Сопротивление изоляции

Особенности проверки электромоторов с дополнительными элементами

Дополнительными элементами, электродвигатели оснащаются с целью оптимизации работы или защиты.

1. Термопредохранители: отключают двигатель от электропитания по достижении температуры, опасной для изоляционных материалов. Располагаются на корпусе (крепятся скобой) или под изоляцией обмотки. Во втором случае проверку выполнить проще, поскольку выводы легкодоступны. Определить, с какими разъемными ножками связана защитная схема, можно при помощи мультиметра или индикатора фазы (похож на отвертку с лампочкой). В норме сопротивление между выводами термопредохранителя весьма мало (короткое замыкание).
2. Термореле: часто применяются вместо термопредохранителей. Обычно бывают нормально замкнутыми, но встречаются и разомкнутые. Для диагностики по нанесенной на корпус реле маркировке, в справочниках или Интернете, находят сопротивление его компонентов, затем проверяют мультиметром их фактическое значение. Для поиска в Сети, в строке набирают марку реле и следом «Data Sheet» («даташит»). Если термореле сгорело, по его параметрам подбирают аналог.
3. Трехвыводные датчики оборотов двигателя. Устанавливаются в стиральных машинах. Основной элемент датчика — металлическая пластина, на которой при пропускании через нее токов малой величины формируется разность потенциалов.

Запитывается датчик через два крайних вывода. Если коснуться их щупами мультиметра в режиме омметра, в норме он отобразит мизерное сопротивление.

Проверка третьего вывода возможна только в рабочем режиме, когда присутствует магнитное поле. Попытка прозвонить датчик на ходу, то есть при включенной стиральной машине, может привести к травме. Рабочий режим безопаснее сымитировать, демонтировав двигатель и запитав датчик отдельно. Импульсы на выходе датчика формируют путем поворота ротора.

Мультиметр позволяет выявить пусть не все, но многие поломки электродвигателя. В основном при помощи прозвонки выявляются обрывы и короткие замыкания. Полную диагностику проводят на специальных стендах, для измерения сопротивления изоляции требуется мегомметр.

Как проверить электродвигатель мультиметром: пошаговая аннотация и советы

Нередко появляется вопрос, как проверить электродвигатель после выхода из строя, также после ремонта, если он не вертится. Для этого существует несколько методов: наружный осмотр, особый щит, «прозвонка» обмоток мультиметром. Последний метод более экономный и универсальный, но он дает верные результаты не всегда. У большинства постоянников сопротивление обмотки фактически равно нулю. Потому будет нужно дополнительная схема для измерений.

Инструкция по эксплуатации

Проверка сопротивления изоляции производится на обесточенном оборудовании или кабельной линии, электропроводке. Помните о том, что устройство генерирует высокое напряжение и при нарушении мер безопасности по использованию мегаомметра возможен электротравматизм, т.к. замер изоляции конденсатора или кабельной линии большой протяженности может стать причиной накопления опасного заряда. Поэтому испытание производится бригадой из двух человек, имеющих представление об опасности электрического тока и получивших допуск по ТБ. Во время испытания объекта, рядом не должны находиться посторонние лица. Помним про высокое напряжение.

Прибор при каждом использовании осматривается на целостность, на отсутствие сколов и поврежденной изоляции на измерительных щупах. Производится пробное тестирование путем испытания с разведенными щупами и замкнутыми. Если испытания производят механическим устройством, то нужно разместить его на горизонтальной ровной поверхности, чтобы не было погрешности в измерениях. При измерении сопротивления изоляции мегаомметром старого образца нужно вращать ручку генератора с постоянной частотой, примерно 120-140 оборотов в минуту.

Если измерять сопротивление относительно корпуса или земли, задействуют два щупа. Когда производят испытание жил кабеля относительно друг друга, нужно использовать клемму «Э» мегаомметра и экран кабеля чтобы компенсировать токи утечки.

Сопротивление изоляции не имеет постоянного значения и во многом зависит от внешних факторов, поэтому может варьировать во время измерения. Проверку производят минимум 60 секунд, начиная с 15 секунды фиксируют показания.

Для бытовых сетей испытания производятся напряжением 500 вольт. Промышленные сети и устройства испытываются напряжением в диапазоне 1000-2000 вольт. Каким именно пределом измерений пользоваться, нужно узнать в инструкции по эксплуатации. Минимально допустимое значение сопротивления для сетей до 1000 вольт — 0.5 МОм. Для промышленных устройств не меньше — 1МОм.

Что касается самой технологии измерения, использовать мегаомметр нужно по описанной ниже методике. Для примера мы взяли ситуацию с замером изоляции в ЩС (щит силовой). Итак, порядок действий следующий:

Выводим людей из проверяемой части электроустановки. Предупреждаем об опасности, вывешиваем предупредительные плакаты.
Снимаем напряжение, обесточиваем полностью щит, вводной кабель, принимаем меры от ошибочной подачи напряжения. Вывешиваем плакат — НЕ ВКЛЮЧАТЬ, РАБОТАЮТ ЛЮДИ.
Проверяем отсутствие напряжения. Предварительно заземлив выводы испытуемого объекта, устанавливаем измерительные щупы, как показано на схеме подключения мегаомметра, а также снимаем заземление. Данная процедура проводится при каждом новом замере, поскольку близлежащие элементы могут накапливать заряд, вносить погрешность в показания и представлять опасность для жизни. Установка и снятие щупов производится за изолированные ручки в резиновых перчатках

Обращаем ваше внимание на то, что изолирующий слой кабеля перед проверкой сопротивления нужно очистить от пыли и грязи.
Проверяем изоляцию вводного кабеля между фазами А-В, В-С, С-А, А-PEN, B-PEN, C-PEN. Результаты заносим в протокол измерений.
Отключаем все автоматы, УЗО, отключаем лампы и светильники освещения, отсоединяем нулевые провода от нулевой клеммы.
Производим замер каждой линии между фазой и N, фазой и PE, N и PE. Результаты вносим в протокол измерений.
В случае обнаружения дефекта разбираем измеряемую часть на составные элементы, ищем неисправность и устраняем.

Результаты вносим в протокол измерений.
В случае обнаружения дефекта разбираем измеряемую часть на составные элементы, ищем неисправность и устраняем.

По окончании испытания переносным заземлением снимаем остаточный заряд с объекта, путем кратковременного замыкания, и самого измерительного прибора, разряжая щупы между собой. Вот по такой инструкции необходимо пользоваться мегаомметром при замерах сопротивления изоляции кабельных и других линий. Чтобы вам было более понятна информация, ниже мы предоставили видео, в которых наглядно демонстрируется порядок измерений при работе с определенными моделями приборов.

Устройство и принцип работы мегаомметра

Старение изоляции электропроводки, как и любой электрической цепи, невозможно определить мультиметром. Собственно, даже при номинальном напряжении 0,4 кВ на силовом кабеле, ток утечки через микротрещины в изоляционном слое будет не настолько большой, чтобы его можно было зафиксировать штатными средствами. Не говоря уже про измерения сопротивления неповрежденной изоляции жил кабеля.

В таких случаях применяют специальные приборы – мегаомметры, измеряющие сопротивления изоляции между обмотками двигателя, жилами кабеля, и т.д. Принцип работы заключается в том, что на объект подается определенный уровень напряжения и измеряется номинальный ток. На основании этих двух величин производится расчет сопротивления согласно закону Ома ( I = U/R и R=U/I ).

Характерно, что в мегаомметрах для тестирования используется постоянный ток. Это связано с емкостным сопротивлением измеряемых объектов, которое будет пропускать переменный ток и тем самым вносить неточности в измерения.

Конструктивно модели мегаомметров принято разделять на два вида:

• Аналоговые (электромеханические) – мегаомметры старого образца. Аналоговый мегаомметр
• Цифровые (электронные) – современные измерительные устройства. Электронный мегаомметр

Рассмотрим их особенности.

Электромеханический мегаомметр

Рассмотрим упрощенную электрическую схему мегаомметра и его основные элементы

Упрощенная схема электромеханического мегаомметра

Обозначения:

1. Ручной генератор постоянного тока, в качестве такового используется динамо-машина. Как правило, для получения заданного напряжения скорость вращения рукояти ручного генератора должна бить около двух оборотов в течение секунды.
2. Аналоговый амперметр.
3. Шкала амперметра, отградуированная под показания сопротивления, измеряемого в килоомах (кОм) и мегаомах (МОм). В основу калибровки положен закон Ома.
4. Сопротивления.
5. Переключатель измерений кОм/Мом.
6. Зажимы (выходные клеммы) для подключения измерительных проводов. Где «З» – земля, «Л» – линия, «Э» – экран. Последний используется, когда необходимо проверить сопротивление относительно экрана кабеля.

Основное преимущество такой конструкции заключается в его автономности, благодаря использованию динамо-машины прибор не нуждается во внутреннем или внешнем источнике питания. К сожалению, у такого конструктивного исполнения имеется много слабых мест, а именно:

Чтобы отобразить точные данные для аналоговых приборов важно минимизировать фактор механического воздействия, то есть мегаомметр должен оставаться неподвижным. А этого трудно добиться, вращая ручку генератора.
На отображаемые данные влияет равномерность вращения динамо-машины.
Часто в процессе измерения приходится задействовать усилия двух человек. Причем один из них выполняет сугубо физическую работу, – вращает ручку генератора.
Основной недостаток аналоговой шкалы – ее нелинейность, что также негативно отражается на погрешности измерений.

Причем один из них выполняет сугубо физическую работу, – вращает ручку генератора.
Основной недостаток аналоговой шкалы – ее нелинейность, что также негативно отражается на погрешности измерений.

Заметим, что в более поздних аналоговых мегаомметрах производители отказались от использования динамо-машины, заменив ее возможностью работы от встроенного или внешнего источника питания. Это позволило избавиться от характерных недостатков, помимо этого у таких устройств существенно увеличились функциональные возможности, в частности, расширился диапазон калибровки напряжения.

Современная аналоговая модель мегаомметра Ф4102

Что касается принципа работы, то он в аналоговых моделях остался неизменным и заключается в особой градации шкалы.

Электронный мегаомметр

Основное отличие цифровых мегаомметров заключается в применении современной микропроцессорной базы, что позволяет существенно расширить функциональность приборов. Для получения измерений достаточно задать исходные параметры, после чего выбрать режим диагностики. Результат будет выведен на информационное табло. Поскольку микропроцессор производит расчеты исходя из оперативных данных, то класс точности таких устройств существенно выше, чем у аналоговых мегаомметрах.

Отдельно следует упомянуть о компактности цифровых мегомметров и их многофункциональности, например, проверка устройств защитного отключения, замеры сопротивления заземления, петель фаза/ноль и т.д. Благодаря этому при помощи одного устройства можно провести комплексные испытания и все необходимые измерения.

Электродвигатели переменного тока

1.8.15. Электродвигатели переменного тока до 1 кВ испытываются по п. 2, 4, 6, 10, 11. ¶

Электродвигатели переменного тока выше 1 кВ испытываются по п. 1-4,7,9-11. ¶

По п. 5, 6, 8 испытываются электродвигатели, поступающие на монтаж в разобранном виде. ¶

1. Определение возможности включения без сушки электродвигателей напряжением выше 1 кВ. Следует производить в соответствии с разд. 3 «Электрические машины» СНиП 3.05.06-85. «Электротехнические устройства» Госстроя России. ¶

2. Измерение сопротивления изоляции. Допустимые значения сопротивления изоляции электродвигателей напряжением выше 1 кВ должны соответствовать требованиям инструкции, указанной в п. 1. В остальных случаях сопротивление изоляции должно соответствовать нормам, приведенным в табл. 1.8.8. ¶

Таблица 1.8.8. Допустимое сопротивление изоляции электродвигателей переменного тока. ¶

Напряжение мегаомметра, кВ

Обмотка статора напряжением до 1 кВ

Не менее 0,5 МОм при температуре 10-30 °С

Обмотка ротора синхронного электродвигателя и электродвигателя с фазным ротором

Не менее 0,2 МОм при температуре 10-30 °С (допускается не ниже 2 кОм при +75 °С или 20 кОм при +20 °С для неявнополюсных роторов)

Подшипники синхронных электродвигателей напряжением выше 1 кВ

Не нормируется (измерение производится относительно фундаментной плиты при полностью собранных маслопроводах)

3. Испытание повышенным напряжением промышленной частоты. Производится на полностью собранном электродвигателе. ¶

Испытание обмотки статора производится для каждой фазы в отдельности относительно корпуса при двух других, соединенных с корпусом. У двигателей, не имеющих выводов каждой фазы в отдельности, допускается производить испытание всей обмотки относительно корпуса. ¶

Значения испытательных напряжений приведены в табл. 1.8.9. Продолжительность приложения нормированного испытательного напряжения 1 мин. ¶

4. Измерение сопротивления постоянному току: ¶

а) обмоток статора и ротора. Производится при мощности электродвигателей 300 кВт и более. ¶

Измеренные сопротивления обмоток различных фаз должны отличаться друг от друга или от заводских данных не более чем на 2%; ¶

б) реостатов и пускорегулировочных резисторов. Измеряется общее сопротивление и проверяется целость отпаек. Значение сопротивления должно отличаться от паспортных данных не более чем на 10%. ¶

5. Измерение зазоров между сталью ротора и статора. Размеры воздушных зазоров в диаметрально противоположных точках или точках, сдвинутых относительно оси ротора на 90°, должны отличаться не более чем на 10% среднего размера. ¶

Таблица 1.8.9. Испытательное напряжение промышленной частоты для электродвигателей переменного тока. ¶

Испытательное напряжение, кВ

Мощность до 1 МВт, номинальное напряжение выше 1 кВ

Мощность выше 1 МВт, номинальное напряжение до 3,3 кВ

Мощность выше 1 МВт, номинальное напряжение выше 3,3 до 6,6 кВ

Мощность выше 1 МВт, номинальное напряжение выше 6,6 кВ

Обмотка ротора синхронного электродвигателя

8U_ном системы возбуждения, но не менее 1,2

Обмотка ротора электродвигателя с фазным ротором

Реостат и пускорегулировочный резистор

Резистор гашения поля синхронного электродвигателя

6. Измерение зазоров в подшипниках скольжения. Размеры зазоров приведены в табл. 1.8.10. ¶

7. Измерение вибрации подшипников электродвигателя. Значения вибрации, измеренной на каждом подшипнике, должны быть не более значений, приведенных ниже: ¶

Синхронная частота вращения электродвигателя, Гц

Допустимая вибрация, мкм

8. Измерение разбега ротора в осевом направлении. Производится для электродвигателей, имеющих подшипники скольжения. Осевой разбег не должен превышать 2-4 мм. ¶

9. Испытание воздухоохладителя гидравлическим давлением. Производится избыточным гидравлическим давлением 0,2-0,25 МПа (2-2,5 кгс/см 2 ). Продолжительность испытания 10 мин. При этом не должно наблюдаться снижение давления или утечки жидкости, применяемой при испытании. ¶

10. Проверка работы электродвигателя на холостом ходу или с ненагруженным механизмом. Продолжительность проверки не менее 1 ч. ¶

11. Проверка работы электродвигателя под нагрузкой. Производится при нагрузке, обеспечиваемой технологическим оборудованием к моменту сдачи в эксплуатацию. При этом для электродвигателя с регулируемой частотой вращения определяются пределы регулирования. ¶

Таблица 1.8.10. Наибольший допустимый зазор в подшипниках скольжения электродвигателей. ¶

Измерительные средства

Для проведения испытаний электрического провода или кабеля на целостность изоляции используются специальные приборы, называемые мегомметрами (делают замер высокого сопротивления).

Они работают по принципу воздействия на измеряемую цепь высоковольтным напряжением, формируемым встроенной в устройство схемой.

Современные образцы этих приборов работают от аккумулятора с формирователем высокого напряжения.

Известные модели мегомметров различаются по величине испытательного напряжения, подаваемого на изоляцию проверяемой цепи. Согласно этому показателю они делятся на устройства с номинальными контрольными напряжениями из следующего ряда: 100, 500, 1000 и 2500 Вольт.

Сразу оговоримся, что померить сопротивление изоляционной оболочки с помощью обычного цифрового прибора не представляется возможным. Указанное ограничение объяснятся тем, что изоляция электропроводки обладает высоким сопротивлением и напряжение, выдаваемое прибором в соответствующем режиме, очень мало для оценки защитных свойств оболочки провода.

Мультиметром удаётся проверить лишь целостность оболочки силовых проводов, для чего сначала следует внимательно осмотреть их изоляцию, а затем зачистить места вывода контактных групп.

И только после этого можно будет подсоединять к ним щупы мультиметра, переведённого в режим замера «Ω» (на пределе десятки кОм). При исправной изоляции прибор будет показывать сопротивление в пределах 3,5-10 кОм.

Периодичность проверки сопротивления изоляции электрооборудования – важное условие безотказной работы электрооборудования

Периодичность проверки сопротивления изоляции – обязательное действие, важность которого трудно переоценить, необходимое предупреждение непредусмотренной остановки оборудования. ᚷᛗᛚᛝ Плановое проведение измерений – условие подтверждения надежной работы электрооборудования

Зачем лишний раз проверять изоляцию электрооборудования?

Ответ прост, с течением времени эксплуатации наблюдается износ оборудования, проявляющийся в старении изоляции.

Рис№1. Измерение сопротивления изоляции современным мультиметром-мегомметром Fluke, обеспечивающим высокую точность показаний

Периодическая проверка сопротивления изоляции: причины выполнения

Следствие износа изоляции – обязательные периодические измерения ее сопротивления. Приведем несколько примеров старения и износа изоляции:

1. На силовой кабель влияет механическое воздействие, например, почвенных и температурных изменений, отрицательно сказывающихся на состоянии изоляционной прочности. Осушение изоляции масляного кабеля, отсутствие эффекта «самоизлечения» кабеля в пластмассовой изоляции – главные причины износа.
2. Коммутационные действия и переходные процессы с большими нагрузками обладают свойством создавать и накапливать значительные заряды электроэнергии, они находят выход в слабом месте изоляции кабеля или электрооборудования.
3. Накапливание влажности обмоткой стоящего в резерве неработающего двигателя отрицательно влияет на величину коэффициента абсорбции.
4. Измерение сопротивления изоляции – обязательное действие перед проведением и после выполнения периодических испытаний высоковольтного оборудования.

Обязательность периодичного измерения изоляции

Предприятие обязательно должно иметь график ППР (планово-предупредительных ремонтов). Составляет документ руководитель предприятия или энергетик, который ответственен за безаварийную работу электрооборудования

Важно принимать во внимание правила ПТЭЭП, в которых обозначены определенные нормы выполнения измерений. В основном проверка изоляции производится 1 раз в течение 3 лет. Однако в большинстве случаев руководствуются целями сокращения и минимизации простоя оборудования без напряжения и нежелания лишний раз выключать электроустановки

Поэтому на практике измерения сопротивления изоляции электрооборудования  выполняют при всех видах ремонта

Однако в большинстве случаев руководствуются целями сокращения и минимизации простоя оборудования без напряжения и нежелания лишний раз выключать электроустановки. Поэтому на практике измерения сопротивления изоляции электрооборудования  выполняют при всех видах ремонта.

Важно учитывать исключения из общих правил, характерные для ряда учреждений и организаций

• Для некоторых организаций, таких как образовательные учреждения, замер сопротивления изоляции электрооборудования и заземления производится раз в год.
• Для организаций Министерства здравоохранения измерения сопротивления производятся раз в полгода. Особенно это требование касается помещений с вредной пожароопасной или взрывоопасной средой.
• Для предприятий общественного питания измерение изоляции выполняют раз в год.
• Для некоторых помещений с опасными условиями труда и высокой влажностью измерение сопротивления производят раз в полгода и обязательно выполняют проверку защитного заземления 1 раз в год. Это требование характерно для предприятий, специализирующихся на химической чистке и прачечных.
• Особенного внимания требуют электродвигатели подъемников и лифтов, в обязательном порядке рекомендуется проводить полный технический осмотр и измерение изоляции.

Рис. №2. Пример документа с нормами измерения сопротивления изоляции электрооборудования лифта

Подав заявку на измерение сопротивления изоляции электролаборатории компании «ЭнергоАудит» организация может быть уверена в точности и достоверности полученных сведений. По окончании измерений сотрудники компании готовят и передают заказчику отчет о проведенной работе. В отчете обязательно указываются рекомендации по устранению замечаний. Благодаря качественной работе специалистов электролаборатории «ЭнергоАудит» клиенты могут безопасно и с уверенностью эксплуатировать электрооборудование.

Дополнительные испытания

Испытания с оценкой внешней целостности корпуса трансформатора, анализа трансформаторного масла, вводов, тест встроенных трансформаторов тока силового преобразователя напряжения хоть и носят вспомогательный характер, но должны в обязательном порядке проводится при проведении приемосдаточных работ на объекте.

Кратко о каждом из них рассказывается ниже.

Трансформаторного масла

Масло в системе силового трансформатора напряжения играет роль охлаждающей, изоляционной жидкости в зависимости от типа сборки электроагрегата. К тому же со временем необходимые показатели этого жидкого вещества могут видоизменяться (масло может «стареть»), что негативно может повлиять на правильную работу всего преобразователя напряжения в целом. Поэтому при дополнительных испытаниях трансформаторное масло оценивают по нескольким параметрам:

• Степень возможного окисления масла;
• Критический нагрев до режима воспламенения жидкости;
• Допуски вещества по плотности.

Данные собираются на основе тестов с помощью специальных лабораторных измерителей, которые после испытаний сравнивают с паспортными значениями и в случае серьезных отклонений полученных параметров от заданных, принимают соответствующие меры.

Вводов

Следующим вспомогательным тестом является проверка и осмотр всех контактных вводов силового оборудования на обнаружения явных неисправностей, деформаций или иных дефективных изменений, которых не было на этапе прошлого тестирования.

Ведется обязательная очистка контактных вводов от пыли, грязи и других посторонних веществ, которые могут отрицательно повлиять на работоспособность оборудования.

Встроенных ТТ

Дополнительным обязательным испытанием подвергаются встроенные трансформаторы тока на силовом преобразователе напряжения согласно «ПЭУ» по пунктам. 7.1, 7.3.2, 7.4-7.6. В основу таких тестов входят несколько проверок оборудования:

• Измерение сопротивления изоляции встроенных ТТ – полученное значение сопротивления должно быть не менее 1 Мом;
• Тепловизионный контроль ТТ – тест и оценка проводится согласно нормам, указанным в приложении 3 «ПУЭ»;
• Контроль изоляции под рабочим напряжением.

Все полученные параметры, после проведения их сравнительного анализа с паспортными данным добавляются к основным результатам проверки оборудования занесением в рабочий журнал.

Включение толчком на номинальное напряжение

Перед тестированием трансформатора подобным опытом монтажные, очистные работы с силовым оборудованием должны быть полностью закончены. Первичный анализ и общие мероприятия методики тестов трансформатора должны нести минимум удовлетворительные значения и параметры для проведения включения толчком на номинал напряжения.

Суть вспомогательного испытания состоит в подключении к трансформатору дизель генератора и подача напряжения на него без нагрузки в 3-6 кратной величине толчком в присутствии рабочего персонала, который ведет оценку и анализ всех защит и механизмов силового преобразователя напряжения.

Если срабатывания защит трансформатора на отключение от сети не было, оборудование остается под напряжением на длительный период с дальнейшей его «прослушкой» и анализа работы.

По результатам тестирования полученные данные, выводы о работе силового электрооборудования заносятся в рабочий журнал испытаний.

Допустимые значения сопротивления изоляции

Величины сопротивления изоляции (Rx) кабелей различных типов должны быть выше допустимых значений. Допустимые значения определяются в ГОСТах, технических условиях, нормах и объемах испытания электрооборудования. Если брать нормы по испытанию сопротивления изоляции силовых кабельных линий, то тут всё просто:

• испытываются мегаомметром на 2500В на протяжении 1 минуты
• значение Rх должно быть больше 0,5 МОм для кабелей до 1кВ включительно
• для кабелей напряжением выше 1кВ значение сопротивления изоляции не нормируется, а факторами, определяющими пригодность является величина тока утечки при высоковольтных испытаниях и отсутствие пробоев