Сопротивление изоляции является отношением приложенного к изоляции напряжения к току утечки. Обычно сопротивление изоляции складывается из поверхностного Rп и внутреннего (объемного) Rвн сопротивлений. Учитывая сказанное выше, сопротивление изоляции записывается выражением
сопротивление изоляции

Значение сопротивления изоляции зависит от состояния изоляции. Если изоляция сухая, измерением сопротивления выявить дефекты почти невозможно. Вероятность выявления дефектов изоляции в таких случаях повышается с увеличением напряжения, при котором проводят измерения. По результатам, полученным при измерении сопротивления изоляции, можно определять состояние сильно поврежденной, увлажненной или загрязненной изоляции.

В нашей стране сопротивление изоляции электрических машин в процессе эксплуатации, как правило, не нормируется. В зарубежной технической литературе приведено несколько формул для определения допустимого значения сопротивления изоляции статоров электрических машин переменного тока, но они пригодны только для изоляционных материалов, применяемых в зарубежном электромашиностроении.

Для электрических машин отечественного производства нижний предел допустимого значения сопротивления изоляции при контрольных испытаниях после изготовления машины рассчитывают по формуле
нижний предел допустимого значения сопротивления изоляции
где U — номинальное напряжение обмотки машины, В; Р — номинальная мощность машины, кВА (для машин постоянного тока кВт).

Следует иметь в виду, что рассчитанное по этой формуле значение сопротивления изоляции соответствует сопротивлению при рабочей температуре обмоток.

В технической литературе некоторые авторы приводят допустимые значения сопротивления изоляции электрических машин, основанные на опыте эксплуатации. Имеются данные о допустимых значениях сопротивления изоляции в технической документации некоторых ведомств. Так, в соответствии с указаниями системы планово-предупредительного ремонта и технического обслуживания электрооборудования, применяемого в сельском хозяйстве, сопротивление изоляции обмоток электрических машин до текущего ремонта и после него не должно быть меньше значений, приведенных в таблице ниже.

Допустимые значения сопротивления изоляции обмоток электрооборудования
Наименование оборудованияСопротивление относительно обмотками в х машин, иизоляции обмоток корпуса и между элодном состоянии менее, МОм
до ремонтапосле ремонта
Электродвигатели переменного тока асин­хронные с короткозамкнутыми и фазными роторами напряжением до 500 В0,30,5
Генераторы переменного тока синхронные напряжением до 500 В0,30,5
Трансформаторы сварочные0,21,0 (0,5) *

В условиях эксплуатации сопротивление изоляции обычно измеряют при разных температурах. Температура изоляции зависит от многих факторов (температуры окружающего воздуха, температуры обмоток машины, промежутка времени между отключением машины из электрической сети и измерениями и др.). Для сравнения результатов полученные при измерении данные сопротивления изоляции необходимо пересчитать, приведя их к одной температуре. Это связано с тем, что даже небольшое изменение температуры обмоток (например, на 4—5° С) приводит к изменению сопротивления изоляции в несколько раз.

Пересчет сопротивления изоляции к данной температуре проводится по формуле
Пересчет сопротивления изоляции
где Rθ — сопротивление изоляции при температуре измерения, МОм; α — температурный коэффициент сопротивления; θ — температура, к которой необходимо привести сопротивление изоляции, °С (К); θи — температура, при которой проводилось измерение сопротивления изоляции, °С (К).

Значение температурного коэффициента зависит от материалов, из которых изготовлена изоляция обмоток электрических машин. Для изоляции класса А (провод ПБД, лакоткань ЛХС, электрокартон ЭВ и пропитка лаком 447) температурный коэффициент примерно равен 0,025. Температурные коэффициенты сопротивления изоляции материалов, применяемых при изготовлении электрических машин, приведены в таблице ниже.

Температурные коэффициенты сопротивления изоляционных материалов
МатериалТемператур­ный коэффи­циент, град-1
Бумага, лакоткань0,66
Триацетатцеллюлозная пленка0,68
Микалента0,47
Стекломикалента на глифталевом лаке0,4
Стекломикалента на кремнийорганическом лаке0,41
Лаки 458, 447, ФЛ-980,092—0,096
Лак МЛ-920,121

Сопротивление изоляции обмоток статоров трехфазных электрических машин измеряют относительно станины статора и между фазами. Как было отмечено раньше, сопротивление изоляции электрических машин в условиях эксплуатации не нормируется. Однако для определения технического состояния изоляции обмоток сравнивают сопротивление изоляции каждой из трех фаз относительно корпуса и между фазами. Если сопротивление изоляции обмотки одной из фаз меньше сопротивления изоляции других фаз в 2—3 и более раз, в изоляции с низким сопротивлением может быть дефект.

В электродвигателях с фазным ротором обмотку ротора соединяют по схеме звезда, в связи с чем сопротивление изоляции обмотки измеряют только относительно вала.

Сопротивление изоляции обмоток и других частей электрических машин измеряют мегомметрами с автономным питанием или питанием от электрической сети. В настоящее время вместо мегомметров типа M4101, которые ранее широко применялись для измерения сопротивления изоляции электрических машин и электротехнических установок, промышленностью выпускаются мегомметры типа М4100 с автономным питанием. Кроме мегомметров типа М4100 выпускаются мегомметры с автономным питанием типа МС-05, которыми можно измерять сопротивление изоляции при напряжениях 500, 1000 и 2500 В. Эти мегомметры имеют пределы измерения 1—1000 МОм, 0,1 — 100 МОм, и 0,01—10 МОм при напряжении 2500 В и пределы 0,1—100 МОм при напряжении измерения 500 и 1000 В. С питанием от электрической сети выпускаются мегомметры типов М503М и Ф-2. Мегомметр М503 выпускается на напряжение 500 В с пределами измерения 0—1000 кОм и 0—5000 МОм. Мегомметр Ф-2 более совершенный по сравнению с мегомметром М503 и имеет четыре предела измерения 0,1—20, 10—200, 100—2000, 1000—20 000 МОм. Напряжение измерения сопротивления мегомметром Ф-2 составляет 2500 В.






Дополнительно по теме: