Сопротивление изоляции. Составляющие и особенности

Сопротивление изоляции любого электропроводящего изделия – важнейшая характеристика, описывающая его эксплуатационные возможности, а также способность противостоять токам утечки. Именно на данный параметр в первую очередь обращается внимание при выборе кабеля, подходящего для каждой конкретной ситуации. При этом обязательно учитываются такие важные моменты, как условия эксплуатации кабельной или проводной продукции, а также особенности структуры изоляционного покрытия.

Для его изготовления сегодня используются самые различные материалы, включая ПВХ оболочки, резиновые изоляторы и целлюлозу. У каждого из этих видов изолирующих основ имеются свои преимущества и недостатки, допускающие или ограничивающие их применение в том или ином случае.

Из каких составляющих складывается сопротивление изоляции кабельной продукции

При внимательном изучении защитного покрытия типового силового кабеля обнаруживается, что оно состоит из следующих частей:

Soprotivlenie izoliatsii 2

Наружная оболочка из резины.
Внутреннее защитное прорезиненное покрытие.
Разделительный пленочный слой.
Заземляющая стальная жила.
Экранирующее защитное покрытие по поверхности изоляции из резины.
Оболочка каждого отдельного проводника.
Экран по жиле из непроводящей ток резины.
9. Жилы.

Каждая составляющая такого покрытия вносит «свой» вклад в общее сопротивление изоляции кабельного изделия.

По каким причинам снижается качество изоляции проводов и кабелей

Несмотря на то, что оболочка современных электрических кабелей, как правило, изготавливается из качественного и прочного материала – в определенных условиях она теряет свои защитные и изолирующие свойства. Обычно это объясняется следующими причинами:

Воздействие солнечных лучей или сверхвысокого напряжения.
Непреднамеренные механические повреждения (деформации).
Отклонения от нормируемого температурного режима.
Климатические условия в данной местности (влажность, сильные морозы или летняя жара).

Солнечные излучения и высокое напряжение

Кабели в обычном (нетропическом) исполнении подвержены разрушению, происходящему в результате сильного солнечного излучения. При его длительном воздействии сопротивление изоляции этих изделий изменяется в сторону уменьшения. После этого кабель неспособен выполнять свои функции в полном объеме предъявляемых к нему требований.

На эксплуатационные характеристики таких изделий большое влияние оказывает напряжение, которое используется для передачи электрической энергии по ним. Каждый вид кабеля рассчитан на определенный предельный показатель Uпр, превышение которого приводит к пробою изоляции и последующему выходу из строя всего изделия.

Механические повреждения и нарушения температурного режима

На сопротивление изоляции кабельных проводящих линий большое влияние оказывают механические повреждения или деформации отдельных участков прокладки. В этом случае через трещины и прорывы в покрытии, внутрь изделия проникают влага и грязь, разрушающие не только верхнюю защитную оболочку, но и расположенные ниже рабочие слои.

При высоких или предельно низких температурах сопротивление изоляции кабельных оболочек также изменяется в сторону низких показателей. Следствие такого снижения – значительное ухудшение эксплуатационных характеристик и надежности всего изделия в целом.

Способы предупреждения ухудшения качества изоляции (снижения ее сопротивления)

Для определения степени повреждения электрических кабелей (проводов), а также возможности их дальнейшей эксплуатации соответствующими службами, проводятся специальные измерительные и испытательные мероприятия.

Когда оболочка кабеля оказывается сильно поврежденной – измерять сопротивление изоляции и проводить контрольные испытания не имеет смысла. В данной ситуации самое правильное решение – ремонт или полная замена этого участка электрической сети.

В остальных случаях своевременно организованное и грамотно проведенное измерение изоляции позволяет длительное время эксплуатировать линию передач электроэнергии без каких-либо последствий. Одновременно с этим удается предотвратить аварийные ситуации, связанные с повреждением защитной оболочки. К ним традиционно относят:

Короткие замыкания.
Поражение людей электрическим током.
Появление возгорания и последующего пожара.

Перечисленные последствия объясняются появлением сверхтоков при КЗ в кабельной оболочке. Именно они являются причиной сильного нагрева медной жилы и возможности последующего за этим возгорания. В случаях, когда к защищенности кабеля предъявляются особо «жесткие» требования – отдельные жилы проводников экранируются с помощью изолирующей оболочки, называемой «бронёй».

Чем и как измеряется сопротивление изоляции

Основной инструмент, используемый для измерения сопротивления изоляции кабельной и проводной продукции, называется «мегаомметром». Этот прибор представляет собой разновидность тестера, предназначенную специально для снятия очень больших по величине показаний.

Soprotivlenie izoliatsii 3

Конструкция обычного измерительного устройства содержит в своем составе следующие обязательные элементы:

Генератор переменного высоковольтного напряжения (динамо-машина) с приводной ручкой. Ручку генератора вращает оператор, измеряющий сопротивление изоляции обследуемого кабельного изделия.
Электронное устройство, преобразующее переменное напряжение в постоянное.
Стрелочная шкала индикатора для снятия показаний.
Клеммы для подсоединения проводов, подключаемых к контролируемой цепи.
Сами измерительные «концы».

Основное предназначение этого инструмента – сформировать и приложить к измеряемому промежутку высокое напряжение, после чего можно будет узнать его сопротивление. Оно автоматически определяется как результат деления приложенного постоянного потенциала на величину тока, протекающего по обследуемому участку.

В данном случае контролируемая зона – это изоляционное покрытие, расположенное между центральной жилой кабеля и его наружной прорезиненной оболочкой. При работе с мегаомметром плюсовой вывод источника высокого напряжения подсоединяется к наружной металлической оплетке кабеля, а его минус – к центральному проводу (к проводящим жилам).

Soprotivlenie izoliatsii 4

Основы безопасной работы с мегаомметром

При обращении с измерительным оборудованием данного класса не следует забывать о том, что этот прибор генерирует высокое напряжение, действующее на выходных клеммах (от 100 В до 2,5 кВ). В определенных условиях (например, при повышенной влажности воздуха или во время дождя) даже самое низкое значение рабочего потенциала опасно для человека, проводящего контрольные измерения.

Для исключения возможного поражения током во время обращения с инструментом рекомендуется придерживаться следующей последовательности действий:

Перед началом работы с прибором следует проверить целостность и надежность изоляции измерительных проводов (так называемых «концов»).
При обнаружении малейших нарушений в защитной оболочке нужно заменить эти провода новыми или более надежными изделиями.
После этого следует подсоединить их согласно приведенному на рисунке к соответствующим точкам кабельной изоляции.
Далее необходимо выставить предел измерений, ориентируясь на предполагаемую величину показаний (в единицах или десятках Мом).
Затем необходимо надеть на руки резиновые диэлектрические перчатки и начать вращать ручку динамо-машинки.

Делать это необходимо в течение нескольких секунд, следя за тем, чтобы стрелка на шкале индикатора окончательно остановилась в определенном месте. Точка, в которой «успокоится» стрелочный указатель, и будет соответствовать величине сопротивления изоляции (шкала индикатора проградуирована в мегаомах).

По окончании работ необходимо соблюдать последовательность отключения измерительного прибора от контролируемого объекта. Важность правильной разборки измерительной схемы объясняется следующей особенностью работы мегаомметра. Дело в том, что из-за наличия паразитных емкостей поданное ранее и уже отключенное высокое напряжение в течение нескольких минут еще остается на измерительных клеммах.

Согласно инструкции по работе с мегаомметром по завершении измерительных операций нужно сначала «снять» остатки опасного потенциала с точек присоединения прибора путем их временного заземления. И только после этого можно будет отсоединить концы измерительных проводов от кабельной изоляции.

Типовые показатели сопротивлений изоляции кабельных изделий

По результатам проведенных измерений сопротивление изоляции должно удовлетворять требованиям, приводимым в нормативной документации на данный вид кабельно-проводной продукции. Нормируемые значения измеряемого параметра для стандартных силовых кабелей приведены в таблице. В ней каждому показателю ставится в соответствие условная оценка состояния изоляции.

Tablitsa