Bel-cable.ru

Блог инженера Электрика
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Нормы изоляции и измерения сопротивления кабелей

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.

Суть измерений

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:

Используемые приборы

  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.
Читайте так же:
Бесшумные выключатели света legrand

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.

Требования безопасности

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:

Методика испытания

  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.

Кабельные линии

1. Удельный емкостной ток замыкания на землю для кабельной линии определяется по формуле 7 [Л1, с.6]:

1. Удельный емкостной ток замыкания на землю для кабельной линии определяется по формуле 7

  • Uф = Uл/√3 — фазное напряжение сети, В;
  • ω = 2Пf = 314 – угловая частота напряжения, (рад/с);
  • Сф — емкость одной фазы сети относительно земли (мкФ/км);
Читайте так же:
Выключатель света багажника ниссан

1.1 Емкостной ток кабельной линии определяется по формуле 6.4 [Л3, с.215]:

1.1 Емкостной ток кабельной линии определяется по формуле

  • L – длина кабельной линии, км;
  • m – число проводов (кабелей) в фазе линии.

Определить емкостной ток кабельной линии длиной 500 м, выполненный кабелем АПвЭВнг сечением 3х120 мм2 при напряжении сети 10 кВ.

1. Определяем удельный емкостной ток замыкания на землю для кабеля АПвЭВнг сечением 3х120 мм2:

1. Определяем удельный емкостной ток замыкания на землю для кабеля АПвЭВнг сечением 3х120 мм2

где: Сф = 0,323 мкФ/км — емкость одной фазы сети относительно земли, принимается из технических характеристик кабеля, которые предоставляет Завод-изготовитель, в данном случае значение Сф, принято из приложения 7 таблица 40 «Инструкция и рекомендации по прокладке, монтажу и эксплуатации кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6,10,15,20 и 35 кВ ОАО «Электрокабель» Кольчугинский завод».

Как мы видим результат расчета совпадает со значением таблицы 40.

Таблица 40 - Емкостные характеристики кабелей

Если же вы не смогли найти значение Сф, для определения значения удельного емкостного тока можно воспользоваться таблицей из [Л2, с.141].

Удельные значения емкостных токов в кабельных сетях

2. Определяем емкостной ток кабельной линии, учитывая длину линии:

2. Определяем емкостной ток кабельной линии, учитывая длину линии

Как пользоваться калькулятором подсчета тока утечки

Для того, чтобы подсчитать какой должна быть допустимая утечка, необходимо:

  1. Отметить галочками, какие у вас имеются стандартные потребители. Заметьте, что тюнинг мультимедийной и аудио систем, так же как и систем автономного управления двигателя не учитывается, поскольку не существует единого значения потребления тока.
  2. Указать емкость установленной батареи.
  3. Выбрать относительный возраст АКБ (от него будет зависеть саморазряд, поскольку кроме спровоцированного и эксплуатационного разряда существует еще электролитный и естественный).
  4. По нажатию кнопки «Рассчитать» – в поле «Допустимый ток утечки» вы получите результат допускаемого тока покоя.

Нормальный ток утечки

После выключения зажигания потребление тока должно либо прекратиться совсем, либо быть минимальным, и его значение можно вообще не брать во внимание. Современные автомобили бизнес-класса легко могут простоять с осени до весны, и запустится с пол оборота. Чего не скажешь о других бюджетных иномарках. Они наоборот — страдают от излишнего тока покоя. Он способен разрядить аккумулятор не то что за месяц, а буквально за неделю (иногда даже за сутки).

КАБЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ 6–10 КВ С БУМАЖНО-ПРОПИТАННОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ
Практические аспекты оценки состояния

Для обеспечения достаточной надежности работы КЛ среднего напряжения с БПИ и большим сроком службы, эксплуатирующим организациям необходимо решить следующие задачи:

  • Оценить значение группового (паркового) ресурса силовых кабелей, работающих в примерно одинаковых условиях (стратегическая задача);
  • Оценить фактический (индивидуальный) ресурс каждой кабельной линии (тактическая задача);
  • Разработать систему диагностирования силовых КЛ, позволяющую получить информацию о фактическом состоянии силовых кабелей, необходимую для решения этих задач.

ТРАДИЦИОННЫЕ МЕТОДЫ

Решение этих задач не может быть получено только на основании имеющегося опыта эксплуатации и системы диагностирования силовых кабелей, закрепленной в действующей нормативной документации (РД 34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытаний электрооборудования») по следующим причинам:

  • Существующая система диагностирования силовых кабелей с БПИ, разработанная более 50 лет назад, базируется на опыте эксплуатации в пределах расчетного срока службы и не учитывает всех особенностей диагностирования КЛ с большим сроком службы.
    Основной метод диагностирования изоляции КЛ, предусмотренный РД 34.45-51.300-97 (испытание повышенным напряжением постоянного тока, многократно превышающим номинальное напряжение кабеля), дает информацию только о том, что изоляция выдержала приложенное напряжение, но ни о каких прогнозах остаточного ресурса изоляции кабелей в данном случае речи не идет.
  • Такой метод диагностирования изоляции КЛ с БПИ, практически безвредный для кабелей в пределах расчетного срока службы, у кабелей с большим сроком службы может привести к зарождению очагов повреждений с последующими пробоями уже под рабочим напряжением в период между плановыми испытаниями.
Читайте так же:
Допустимая нагрузка кабеля по току таблица

Можно констатировать, что существующая система диагностирования силовых кабелей с БПИ не только не способствует продлению срока их службы, но может инициировать его существенное сокращение.

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ

В настоящее время в отечественной и зарубежной практике используется широкий набор различных методов оценки силовых КЛ, позволяющих существенно расширить объем информации об их состоянии. Перечень традиционных и основных современных методов контроля силовых КЛ приведен в табл. 1.

Таблица 1. Традиционные и современные методы оценки состояния силовых кабельных линий

Традиционные методы контроляСовременные методы контроля
Визуальный осмотр (неразрушающий контроль)Визуальный осмотр (неразрушающий контроль)
Измерение сопротивления изоляции (неразрушающий контроль)Измерение сопротивления изоляции (неразрушающий контроль)
Испытание повышенным выпрямленным напряжением (разрушающий контроль)Измерение частичных разрядов методом OWTS (неразрушающий контроль)
Импульсная рефлектометрия (неразрушающий контроль)
Метод диэлектрической абсорбции (неразрушающий контроль)
Тепловизионный контроль кабелей, концевых и соединительных муфт, контактных соединений (неразрушающий контроль)
Ультрафиолетовый контроль концевых муфт (неразрушающий контроль)
Испытание повышенным напряжением сверхнизкой частоты (щадящий разрушающий контроль)

Как видно из таблицы, большинство известных современных методов (измерение частичных разрядов, импульсная рефлектометрия, тепловизионный и ультрафиолетовый контроль) ориентированы на выявление локальных дефектов, устранение которых позволяет эксплуатировать кабели дальше, если общее старение изоляции ещё не достигло предельного уровня.

Степень старения изоляции можно оценить методом диэлектрической абсорбции [1], разработанным в филиале Национального исследовательского университета «МЭИ» в г. Смоленске.

По этой методике реакция диэлектрической системы на внешнее энергетическое воздействие оценивается с помощью изучения характера и вида спектров токов поляризации. Экспериментально измеренный спектр поляризационного тока сопоставляется с некоторым семейством реперных кривых, каждая из которых получена опытным путем и отражает определенное состояние изоляционного промежутка и значение его ресурса. Степень близости анализируемой зависимости к реперным кривым позволяет сформировать представление о состоянии изоляции контролируемого кабеля и значении остаточного ресурса.

Бесспорным преимуществом большинства современных методов контроля КЛ является ориентация на неразрушающие методы, что позволяет не только получить полную информацию о состоянии изоляции КЛ, не повреждая ее, но и рационально, технически и экономически обоснованно планировать сроки проведения ремонтов или замены кабелей, выработавших отведенный ресурс. Алгоритм принятия таких решений показан на рис. 1.

Рис. 1. Алгоритм принятия решений

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРАКТИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ

В табл. 2 в обобщенной форме приведены результаты оценки состояния трех силовых кабельных линий напряжением 6 кВ (всего 19 кабелей), находящихся в эксплуатации более 52 лет.

Читайте так же:
Как установить внешний выключатель света

Таблица 2. Сравнение результатов традиционной и современной системы диагностирования силовых кабелей

Пробой кабеля № 1

Выход из строя соединительной муфты на кабеле № 5 (с возгоранием)

Как и следовало ожидать, на основании только традиционных испытаний нельзя сделать обоснованный прогноз дальнейшей работоспособности кабелей.

Результаты контроля современными методами позволяют разбить кабели на несколько групп с различным прогнозом работоспособности:

  • Зеленым цветом в таблице обозначены кабели, у которых указанным методом не обнаружены дефекты, ограничивающие работоспособность кабелей;
  • Желтый цвет означает наличие тех или иных дефектов, которые не препятствуют дальнейшей эксплуатации, но могут развиться до опасного уровня в ближайшие 3–4 года;
  • Красный цвет означает, что возможен отказ кабеля в течение 1 года или ранее.

Например, по результатам контроля методом диэлектрической абсорбции можно констатировать, что состояние бумажно-пропитанной изоляции большинства кабелей, несмотря на заметное старение, еще не достигло предельного уровня и остаточный срок их службы оценивается значением порядка 15–20 лет. Лишь у двух кабелей бумажно-пропитанная изоляция имеет признаки более значительного старения, но и ее остаточный срок службы оценивается сроком не менее 5–10 лет.

Наибольшее количество дефектов, как и следовало ожидать, обнаружено при контроле частичных разрядов методом OWTS. Эти дефекты, как правило, носят достаточно опасный характер и требуют оперативного устранения. Однако они сосредоточены в отдельных местах (муфты, небольшие участки) и после их устранения ресурс работоспособности кабелей в целом не ограничен.

При тепловизионном контроле также обнаружены локальные дефекты (муфты, вертикальные участки с осушенной изоляцией), которые не ограничивают ресурс работоспособности кабелей в целом.

Ультрафиолетовым контролем в данном случае опасные дефекты не выявлены, так как концевые муфты кабелей находятся в работоспособном состоянии.

ВЫВОД

На основе комплекса современных методов контроля может быть разработана рациональная система диагностирования силовых кабельных линий с бумажно-пропитанной изоляцией, позволяющая наряду с выявлением опасных дефектов управлять ресурсом кабелей.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Чернышев В.А., Зенова Е.В., Григорян В.Р. Определение состояния и остаточного ресурса силового электротехнического оборудования // Электричество. 2011. № 1.

© ЗАО «Новости Электротехники»
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна

6. Подготовка к выполнению измерений

Для выполнения измерений используются мегаомметры ЭСО202/1-Г или ЭСО202/2-Г в зависимости от требований к испытательному напряжению.

6.1. Перед началом измерений необходимо изучить электроустановку здания и убедиться в отсутствии напряжения на испытываемом объекте, принять меры препятствующие допуску на испытуемый объект лиц, не участвующих в испытаниях, при необходимости выставить наблюдающего. Произвести отключение электроприборов, снять предохранители, отключить аппараты (автоматические выключатели, переключатели), отсоединить электронные схемы и электронные приборы, электрические части электроустановки с пониженной изоляцией или пониженным испытательным напряжением.

6.2. Установить на мегаомметре переключатель измерительных напряжений в нужное положение (в соответствии с требованиями к испытательному напряжению), а переключатель диапазонов в положение I.

Читайте так же:
Интрепид 2004 автоматический режим выключателя головного света

Схема проверки изоляции мегаомметром

Сопротивление изоляции

Измерение изоляции кабеля:

Измерение изоляции кабеля

6.3. Проверить исправность мегаомметра. При вращении ручки генератора должен светиться индикатор «ВН».

«Протоптанные» пути вычислений

Все существующие расчетные способы опираются на выведенный Омом закон, согласно которому сила тока, помноженная на напряжение, равняется мощности. Бытовое напряжение – величина постоянная, равная в однофазной сети стандартным 220 В. Значит, в легендарной формуле остаются лишь две переменные: это ток с мощностью. «Плясать» в расчетах можно и нужно от одной из них. Через расчетные значения тока и предполагаемой нагрузки в таблицах ПУЭ найдем требующийся размер сечения.

Обратите внимание, что сечение кабеля рассчитывают для силовых линий, т.е. для проводов к розеткам. Линии освещения априори прокладывают кабелем с традиционной величиной площади сечения 1,5 мм².

Формулы для расчетов сечения провода

Если в обустраиваемом помещении нет мощного диско-прожектора или люстры, требующей питания в 3,3кВт и больше, то увеличивать площадь сечения жилы осветительного кабеля не имеет смысла. А вот розеточный вопрос – дело сугубо индивидуальное, т.к. подключать к одной линии могут такие неравнозначные тандемы, как фен с водонагревателем или электрочайник с микроволновкой.

Тем, кто планирует нагрузить силовую линию электрической варочной поверхностью, бойлером, стиральной машиной и подобной «прожорливой» техникой, желательно распределить всю нагрузку на несколько розеточных групп.

Правила устройства проводки и расчет сечения провода

Если технической возможности разбить нагрузку на группы нет, бывалые электрики рекомендуют без затей прокладывать кабель с медной жилой сечением 4-6 мм². Почему с медной токоведущей сердцевиной? Потому что строгим кодексом ПУЭ прокладка кабеля с алюминиевой «начинкой» в жилье и в активно используемых бытовых помещениях запрещена. Сопротивление у электротехнической меди гораздо меньше, тока она пропускает больше и не греется при этом, как алюминий. Алюминиевые провода используются при устройстве наружных воздушных сетей, кое-где они еще остались в старых домах.

Обратите внимание! Площадь сечения и диаметр жилы кабеля – вещи разные. Первая обозначается в квадратных мм, второй просто в мм. Главное не перепутать!

Для поиска табличных значений мощности и допустимой силы тока можно пользоваться обоими показателями. Если в таблице указан размер площади сечения в мм², а нам известен только диаметр в мм, площадь нужно найти по следующей формуле:

Формулы для расчета сечения провода

Что делать после обнаружения места утечки

  • Поскольку пользоваться электроприбором, у которого есть ток утечки, небезопасно, неисправность устраняется. Проводка с поврежденной изоляцией подлежит замене, простое оборачивание изолентой — временная мера.
  • Если причиной нарушения изоляции послужил элемент крепления (пережатый хомут из металла), способ монтажа надо изменить.
  • При обнаружении подтекания в контактных группах, достаточно устранить причину повышенной влажности.
  • Если причиной нарушения целостности изоляции стала вибрация (например, провод холодильника или стиральной машинки), необходимо переставить электроприбор.

После устранения проблем и причин нарушения изоляции, необходимо произвести повторное измерение тока утечки сразу после проведения работ. Затем, на проблемных электроприборах измерение производится регулярно, хотя бы один раз в месяц.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector