Messung des Isolationswiderstandes einer Anlage bei Betriebsspannung

Steht das Netz (Anlage) unter Betriebsspannung, kann dessen Isolationswiderstand mit einem Voltmeter ermittelt werden (Abb. 1).

Um die Isolierung zu messen, ermitteln wir:

1) Netzbetriebsspannung U;

2) Spannung zwischen Leitung A und Masse UA (Voltmeteranzeige in Position A des Schalters);

3) Spannung zwischen Leitung B und Masse UB (Voltmeteranzeige in Position von Schalter B).

Indem wir das Voltmeter an Draht A anschließen und rv als Widerstand des Voltmeters, rxA und rxB als Isolationswiderstand der Drähte A und B gegen Erde bezeichnen, können wir den Ausdruck für den Strom schreiben, der durch die Isolierung von Draht B fließt;

Abbildung 1. Schema zur Messung des Isolationswiderstands eines Zweileiternetzes mit einem Voltmeter.

Indem wir ein Voltmeter an Ader B anschließen, können wir einen Ausdruck für den Strom schreiben, der durch die Isolierung von Ader A fließt.

Wenn wir die beiden resultierenden Gleichungen nach rxA und rxB auflösen, ermitteln wir den Isolationswiderstand von Leiter A zur Erde:

und der Isolationswiderstand des Leiters B gegenüber Erde

Wenn wir die Messwerte der Voltmeter beim Einschalten notieren und diese Messwerte in die obigen Formeln einsetzen, ermitteln wir die Werte des Isolationswiderstands jedes der Drähte relativ zur Erde.

Wenn der Isolationswiderstand von Ader A gegen Erde im Vergleich zum Widerstand des Voltmeters groß ist, wird das Voltmeter bei Schalterstellung A in Reihe mit dem Isolationswiderstand rxB geschaltet, dessen Wert in diesem Fall sein kann bestimmt durch die Formel:

Wenn der Widerstand rxB im Vergleich zum Widerstand des Voltmeters groß ist, wird das Voltmeter in Position B des Schalters in Reihe mit dem Isolationswiderstand rxA geschaltet, dessen Wert beträgt

Aus den letzten Ausdrücken ist ersichtlich, dass die Messwerte des zwischen einem Draht und Erde angeschlossenen Voltmeters bei konstanter Netzspannung U nur vom Isolationswiderstand des zweiten Drahtes abhängen. Daher kann das Voltmeter in Ohm skaliert werden, und anhand seiner Anzeige können Sie direkt den Wert des Isolationswiderstands des Netzwerks abschätzen ... Diese Voltmeter mit Ohm-Skala werden auch Ohmmeter genannt.

Um den Zustand der Isolierung zu überwachen, können Sie anstelle eines Voltmeters mit Schalter zwei Voltmeter verwenden, einschließlich dieser gemäß dem in Abb. 1 gezeigten Schema. 2. In diesem Fall zeigt jedes Voltmeter bei normaler Isolierung eine Spannung an, die der Hälfte der Netzspannung entspricht.

Reis. 2.Schema zur Überwachung des Zustands der Isolierung eines Zweileiternetzes.

Wenn der Isolationswiderstand eines der Drähte abnimmt, sinkt die Spannung am an diesen Draht angeschlossenen Voltmeter und am zweiten Voltmeter steigt sie, da der Ersatzwiderstand zwischen den Anschlüssen des ersten Voltmeters abnimmt und die Spannung im Netzwerk abnimmt wird proportional zu den Widerständen verteilt.

In Drehstromnetzen wird der Zustand der Isolation zusätzlich mit Voltmetern überwacht, die zwischen den Leitern und der Erde angeschlossen sind (Abb. 3).

Reis. 3. Schema zur Überwachung des Zustands der Isolierung eines Drehstromnetzes.

Wenn die Isolierung aller Drähte des Drehstromkreises gleich ist, zeigt jedes der Voltmeter die Phasenspannung an. Wenn der Isolationswiderstand eines der Drähte, beispielsweise des ersten, zu sinken beginnt, sinkt auch der Messwert des an diesen Draht angeschlossenen Voltmeters, da die Potentialdifferenz zwischen diesem Draht und der Erde abnimmt. Gleichzeitig steigen die Messwerte der beiden anderen Voltmeter.

Wenn der Isolationswiderstand des ersten Drahts auf Null sinkt, ist auch die Potentialdifferenz zwischen diesem Draht und der Erde Null und das erste Voltmeter zeigt einen Wert von Null an. Gleichzeitig steigt der Potentialunterschied zwischen dem zweiten Draht und Die Spannung zwischen der Erde und zwischen dem dritten Kabel und der Erde steigt auf eine Netzspannung an, die vom zweiten und dritten Voltmeter gemessen wird.

Zur Überwachung des Isolationszustandes in Hochspannungs-Drehstromkreisen mit ungeerdetem Neutralleiter werden entweder drei elektrostatische Voltmeter verwendet, die direkt zwischen den Leitern und der Erde angeschlossen sind (Abb.3) oder drei Spannungswandler in Sternschaltung (Abb. 4) oder fünfstufige Spannungswandler (Abb. 5).

Normalerweise sind Dreipunkt-Spannungswandler nicht für die Überwachung des Isolationszustands geeignet. Wenn eine der Phasen der Anlage geerdet ist, wird tatsächlich die Primärwicklung dieser Phase des Spannungswandlers kurzgeschlossen (Abb. 4), während die anderen beiden Wicklungen in der Leitung unter Spannung stehen. Dadurch nehmen die magnetischen Flüsse in den Kernen dieser beiden Phasen erheblich zu und werden durch den Kern der kurzgeschlossenen Phase und durch das Transformatorgehäuse geschlossen. Dieser magnetische Fluss induziert einen erheblichen Strom in der kurzgeschlossenen Wicklung, der zu Überhitzung und Schäden am Transformator führen kann.

Abbildung 4 Schema zur Überwachung des Isolationszustandes eines dreiphasigen Hochspannungsnetzes

Feige. 5 Schematische Darstellung des Gerätes und der Einbindung eines fünfpoligen Spannungswandlers

Wenn bei einem Fünfschienentransformator eine der Installationsphasen mit Erde kurzgeschlossen wird, werden die magnetischen Flüsse der anderen beiden Transformatorphasen durch die zusätzlichen Transformatorschienen geschlossen, ohne dass es zu einer Überhitzung des Transformators kommt.

Zusätzliche Stäbe verfügen in der Regel über Wicklungen, an die Relais und Signalgeräte angeschlossen sind, die beim Schließen einer der Installationsphasen gegen Erde in Aktion treten, da die in diesem Fall auftretenden magnetischen Flüsse in zusätzlichen Stäben z. usw. mit