Izoliacijos varžos matavimai: kabelių parinkimas ir saugos užtikrinimas

Teisingas galios kabelio parinkimas priklauso nuo srovės apkrovos, kabelio ilgio, aplinkos sąlygų ir naudojamos medžiagos. Viena dažniausių klaidų yra neteisingai parinktas kabelio skerspjūvis pagal apkrovą. Jei skerspjūvis per mažas, kabelis gali perkaisti ir sukelti gaisro pavojų. Šiame straipsnyje aptarsime, kaip teisingai parinkti kabelius ir atlikti izoliacijos varžos matavimus, siekiant užtikrinti elektros įrenginių saugumą.

Kabelių parinkimo svarba

Pagrindinis veiksnys renkantis kabelį yra jo skerspjūvis, kuris turi atitikti numatomą srovės apkrovą. Kabelio ilgis turi didelę įtaką galios tiekimui. Rekomenduojama laikytis taisyklės, kad įtampos kritimas neturėtų viršyti 3-5 % nominalios įtampos.

Varis yra dažniausiai naudojama medžiaga dėl savo puikių laidumo savybių, tačiau jis yra brangesnis. Tiek varinis, tiek aliuminis jėgos kabelis tinka elektros energijos tiekimui. Beveik visi elektros tinklai pakloti žemėje yra aliuminiais jėgos kabeliais. Šie kabeliai su vario gyslomis yra puikus pasirinkimas dėl savo efektyvumo, ilgaamžiškumo ir patikimumo, užtikrinant patikimą elektros energijos tiekimą įvairiose srityse. Daugeliui iškyla klausimas kokį įvadinį kabelį naudoti nuosavam namui ? Varinį ar aliuminį ?

Kabelio izoliacija turi atitikti naudojimo sąlygas. Jei kabelis bus klojamas lauke ar drėgnose vietose, reikia rinktis kabelį su apsauga nuo UV spindulių ir drėgmės (pvz., CYKY-J). Jei kabelis bus naudojamas lauke, reikia atsižvelgti į UV spindulių poveikį, drėgmę ir temperatūrų svyravimus. Reikalinga apsaugoti kabelį nuo mechaninių pažeidimų, ypač ten, kur jis tiesiamas per sienas ar grindis.

Įvedant elektros laidus reikalingos instaliacinės paskirstymo dėžutės, kuriose yra sujungiami laidai bei paskirstoma elektros energija į kitus elektros reikalaujančius įrenginius. Paskirstymo dėžutės gali būti dažomos ar užklijuojamos tapetais, kad būtų mažiau matomos. Nutrauktų kabelių remontui naudojami išardomi apsauginiai vamzdžiai, kurie užtikrina mechaninę kabelių apsaugą. Rekomenduojama įvadinį kabelį įverti į gofruotą vamzdį ir papildomai naudoti apsauginę juostą, kuri papildomai apsaugotų kabelį nuo mechaninių pažeidimų, virš apsauginės juostos 10-15 cm klojame įspėjamąją juostą "kabelis".

Dažniausios klaidos yra neteisingas kabelio skerspjūvio pasirinkimas, neatsižvelgiant į įtampos kritimą, aplinkos poveikį ir apsaugos priemonių nepaisymas. Kabelio tiesimas agresyvioje aplinkoje, pvz., vietose su mechaniniu poveikiu ar cheminėmis medžiagomis, be tinkamos apsaugos gali sukelti kabelio gedimą. Kai kurie žmonės renkasi pigesnius kabelius, kurie gali būti nepakankamai kokybiški ar netinkami konkrečioms sąlygoms.

Izoliacijos varžos matavimai

Izoliacijos varža matuojama megommetru, kurio rodmenys priklauso nuo jo vardinės įtampos ir įtampos poveikio laiko. Tai specializuotas kilnojamas ommetras, skirtas didelėms varžoms matuoti. Iš megommetro į bandomą grandinę patenka aukšta įtampa, ir jei joje yra net mažas elektros nuotėkis, ši įtampa sukelia didelę srovę, tai leidžia šiuos prietaisus naudoti kaip izoliacijos testerius. Megommetrai turi atitikti LST EN 61557-2 standarto reikalavimus.

Izoliacijos varžos matavimai atliekami nuolatine įtampa, siekiant kuo labiau sumažinti bandomų objektų talpos poveikį matavimo rezultatams. Kai kuriems elektros įrenginiams, pvz., galios kondensatoriams, izoliacijos varža nenormuojama. Šiuo atveju izoliacija laikoma defektine, jeigu jos varža sumažėjo daugiau kaip 30% palyginti su ankstesniais matavimo rezultatais.

Šiame standarte nurodoma, kad izoliacijos patikros priemonės minimali srovė turi būti ne mažesnė kaip 1mA , o matavimo metu maksimalios srovės vertė negali viršyti 15 mA.

Megommetras sudarytas iš maitinimo šaltinio, matavimo elemento ir papildomo žinomos varžos rezistoriaus. Pirmieji izoliacijos varžos matavimo prietaisai buvo induktoriniai matuokliai, gaminami iki šių dienų įvairiomis naujesnėmis versijomis. Jų matavimo tikslumas nėra didelis, tačiau pakankamas izoliacijos būklę vertinti pagal varžą. Šiuolaikiniai megommetrai dažniausiai būna elektroniniai su vidiniu impulsiniu įtampos keitikliu. Jais matavimus galima atlikti greičiau ir tiksliau.

Prieš matavimus turi būti patikrintas matavimo prietaisas, jei tai numatyta prietaiso instrukcijoje. Pastaruoju metu Lietuvos rinkoje pasirodė aukštosios įtampos izoliacijos testeriai, kurių testavimo įtampos ribos (DC) yra 50 ... 10000 V, izoliacijos varžos matavimo ribos 10 kΩ ... 20,00 TΩ. Kyoritsu kompanija siūlo platų megommetrų ir aukštosios įtampos izoliacijos testerių pasirinkimą. Tai skaitmeniniai megommetrai Magaommetrai, KEW 3021-3023, rodikliniai KEW 3131A -3132A, KEW 3144A-3161A, KEW 3165/3166, KEW 3315/3316, KEW 3321A-3123, aukštosios įtampos izoliacijos testeriai KEW 3121-3125. Priklausomai nuo modelio, jų bandomoji įtampa būna 25, 100, 250, 500, 1000, 5000 ir 10000 V, jie lengvi, kompaktiški, gali būti valdomi viena ranka, patikimi ir nebrangūs, dažnai turi apsauginės grandinės vientisumo matavimo funkciją. Jais galima atlikti visą izoliacijos bandymo darbų kompleksą, numatytą galiojančiuose teisės aktuose ir standartuose.

Megommetras KEW 3125 - tai skaitmeninė matavimo priemonė, kuria galima matuoti izoliacijos varžą nuo 1MΩ iki 1TΩ esant 500, 1000, 5000 V bandomosioms įtampoms. Maitinamo šaltinis vidinis, 12 V nuolatinės įtampos, naudojama šarminė baterija С(LR14) х 8. Yra automatinė nenaudojamo prietaiso išjungimo funkcija, jei su įjungtu prietaisu nematuojama daugiau kaip 10 min. Be to, prietaise yra didelis skaitmeninis ekranas su brūkšnine indikacija ir apšvietimu, matavimo laiko indikatorius, kuris paleidžiamas, kai prasideda matavimo procesas.

Megommetras gali būti jungiamas ir pagal trijų gnybtų schemą. Izoliacijos varža matuojama (išėmus saugiklius arba išjungus automatinius jungiklius) tarp gretimų apsaugos aparatų (saugiklių arba automatinių jungiklių), tarp kiekvieno laido ir žemės bei tarp atskirų laidų. Pirmiausia matuojama viso prijungimo izoliacijos varža. Norint kuo tiksliau įvertinti instaliacijos izoliacijos varžos būklę, rekomenduojama atlikti visų grandinių, turinčių atskirą apsaugą, matavimus, taip pat matavimus tarp visų laidų. TN-S tinkle išjungtose tinklo atkarpose atliekami du arba devyni matavimai bei vienas arba šeši matavimai TN-C tinkle.

Matuojant apšvietimo grandines lempos turi būti išsuktos, o rozetės, jungtukai ir grupiniai skydeliai prijungti. Atjungti apšvietimo prietaisų šviesos šaltinius dažnai tampa gana rimta problema, ypatingai dienos šviesos ir panašių šviestuvų, turinčių elektronines grandines. Tokiu atveju izoliacijos varžos matavimą galima įvykdyti atjungus fazinį laidą L ir neutralę N maitinimo skydelyje ir matuojant tarp sujungtų laidų L ir N bei apsauginio laido PE.

Elektros mašinų ir transformatorių apvijų izoliacijos varža labai priklauso nuo temperatūros. Pvz., jai didėjant, izoliacijos varža žymiai sumažėja. Matavimai turėtų būti atliekami, kai izoliacijos temperatūra yra ne žemesnė kaip +5 °C, išskyrus normose numatytus įrenginius, kurie turi būti matuojami, kai temperatūra aukštesnė. Esant temperatūrai, ne žemesnei nei + 5 ° C, matavimo rezultatai dėl nestabilios drėgmės būsenos neatspindės tikrosios izoliacijos būklės.

Izoliacijos drėgmės laipsnis yra apibūdinamas absorbcijos koeficientu. Sausos izoliacijos absorbcijos koeficientas , kai temperatūros ribos tarp +10...+300C, svyruoja nuo 1,3 iki 2,0. (Каb=1,3...2,0). Siekiant įvertinti izoliacijos būklę ir likutinį resursą naudojamas poliarizacijos koeficientas (Kpol), kuris nusako labai sulėtintos poliarizacijos, susijusios su dielektriko struktūros pokyčiu, srovę.

Galios transformatorių apvijų izoliacijos varža matuojama 2000-5000 V įtampos megommetru pagal gamintojo nurodytą schemą. Elektrinių suvirinimo aparatų bandymai ir matavimai apima elektrinės pavaros transformatoriaus, jungiamojo kabelio, likusių suvirinimo aparato elementų izoliacijos varžos matavimą. Rekomenduojama atlikti matavimus, kai apvijų temperatūra yra ribose nuo 15°C iki 45°C. Matavimams naudojami 500V matavimo įtampos izoliacijos matuokliai.

Transformatoriams, įeinantiems į suvirinimo aparato sudėtį, izoliacijos varžos matavimas atliekamas tarp pirminės apvijos ir korpuso, tarp antrinės apvijos ir korpuso, tarp pirminės ir antrinės apvijų ir korpuso. Apvijų temperatūra matavimo metu neturi būti žemesnė nei 10°С, priešingu atveju mašina pašildoma. Įšilusios mašinos izoliacijos temperatūra nustatoma pagal vidutinę apvijų temperatūrą, matuojant jų varžą nuolatinei srovei arba naudojant infratermometrą.

Kai vardinė apvijos įtampai iki 0,5 kV, kintamosios srovės elektros variklių izoliacijos varža matuojama 500 V megommetru, kai vardinė apvijos įtampa nuo 500 V iki 1000 V - 1000 V megommetru, kai aukštesnė kaip 1000 V - 2000-2500 V megommetru. Automatinių jungiklių ir SSA įtaisų izoliacijos varža matuojama tarp kiekvieno poliaus ir sujungtų tarpusavyje iš priešingos pusės kitų polių, esant išjungtam ir įjungtam automatiniam jungikliui arba SSA įtaisui, bei tarp visų tarpusavyje sujungtų polių korpuso, apvynioto metaline folija.

Kabelio izoliacijos matavimo schemos gali būti įvairios. Tai priklauso nuo kabelio konstrukcijos, gyslų skaičiaus, rezultatų norimo tikslumo. Jeigu kabelis turi metalinį ekraną (apvalkalą, šarvą) ir PE laidininką, tai šie kabelio elementai matuojant izoliacijos varžą laikomi vienu laidininku. Kai kabelyje nėra penktos gyslos ir šarvo, PE laidininku galima laikyti skirstomųjų įrenginių metalines konstrukcijas, įžeminimą arba elektros įrenginių įžemintas dalis.

Kai kabelio (galios arba valdymo) izoliacijos varža yra labai didelė, matavimo rezultatai gali būti iškreipti dėl nuotėkio srovių, tekančių šlapiu arba užterštu izoliacijos paviršiumi. Todėl šiuolaikiniai megommetrai, kurių įtampa 2000 V ir didesnė, turi papildomąjį gnybtą G(GUARD), skirtą ekranui - apsauginiam elektrodui dažniausiai iš metalo folijos arba apvalaus neizoliuoto varinio laidininko - prijungti.

Kabelių izoliacijos varža matuojama 2000-2500 V megommetru. Iki 1000 V galios kabelių izoliacijos varža prieš eksploatavimą turi būti ne mažesnė kaip 1,0 MW, o eksploatuojant - kaip 0,5 MW. 3 kV ir aukštesnės įtampos kabelių izoliacijos varža nenormuojama. Kadangi izoliacijos varža gali būti labai didelė, patartina naudoti megommetrus, matuojančius TΩ eilės varžas. Įforminant matavimų rezultatus būtina įvertinti pataisos koeficientą dėl faktinės aplinkos temperatūros matavimo metu.

Yra tam tikrų atvejų, kai nėra galimybės įrenginių įžeminti, įnulinti ar panaudoti apsauginio išjungimo arba kai šias saugos priemones sudėtinga įrengti techniškai. Tuomet elektros įrenginiams eksploatuoti įrengiamos izoliuotos erdvės, kuriose sienos ir grindys turi būti nelaidžios elektros srovei. Nelaidžios sienos ir grindys sudaro apsaugą aptarnaujančiam personalui (operatoriui) elektros įrenginio pagrindinės izoliacijos pažaidos atveju.

Nelaidžių sienų ir grindų izoliacijos varža matuojama megommetru, kurio matavimo įtampa 500V ( jeigu vardinė tinklo įtampa žemesnė nei 500V) ir 1000V( jeigu vardinė tinklo įtampa aukštesnė nei 500V). Gauta matavimo rezultatų vertė turi būti didesnė kaip 50kΏ, jeigu įrangos vardinė įtampa žemesnė arba lygi 500V, ir 100kΏ, jeigu įrangos vardinė įtampa aukštesnė už 500V.

Nelaidžių patalpų, zonų ar aikštelių sienų ir grindų izoliacinės savybės turi būti tikrinamos atliekant bent po tris matavimus toje pačioje patalpoje (objekte), iš jų vieną atlikti 1m atstumu nuo laidžių pašalinių dalių, esančių toje patalpoje. Kiti du matavimai turi būti atlikti didesniais atstumais. Izoliacijos varža matuojama tarp patalpos įrenginio PE laido ir specialaus matavimo elektrodo. Matavimams atlikti naudojami specialūs elektrodai, kurių matmenys pateikti LST EN 60364-6 standarte.

Kai kada reikia, kad grindų paviršius turėtų tam tikrą laidį. Tokios rekomendacijos visų pirma taikytinos sprogimui pavojingose zonose, patalpose su lengvai užsiliepsnojančiomis medžiagomis, dažyklose, jautrių elektroninių prietaisų gamybos salėse, gaisrui pavojingose zonose ir t. t. Norint gauti tinkamą grindų varžą, reikia panaudoti pusiau laidžias medžiagas. Varža turi būti tikrinama megommetru, kurio įtampa nuo 100 iki 500V. Tam tikslui naudojamas taisyklėmis apibrėžtas specialus cilindrinis elektrodas, kurio masė 1 kg, elektrodo skersmuo 50mm, lietimosi paviršius 20cm2, medžiaga - geležis. Kitas megommetro laidas jungiamas prie potencialų suvienodinimo šynos.

Be maitinimo automatinio išjungimo, gali būti naudojami ir kiti apsaugos nuo elektros poveikio būdai, tarp jų grandinių atskyrimas, pažemintos įtampos naudojimas. Grandinių elektrinis atskyrimas skirtas užkirsti kelią sužalojimui elektros srove palietus vienos grandinės atviras laidžiąsias dalis, kai tuo metu vyksta trumpasis jungimas kitoje grandinėje.

Priklausomai nuo to, koks yra imtuvas, koks yra pažemintos įtampos šaltinis ir koks tinklas gali būti naudojamos SELV, PELV arba FELV saugios pažemintos įtampos sistemos. Pavyzdžiui, SELV ir PELV sistemose naudojamos iki 50V įtampos kintamosios ir 120 V įtampos nuolatinės srovės grandinės. SELV grandinės atskirtos nuo visų kitų elektros grandinių, ir ne viena aktyvioji dalis nėra įžeminta, pasyviosios elektros įrenginių dalys taip pat neturi būti tikslingai įžemintos arba įnulintos.

PELV grandinėse, kitaip nei SELV grandinėse, esant būtinumui dėl funkcinių priežasčių, pvz., apsaugai nuo trikdžių leidžiama įžeminti pasirinktą aktyviąją dalį; esant gamintojo nurodymams elektros įrenginių pasyviosios dalys taip pat gali būti įžemintos arba prijungtos prie apsauginio laidininko.

FELV grandinė dažniausiai per žeminamąjį transformatorių maitinama pažemintos įtampos grandine, turinčia dėl funkcinių priežasčių darbo įtampą, neviršijančią 50 V kintamosios srovės arba 120 V nuolatinės (išlygintos) srovės, bet neatitinkančią SELV ar PELV grandinių reikalavimų.

Aukščiau išvardintų grandinių elektrinis atskyrimas nuo kitų grandinių turi būti tikrinamas matuojant izoliacijos varžą. Gautos izoliacijos varžos vertės turi atitikti 6 lentelėje nurodytas vertes.

Leistinąją izoliacijos varžą bei reikalingą megommetro įtampą konkretiems elektros įrenginiams reglamentuoja Elektros įrenginių bandymo normos ir apimtys bei LST HD 60364-6 standartas. Šie dokumentai nustato, kad matuojant aukštosios įtampos elektros įrenginių izoliacijos varžą naudotini 2000-2500V įtampos megommetrai, žemosios įtampos įrenginių - 250, 500, 1000V įtampos megommetrai.

3.1. Izoliacija dažniausiai apibūdinama varža nuolatinei srovei, dielektriniais nuostoliais ir elektriniu atsparumu. Veikiama drėgmės, šilumos, elektros lauko, mechaninių ir cheminių veiksnių, elektros aparatų, mašinų ir laidų izoliacija sensta, jos varža mažėja. Dėl to gali kilti gaisras, žmogus patiria elektros traumą.

6 lentelė. Izoliacijos varžos matavimai

Tam tikrais atvejais, pvz., nesant galimybės pakelti įtampą iki bandomosios, užuot bandžius 1000 V 50 Hz dažnio įtampa izoliacija gali būti bandoma (1 min.) matuojant jos varžą 2000-2500 V megommetru. Tikrinant elektros grandinių izoliaciją su mikroelektroniniais ir puslaidininkiniais elementais, kurių bandomoji įtampa mažesnė už megommetro įtampą, turi būti numatytos priemonės išvengti jų sugadinimo.

Pvz., jeigu apsaugos nuo viršįtampių įtaisai (SPD) gali turėti įtaką izoliacijos varžos matavimo rezultatams arba būti pažeisti, prieš atliekant matavimus jie turi būti atjungti. Jeigu tokios įrangos neįmanoma atjungti, pvz., kištukinių lizdų su viršįtampių ribotuvais, megommetro įtampa gali būti sumažinta iki 250 V ir megommetras turi rodyti izoliacijos varžą ne mažesnę kaip 1 MΩ.

tags: #instaliacinio #matuoklio #nuoma