Mesura de la resistència d'aïllament d'una instal·lació a tensió de funcionament

Si la xarxa (instal·lació) està sota tensió de funcionament, la seva resistència d'aïllament es pot determinar mitjançant un voltímetre (Fig. 1).

Per mesurar l'aïllament, determinem:

1) tensió de funcionament de la xarxa U;

2) tensió entre el cable A i la terra UA (lectura del voltímetre a la posició A de l'interruptor);

3) tensió entre el cable B i la terra UB (lectura del voltímetre a la posició de l'interruptor B).

Connectant el voltímetre al cable A i designant rv la resistència del voltímetre, rxA i rxB la resistència d'aïllament dels cables A i B a terra, podem escriure l'expressió del corrent que flueix a través de l'aïllament del cable B;

Figura 1. Esquema per mesurar la resistència d'aïllament d'una xarxa de dos fils amb un voltímetre.

En connectar un voltímetre al cable B, podem escriure una expressió per al corrent que circula per l'aïllament del cable A.

Resolvant conjuntament les dues equacions resultants per a rxA i rxB, trobem la resistència d'aïllament del conductor A a terra:

i la resistència d'aïllament del conductor B respecte a terra

Observant les lectures dels voltímetres quan s'encenen i substituint aquestes lectures en les fórmules anteriors, trobem els valors de la resistència d'aïllament de cadascun dels cables en relació a terra.

Si la resistència d'aïllament del cable A a terra és gran en comparació amb la resistència del voltímetre, quan l'interruptor estigui a la posició A, el voltímetre es connectarà en sèrie amb la resistència d'aïllament rxB, el valor de la qual en aquest cas pot ser determinat per la fórmula:

De la mateixa manera, si la resistència rxB és gran en comparació amb la resistència del voltímetre, a la posició B de l'interruptor, el voltímetre es connectarà en sèrie amb la resistència d'aïllament rxA, el valor de la qual és

De les darreres expressions es pot veure que les lectures del voltímetre connectat entre un cable i terra, a una tensió constant de la xarxa U, depenen només de la resistència d'aïllament del segon cable. Per tant, el voltímetre es pot graduar en ohms, i a partir de la seva lectura es pot estimar directament el valor de la resistència d'aïllament de la xarxa... Aquests voltímetres de grau ohm també s'anomenen ohmímetres.

Per controlar l'estat de l'aïllament, en comptes d'un voltímetre amb un interruptor, podeu utilitzar dos voltímetres, inclosos els segons l'esquema que es mostra a la fig. 2. En aquest cas, quan l'aïllament és normal, cadascun dels voltímetres mostrarà una tensió igual a la meitat de la tensió de la xarxa.

Arròs. 2.Esquema de seguiment de l'estat de l'aïllament d'una xarxa de dos fils.

Si la resistència d'aïllament d'un dels cables disminueix, la tensió del voltímetre connectat a aquest cable baixarà, i en el segon voltímetre augmentarà, ja que la resistència equivalent entre els terminals del primer voltímetre disminueix i la tensió a la xarxa. es distribueix en proporció a les resistències.

A les xarxes de corrent trifàsica, l'estat de l'aïllament també es controla mitjançant voltímetres connectats entre els conductors i la terra (Fig. 3).

Arròs. 3. Esquema de seguiment de l'estat de l'aïllament d'una xarxa trifàsica.

Si l'aïllament de tots els cables del circuit trifàsic és el mateix, llavors cadascun dels voltímetres indica la tensió de fase. Si la resistència d'aïllament d'un dels cables, per exemple el primer, comença a disminuir, també disminuirà la lectura del voltímetre connectat a aquest cable, ja que la diferència de potencial entre aquest cable i el terra disminuirà. Simultàniament, augmentaran les lectures dels altres dos voltímetres.

Si la resistència d'aïllament del primer cable cau a zero, llavors la diferència de potencial entre aquest cable i la terra també serà zero, i el primer voltímetre donarà una lectura zero. Al mateix temps, la diferència de potencial entre el segon cable i la terra, així com entre el tercer cable i la terra, augmentarà a una tensió de línia que s'anotarà amb el segon i el tercer voltímetre.

Per controlar l'estat d'aïllament en circuits de corrent trifàsic d'alta tensió amb un neutre sense connexió a terra, s'utilitzen tres voltímetres electrostàtics connectats directament entre els conductors i la terra (Fig.3), o tres transformadors de tensió connectats en estrella (Fig. 4), o transformadors de tensió de cinc nivells (Fig. 5).

Normalment, els transformadors de tensió de tres nivells no són adequats per controlar l'estat d'aïllament. De fet, quan una de les fases de la instal·lació estigui posada a terra, el bobinat primari d'aquesta fase del transformador de tensió quedarà en curtcircuit (Fig. 4), mentre que els altres dos bobinats estaran actius a la línia. Com a resultat, els fluxos magnètics en els nuclis d'aquestes dues fases augmentaran significativament i es tancaran a través del nucli de la fase en curtcircuit i a través de la caixa del transformador. Aquest flux magnètic induirà un corrent important al bobinatge curtcircuitat, que pot provocar un sobreescalfament i danys al transformador.

Figura 4 Esquema de seguiment de l'estat d'aïllament d'una xarxa d'alta tensió trifàsica

Fig. 5 Esquema de l'aparell i la inclusió d'un transformador de tensió de cinc pols

En un transformador de cinc barres, quan una de les fases d'instal·lació està en curtcircuit a terra, els fluxos magnètics de les altres dues fases del transformador es tancaran a través de les barres addicionals del transformador sense provocar un sobreescalfament del transformador.

Les barres addicionals solen tenir bobinatges als quals es connecten relés i dispositius de senyalització, que entren en acció quan una de les fases de la instal·lació està tancada a terra, ja que els fluxos magnètics que apareixen en aquest cas en barres addicionals indueixen e. etc. amb