Meting van de isolatieweerstand van een installatie bij bedrijfsspanning

Als het netwerk (installatie) onder bedrijfsspanning staat, kan de isolatieweerstand worden bepaald met behulp van een voltmeter (fig. 1).

Om isolatie te meten, bepalen we:

1) netspanning U;

2) spanning tussen draad A en aarde UA (voltmeterstand in positie A van de schakelaar);

3) spanning tussen draad B en aarde UB (voltmeterstand in positie van schakelaar B).

Door de voltmeter aan te sluiten op draad A en rv de weerstand van de voltmeter, rxA en rxB de isolatieweerstand van draden A en B naar aarde aan te duiden, kunnen we de uitdrukking schrijven voor de stroom die door de isolatie van draad B vloeit;

Figuur 1. Schema voor het meten van de isolatieweerstand van een tweedraads netwerk met een voltmeter.

Door een voltmeter op draad B aan te sluiten, kunnen we een uitdrukking schrijven voor de stroom die door de isolatie van draad A vloeit.

Door de twee resulterende vergelijkingen voor rxA en rxB samen op te lossen, vinden we de isolatieweerstand van geleider A naar aarde:

en de isolatieweerstand van geleider B ten opzichte van aarde

Als we de waarden van de voltmeters noteren wanneer ze zijn ingeschakeld en deze waarden in de bovenstaande formules vervangen, vinden we de waarden van de isolatieweerstand van elk van de draden ten opzichte van aarde.

Als de isolatieweerstand van draad A naar aarde groot is in vergelijking met de weerstand van de voltmeter, dan zal, wanneer de schakelaar in stand A staat, de voltmeter in serie worden geschakeld met de isolatieweerstand rxB, waarvan de waarde in dit geval kan zijn bepaald door de formule:

Evenzo, als de weerstand rxB groot is in vergelijking met de weerstand van de voltmeter, dan zal in positie B van de schakelaar de voltmeter in serie worden geschakeld met de isolatieweerstand rxA, waarvan de waarde is

Uit de laatste uitdrukkingen blijkt dat de aflezingen van de voltmeter die is aangesloten tussen één draad en aarde, bij een constante spanning van het netwerk U, alleen afhangen van de isolatieweerstand van de tweede draad. Daarom kan de voltmeter worden gegradueerd in ohm, en aan de hand van de aflezing kunt u direct de waarde van de isolatieweerstand van het netwerk schatten ... Deze voltmeters met ohm-gradaties worden ook wel ohmmeters genoemd.

Om de staat van de isolatie te controleren, kunt u in plaats van één voltmeter met een schakelaar twee voltmeters gebruiken, inclusief deze volgens het schema in afb. 2. In dit geval, wanneer de isolatie normaal is, zal elk van de voltmeters een spanning aangeven die gelijk is aan de helft van de netspanning.

Rijst. 2.Schema voor het bewaken van de staat van de isolatie van een tweedraads netwerk.

Als de isolatieweerstand van een van de draden afneemt, zal de spanning op de voltmeter die op deze draad is aangesloten dalen en op de tweede voltmeter zal deze toenemen, aangezien de equivalente weerstand tussen de klemmen van de eerste voltmeter afneemt en de spanning in het netwerk wordt verdeeld in verhouding tot de weerstanden.

In driefasige stroomnetwerken wordt de toestand van de isolatie ook bewaakt met behulp van voltmeters die zijn aangesloten tussen de geleiders en de aarde (Fig. 3).

Rijst. 3. Schema voor het bewaken van de staat van de isolatie van een driefasig netwerk.

Als de isolatie van alle draden van het driefasige circuit hetzelfde is, geeft elk van de voltmeters de fasespanning aan. Als de isolatieweerstand van een van de draden, bijvoorbeeld de eerste, begint af te nemen, zal de aflezing van de voltmeter die op deze draad is aangesloten ook afnemen, aangezien het potentiaalverschil tussen deze draad en de aarde zal afnemen. Tegelijkertijd zullen de waarden van de andere twee voltmeters toenemen.

Als de isolatieweerstand van de eerste draad tot nul daalt, is het potentiaalverschil tussen deze draad en de aarde ook nul en geeft de eerste voltmeter een nulmeting. Tegelijkertijd is het potentiaalverschil tussen de tweede draad en de aarde, evenals tussen de derde draad en de aarde, zal toenemen tot een lijnspanning die wordt genoteerd door de tweede en derde voltmeter.

Om de staat van isolatie in driefasige hoogspanningsstroomcircuits met een niet-geaarde nulleider te bewaken, worden ofwel drie elektrostatische voltmeters gebruikt die rechtstreeks tussen de geleiders en de aarde zijn aangesloten (afb.3), of drie in ster geschakelde spanningstransformatoren (fig. 4), of spanningstransformatoren met vijf niveaus (fig. 5).

Normaal gesproken zijn spanningstransformatoren met drie niveaus niet geschikt voor het bewaken van de isolatietoestand. Wanneer een van de fasen van de installatie geaard is, zal de primaire wikkeling van die fase van de spanningstransformator worden kortgesloten (fig. 4), terwijl de andere twee wikkelingen onder spanning staan. Als gevolg hiervan zullen de magnetische fluxen in de kernen van deze twee fasen aanzienlijk toenemen en worden gesloten door de kern van de kortgesloten fase en door de transformatorbehuizing. Deze magnetische flux veroorzaakt een aanzienlijke stroom in de kortgesloten wikkeling, wat kan leiden tot oververhitting en schade aan de transformator.

Figuur 4 Schema voor het bewaken van de isolatietoestand van een driefasig hoogspanningsnet

Afb. 5 Schema van het apparaat en de opname van een vijfpolige spanningstransformator

In een 5-bar transformator, wanneer een van de installatiefasen wordt kortgesloten naar aarde, worden de magnetische fluxen van de andere twee transformatorfasen gesloten door de extra transformatorstaven zonder dat de transformator oververhit raakt.

Extra staven hebben meestal wikkelingen waarop relais en signaalgevers zijn aangesloten, die in werking treden wanneer een van de installatiefasen naar aarde is gesloten, aangezien de magnetische fluxen die in dit geval in extra staven verschijnen, e induceren. enz. met