. 3 na to pamatuje a pro FVE aplikace lze používat výhradně přístroje označené piktogramem „PV“.

Řada isoPV1685 od společnosti Bender

Společnost Bender, přední světový výrobce přístrojů pro kontrolu elektrické bezpečnosti v izolovaných soustavách, vyvinul pro potřeby monitoringu izolačního odporu v rozsáhlých fotovoltaických instalacích hlídače izolačního stavu řady isoPV1685. V nabídce jsou dva modely, isoPV1685RTU a isoPV1685DP. Hlídače izolačního stavu řady isoPV1685 trvale monitorují hodnotu izolačního odporu připojené izolované soustavy. V případě jeho poklesu pod hodnotu reakce pro výstrahu a/nebo hlavní alarm signalizují tento stav pomocí výstupních relé a LED diod. Hodnoty izolačního odporu lze dále kontinuálně vyčítat po sériovém rozhraní protokolem Modbus RTU.

Čtěte také: Měření izolačního odporu: postupy

Model isoPV1685RTU nabízí automatické přizpůsobení rozptylové kapacitě sítě do 2000 μF.

Pokud by dohledový systém dané fotovoltaické elektrárny neumožňoval komunikaci po rozhraní RS-485/Modbus RTU, je možné přístroje řady isoPV1685 doplnit o převodník rozhraní COM465IP, který zajistí převod měřených dat do ethernetu. Pro vyčítání měřených hodnot a alarmů je potom možné využít vestavěný webový server, případně protokol Modbus TCP.

Diagnostika poruch izolace a systém EDS

Pro případnou diagnostiku poruch izolace lze dále využít ukládání dat na kartu mikroSD. Kartu stačí zformátovat a zasunout do slotu v hlídači izolačního stavu. Následné ukládání dat už probíhá automaticky až do velikosti souboru 10 MByte.

Z hlediska možností připojení k monitorované síti jsou hlídače izolačního stavu řady isoPV1685 univerzální a je možné je připojit jak na DC stranu střídače, tak i na AC stranu. Místo připojení závisí zejména na celkové konfiguraci elektrické instalace. V rozsáhlých fotovoltaických elektrárnách může být z provozního hlediska výhodné současně s hlídačem izolačního stavu instalovat systém pro automatickou lokalizaci poruch izolace (EDS). K tomuto účelu lze použít přístroj isoPV1685DP s vestavěným generátorem lokalizačního proudu.

Systém EDS vyvinutý firmou Bender tvoří již zmíněný hlídač izolačního stavu isoPV1685DP, vyhodnocovací jednotky EDS440 a měřicí proudové transformátory. Hlídač izolačního stavu isoPV1685DP trvale monitoruje hodnotu izolačního stavu sítě. V případě vzniku poruchy začne hlídač automaticky generovat testovací proudové impulzy, které jsou následně detekovány měřicími proudovými transformátory a vyhodnocovány lokalizačními jednotkami EDS440. Překročí-li lokalizační proudový impulz nastavenou hodnotu odezvy ve vyhodnocovací jednotce EDS440 pro daný měřicí transformátor, systém signalizuje poruchu izolačního stavu na příslušném vývodu. Porucha může být signalizována jak přímo na vyhodnocovací jednotce (pomocí LED ve verzi přístroje „L“), tak na displeji hlídače izolačního stavu (každý měřicí kanál v systému může mít přiřazený jedinečný textový popis). Dále může být porucha předána do nadřazeného dohledového systému prostřednictvím rozhraní Modbus RTU.

Výše zmíněný systém EDS pro automatickou lokalizaci poruch izolace je dále možné doplnit o přenosnou jednotku EDS195P s vhodnými klešťovými převodníky. Pro další podrobnosti může zájemce kontaktovat společnost GHV Trading, spol.

tags: #hodnota #izolacniho #stavu #kabelu #u #svitidel

Oblíbené příspěvky: