Особенности измерения больших сопротивлений

Большими сопротивлениями обладают плохие проводники тока и изоляторы. При измерении сопротивлений проводников с малой электропроводностью, изолирующих материалов и изделий из них приходится считаться с факторами, которые могут влиять на величину сопротивления их.

К числу таких факторов прежде всего относится температура, например, проводимость электрокартона при температуре 20°С равна 1,64 х 10^-13 1/ом, а при температуре 40°С 21,3 х 10^-13 1/ом. Таким образом, изменение температуры на 20° С вызвало изменение сопротивления (проводимости) в 13 раз!

Цифры наглядно показывают, насколько опасен недоучет влияния температуры на результаты измерения. Точно так же весьма важным факторам, влияющим на величину сопротивления, является содержание влаги как в испытуемом материале, так и в воздухе.

Кроме того, на величину сопротивления могут влиять род тока, которым производится испытание, величина испытуемого напряжения, продолжительность действия напряжения и т. д.

При измерении сопротивлений изолирующих материалов и изделий из них приходится считаться также с возможностью прохождения тока по двум путям:

1) через объем испытуемого материала,

2) по поверхности испытуемого материала.

Способность материала проводить электрический ток тем или иным путем характеризуется величиной сопротивления, которое встречает ток на этом шути.

Соответственно имеются два понятия: объемное сопротивление, относимое к 1 см3 материала, и поверхностное сопротивление, относимое к 1 см2 поверхности материала.

Для иллюстрации рассмотрим пример.

При измерении сопротивления изоляции кабеля при помощи гальванометра могут получиться большие погрешности, вследствие того, что гальванометр может измерять (рис. 3):

а) ток Iv, идущий от жилы кабеля к его металлической оболочке через объем изоляции (ток Iv, обусловленный объемным сопротивлением изоляции кабеля, характеризует сопротивление изоляции кабеля),

б) ток Is, идущий от жилы кабеля к его оболочке по поверхности изолирующего слоя (Is, обусловленный поверхностным сопротивлением, зависит не только от свойств изолирующего материала, но и от состояния его поверхности).

Рис. 3. Поверхностный и объемный ток в кабеле

Для устранения влияния поверхностей проводимости при измерении сопротивления изоляции на изолирующий слой накладывается виток проволоки (охранное кольцо), который соединяют, как указано на рис. 4.

Рис. 4. Схема для измерения объемного тока кабеля

Тогда ток Is будет проходить помимо гальванометра и не внесет погрешности в результаты измерения.

На рис. 5 дана принципиальная схема для определения объемного удельного сопротивления изолирующего материала - пластины А. Здесь ББ - электроды, к которым приложено напряжение U, Г - гальванометр, измеряющий ток, обусловленный объемным сопротивлением пластины А, В - охранное кольцо.

Рис. 5. Измерение объемного сопротивления твердого диэлектрика

На рис. 6 дана принципиальная схема для определения поверхностного удельного сопротивления изолирующего материала (пластина А).

Рис. 6. Измерение поверхностного сопротивления твердого диэлектрика

При измерении больших сопротивлений следует также обращать серьезное внимание на изоляцию самой измерительной установки, так как в противном случае через гальванометр будет проходить ток, обусловенный сопротивлением изоляции самой установки, что повлечет за собой соответствующую погрешность измерения.

Рекомендуется применять экранирование или перед измерением производить проверку изоляции измерительной установки.

Измерение сопротивления изоляции электропроводки является, пожалуй, самым важным в электробезопасности потребителей электроэнергии. Основной причиной пожаров, по статистике, является неисправная электропроводка зданий и сооружений. Периодически проводя измерение сопротивления изоляции кабеля, можно выявить предельно допустимый уровень старения изоляции и принять меры для недопустимости чрезвычайных ситуаций.

Измерение сопротивления изоляции электропроводки в здании должно проводиться после выполнения монтажа электроустановки перед сдачей в эксплуатацию при пуско-наладочных испытаниях, после капитального ремонта и в процессе эксплуатации при профилактических испытаниях электроизмерительной лабораторией в сроки установленные техническим руководителем потребителя на основе ПТЭЭП главы 3.6 и приложения 3.

Как правило измерение сопротивления изоляции выполняется не реже 1 раза в 3 года, кроме электроустановок, расположенных в особо опасных помещениях, наружных установках, кранов, лифтов и электроплит. В-последних, измерение сопротивления изоляции кабеля проводится не реже 1 раза в 1 год.

Измерение сопротивления изоляции электропроводки и кабеля.

Измерение проводится мегомметром на напряжение, в основном, 1000 В. Также могут устанавливаться другая величина напряжения, смотри в ПТЭЭП таблицу 37 приложении 3.1 и ПУЭ таблицу 1.8.34. Измерение сопротивления изоляции кабеля состоит из нескольких простых действий:

- на 2-х и 3-х проводном кабеле производится 3 замера: между каждым проводом с другим по отдельности.

- на 4-х проводном кабеле – 6 замеров аналогично предыдущему способу или 4 замера: этот метод, возможно, использовать до подключения кабеля. Смысл метода заключается в объединении 3-х любых проводов и выполнении замера с оставшимся 4-м. Далее провод, по отношению к которому выполняется измерение - меняется. Таким образом, количество замеров сокращается до 4-х.

- на 5-ти проводных линиях – 10 замеров или 5 соответственно.

В случае, если количество жил больше 5-ти, например, в контрольном кабеле, то выполняются измерения, также, между каждым проводом с другим по отдельности.

Измерение сопротивления изоляции кабеля выполняются на обесточенных объектах при температуре изоляции не ниже +5°С.

Результаты проверок оформляются протоколом "Измерения сопротивления изоляции электрических аппаратов, вторичных цепей и электропроводки". Для силовых кабелей сечением ≥25 мм² оформляется протокол "Испытание силовых кабельных линий напряжением до 1 кВ".