Jak wykonujemy pomiary rezystancji izolacji urządzeń elektrycznych

Dobry stan izolacji to, obok innych środków, również gwarancja ochrony podstawowej, czyli przed porażeniem prądem elektrycznym oraz zabezpieczenie przed powstaniem pożaru. Dokonywany podczas kontroli pomiar rezystancji izolacji informuje nas o aktualnym stanie ochrony podstawowej oraz ostrzega przed ewentualnym niebezpieczeństwem. Ewidencja wyników pozwala w dłuższym horyzoncie czasowym określać trend zmian, którego analiza pozwoli przewidzieć potencjalne awarie.

Podstawowe zasady wykonywania sprawdzeń rezystancji izolacji, przyrządy używane do pomiarów oraz błędy, których należy się wystrzegać przedstawiliśmy w numerze drugim „Pomiarów elektrycznych w praktyce”. https://pomiarywelektryce.pl/

Badanie prądnicy

Pomiar rezystancji izolacji uzwojeń stojana prądnicy zespołu prądotwórczego

Pomiar rezystancji izolacji uzwojeń stojana prądnicy wykonuje się jako pełny lub skrócony. Pomiar pełny wykonuje się podczas postoju prądnicy do remontu, zatrzymanej na czas dłuższy niż 7 dni. Pomiaru nie wymaga się, jeżeli od ostatniego pomiaru pełnego upłynął czas krótszy niż 1 rok. Pomiar wykonuje się po odłączeniu z zacisków szyn lub kabli i po rozłączeniu uzwojeń, dla każdej fazy (lub gałęzi równoległej) uzwojenia oddzielnie, przy pozostałych połączonych z korpusem i uziemionych. Przed pomiarem należy otworzyć wyłącznik lub odłącznik w przewodzie zerowym stojana oraz wyjąć wkładki bezpiecznikowe w obwodzie przekładników napięciowych przyłączonych do mierzonego obwodu.

W prądnicach chłodzonych wodą należy odłączyć od kolektorów destylatu wszystkie zewnętrzne rurociągi. Gumowe rurociągi, łączące kolektory destylatu z uzwojeniami, powinny być wysuszone zgodnie z instrukcją fabryczną.

Równocześnie z pomiarem rezystancji należy zanotować temperaturę uzwojeń, w jakiej pomiar wykonano.

Pomiar skrócony polega na pomiarze rezystancji izolacji względem korpusu wszystkich faz uzwojeń połączonych razem. Przy pomiarze skróconym można przyjąć, że temperatura pomiaru równa jest temperaturze wskazanej przez termometry kontrolne umieszczone na wylocie czynnika chłodzącego.

Pomiar rezystancji izolacji głównej stojana prądnicy o napięciu znamionowym wyższym od 1 kV wykonuje się megaomomierzem 2,5 kV, przy czym zaleca się stosowanie megaomomierza z napędem silnikowym.

Przed przystąpieniem do pomiaru należy uziemić badane uzwojenie na co najmniej 5 minut. Odczytów dokonuje się po 15, 30, 45 i 60 s od chwili przyłożenia napięcia do uzwojenia, oznaczając odczytane wartości w megaomach odpowiednio przez R₁₅, R₃₀, R₄₅ i R₆₀.

Przy wykonywaniu pomiaru rezystancji izolacji głównej uzwojeń stojana dla prądnic z wodnym chłodzeniem uzwojeń należy kolektory destylatu połączyć z zaciskiem „ekran” omomierza.

Przy wykonywaniu pomiaru rezystancji izolacji kolektora (dopływowego lub odpływowego) łączy się kolektor z zaciskiem „linia”, korpus prądnicy z zaciskiem „ziemia”, wszystkie zaś uziemione fazy uzwojeń stojana − z zaciskiem „ekran”. Pomiar wykonuje się po odłączeniu od kolektorów wszystkich połączeń zewnętrznych.
Po wykonaniu pomiaru badane uzwojenia należy rozładować.

Wynik pomiaru jest pozytywny, jeżeli rezystancja izolacji głównej stojana prądnicy nie jest mniejsza od obliczonej według wzoru:

gdzie: R – rezystancja izolacji w MΩ,
k – współczynnik zależny od temperatury izolacji uzwojenia zgodnie z poniższą tabelą,
U_n – znamionowe napięcie stojana w V,
S – moc znamionowa prądnicy w MVA.

Tabela 1. Współczynnik k wstawiany do wzoru

Negatywny wynik pomiaru może świadczyć o zawilgoceniu, zabrudzeniu lub uszkodzeniu izolacji uzwojeń stojana.

Pomiar rezystancji izolacji uzwojeń wzbudzenia prądnicy wzbudzonej

Pomiar rezystancji izolacji uzwojeń wzbudzenia prądnicy wzbudzonej wykonuje się przy obciążeniu wirnika prądem nie mniejszym niż 80% wartości znamionowej. Wraz z wynikiem pomiaru należy zanotować wartość prądu wzbudzenia i temperaturę czynnika chłodzącego na wlocie i wylocie.

Pomiar wykonuje się woltomierzem prądu stałego o rezystancji wewnętrznej R_w nie mniejszej niż 100 kΩ w ten sposób, że kolejno mierzy się następujące napięcia:
U₁ – między jednym pierścieniem ślizgowym wirnika a wałem,
U₂ – między drugim pierścieniem ślizgowym wirnika a wałem,
U – między dwoma pierścieniami ślizgowymi wirnika.
Wszystkie trzy napięcia powinny być zmierzone na tym samym zakresie pomiarowym woltomierza. Przewody do woltomierza powinny być zakończone szczotkami kontaktowymi. Izolacja tych przewodów powinna być nieuszkodzona, a uchwyty izolowane.

Rezystancję izolacji obwodu wzbudzenia oblicza się według wzoru:

gdzie: R − rezystancja izolacji w MΩ,
R_w – rezystancja wewnętrzna woltomierza w kΩ,
U₁, U₂, U – wartości pomierzonych napięć w V.

Pomiar rezystancji izolacji uzwojeń wzbudzenia prądnicy niewzbudzonej

Pomiar wykonuje się jako pełny lub skrócony. Pomiaru pełnego dokonuje się przy postoju prądnicy do remontu, zatrzymanej na czas dłuższy niż 7 dni.

Pomiar skrócony wykonuje się:
1. Bezpośrednio po zatrzymaniu (w stanie gorącym) prądnicy na przewidywany czas dłuższy niż 7 dni.
2. Bezpośrednio przed uruchomieniem prądnicy do pracy po przeglądzie lub remoncie.
3. Po uruchomieniu prądnicy po przeglądzie lub remoncie.
4. Przed uruchomieniem prądnicy, jeżeli znajdowała się w postoju dłużej niż 7 dni.

Pomiar rezystancji izolacji głównej obwodu wzbudzenia wykonuje się megaomomierzem o napięciu znamionowym 1 kV − dla uzwojeń o napięciu znamionowym 0,5 kV i wyższym i megaomomierzem o napięciu znamionowym 0,5 kV – dla uzwojeń pozostałych.

Odczytu dokonujemy po odczekaniu 1 minuty od przyłożenia napięcia. Po wykonaniu pomiaru badane uzwojenie należy rozładować.