Testovanie izolačného odporu meria celkový odpor medzi akýmikoľvek dvoma bodmi oddelenými elektrickou izoláciou. Preto test určuje, ako efektívne je dielektrikum (izolácia) pri odolávaní toku elektrického prúdu. Meranie izolačného odporu, to znamená izolačné testy, je založené na aplikácii jednosmerného prúdu na elektricky nepriepustný materiál a na meraní elektrického prúdu, ktorým prechádza. Hodnota odporu sa vypočíta podľa Ohmovho zákona na základe nameraných hodnôt prúdu a napätia.
Prečo je meranie izolačného odporu dôležité?
Izolačný odpor je druhým parametrom, ktorý musíme zohľadniť pre bezpečné používanie elektrických zariadení a inštalácií. Systematické testovanie a kontrola stavu izolácie je nevyhnutná, ak chceme bezpečne používať inštalácie a elektrické zariadenia. Nízky odpor izolácie môže viesť k elektrickému úniku, ktorý môže pre používateľov predstavovať bezpečnostné riziko.
V priebehu času sa izolácia môže degradovať v dôsledku faktorov, ako je teplo, vlhkosť a vibrácie, čo ovplyvňuje spoľahlivosť zariadenia. Nízky odpor izolácie môže tiež ovplyvniť výkon vodiča. Je dôležité si uvedomiť, že úseky pod elektrickou energiou v zariadení a úseky, ktoré sú normálne pod napätím, by mali byť navzájom izolované, aby sa zaistilo, že zariadenie je spoľahlivé a udržateľné.
Základy merania izolačného odporu
Po privedení napätia začne cez izoláciu okamžite pretekať určitý prúd. Aplikovanie napätia cez izoláciu na akýkoľvek izolovaný výrobok spôsobí tok prúdu, keď sa kondenzátor nabíja. Dielektrická absorpcia je fyzikálny jav, pri ktorom izolácia v priebehu času pomaly absorbuje a zachováva elektrický náboj. Ustálený prúd prechádzajúci izoláciou sa nazýva zvodový prúd. Pri výpočte izolačného odporu sa na meraný systém privádza konštantné napätie a meria sa prúd. Tento pomer napätia a prúdu nám dáva izolačný odpor.
Faktory ovplyvňujúce meranie izolačného odporu
Hodnota izolačného odporu, ktorú získate z merania, bude závisieť od niekoľkých faktorov, ako je typ izolácie, teplota a vlhkosť prostredia a vek a stav zariadenia.
- Vlhkosť: Vlhkosť nepochybne ovplyvňuje meranie izolačného odporu. Izolátor môže absorbovať vlhkosť v rôznej miere, hlavne v závislosti od jeho typu.
- Teplota: Teplota je ďalšou veličinou, ktorá ovplyvňuje merania izolačného odporu. Izolačný odpor klesá so zvyšujúcou sa teplotou, avšak tieto zmeny sú rôzneho stupňa v závislosti od typu izolátora.
- Testovacie napätie a čas merania: Výsledok merania izolačného odporu je tiež ovplyvnený napätím a trvaním merania. Keďže unikajúci prúd nie je v celom rozsahu úmerný napätiu, izolačný odpor klesá spočiatku pomerne rýchlo, neskôr pomalšie až do momentu stabilizácie. Naproti tomu po prekročení určitého limitu napätia charakteristického pre konkrétny izolátor dochádza k prieniku a veľmi rýchlemu poklesu hodnoty izolačného odporu.
Nástroje na meranie izolačného odporu
Bohužiaľ, bežný ohmmeter alebo multimeter nie je dostatočný na vykonanie merania izolačného odporu. Je potrebný špecializovaný merač.
- Tester izolácie (Megohmmeter): Toto je špecializovaný nástroj, ktorý sa používa na meranie izolačného odporu elektrických zariadení. Megohmeter je vhodný a spoľahlivý na meranie izolačného odporu. Testery izolačného odporu majú zvyčajne štyri výstupné pripojenia na pokrytie širokej škály aplikácií: uzemnenie, tienenie, (+) a (-). Výstupné napätie je typicky v rozsahu 50 až 1000 voltov jednosmerného prúdu.
- Multimeter (nevhodný): Multimeter je všestranný nástroj, ktorý sa môže použiť na meranie rôznych elektrických parametrov vrátane napätia, prúdu a odporu. Bohužiaľ, bežný ohmmeter alebo multimeter nestačí na meranie izolačného odporu.
Metodika merania izolačného odporu
Test izolačného odporu má vo všeobecnosti štyri fázy: nabíjanie, pohotovostný režim, meranie a vybíjanie. Tester izolácie meria a zobrazuje nameraný odpor.
Predbežná príprava pred meraním
- Pred meraním sa musí prerušiť napájanie testovaného zariadenia a zariadenie sa musí skratovať so zemou kvôli vybitiu.
- Vypustite kondenzátory: Zariadenia často obsahujú kondenzátory, ktoré môžu ukladať elektrickú energiu, aj keď je zariadenie vypnuté.
- Pred meraním skontrolujte, či je megaohmmeter v normálnom prevádzkovom stave, hlavne skontrolujte jeho body "0" a "∞".
- Skontrolujte testovacie vodiče: Pred vykonaním merania skontrolujte testovacie vodiče, či neobsahujú akékoľvek príznaky poškodenia alebo opotrebenia.
Základné merania pri revízií elektroinštalácie
Postup merania
- Pripojte testovacie vodiče: Pripojte testovacie vodiče z testera izolačného odporu k príslušným terminálom na meranom zariadení.
- Pre megaohmmeter sú tri káblové svorky: "L" označuje svorku vedenia; "E" predstavuje uzemňovaciu svorku; "G" označuje koniec tienenia, tiež známy ako ochranný krúžok.
- Zvyčajne je nameraný izolačný odpor pripojený medzi konce "L" a "E".
- Ak je však povrchová netesnosť testovaného izolátora silná, tieniaci krúžok alebo časť testovaného objektu, ktorú nie je potrebné merať, sa musí pripojiť na koniec „G“.
- Správnym spôsobom pripojenia je pripojenie svorky "L" k vodiču testovaného zariadenia, svorky uzemnenia "E" k plášťu zariadenia a svorky tienenia "G" k izolačnej časti testovaného zariadenia.
- Pri meraní izolačného odporu medzi jadrom kábla a vonkajším povrchom je potrebné dobre pripojiť tieniacu svorku "G", pretože pri vysokej vlhkosti vzduchu alebo nečistom povrchu izolácie kábla bude povrchový zvodový prúd veľký.
- Pri použití megohmetra na meranie izolačného odporu elektrických zariadení je potrebné si uvedomiť, že svorky "L" a "E" nemožno pripojiť opačne. Navyše, pretože stupeň izolácie medzi vnútornými vodičmi konca „E“ a puzdrom je nižší ako medzi koncom „L“ a puzdrom, keď sú „L“ a „E“ zapojené opačne, odpor izolácie "E" voči zemi je rovnobežný s nameraným izolačným odporom, čo vedie k menšiemu výsledku merania a spôsobuje značné chyby v meraní.
- Nastavte tester: Nastavte tester izolačného odporu na príslušné napätie a rozsah pre merané zariadenie. Nastavenia napätia a rozsahu budú závisieť od špecifikácií zariadenia.
- Na meranie izolačného odporu by napätie použité na meranie malo používať najmenej 1000 V.
- Štandardný čas pre meranie izolácie je minimálne 1 minúta, podľa normy PN-HD 60364-6.
- Zmerajte izolačný odpor: Akonáhle je tester nastavený, stlačením tlačidla Test spustíte meranie. Tester použije napätie na izoláciu a zmeria výsledný prúd.
- Zaznamenajte výsledky: Zaznamenajte hodnotu izolačného odporu zobrazenú na testeri.
Interpretácia výsledkov merania
Vysoké výsledky získané z izolácie alebo z meraní izolačného odporu označujú, že miesto alebo zariadenie je dobre izolované. Ak izolačný odpor v elektroinštalácii klesne pod normy, systém by nemal byť nikdy napájaný elektrinou.
Tabuľka 1: Interpretácia nameraných hodnôt izolačného odporu
| Hodnota izolačného odporu | Interpretácia |
|---|---|
| 1 MΩ alebo vyššia | Dobrá izolácia |
| Medzi 0,5 MΩ a 1 MΩ | Okrajová izolácia |
| Nižšia ako 0,5 MΩ | Zlá izolácia (degradovaná, bezpečnostné riziko) |
Hodnota izolácie by nemala byť nižšia ako hodnota získaná vynásobením privedeného napätia na tisíc ohmov na meranie izolačného odporu. Prípustná hodnota prúdu v elektrických inštaláciách je 1 mA.
Typy merania izolačného odporu
- Bodové meranie: Zahŕňa vykonanie niekoľkých meraní v rôznych častiach izolácie. Po vykonaní meraní by sa mali všetky výsledky korigovať v závislosti od teploty.
- Meranie ako funkcia času: Tento typ testovania je oveľa presnejší, pretože nezávisí od teploty.
- Meranie technickou metódou: Stojí za zmienku aj merania, ktoré je možné vykonať s megohmmetrom, t.j. meračom s vlastným zdrojom testovacieho napätia alebo miliammetrom, a v tomto prípade použiť sieťové napätie.
Špecifické aplikácie a odporúčania
Meranie izolačného odporu v nízkonapäťových (NN) sieťach
Meranie izolačného odporu v nízkonapäťových (NN) sieťach je dôležitou časťou údržby elektrických inštalácií a zariadení v domácnostiach, priemysle, komerčných budovách a iných miestach, kde sa používajú nízkonapäťové elektrické systémy. Meranie izolačného odporu v sieťach NN je kritickým aspektom pre bezpečnú a spoľahlivú prevádzku elektrických systémov. Týmto meraním v podstate preverujeme ochranu pred zásahom elektrickým prúdom - izoláciu živých častí.
- Frekvencia merania: Meranie izolačného odporu v NN sieťach sa zvyčajne vykonáva pri jednosmernom napätí (DC).
- Hodnoty odporu: Normy a predpisy určujú minimálne hodnoty izolačného odporu, ktoré musia byť dosiahnuté pre rôzne typy inštalácií.
- Údržbové a preventívne opatrenia: Meranie izolačného odporu je súčasťou preventívnej údržby elektrických systémov.
- V sieťach TN-C sa vodič PEN považuje za súčasť zeme. Izolačný odpor je dovolené merať aj celú inštaláciu ako celok.
Dôležité upozornenia pri meraní v NN sieťach
- V obvodoch za prúdovým chráničom je dôležité merať izolačný odpor medzi vodičmi N a PE, aj minimálny zvod medzi týmito vodičmi spôsobuje nežiadúce vypínanie RCD.
- Ak sa v elektrickej inštalácii nachádzajú napríklad SPD (ochranné zariadenia proti prepätiu), alebo iné zariadenia, ktoré by mohli výsledok merania ovplyvniť, alebo by ich meranie mohlo poškodiť, takéto zariadenia sa musia pred meraním odpojiť. Ak toto odpojenie nie je možné (napr. pevné 230V zásuvky so vstavanou SPD3), je možné znížiť skúšobné DC napätie na 250 V, výhodnejšie až na 100 V, avšak izolačný odpor 1.
Ďalšie odporúčania
- Postupujte podľa pokynov výrobcu: Konkrétne pokyny o tom, ako vykonať meranie, sa vždy pozrite na používateľskú príručku testera izolačného odporu a meraného zariadenia.
- Použite správne testovacie napätie: Nezabudnite použiť správne testovacie napätie pre merané zariadenie.
- Merajte v stabilnom prostredí: Izolačný odpor môže byť ovplyvnený faktormi, ako je teplota a vlhkosť.
- Uchovávajte záznamy: Uchovávajte záznam o všetkých meraniach izolačného odporu, ktoré vykonávate.
- Izolačný odpor sa mení v priebehu času. To je ovplyvnené procesmi starnutia izolácie, mechanickým poškodením a environmentálnymi faktormi (vlhkosť, teplota).
Pri navrhovaní elektrickej inštalácie alebo zariadení napájaných zo siete je dobré mať na pamäti dva pojmy - odpor uzemnenia a izolačný odpor. Stručne povedané, rovnako meranie odporu uzemnenia, ako aj izolačného odporu by sa malo uskutočniť cyklicky, ak chceme používať elektrický systém alebo zariadenie bezpečne.