Проверка электрического сопротивления изоляции кабеля: единица измерения и нормы сопротивления

Во многом безопасность электрической сети определяется качеством изоляции. Периодическое ее испытание позволяет предотвратить возникновение различных аварий и даже поражение током живого организма. Суть тестирования заключается в замере сопротивления изоляции с помощью специальных приборов. Любое отклонение от требуемых норм является причиной замены или ремонта электрооборудования.

Суть измерений

Под сопротивлением изоляции понимается способность материала не пропускать через себя электрический ток. Для каждого диэлектрика, в зависимости от места использования, установлены свои нормативные требования. Периодичность проверки и необходимые значения указываются в «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ) и в «Правилах технической эксплуатации электроустановок потребителями» (ПТЭЭП).

Все виды испытаний можно условно разделить на три группы:

  • проводимые производителем на заводе;
  • выполняемые непосредственно на объекте после модернизации или проведения ремонта;
  • запланированные согласно требованиям правил безопасности и нормам.

Возможные повреждения, кроме заводских дефектов, чаще всего возникают из-за условий эксплуатации. Это воздействие сверхтоков, вызывающих перегрев защитной оболочки, влияние химических реагентов, механические разрывы, вызванные как ошибками монтажа, так и грызунами. Цель измерений заключается в предотвращении поражения человека электрическим током и обеспечения пожарной безопасности.

Повреждение изоляции вызывает пробой. Это ситуация, при которой между двумя изолированными друг от друга проводниками появляется электрический контакт. Например, между рядом лежащими проводами в кабеле или при прикосновении человека к частям электроустановки. Обычно при пробое наблюдается прожженное отверстие и изменение цвета изоляционного материала. В основе механизма пробоя твердого диэлектрика лежит электронный лавинообразный процесс. Наступает он из-за образования в материале так называемого плазменного газоразрядного канала.

К измерению изоляции допускается только специалист, имеющий удостоверение о проверке знаний и группу допуска не ниже третьей, если замеры проводятся в сети с напряжением до 1 кВ, и не ниже четвертой — при измерении выше 1 кВ.

После завершения измерения электрического сопротивления изоляции, полученные результаты обрабатываются и делается вывод о возможности дальнейшей эксплуатации сети. Так, большое значение для достоверности результата имеет температура окружающей среды. Нормирование измерений в ПУЭ указано для 20 °C, поэтому если работы выполняют при другой температуре, то полученные данные пересчитывают по формуле: R=K*Rиз, где K — коэффициент приведения указанный в дополнениях к ПУЭ.

Используемые приборы

Приборы, с помощью которых проводят измерения, условно разделяются на две группы: щитовые измерители и мегомметры. Первые применяются с подвижными или стационарными электроустановками с отдельной нейтралью. В типовую конструкцию приборов контроля изоляции щитовой входит индикаторная и релейная часть. Эти измерители могут работать в непрерывном режиме и использоваться в сетях переменного напряжения 220 В или 380 В разной частоты.

В большинстве же случаев проведение измерений осуществляется мегомметром. Его отличие от обыкновенного омметра в том, что он работает с довольно высокими значениями напряжения, которые прибор сам и генерирует. Существует два типа мегомметров:

  1. Аналоговые. В них для получения необходимой величины напряжения используется механический генератор, представляющий собой динамо-машину. Этот тип часто называют «стрелочным» из-за наличия градуированной шкалы и динамической головки со стрелкой. В принципе измерения лежит магнитоэлектрический эффект. Чем больше значение тока протекает через катушку, тем, в соответствии с законом электромагнитной индукции, на больший угол отклоняется и стрелка. Приборы относятся к простому типу устройств с хорошей надежностью. На сегодня уже морально устарели, так как обладают значительной массой и габаритами.
  2. Цифровые. В схеме современного устройства используется мощный генератор сигнала, собранный на интегральной микросхеме (ШИМ контроллер) и полевых транзисторах. Дискретные мегомметры, в зависимости от своей конструкции, могут работать от сетевого адаптера или независимого источника питания, например, аккумуляторной батареи. Результаты выводятся на жидкокристаллический дисплей. Работа построена на сравнении измеренного сигнала с эталонным и обработкой данных в специальном блоке — анализаторе. Прибор обладает небольшим весом и размерами, но для работы с ним необходима определенная квалификация.

Главным параметром, характеризующим работу измерителя, является погрешность выдаваемого результата. Кроме того, к его основным техническим параметрам относят: пределы сопротивления, величину генерируемого напряжения, температурный диапазон.

Методика испытания

Для того чтобы правильно измерить сопротивление изоляции, необходимо подготовить как предмет испытаний, так и сам прибор. Температура в помещении должна находиться в пределах 25±10 °C с относительной влажностью не более 80%. Перед началом работ следует отключить измеряемый объект от питающей сети. Убедиться в том, что на отключенной линии не выполняются работы и никто не прикасается к токоведущим частям. Все предохранители, лампы и тому подобные электрические приборы должны быть сняты.

Перед испытанием с отключенных токоведущих частей снимается остаточный заряд. Делается это путем их соединения с шиной заземления. Контактная перемычка убирается только после подключения измерителя. По окончании испытания остаточный заряд снова снимается кратковременным восстановлением заземления.

В стандартную комплектацию мегомметра входит три щупа. К ним подключается: защитное заземление, тестируемая линия, экран. Последний используется для исключения токов утечки.

Методику измерения можно представить следующим образом:

  1. В соответствии с требованиями ПУЭ, предъявляемыми к линии, выбирается тестовое напряжение. Например, для домашней проводки устанавливается значение от 100 В до 500 В. При работе с цифровым прибором для этого необходимо нажать кнопку «Тест», а на аналоговом покрутить ручку до того момента, пока индикатор не сообщит о появлении нужной величины напряжения.
  2. Линейный вывод тестера подключается к проверяемой жиле кабеля, а земляной — к остальным проводам, объединенным в жгут. То есть каждая жила проверяется относительно остальных проводов, электрически связанных между собой.
  3. Каждая жила испытывается относительно земли, при этом остальные провода к заземлению не подключаются.
  4. Если полученные данные оказываются неудовлетворительными, то измерения проводят отдельно для каждой жилы по отношению ко всем взятым проводникам в кабеле.
  5. Все полученные значения записывают, а затем их сравнивают с нормами ПУЭ и ПТЭЭП.

Следует отметить, что если по каким-либо причинам в низковольтной сети перед испытанием отключить нагрузку не представляется возможным, то замер фазного и нулевого проводников проводится только относительно РЕ (земли). При этом рабочие нули следует отключить от нейтральной шины. Если же это не выполнить, то полученные данные для любого провода будут одинаковы и равны сопротивлению проводника с наихудшими параметрами.

Допустимые значения

Минимальное показание измеренных напряжений должно быть выше нормированных значений. Необходимая величина сопротивления закладывается заводом изготовителем кабельной или электротехнической продукции, согласно действующим техническим условиям.

Выпускаемая электротехническая продукция различается на несколько типов и бывает: общего применения, силовой, контрольной и распределительной. Между собой изделия разделяют не только по физическим характеристикам, но и конструктивным. Их разнообразие обусловлено средой окружения, в которой они используются. Например, кабель, предназначенный для прокладки в земле, усиливается металлической лентой и состоит из нескольких слоев изоляции.

Измеряется сопротивление изоляции в Омах. Но из-за больших величин с показателем всегда используется приставка мега. Указываемое число обычно рассчитано для определенной длины, чаще всего это километр. Если же длина меньше, то просто выполняется перерасчет.

Для кабелей, использующихся в связи и передающих низкочастотный сигнал, сопротивление изоляции, должно быть не менее 5 тыс. МОм/км. А вот для магистральных линий — выше 10 тыс. МОм/км. Но при этом всегда минимальное необходимое значение указывается в паспорте на изделие.

В общем же случае приняты следующие нормы сопротивления изоляции:

  • кабель, проложенный в помещении с нормальными условиями окружающей среды, — 0,50 МОм;
  • электроплиты, не предназначенные для переноса, — 1 МОм;
  • электрощитовые, содержащие распределительные части и магистральные провода, — 1 МОм;
  • изделия, на которые подается напряжение до 50 В, — 0,3 МОм;
  • электромоторы и другие приборы, работающие при напряжении 100−380 вольт, — 0,5 МОм;
  • устройства, подключаемые к электрической линии, предназначенной для передачи сигнала с амплитудой до 1 кВ, — 1 МОм.

Для кабелей, подключенных к силовым линиям, действует немного другая норма. Так, провода, используемые в электрической сети с напряжением более 1 кВ, должны иметь значение сопротивления не менее 10 МОм. Для остальных же, кроме контрольных, минимальный порог снижен вдвое. Для контрольных проводов норматив требует значение сопротивления не менее 1 МОм.

Контроль над изоляцией

Сопротивление изоляции относится к важному параметру электротехнической продукции. Именно от нахождения параметра в установленных нормах зависит безопасность работы. Поэтому важно периодически замерять величину, вовремя выявляя отклонения. Кроме того, для промышленных объектов предусмотрена обязательная периодичность проведения измерений.

В соответствии с установленными нормами и правилами, измерения изоляции должны осуществляться:

  • для передвижных или переносных установок не реже одного раза в полугодии;
  • для внешних приборов и кабелей наружной прокладки, а также в помещениях с повышенной опасностью — не менее одного раза в год;
  • для всех остальных случаев не реже одного раза в три года.

То есть в помещениях, например, таких как офис, магазин, школа, измерение на сопротивление должно выполняться не реже одного раза в 36 месяцев. После окончания испытаний в обязательном порядке составляется акт, в котором указываются измеренные данные. Если замеры неудовлетворительные, то электрический участок выводится в ремонт до момента его приведения к требуемым нормам.

Требования безопасности

Одно из основополагающих правил при исследовании изоляции заключается в том, что приступать к работе, не удостоверившись в отсутствии напряжения на измеряемом участке, нельзя. Прибор, используемый для испытаний, должен быть поверенным или хотя бы быть сертифицированным.

Использовать необходимо лишь только тот мегомметр, выдаваемое напряжение которого соответствует установленным нормам. Так, для сетей или оборудования с напряжением до 50 В, используется тестер, выдающий 100 В. Применение прибора с меньшим значением не даст правдивости информации о состоянии участка, а большего — может привести к повреждениям.

Измерение сопротивления мегомметром необходимо выполнять только на отключенных токоведущих частях, с обязательным снятием остаточного заряда. При этом заземление с токопроводящих частей снимается лишь после подключения тестера. Соединительные провода подсоединяются с помощью изолирующих штанг. При работе прикасаться к токоведущим частям, даже в диэлектрических перчатках, запрещено.

Измерение величины сопротивления изоляции кабеля связи с металлическими токопроводящими жилами производится с целью определения его работоспособности. От данного показателя в том числе зависит качество передаваемого по проводникам сигнала. Результатом снижения сопротивления изоляции, как правило, становится появление помех на линии, что, в свою очередь, приводит к возникновению звуковых шумов (телефонная линия), снижению пропускной способности (цифровые системы передачи данных) или же полный обрыв сообщения.

Согласно ГОСТ 15125-92 измерение сопротивления изоляции кабеля связи должно осуществляться раз в 6 месяцев.

Нормы сопротивления изоляции кабеля связи

Электрические нормы кабелей связи определяют минимальные значения сопротивления внешней изоляции и изоляции жил, при которых кабельная продукция допускается к использованию. Величина сопротивления зависит от типа и предназначения кабеля.

Требования к значениям сопротивления изоляции вводимых в эксплуатацию кабелей приведены в ГОСТ 15125-92, ОСТ 45.01-98, ОСТ 45.83-96 и прочей нормативно-технической документации. Рассмотрим несколько примеров.

Нормы сопротивления изоляции кабелей связи, наиболее часто применяемых для строительства первичных сетей, ГТС и других линий (значения на 1 км длины кабеля, без оконечных / с оконечными устройствами):

•    Кабели с трубчато-бумажной и пористо-бумажной изоляцией (ТГШп, ТБпШп, ТКпШп, ТСтШп и т. п.) — 8000/1000 МОм.
•    Полиэтиленовая изоляция (марки — ТППэп, ТППэпБ, ТПВБГ, СТПАПП, СТПАППБГ и другие) — 6500/1000 МОм.
•    Кордельно-бумажная изоляция (ТЗБ, ТЗБГ, ТЗКл, ТЗБн и т
. п.) — 10000/3000 МОм.

Испытание кабелей связи

Измерение сопротивления изоляции кабеля связи также производятся согласно нормативным требованиям. При выполнении этой задачи важно учитывать текущую температуру и влажность воздуха. Все электрические параметры кабелей связи приводятся производителями при условии проведения испытаний при температуре +20 °С и длине кабельного изделия 1 км. Отклонение этих параметров от нормы приводит к увеличению или уменьшению показаний. Однако существуют простые формулы, позволяющие произвести перерасчет сопротивления в зависимости от температуры и длины.

Оборудование

Измерение сопротивления изоляции кабеля связи производится специальным прибором, называемым мегаомметром. Для определения нужной электрической величины данные устройства генерируют определенное напряжение (от 100 В и более).

На текущий момент используются две разновидности мегаомметров — цифровые и аналоговые. В первом случае для генерации напряжения используются электромеханические (ручные) генераторы и стрелочные индикаторы. Цифровые мегаомметры для генерации напряжения используют, как правило, гальванические элементы или аккумуляторные батареи. Результаты измерений выводятся на цифровое табло. Также некоторые модели мегаомметров не имеют собственного генератора тока и требуют подключения внешнего источника питания.

Для тестирования кабельных линий также широко применяются рефлектомеры, способные определять различные дефекты кабеля локационным (рефлектометрическим) методом. Принцип работы устройств следующий:

•  На жилы тестируемого кабеля подаются коротковолновые электрические импульсы.
•  При наличии в кабеле каких-либо дефектов, подаваемый импульс отражается от препятствия и возвращается обратно к прибору.
• Возвращенный сигнал улавливается датчиками рефлектомера, измеряется, анализируется, после чего результат измерений отображается на дисплее.

Таким образом, при помощи рефлектомеров можно обнаружить обрывы, короткие замыкания, перепутанные пары, плотную землю и другие дефекты, которые имеют место в том числе при повреждении изоляции кабеля.

Требования и методика испытания кабелей связи

Измерение параметров кабелей связи (изоляции) — процесс несложный, но требует соблюдения установленных нормативной документацией (в частности — ГОСТ 3345-76, ГОСТ 2990-78) требований. Если кратко:

• Перед проведением работ кабель должен быть обесточен и отсоединен от всех оконечных устройств и проводников (если это, например, кабель ГТС, испытываемые жилы отсоединяются от клемм распределительных щитков).
• Нельзя проводить испытания мегаомметром над кабелями, расположенными в непосредственной близости с другими электросистемами, т. к. генерируемое прибором напряжение способно создавать мощные электромагнитные поля, которые могут нарушить работу этих систем.
• Нельзя проводить испытания воздушных линий связи в грозу.
• Испытываемые проводники (жилы) должны быть заземлены.
• Отсоединять испытываемый проводник от «земли» можно только после его подключения к соответствующим клеммам мегаомметра (т. е. сначала подключается прибор, а только затем провода отсоединяются от «земли»).
• Перед выполнением и после проведения измерений проводник должен быть освобожден от остаточного тока путем короткого замыкания. Эта операция также выполняется над измерительными щупами мегаомметра.
• Для получения точного результата ток пропускается по испытываемому проводнику в течение (и не более!) 1 минуты
. После проведения испытаний прибору и испытываемому проводнику дают «остыть» в течение 2 и более минут, если в соответствующей документации к мегаомметру и/или кабелю не приведены другие цифры.
• Все прочие требования к безопасности приведены в ГОСТ 2990-78.

Теперь рассмотрим процесс измерения сопротивления изоляции кабеля связи на примере коаксиальной пары без защитного экрана (будем измерять сопротивление изоляции жил). Согласно ГОСТ 2990-78, условная схема приложения напряжения к жилам кабеля выглядит следующим образом:

•    Жила «1» подключается к входу «R–» (вход также может быть обозначен, как «–», «Земля» или «З») мегаомметра.
•    Жила «1» и вход «R–» мегаомметра заземляются.
•    Жила «2» подключается к входу-источнику напряжения «R+» («+», «Rx», «Линия» или «Л») мегаомметра.

Условная рабочая схема:

Процесс проведения измерений:

•    Сначала на мегаомметре устанавливают уровень выходного напряжения, который зависит от марки испытуемого кабеля (обычно для проверки кабелей связи достаточно подать напряжение в 500 В).
•    После подачи напряжения в цепь мегаомметру потребуется около 1 минуты для проведения измерений. Если это стрелочный прибор, необходимо дождаться ее полной остановки, для этого мегаомметр должен находиться в неподвижном состоянии. В случае с цифровыми приборами делать это необязательно.
•    При необходимости измерения проводят несколько раз
. Как было сказано выше, перед каждой процедурой прибору дают «остыть» в течение примерно 2 минут (плюс-минус — зависит от характеристик мегаомметра).

На показания сильно влияет температура окружающей среды (чем она выше, тем ниже сопротивление и наоборот). Если ее значение отлично от +20 градусов, необходимо воспользоваться следующей «корректирующей» формулой:

R_(20 )=K*R_1, где:

R_(20 )– сопротивление изоляции кабеля (в нашем случае сопротивление изоляции жил) при +20 °С (указывается в паспорте к марке кабеля);

R_1 — сопротивление, полученное в результате измерений при температуре, отличной от +20 °С;

K — «корректирующий» коэффициент, позволяющий определить такое значение сопротивления изоляции, которое бы имело место при +20 °С (коэффициенты приведены в приложении к ГОСТ 3345-76).

Например, возьмем кабель КТПЗБбШп с полиэтиленовой изоляцией, первоначальное сопротивление которой (без оконечных устройств) составляет 2019 МОм. После измерения сопротивления жил при температуре в 15 °С получили результат, допустим, в 11 500 МОм. Согласно ГОСТ 3345-76, поправочный коэффициент «K» в случае с полиэтиленовой изоляцией жил составляет 0,48. Подставив это значение в формулу, имеем:

R_(20 )=0,48*12500=5520 (сопротивление при нормальных условиях)

По следующей формуле можно определить сопротивление изоляции в зависимости от длины кабеля:

R=R_(20 )* l, где:

R_(20 )– сопротивление изоляции при +20 °С;

l — длина испытываемого кабеля;

Возьмем ту же марку кабеля ТППэпБбШп длиной в 1,5 км. Нам известно первоначальное сопротивление изоляции жил при нормальных условиях — 2019 МОм. Отсюда:

R=6500* 1,5=7500 МОм

Компания «Кабель.РФ®» является одним из лидеров по продаже кабельной продукции и располагает складами, расположенными практически во всех регионах Российской Федерации. Проконсультировавшись со специалистами компании, вы можете приобрести нужную вам марку кабеля связи по выгодным ценам.