Измерение сопротивления изоляции мегаомметром кабельных линий

Суть измерений

Под сопротивлением изоляции понимается способность материала не пропускать через себя электрический ток. Для каждого диэлектрика, в зависимости от места использования, установлены свои нормативные требования. Периодичность проверки и необходимые значения указываются в «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ) и в «Правилах технической эксплуатации электроустановок потребителями» (ПТЭЭП).

Все виды испытаний можно условно разделить на три группы:

• проводимые производителем на заводе;
• выполняемые непосредственно на объекте после модернизации или проведения ремонта;
• запланированные согласно требованиям правил безопасности и нормам.

Возможные повреждения, кроме заводских дефектов, чаще всего возникают из-за условий эксплуатации. Это воздействие сверхтоков, вызывающих перегрев защитной оболочки, влияние химических реагентов, механические разрывы, вызванные как ошибками монтажа, так и грызунами. Цель измерений заключается в предотвращении поражения человека электрическим током и обеспечения пожарной безопасности.

Повреждение изоляции вызывает пробой. Это ситуация, при которой между двумя изолированными друг от друга проводниками появляется электрический контакт. Например, между рядом лежащими проводами в кабеле или при прикосновении человека к частям электроустановки. Обычно при пробое наблюдается прожженное отверстие и изменение цвета изоляционного материала. В основе механизма пробоя твердого диэлектрика лежит электронный лавинообразный процесс. Наступает он из-за образования в материале так называемого плазменного газоразрядного канала.

К измерению изоляции допускается только специалист, имеющий удостоверение о проверке знаний и группу допуска не ниже третьей, если замеры проводятся в сети с напряжением до 1 кВ, и не ниже четвертой — при измерении выше 1 кВ.

После завершения измерения электрического сопротивления изоляции, полученные результаты обрабатываются и делается вывод о возможности дальнейшей эксплуатации сети. Так, большое значение для достоверности результата имеет температура окружающей среды. Нормирование измерений в ПУЭ указано для 20 °C, поэтому если работы выполняют при другой температуре, то полученные данные пересчитывают по формуле: R=K*Rиз, где K — коэффициент приведения указанный в дополнениях к ПУЭ.

Используемые приборы

Приборы, с помощью которых проводят измерения, условно разделяются на две группы: щитовые измерители и мегомметры. Первые применяются с подвижными или стационарными электроустановками с отдельной нейтралью. В типовую конструкцию приборов контроля изоляции щитовой входит индикаторная и релейная часть. Эти измерители могут работать в непрерывном режиме и использоваться в сетях переменного напряжения 220 В или 380 В разной частоты.

В большинстве же случаев проведение измерений осуществляется мегомметром. Его отличие от обыкновенного омметра в том, что он работает с довольно высокими значениями напряжения, которые прибор сам и генерирует. Существует два типа мегомметров:

1. Аналоговые. В них для получения необходимой величины напряжения используется механический генератор, представляющий собой динамо-машину. Этот тип часто называют «стрелочным» из-за наличия градуированной шкалы и динамической головки со стрелкой. В принципе измерения лежит магнитоэлектрический эффект. Чем больше значение тока протекает через катушку, тем, в соответствии с законом электромагнитной индукции, на больший угол отклоняется и стрелка. Приборы относятся к простому типу устройств с хорошей надежностью. На сегодня уже морально устарели, так как обладают значительной массой и габаритами.
2. Цифровые. В схеме современного устройства используется мощный генератор сигнала, собранный на интегральной микросхеме (ШИМ контроллер) и полевых транзисторах. Дискретные мегомметры, в зависимости от своей конструкции, могут работать от сетевого адаптера или независимого источника питания, например, аккумуляторной батареи. Результаты выводятся на жидкокристаллический дисплей. Работа построена на сравнении измеренного сигнала с эталонным и обработкой данных в специальном блоке — анализаторе. Прибор обладает небольшим весом и размерами, но для работы с ним необходима определенная квалификация.

Главным параметром, характеризующим работу измерителя, является погрешность выдаваемого результата. Кроме того, к его основным техническим параметрам относят: пределы сопротивления, величину генерируемого напряжения, температурный диапазон.

Методика испытания

Для того чтобы правильно измерить сопротивление изоляции, необходимо подготовить как предмет испытаний, так и сам прибор. Температура в помещении должна находиться в пределах 25±10 °C с относительной влажностью не более 80%. Перед началом работ следует отключить измеряемый объект от питающей сети. Убедиться в том, что на отключенной линии не выполняются работы и никто не прикасается к токоведущим частям. Все предохранители, лампы и тому подобные электрические приборы должны быть сняты.

Перед испытанием с отключенных токоведущих частей снимается остаточный заряд. Делается это путем их соединения с шиной заземления. Контактная перемычка убирается только после подключения измерителя. По окончании испытания остаточный заряд снова снимается кратковременным восстановлением заземления.

В стандартную комплектацию мегомметра входит три щупа. К ним подключается: защитное заземление, тестируемая линия, экран. Последний используется для исключения токов утечки.

Методику измерения можно представить следующим образом:

1. В соответствии с требованиями ПУЭ, предъявляемыми к линии, выбирается тестовое напряжение. Например, для домашней проводки устанавливается значение от 100 В до 500 В. При работе с цифровым прибором для этого необходимо нажать кнопку «Тест», а на аналоговом покрутить ручку до того момента, пока индикатор не сообщит о появлении нужной величины напряжения.
2. Линейный вывод тестера подключается к проверяемой жиле кабеля, а земляной — к остальным проводам, объединенным в жгут. То есть каждая жила проверяется относительно остальных проводов, электрически связанных между собой.
3. Каждая жила испытывается относительно земли, при этом остальные провода к заземлению не подключаются.
4. Если полученные данные оказываются неудовлетворительными, то измерения проводят отдельно для каждой жилы по отношению ко всем взятым проводникам в кабеле.
5. Все полученные значения записывают, а затем их сравнивают с нормами ПУЭ и ПТЭЭП.

Следует отметить, что если по каким-либо причинам в низковольтной сети перед испытанием отключить нагрузку не представляется возможным, то замер фазного и нулевого проводников проводится только относительно РЕ (земли). При этом рабочие нули следует отключить от нейтральной шины. Если же это не выполнить, то полученные данные для любого провода будут одинаковы и равны сопротивлению проводника с наихудшими параметрами.

Порядок проверки сопротивления изоляции кабеля мегаомметром

Приходишь на объект, и видишь например следующую картину.

Перед непосредственно проверкой сопротивления изоляции надо убедиться, что:

• жилы кабеля прозвонены и промаркированы (о прозвонке читайте тут)
• на жилах кабеля, куда будем подавать напряжение нет грязи, нагори, краски (на жиле кабеля такого нет, но это может быть на заземлении, которое окрашивают или же оно может быть покрыто слоем ржавчины, тогда надо отскрести отверткой или ножом)
• на другом конце кабеля никто не работает и кабель отсоединен от нагрузки и источника питания (не стоит подавать напряжение на монтажника, который может разделывать кабель с другой стороны, или замерять Rx кабеля с нагрузкой, также стоит проследить, чтобы мы не подали высокое напряжение на вторичные цепи и элементы, которые могут от 2500В прийти в негодность, поэтому иногда их просто мегерят на 500В)
• кабель обесточен и предусмотрены меры, не допускающие случайную подачу напряжения на испытуемый кабель (замки, плакаты, выкачены ячейки)
• если мегер-тест (измерение сопротивления изоляции) идет в комплексе с высоковольтными испытаниями, то нужно убедиться, что на втором конце кабеля (второй конец — противоположный от места испытания) выставлен человек или помещение заперто и огорожено с вывешенными плакатами
• мегаомметр находится в исправном состоянии и годен к эксплуатации (клеймо поверки на корпусе и концы прибора испытаны)
• вы имеете право и квалификацию работать с мегаомметром и производить данный вид работ (3 группа по электробезопасности и не просроченная проверка специальных знаний, плюс медосмотр)
• провода мегаомметра должны иметь высокую изоляцию (тут можно еще сделать следующее: свести два провода мегаомметра и подать напряжение — значение должно быть нулевым, так как изоляции между проводами нет, а если развести — то бесконечность — так как сопротивление воздуха велико)

После того, как вышеприведенные пункты стали очевидно реализованы, можно приступать к делу. Помегерим!

Допустимые значения

Минимальное показание измеренных напряжений должно быть выше нормированных значений. Необходимая величина сопротивления закладывается заводом изготовителем кабельной или электротехнической продукции, согласно действующим техническим условиям.

Выпускаемая электротехническая продукция различается на несколько типов и бывает: общего применения, силовой, контрольной и распределительной. Между собой изделия разделяют не только по физическим характеристикам, но и конструктивным. Их разнообразие обусловлено средой окружения, в которой они используются. Например, кабель, предназначенный для прокладки в земле, усиливается металлической лентой и состоит из нескольких слоев изоляции.

Измеряется сопротивление изоляции в Омах. Но из-за больших величин с показателем всегда используется приставка мега. Указываемое число обычно рассчитано для определенной длины, чаще всего это километр. Если же длина меньше, то просто выполняется перерасчет.

Для кабелей, использующихся в связи и передающих низкочастотный сигнал, сопротивление изоляции, должно быть не менее 5 тыс. МОм/км. А вот для магистральных линий — выше 10 тыс. МОм/км. Но при этом всегда минимальное необходимое значение указывается в паспорте на изделие.

В общем же случае приняты следующие нормы сопротивления изоляции:

• кабель, проложенный в помещении с нормальными условиями окружающей среды, — 0,50 МОм;
• электроплиты, не предназначенные для переноса, — 1 МОм;
• электрощитовые, содержащие распределительные части и магистральные провода, — 1 МОм;
• изделия, на которые подается напряжение до 50 В, — 0,3 МОм;
• электромоторы и другие приборы, работающие при напряжении 100−380 вольт, — 0,5 МОм;
• устройства, подключаемые к электрической линии, предназначенной для передачи сигнала с амплитудой до 1 кВ, — 1 МОм.

Для кабелей, подключенных к силовым линиям, действует немного другая норма. Так, провода, используемые в электрической сети с напряжением более 1 кВ, должны иметь значение сопротивления не менее 10 МОм. Для остальных же, кроме контрольных, минимальный порог снижен вдвое. Для контрольных проводов норматив требует значение сопротивления не менее 1 МОм.

Кто проводит замеры

Для проведения замеров привлекаются электрики и другие специалисты, у которых есть допуск к работе с электрокоммуникациями и электрооборудованием.

Если речь идет о периодических проверках в организации, то для контроля за электроизоляцией создается специальная комиссия, в которую включается работник предприятия и специалист монтажной или обслуживающей компании.

В комиссию должно входить как минимум два человека, но при необходимости ее состав можно расширить за счет сторонних экспертов.

Задача комиссии – проверить состояние кабеля и провести замеры сопротивления изоляционного покрытия, а затем внести все показатели в акт.

Контроль над изоляцией

Сопротивление изоляции относится к важному параметру электротехнической продукции. Именно от нахождения параметра в установленных нормах зависит безопасность работы. Поэтому важно периодически замерять величину, вовремя выявляя отклонения. Кроме того, для промышленных объектов предусмотрена обязательная периодичность проведения измерений.

В соответствии с установленными нормами и правилами, измерения изоляции должны осуществляться:

• для передвижных или переносных установок не реже одного раза в полугодии;
• для внешних приборов и кабелей наружной прокладки, а также в помещениях с повышенной опасностью — не менее одного раза в год;
• для всех остальных случаев не реже одного раза в три года.

То есть в помещениях, например, таких как офис, магазин, школа, измерение на сопротивление должно выполняться не реже одного раза в 36 месяцев. После окончания испытаний в обязательном порядке составляется акт, в котором указываются измеренные данные. Если замеры неудовлетворительные, то электрический участок выводится в ремонт до момента его приведения к требуемым нормам.

Что подразумевается под «изоляцией»

Любой электрокабель должен быть специальным образом изолирован. Изоляционное покрытие позволяет разделить между собой провода, по которым идет ток, а также отсоединить эти провода от земли.

Для того, чтобы оценить, насколько хорошо «работает» такая изоляция, осуществляются замеры ее сопротивления – их результаты являются основным значением в работе специалистов по электрике.

Первое измерение проводится еще на заводе-изготовителе кабеля, затем – при монтаже и впоследствии в течение всего периода использования кабельного изделия. Связано это с тем, что на изоляцию оказывают влияние такие факторы, как погода, срок ее применения, количество, частота повреждений на линии и проч.

Требования безопасности

Одно из основополагающих правил при исследовании изоляции заключается в том, что приступать к работе, не удостоверившись в отсутствии напряжения на измеряемом участке, нельзя. Прибор, используемый для испытаний, должен быть поверенным или хотя бы быть сертифицированным.

Использовать необходимо лишь только тот мегомметр, выдаваемое напряжение которого соответствует установленным нормам. Так, для сетей или оборудования с напряжением до 50 В, используется тестер, выдающий 100 В. Применение прибора с меньшим значением не даст правдивости информации о состоянии участка, а большего — может привести к повреждениям.

Измерение сопротивления мегомметром необходимо выполнять только на отключенных токоведущих частях, с обязательным снятием остаточного заряда. При этом заземление с токопроводящих частей снимается лишь после подключения тестера. Соединительные провода подсоединяются с помощью изолирующих штанг. При работе прикасаться к токоведущим частям, даже в диэлектрических перчатках, запрещено.

Используемые методы испытаний

Еще до того, как проверить состояние изоляции – важно определиться с объектом, на котором требуется оценить ее качество. Это могут быть:

1. Электрическая проводка.
2. Силовые кабели высокого напряжения.
3. Низковольтные линии электропередач.
4. Контрольные провода.

Для каждой из этих электротехнических категорий выбираются индивидуальные методики измерения сопротивления изоляции. Рассмотрим все перечисленные варианты более подробно.

Электропроводка

Перед началом измерительных процедур электропроводка и распределительные коробки осматриваются на предмет отсутствия разрывов и явных разрушений. После этого обследуются места подсоединения проводов к типовым розеткам и выключателям.

Важно! Начинать замеры сопротивлений изоляции допускается лишь после того, как проводка полностью обесточена, а все потребители на объекте отключены от нее.

Измерение сопротивления изоляции электропроводки с помощью цифрового прибора Fluke-1507

В однофазной сети для определения искомого параметра потребуется провести следующие операции:

1. Сначала щупы мегаомметра подключаются между фазной и нулевой жилами проводки.
2. Затем определяется сопротивление изоляции между фазной и центральной жилой защитного заземления.
3. Количество проведенных измерений соответствует комплекту проводов в линии.

Если при снятии показаний мегаомметр показывает сопротивление менее 0,5 Мом – электрическую линию придется разбить на более короткие отрезки. По результатам последующих обследований каждого из них находится участок с неудовлетворительным качеством изоляции. Его в последствии нужно будет полностью заменить.

Высоковольтные силовые кабели (подготовка)

Перед измерением изоляции силового кабеля последний проверяется на отсутствие на нем опасных напряжений. Кроме того, для подготовки измерительной схемы потребуется проделать следующие операции:

1. Прежде всего, с токоведущих жил посредством переносного заземления нужно снять остаточный заряд.
2. Затем кабель полностью очищается от пыли и грязи, мешающих измерительному процессу.
3. После этого потребуется ознакомиться с паспортными данными кабеля (там указывается искомый параметр, полученный по результатам заводских испытаний).
4. Последняя операция необходима для того, что заранее определиться с рабочим пределом, выставляемом на приборе.

Подготовка кабельной линии к проведению измерений сопротивления изоляции

Важно! Перед измерением сопротивления изоляции кабеля обязательно проведение контрольной проверки мегаомметра на исправность.

Эта операция состоит в контроле показаний по шкале прибора при замкнутых и разомкнутых измерительных концах. В первом случае стрелка смещается ближе к «нулю», а во втором – показывать «бесконечность».

Силовые кабели (измерения)

Измерение сопротивления изоляции мегаомметром начинается с контрольной проверки каждой из фаз по отношению к заземленной стальной оболочке. И лишь после этого проверяется сопротивление между отдельными жилами (фото слева). В процессе снятия показаний недопустимо чтобы измерительные концы соприкасались между собой, а также контачили с заземляющими конструкциями и стальной оболочкой.

а) измеряется сопротивление изоляции между фазой и заземленной оболочкой кабеля, б) замер сопротивления между фазами кабельной линии, соответственно «А»-«В», «В»-«С» и «А»-«С».

Если обнаружится, что сопротивление изоляции ниже допустимого уровня – в соответствие с требованиями ПУЭ проводится дополнительные замеры. Они предполагают проведение измерений изоляции всех фаз по отношению к земле и оценку величины проводимости между фазными проводниками.

Обратите внимание: Для повышения точности снятия показаний, указывающих на величину сопротивления изоляции проводов, делается несколько замеров.

Их общее число варьируется: для 3-х жильного кабеля в пределах 3-6 измерений, а для пятижильного может потребоваться 4, 8 или даже 10 подходов. Поскольку для трехфазных цепей существует несколько схем измерений – по тому же паспорту следует ознакомиться с предлагаемым производителем вариантом. До момента индикации точных показаний на шкале мегаомметра согласно инструкции должно пройти не более 60 секунд (с момента подключения концов и подачи высокого напряжения). Если за это время из-за высокой влажности, например, определить показания не удалось (стрелка не отклонилась на расчетное значение) – операцию придется провести еще раз.

Перед повторным испытанием следует снова снять остаточный заряд путем наложения заземления. Затем потребуется переключить прибор на нужный предел и повторить контрольные замеры. Согласно правилам ТБ эту операцию необходимо проводить в диэлектрических перчатках. рекомендуется следовать указаниям п.п. 1.7.81, 2.1.35 ПУЭ, в которых оговариваются условия безопасной работы. Основные из них приведены ниже.

• у нулевых рабочих и защитных шин изоляция должна быть равноценна защитному покрытию фазных проводников;
• со стороны источников питающего напряжения и его приемника нулевые проводники следует отсоединять от заземленных элементов цепи;
• проведение замеров в силовых электропроводках проводится только при полностью снятом напряжении, выключенных вводных автоматах или рубильниках.

Последний пункт дополняется обязательным требованием вынуть предохранители, отключить все имеющиеся приемники и вывернуть электролампы. Предлагаемые в инструкции схемы замеров различаются только их количеством (4 и 8 вместо 3 и 6) и необходимостью использования защитной клеммы «Экран» на мегаомметре.

Низковольтные силовые кабели

При работе с низковольтными силовыми линиями они в первую очередь проверяются на предмет отсутствия на их элементах опасных напряжений. Подобно уже рассмотренным высоковольтным кабелям перед обследованием этих изделий потребуется проделать следующие операции:

1. Сначала с токоведущих жил при помощи переносного заземления снимается опасный остаточный заряд.
2. По завершении этой операции оболочка кабеля и его рабочие жилы полностью очищаются от пыли и грязи.
3. Затем изучаются документы (паспорт, например), где указывается нормируемое сопротивление изоляции для испытуемого образца.
4. Последняя операция проводится с целью примерной оценки измеряемой величины и выбора нужного предела измерения на приборе.

Для ее проведения берется мегаомметр, рассчитанный на напряжение генерации 1000 Вольт. По завершении всех подготовительных операций переходят непосредственно к измерениям. Их порядок может быть представлен в виде следующей последовательности действий:

1. Сначала измеряется искомое сопротивления между фазными жилами испытуемой кабельной линии («А»-«В», «В»-«С» и «А»-«С»).
2. Затем по очереди оценивается состояние изоляция каждой из фаз относительно нулевого провода (N).
3. Далее следует последовательность измерений между каждой фазой и заземляющим проводом PE (проводится при проверке трехфазного пятижильного проводника).
4. Для проведения последней операции нулевой провод отсоединяется от заземляющей шинки, после чего измеряются сопротивления между жилами N и PE.

По завершении каждого очередного действия необходимо «снимать» остаточный заряд уже описанным ранее способом.

Контрольные кабели (подготовка)

Проверить сопротивление в этом случае удастся только при выполнении следующих требований:

1. Температура окружения должна укладываться в диапазон от –30 до +50 градусов (при влажности до 90%).
2. Они влияют на допустимость работы с тем или иным образцом мегаомметра в конкретной ситуации.
3. Условия измерения (протяженность контролируемого кабеля, в частности) и рабочее напряжение выбираются в зависимости от его марки.
4. Если паспорт на кабельное изделие отсутствует – к нему согласно ПУЭ (табл. 1.8.39) прикладывается испытательное напряжение от 0,5 до 1 кВ.

Обратите внимание: Допускается проводить испытания вместе со всей подключенной к кабелю аппаратурой (магнитными пускателями и защитными реле, установленными в линии).

Перед проверкой сопротивления обязательно знакомство с безопасными приемами работы с кабелем. Они сводятся к соблюдению следующих правил:

• к замерам под напряжениями до 1 кВ допускаются только специалисты с 3-й группой допуска или выше;
• исследуемый кабель обязательно отсоединяется от электросети, после чего с него удаляется остаточный заряд;
• перед началом измерительных операций необходимо побеспокоиться о том, чтобы поблизости от этого места не было посторонних лиц.

К токоведущим жилам напряжение прикладывается посредством щупов с изолированными ручками типа «держатели». Помимо этого в целях безопасности запрещено прикасаться к токопроводящим шинам, к которым подсоединен включенный мегаомметр. По завершении текущих испытаний с контрольной части кабеля обязательно снимается остаточный заряд. Для этого используются переносные заземления или активируется специальная функции измерительного прибора (она имеется в некоторых моделях).

Контрольные кабели (порядок работ)

Порядок испытания изоляционной защиты контрольных кабелей аналогичен положениям, разработанным для низковольтных линий проводки (до 1 кВ). Исключением является пункт об отключении токопроводящих жил от нагрузочного оборудования. Из-за малой величины передаваемого сигнала делать этого в данной ситуации не обязательно.

Для проведения испытаний потребуется цифровой или аналоговый мегаомметр, по паспорту рассчитанный на рабочие напряжения от 0,5 до 2,5 кВ. Порядок проведения измерений выглядит в этом случае так:

1. Сначала с проверяемой стороны кабеля выводы токопроводящих жил аккуратно разделываются и зачищаются, а затем разводятся одна от другой на некоторое удаление (порядка 5-10 см).
2. Далее каждая жила поочередно подключается к «+» мегаомметра, а все остальные жилы скручиваются и подсоединяются к «земле».
3. Туда же подключается второй вход («–») прибора (см. рисунок ниже).
4. Затем на рабочий кабель подается испытательное напряжение.
5. При использовании современных цифровых приборов потребуется внешний источник питания (электрическая сеть или аккумулятор).
6. Испытания продолжаются не менее минуты, по истечении которой результат фиксируется по шкале, а затем заносится в учетный журнал.
7. Далее все описанные операции проделываются с каждой сигнальной жилой отдельно (она подключается к прибору, а все другие скручиваются и соединяются со вторым контактом, который в свою очередь связан с землей.

По окончании измерений с рабочих жил снимают остаточный заряд, а мегаомметру дают «отстояться» до следующей серии испытаний. Длительность отводимой на это паузы зависит от конкретного типа и марки прибора. Следующие измерения проводятся с учетом периодичности проведения испытания изоляции.