Měření izolačního odporu sdělovacího kabelu: principy a postupy

Izolace je ochrana zařízení před průchodem elektrického proudu skrz něj. Během provozu elektrických instalací je jejich izolace a konstrukce vystavena vlivu topení, stárnutí a opotřebení. To vše se negativně projevuje na výkonu zařízení, proto je důležité čas od času měřit izolační odpor kabelu. Měření izolačního odporu je zkouška elektrických zařízení, motorů a generátorů, tzv. zkušebních vzorků, předepsaná zákonem v normách VDE. Tento diagnostický test lze použít k posouzení stavu izolace v elektrických zařízeních a strojích pomocí měřicího přístroje. Měření izolačního odporu je jednoduchý, ale velmi efektivní test. Měření je nutné k identifikaci poškození zařízení předem. Koneckonců, izolace hraje významnou roli v bezpečnosti práce s elektrickým zařízením. Pokud je kabel nebo vodič poškozen, stane se elektrická instalace během provozu nebezpečná. Drát nebo kabel může nakonec vznítit a způsobit požár. Proto je velmi důležité měřit izolační odpor kabelu.

Principy měření izolačního odporu

Měření izolačního odporu se musí provádět 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. Důležité: Hodnota izolačního odporu závisí na různých faktorech. Naši odborníci vypočítávají odpor z úbytku napětí na izolaci.

Požadavky na měřicí přístroje

K měření izolačního odporu je nutné použít měřidlo se stejnosměrným zdrojem o napětí 500V při zatížení 1mA. Vhodnost měřidla otestujeme tak, že na svorky měřícího přístroje připojíme odpor 500 kiloOhmů. Po odstartování měření poteče odporem proud minimálně 1 mA, pokud na svorkách měřidla nebude napětí menší jak 500V. Megaohmmetr může měřit odpor vůči napětí 2 500 V (izolace vedení nízkého a vysokého napětí). Taková zařízení musí být každoročně podrobena státnímu ověření, na jehož základě je umístěna známka, která uvádí sériové číslo a datum, kdy je třeba provést další ověření. Přesnost a funkčnost měřidla otestujeme tak, že na svorky testovaného měřidla izolačních odporů připojíme digitální multimetr (PU 510, PU 516, VE 8020 apod.).

Klasifikace spotřebičů a normy

Měření izolačního odporu u spotřebiče třídy I. Izolační odpor měříme ze spotřebičů třídy ochrany I. mezi živými částmi a neživými částmi. U spotřebičů třídy ochrany II. mezi živými a přístupnými vodivými částmi. Izolační odpor nesmí být menší, jak je uvedeno v tabulce 2, ČSN 33 1610. Měření izolačního odporu pro třídu II. Měření izolačního odporu spotřebiče třídy ochrany II. Izolační odpor se měří po dobu 5-10 sekund. Měřící přístroje jsou vybaveny obvodem pro vybití napětí na případné kapacitě měřeného zařízení. Izolační odpory se musí měřit i u zařízení kde je uplatněna ochrana malým napětím SELV a PELV a nebo ochrana elektrickým oddělením.

Měření izolačního odporu lze považovat za dostatečné, pokud je proveditelné. Odečty by se měly provádět pouze tehdy, když šipka přístroje zaujala stabilní polohu. Měření se provádí do jedné minuty. U elektronických zařízení jsou věci rychlejší a výsledek se okamžitě zobrazí na obrazovce. Měření izolačního odporu se doporučuje provést střídavým proudem, aby se co nejlépe přiblížilo pracovním podmínkám měřeného zařízení.

Čtěte také: Průvodce dřevěným úhelníkem pro přesné měření

Postupy měření izolačního odporu kabelu

  1. Odpojte napájení testovaného výrobku, odpojte nebo odpojte všechna jeho externí připojení a uzemněte jej pro úplné vybití.
  2. Vyčistěte hlavu kabelu suchým, čistým a měkkým hadříkem, poté uzemněte jádro kabelu a plášť olova netestované fáze dohromady a změřte fázi po fázi.
  3. Stabilně umístěte megohmmetr, připojte zemnicí svorku "E" megohmmetru k uzemňovací svorce testovaného výrobku a živý vodič a stíněný vodič měřicího kabelu se stíněným vodičem jsou připojeny k měřicí svorce megohmmetru "L"; je připojen ke konci štítu "G".
  4. Po dokončení zapojení nejprve najeďte megohmmetrem na jmenovité otáčky (120 ot / min). V tuto chvíli by měl ukazatel megohmmetru ukazovat na "nekonečno" a poté připojit živý vodič k testovanému produktu. Jakmile je ukazatel stabilní, přečtěte si hodnotu izolačního odporu.
  5. Po odečtení hodnoty izolačního odporu nejprve odpojte vodič pod napětím připojený k testovanému produktu a poté zastavte megger.
  6. Zkušební kabel zcela vybijte a pro provoz používejte izolované nástroje.

Další důležité kroky a poznámky k měření

  • Při měření izolačního odporu pro vícežilové silové kabely otestujte izolační odpor každé fáze žilového vodiče samostatně. V tomto okamžiku připojte výstupní vedení testovaného vodiče jádra ke svorce vodiče (L) meggeru a zkratujte ostatní vodiče jádra k zemi (sada vodičů), než je připojíte ke svorce uzemnění (E) měřicího přístroje.
  • Měřící vodiče neodpojujte od měřeného zařízení během měření. Nezkratujte opětovně měřící vodiče po odstartování měření izolačního odporu.
  • Teplota testovaného výrobku by neměla být nižší než +5 ℃. Před zahájením práce musíte změřit okolní teplotu. Proč je to nutné? Pokud má kabelové vedení během mrazu teplotu vody, promění se pod vlivem mrazu na led a led je dielektrikum, které nemá vodivost.
  • Izolační odpor L-koncového přívodu meggeru je rovnoběžný s izolačním odporem napájecího kabelu. Proto je požadováno, aby izolační odpor přívodu byl vysoký a neměl by být tažen po zemi, ani by se neměl opírat o přívod E-end. Pokud musí být přívod připojen k jádru napájecího kabelu přes jiné podpěry, podpěra musí mít dobrou izolaci, jinak to ovlivní přesnost měření.
  • Při měření opět nejprve připojte měřící vodiče měřidla na ověřované zařízení a potom teprve odstartujte měření.
  • Izolační odpor se musí měřit mezi živými vodiči navzájem, a živými vodiči a ochranným vodičem spojeným se zemničem. Pro účely této zkoušky se mohou pracovní vodiče spolu navzájem spojit.
  • Pokud je izolační odpor větší, než je rozsah měřidla, co je >20MOhmů, je na displeji měřidla v levé části číslice 1. Tento údaj znamená překročení rozsahu měřidla.

Doporučené frekvence měření a dokumentace

V organizacích malých velikostí se odpor měří jednou za tři roky (podle GOST a PTEEP). Měření izolačního odporu u zařízení se zvýšeným rizikem by mělo být prováděno každý rok. Jedná se o místnosti, kde je vysoká vlhkost nebo vysoká teplota. V průmyslových závodech takové měření zabrání nebo zamezí vypnutí zařízení. Měření by mělo být prováděno podle stanovených podmínek. Díky tomu se ostatním předem lze vyhnout různým mimořádným událostem, které mohou mít vážné následky.

Po získání všech údajů je nutné vypracovat akt a protokol o zkoušce. Nejprve je nutné porovnat získané hodnoty s existujícími normami a požadavky. Pak uzavřete: je kabel vhodný pro další použití. A teprve poté vypracujte protokol pro měření odporu izolace kabelů. Během procesu testování by se otáčky otáčkoměru měly co nejvíce udržovat na jmenovité hodnotě a měly by se udržovat rovnoměrné otáčky. Vzhledem k vlivu mnoha vnějších podmínek na izolační odpor vedení silových kabelů je nutné během zkoušky pečlivě vyplňovat záznamy nebo tabulky, aby se usnadnila analýza výsledků zkoušek.

Specifické situace při měření

Vliv přepěťových ochran (SPD)

Přestože jsou v tab. 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.

Měření s připojenými spotřebiči

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.

Měření izolačního odporu u elektromotorů

Co se týče měření izolačního odporu u elektromotorů, je nutné dodržet požadavky výrobce. Každý výrobce ve svém návodu k obsluze uvádí, že před uvedením do chodu nebo spuštěním déle nepoužívaného elektromotoru je nutné zkontrolovat, zda se nezhoršil izolační stav a zda tím nehrozí nebezpečí poškození vinutí nebo úrazu elektrickým proudem. Izolační stav nutno rovněž kontrolovat při prohlídkách v souladu s ustanovením ČSN 34 3205 a ČSN 35 0010. Velikost izolačního odporu za studena před připojením musí být nejméně 5MΩ. Co se týká měření za studena, je nutné ho brát jako orientační pro účely zjištění, zda je nebo není proražená izolace a dále zda mají všechny cívky přibližně stejný izolační odpor. Se změnou teploty dochází ke změně hodnoty izolačního odporu. 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.

Čtěte také: Postupy měření vlhkosti dřeva

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 a to 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. 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.

Měření na řídicích systémech

Z praxe známe, že v určitých případech a to především u řídících a ovládacích obvodů elektronických systémů můžeme změřit izolační odpor pouze u kabelových vedení před zapojením do těchto systémů (binární vstupy, binární výstupy, signalizační obvody, obvody proudových smyček atd.). Tato zařízení jsou výrobky, které jsou vzájemně propojeny a z hlediska bezpečnosti jsou ověřeny ve smyslu zákona č. 22/1997 Sb., o technických požadavcích na výrobky. My při výchozí revizi provedeme kontrolu správného zapojení a dodržení požadavků výrobce na napájecí zdroje a způsob provedení instalace těchto obvodů a připojených zařízení jako například průtokoměry, snímače polohy, teploty, tlaku, otáček atd. To znamená dodržení požadavků výrobce nainstalovaného zařízení a projektové dokumentace, která řeší způsob ochrany před úrazem elektrickým proudem. V případě provádění pravidelné revize je ve většině případů v podstatě technicky nemožné měření izolačního stavu provést bez zásahu do zapojení. Tato situace je mnohdy neřešitelná i z provozních důvodů - řídící systém prostě zákazník nedovolí vypnout. A naše dobře míněné zásahy do stávajícího zapojení za účelem měření izolačního stavu mohou způsobit poškození nebo poruchu řídícího systému. Pokud už tato situace nastane je dle mého lepší v závěru revize uvést tzv. „pravdu skutečného provedení“ - dále uvádím možný popis této situace, který lze uvést např. v závěru revizní zprávy.

Některá měření na řídícím systému SŘTP a určitých částech silového zařízení nebyla z důvodu možného poškození zařízení měřícím napětím (měření izolačních odporů) nebo proudem (měření impedance vypínací smyčky) provedena. Tato měření jsou u některých provozovaných elektronických zařízení v podstatě technicky neproveditelná bez zásahu do zapojení. U části zařízení nebylo možné zasahovat do obvodů i z hlediska technologického. U elektronických zařízení je možné určitá měření provést pouze v době montáže - např. měření izolačního odporu signalizačních a řídících obvodů systému SŘTP. U těchto zařízení byla ověřena bezpečnost z hlediska ochrany před úrazem elektrickým proudem kontrolou a měřením přechodových odporů a připojovacích svorek ochranných vodičů, tj. ověření připojení k ochranné soustavě napájecí sítě. U zařízení třídy ochrany II (dvojitá izolace ČSN 33 2000-4-41 ed.2 čl.412) byla provedena fyzická kontrola přístrojů a zařízení, tj. prověření skutečného stavu prohlídkou. U obvodů SELV a PELV (ochranné opatření - ochrana malým napětím) byla provedena kontrola zdrojové části ve smyslu ČSN 33 2000-4-41 ed.2 čl.414.3, včetně ověření požadavků na tyto obvody - ČSN 33 2000-4-41 ed.2 čl.414.4. Pokud jsou v revidované elektroinstalaci obvody FELV (funkční malé napětí) je provedena kontrola požadavků ČSN 33 2000-4-41 ed.2 čl.411.7.

Čtěte také: Řezivo: Měření a třídění

tags: #měření #izolačního #odporu #sdělovacího #kabelu #principy

Oblíbené příspěvky: