Измерение сопротивления изоляции

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

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

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 оборудования	Сопротивление относительно обмотками в х машин, и	изоляции обмоток корпуса и между элодном состоянии менее, МОм
	до ремонта	после ремонта
Электродвигатели переменного тока асин­хронные с короткозамкнутыми и фазными роторами напряжением до 500 В	0,3	0,5
Генераторы переменного тока синхронные напряжением до 500 В	0,3	0,5
Трансформаторы сварочные	0,2	1,0 (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

где R_θ — сопротивление изоляции при температуре измерения, МОм; α — температурный коэффициент сопротивления; θ — температура, к которой необходимо привести сопротивление изоляции, °С (К); θ_и — 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

Материал	Температур­ный коэффи­циент, град-1
Бумага, лакоткань	0,66
Триацетатцеллюлозная пленка	0,68
Микалента	0,47
Стекломикалента на глифталевом лаке	0,4
Стекломикалента на кремнийорганическом лаке	0,41
Лаки 458, 447, ФЛ-98	0,092—0,096
Лак МЛ-92	0,121

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.