Ремонт электрооборудования на судах - Контроль качества электрической изоляции

Качества электрической изоляции характеризуется следующими параметрами:
1) сопротивлением изоляции;
2)коэффициентом абсорбции;
3) электрической прочностью.

Так как электроизоляционные материалы обладают хотя и небольшой, но вполне определенной проводимостью, то под действием приложенного к изоляции напряжения через нее будет протекать ток, называемый током утечки. Установившаяся величина этого тока и используется для определения сопротивления изоляции Rи по формуле

На рис. 1.3, а приведены графики изменения сопротивления изоляции Rи и тока утечки Iс в зависимости от времени, прошедшего после приложения напряжения. Так как ток устанавливается не сразу, а через некоторый промежуток времени, то считывание показаний прибора для определения сопротивления изоляции следует производить не ранее чем через 60 с после приложения напряжения.
Для измерения сопротивления изоляции используют специальные приборы - мегаомметры. Их основной частью служит источник напряжения с ручным приводом (мегаомметры типа М-1101М) или статистический преобразователь напряжения (метаем метры типа БМ-1).

Рис. 1.3. Измерение сопротивления изоляции: а - характер изменения его после приложения постоянного напряжения; б - схема подключения мегаомметра

Мегаомметры выпускаются пята модификаций и зависимости от значений выходного напряжения и наибольшего значения измеряемого сопротивления; 100 В - 100 МОм; 250 В - 300 МОм, 500 В - 500 МОм; 1000 В - 1000 МОм; 2500 В - 3000 МОм.
Измерение сопротивления изоляции обмоток электрических машин и трансформаторов необходимо производить у каждой из них в отдельности, соединяя при этом остальные с корпусом машины или трансформатора, как это показано на рис. 1.3, б. Если же обмотки соединены между собой звездой или треугольником, то в этом случае можно измерить только эквивалентное сопротивление их изоляции относительно корпуса. Сопротивление же изоляции между обмотками при этом измерить нельзя. До и после измерения сопротивления кабели и шинопроводы должны быть разряжены путем электрического соединения их с корпусом машины или заземляющими проводниками. При этом проводник, которым осуществляется заземление, присоединяют сначала к корпусу и только потом к обмотке.
Сопротивление изоляции в сильной степени зависит от температуры. Поэтому, сравнивая с нормой результаты его измерения в тех случаях, когда электрические машины или трансформаторы находятся в нагретом состоянии, следует вносить поправки в соответствии со следующей таблицей:

Из-за того, что влага, всегда содержащаяся в электроизоляционных материалах, влияет на результаты измерения сопротивления изоляции, определение параметров, характеризующих качество изоляции при температуре окружающей среды ниже +10° С, не производится.
Для того, чтобы измеренное сопротивление изоляции существенно не отличалось от его истинного значения, необходимо обеспечить сопротивление изоляции самой измерительной схемы не менее 100 МОм. Проверка последнего производится при отсоединенном изделии. При его подключении прибор покажет эквивалентное сопротивление изоляции измерительной схемы вместе с обмоткой R3, а при отключенном - сопротивление изоляции самой измерительной схемы. Сопротивление изоляции обмотки рассчитывают по формуле

Перед каждым измерением необходимо проверить исправность мегаомметра. Для этого накоротко замыкают его зажимы, затем вращают ручку привода генератора с частотой 2 c-i и проверяют совпадение· стрелки с нулевой отметкой шкалы. 
Схемы, иллюстрирующие метод измерения на судах сопротивления изоляции в электроустановках постоянного тока, показаны на рис. 1.4, На главном распределительном щите (ГРЩ) устанавливают вольтметр с известным внутренним сопротивлением U12. Измерив напряжение сети U (напряжение между полюсами) и напряжение между каждым из полюсов и корпусом судна, можно определить сопротивление изоляции по формуле

Значение сопротивления изоляции, рассчитанное по этой формуле, не должно быть ниже нормируемою. Отчет показаний производят не ранее, чем через минуту после подачи напряжения.
В сетях постоянного тока применяют также схему контроля сопротивления изоляции двумя вольтметрами, постоянно включенными в сеть. Вольтметры должны иметь одинаковые внутренние сопротивления. Их соединяют последовательно, а среднюю точку между ними заземляют.

Рис. 14. Измерение сопротивления изоляции· а- одним вольтметром; б - двумя вольтметрами, в, г - щитовым мегаомметром

Таблица 1.7, Нормы сопротивления изоляции

Таблица 1.8. Испытательное напряжение изоляции электрических машин и кабелей

Примечание Испытание электрической прочности кабелей производят выпрямленным напряжением.

Этот метод не дает в возможности определить абсолютное значение сопротивлений изоляции между полюсами, контролируется только их соотношение Вольтметр, подключенный к полюсу с пониженным значением сопротивления изоляции, при этом будет показывать меньшее напряжение. При пробое изоляции этого полюса он будет давать нулевые показания, в то время как второй вольтметр покажет полное напряжение сети.
На электроустановках периодического тока измерение сопротивления изоляции производят с помощью щитовых мегаомметров (рис. 1.4, в). Поскольку сопротивление нагрузки или же сопротивления G обмоток генератора, подключенных к проводам А, В, С, много меньше сопротивлений изоляции между ними, то сопротивление изоляции каждого провода относительно корпуса судна может считаться включенным параллельно. Поэтому схема, показанная на рис. 1.4, в, может быть заменена эквивалентной схемой, приведенной на рис 1,4, г, из которой видно, что ток через прибор при постоянстве напряжения и известных сопротивлениях Л2, Л3 и его внутреннем сопротивлении определяется только значением Rц1, образованным параллельным соединением сопротивлений изоляции проводов А, В, С, относительно корпуса судна. Поэтому шкала прибора Р Ω градуируется непосредственно в единицах сопротивления.
Полученные в результате измерений сопротивления изолинии сравнивают с заранее установленными значениями - нормами, которые приведены в табл. 1.7. Если измеренное значение больше нормы, то изоляция исправна, если же меньше, то следует принять меры для устранения причины, вызвавшей уменьшение сопротивления изоляции (см. гл. 4).
Отмеченное выше свойство изоляции - изменение сопротивления во времени после приложения напряжения (см. рис 13, а) положено в основу суждения о степени увлажненности изоляции по скорости изменения показаний прибора. Изоляция считается достаточно сухой, если

Помимо мегаомметра для определения коэффициента абсорбции могут быть использованы специальные приборы, например прибор контроля влажности типа ПКВ-7, с помощью которых по соотношению емкости изоляции при частотах 2 и 50 Гц судят о степени ее увлажненности.
Электрическая прочность изоляции характеризует способность электроизоляционного материала сохранять свои свойства при приложении напряжения и численно выражается значением напряжения, при котором материал разрушается и теряет изоляционные свойства.
В электротехнических изделиях испытанию на электрическую прочность подвергают изоляцию обмоток как относительно корпуса, так и между собой, а также изоляцию жил кабелей относительно корпуса и между собой; и наконец, междувитковую изоляцию обмоток.

Рис. 1 5. Схема для испытаний электрической прочности изоляции
Испытание электрической прочности изоляции обмоток или других токоведущих частей сводится к приложению к выводам обмотки дли токоведущей части напряжения, значение которого превышает номинальное. Испытание проводят как синусоидальным напряжением частотой 50 Гц, так и выпрямленным напряжением. Значения напряжений, рекомендуемые для испытаний различных электротехнических изделий, приведены в табл. 1 8. Продолжительность приложения испытательного напряжения не должна превышать 1 мин, если в технических условиях не оговорено для данного изделия другое время.

Таблица 1 9. Международная система единиц СИ

Таблица 1.10. Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц и их наименования

Все не подвергаемые испытаниям обмотки и токоведущие части данного изделия должны быть электрически соединены с ею заземленным корпусом. После проведения испытаний и отключения источника повышенного напряжения все обмотки в целях снятия остаточного заряда должны быть кратковременно заземлены аналогично тому, как это было рекомендовано для процесса измерения сопротивления изоляции рассмотренного выше
На рис. 1.5 приведена схема испытаний электрической прочности изоляции трехфазного электродвигателя. Повышенное напряжение создается источником регулируемого напряжения Е мощностью не менее 0,5 кВ · А. Измерение напряжения производится на стороне высшего напряжения вольтметром РМ. Амперметр РЛ служит для измерения тока утечки через изоляцию.
Изделие считается выдержавшим испытание, если в результате его не произошло пробоя изоляции, перекрытия по поверхности или же ток утечки не превысил значения, установленного в документации на данное изделие