{"id":11185,"date":"2014-10-04T10:14:16","date_gmt":"2014-10-04T09:14:16","guid":{"rendered":"http:\/\/elektrosystemy.pl\/?p=11185"},"modified":"2015-10-28T10:37:40","modified_gmt":"2015-10-28T09:37:40","slug":"wyznaczanie-rezystancji-izolacji-doziemnej","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/?p=11185","title":{"rendered":"Wyznaczanie rezystancji izolacji doziemnej"},"content":{"rendered":"

\"ES_2014_10\"<\/a>Kontrola stanu izolacji doziemnej jest niezb\u0119dna dla prawid\u0142owej eksploatacji sieci izolowanych wzgl\u0119dem ziemi (IT). Dlatego te\u017c wszystkie wa\u017cne uk\u0142ady zasilania IT DC i AC s\u0105 obecnie wyposa\u017cane w urz\u0105dzenia do kontroli (ci\u0105g\u0142ego pomiaru i sygnalizacji) stanu izolacji i ewentualnie dodatkowo w system automatycznej lokalizacji doziemie\u0144.<\/strong><\/p>\n

Parametrami elektrycznymi izolacji doziemnej s\u0105 rezystancja i pojemno\u015b\u0107. Warto\u015b\u0107 rezystancji izolacji doziemnej posiada istotne znaczenie dla pracy sieci zar\u00f3wno w stanie ustalonym, jak i podczas przebieg\u00f3w przej\u015bciowych. Mimo przestrzennego rozk\u0142adu (wzd\u0142u\u017c linii i jej element\u00f3w) oporno\u015b\u0107 izolacji doziemnej poszczeg\u00f3lnych przewod\u00f3w przedstawia si\u0119 najcz\u0119\u015bciej w postaci skupionej jako oddzielne rezystory. Praktyczna przydatno\u015b\u0107 takiej reprezentacji rezystancji izolacji jest jednak ograniczona, gdy\u017c wi\u0119kszo\u015b\u0107 stosowanych urz\u0105dze\u0144 do kontroli izolacji mierzy zast\u0119pcz\u0105 oporno\u015b\u0107 izolacji. Jest ni\u0105 wypadkowa rezystancja wszystkich element\u00f3w istniej\u0105cych mi\u0119dzy galwanicznie po\u0142\u0105czonymi punktami danego obwodu elektrycznego a ziemi\u0105. Cel stosowania tego parametru wynika bezpo\u015brednio z zasady Thevenina. Pozwala ona na proste obliczanie pr\u0105du zwarcia doziemnego, kt\u00f3ry jest odwrotnie proporcjonalny do sumy oporno\u015bci przej\u015bcia w miejscu zwarcia i zast\u0119pczej rezystancji izolacji doziemnej sieci. Z tego powodu, jak r\u00f3wnie\u017c z uwagi na dogodno\u015b\u0107 wykonywania pomiaru, poj\u0119cie zast\u0119pczej rezystancji doziemnej izolacji sieci jest znacznie cz\u0119\u015bciej u\u017cywane od rezystancji izolacji poszczeg\u00f3lnych przewod\u00f3w wzgl\u0119dem ziemi.<\/p>\n

\"Rys.

Rys. 1. Schemat zast\u0119pczy baterii pr\u0105du sta\u0142ego dla up\u0142ywno\u015bci dowolnie roz\u0142o\u017conych na poszczeg\u00f3lnych ogniwach (a), schemat zast\u0119pczy z up\u0142ywno\u015bciami izolacji skupionymi na zaciskach baterii (b)<\/p><\/div>\n

Metody<\/strong><\/p>\n

Dotychczas opracowano i wdro\u017cono szereg metod okresowego (dorywczego) i ci\u0105g\u0142ego wyznaczania rezystancji izolacji w czynnych (tj. pod napi\u0119ciem roboczym) sieciach izolowanych pr\u0105du sta\u0142ego i przemiennego. Obok stosowania dedykowanych przyrz\u0105d\u00f3w pomiarowych warto\u015b\u0107 tego parametru mo\u017cna okre\u015bla\u0107 za pomoc\u0105 woltomierza i odpowiednich rezystor\u00f3w. Oczywi\u015bcie, wobec powszechnej dost\u0119pno\u015bci wspomnianych miernik\u00f3w (zwanych izometrami), tradycyjne sposoby w\u0142\u0105cznie z metodami woltomierzowymi niew\u0105tpliwie trac\u0105 na znaczeniu. Niemniej jednak przedstawione poni\u017cej proste procedury bywaj\u0105 przydatne w sieciach pozbawionych izometr\u00f3w lub dla sprawdzenia poprawno\u015bci ich dzia\u0142ania.<\/p>\n

\"Rys.

Rys. 2.\u00a0Schemat obwodu pr\u0105du sta\u0142ego dla wyznaczania zast\u0119pczej\u00a0rezystancji izolacji z u\u017cyciem\u00a0regulowanego rezystora (a), schemat zast\u0119pczy w oparciu o zasad\u0119 Thevenina (b)<\/p><\/div>\n

\"Rys.

Rys. 3.\u00a0Pomiar parametr\u00f3w\u00a0izolacji doziemnej metod\u0105 woltomierzow\u0105\u00a0na przyk\u0142adzie sieci
3-fazowej<\/p><\/div>\n

Pomiary w obwodach pr\u0105du sta\u0142ego<\/strong><\/p>\n

Krajowa norma PN-76\/E-83005 (wycofana) zaleca do pomiaru stanu izolacji sieci pr\u0105du sta\u0142ego prost\u0105 metod\u0119 z u\u017cyciem woltomierza. Dla jej zastosowania nale\u017cy dokona\u0107 lokalizacji tzw. punktu zerowego baterii, czyli miejsca o napi\u0119ciu wzgl\u0119dem ziemi r\u00f3wnym zeru. Przy sko\u0144czonej oporno\u015bci izolacji punkt ten znajduje si\u0119 wewn\u0105trz baterii lub na jej zacisku; jedynie przy idealnym stanie izolacji doziemnej (oporno\u015b\u0107 r\u00f3wna niesko\u0144czono\u015bci) napi\u0119cie wszystkich punkt\u00f3w wzgl\u0119dem ziemi wynosi zero, lecz pomiar stanu izolacji staje si\u0119 wtedy zb\u0119dny. Nast\u0119pnie nale\u017cy zmierzy\u0107 kolejno woltomierzem o znanej oporno\u015bci wewn\u0119trznej RV<\/sub> napi\u0119cia doziemne Ua<\/sub> i Ub<\/sub> dowolnych dw\u00f3ch punkt\u00f3w baterii (w szczeg\u00f3lno\u015bci mog\u0105 to by\u0107 jej bieguny) po\u0142o\u017conych po obu stronach punktu zerowego. Warto\u015b\u0107 zast\u0119pczej rezystancji izolacji sieci pr\u0105du sta\u0142ego (lub samej baterii, je\u015bli zosta\u0142a od\u0142\u0105czona od obwod\u00f3w zewn\u0119trznych) oblicza si\u0119 ze znanego wzoru:<\/p>\n

\"wzor_1\"(1)
\nWz\u00f3r (1) mo\u017cna \u0142atwo wyprowadzi\u0107 dla \u017ar\u00f3d\u0142a napi\u0119cia o up\u0142ywno\u015bciach (przewodno\u015bciach) izolacji skupionych na jego zaciskach [1]. Dla og\u00f3lnego przypadku, czyli przy dowolnym rozk\u0142adzie up\u0142ywno\u015bci izolacji na poszczeg\u00f3lnych ogniwach baterii (rys. 1a) uzasadnienie zale\u017cno\u015bci (1) podano w [2].
\nSchemat zast\u0119pczy z rys. 1a wygodnie jest zast\u0105pi\u0107 uproszczonym obwodem czw\u00f3rnika typu P pokazanym na rys. 1b. Oporno\u015bci skupione na obu biegunach R1 i R2 wyznacza si\u0119 z wzor\u00f3w:
\n\"wzor_2\"(2)
\n\"wzor_3\"(3)
\nprzy czym zgodnie z okre\u015bleniem zast\u0119pczej rezystancji izolacji obowi\u0105zuje zale\u017cno\u015b\u0107:
\n\"wzor_4\"(4)
\nPrzyk\u0142ad innej procedury okresowego wyznaczania tego parametru w czynnej sieci pr\u0105du sta\u0142ego pokazano na rys. 2a. Pomiar przebiega nast\u0119puj\u0105co. Przy zwolnionym przycisku S nale\u017cy odczyta\u0107 na woltomierzu napi\u0119cie doziemne U2<\/sub>. Rezystor regulowany r (np. opornic\u0119 dekadow\u0105 lub potencjometr) nale\u017cy ustawi\u0107 na maksymaln\u0105 oporno\u015b\u0107. Po naci\u015bni\u0119ciu przycisku nale\u017cy obni\u017ca\u0107 rezystancj\u0119 rezystora r, \u015bledz\u0105c obni\u017canie napi\u0119cia U2<\/sub> do warto\u015bci U2<\/sub>\u2019. Po zmniejszeniu napi\u0119cia do po\u0142owy warto\u015bci odczytanej przed wykonaniem pomiaru (czyli dla U2<\/sub>\u2019 = 0,5U2<\/sub>) nale\u017cy zwolni\u0107 przycisk. Warto\u015b\u0107 nastawiona na rezystorze r jest r\u00f3wna zast\u0119pczej rezystancji doziemnej izolacji sieci Ri<\/sub>, co wynika z zasady Thevenina (rys. 2b).<\/p>\n

Pomiary w obwodach AC IT<\/strong><\/p>\n

R\u00f3wnie\u017c w czynnych obwodach AC IT o dowolnej liczbie faz (rys. 3 \u2013 przyk\u0142ad dla sieci 3-fazowej) mo\u017cna wyznacza\u0107 warto\u015bci zast\u0119pczej rezystancji Ri<\/sub> i pojemno\u015bci Ci<\/sub> izolacji doziemnej dokonuj\u0105c pomiaru napi\u0119\u0107 mi\u0119dzy dowolnym punktem sieci i ziemi\u0105 [3], [4]. Dla zachowania og\u00f3lno\u015bci rozwa\u017ca\u0144 za\u0142o\u017cono dowolny, niekoniecznie znany, rozk\u0142ad up\u0142ywno\u015bci i pojemno\u015bci izolacji doziemnej wewn\u0105trz \u017ar\u00f3de\u0142 napi\u0119cia i wzd\u0142u\u017c przewod\u00f3w linii. W tym przypadku zast\u0119pcza konduktancja i pojemno\u015b\u0107 doziemnej izolacji sieci wynosz\u0105:
\n\"wzor_5\"(5)
\n\"wzor_6\"(6)
\ngdzie GEa<\/sub>, GEb<\/sub>, GEc<\/sub>, CEa<\/sub>, CEb<\/sub>, CEc<\/sub> s\u0105 przewodno\u015bciami i pojemno\u015bciami izolacji doziemnej uzwoje\u0144 \u017ar\u00f3d\u0142a, za\u015b Ga<\/sub>, Gb<\/sub>, Gc<\/sub>, Ca<\/sub>, Cb<\/sub>, Cc<\/sub> przewodno\u015bciami i pojemno\u015bciami izolacji doziemnej przewod\u00f3w fazowych linii. W tym rozumowaniu pomija si\u0119 impedancje wzd\u0142u\u017cne wspomnianych uzwoje\u0144 jako znacznie mniejsze od impedancji badanej izolacji. Zak\u0142ada si\u0119 te\u017c, \u017ce wewn\u0119trzna impedancja woltomierza jest znacznie wi\u0119ksza od impedancji doziemnej izolacji sieci. Procedura obejmuje pomiary warto\u015bci skutecznej napi\u0119cia doziemnego dowolnego wybranego punktu (fazy) sieci w trzech stanach roboczych: (1) U1<\/sub> podczas normalnej pracy, (2) U2<\/sub> przy rezystorze R1<\/sub> = 1\/G1<\/sub> w\u0142\u0105czonym mi\u0119dzy ten punkt i ziemi\u0119, (3) U3<\/sub> przy rezystorze R2<\/sub> = 1\/G2<\/sub> w\u0142\u0105czonym w miejsce R1<\/sub>. Warto\u015bci skuteczne tych napi\u0119\u0107 mo\u017cna wyrazi\u0107 nast\u0119puj\u0105co zgodnie z zasad\u0105 Thevenina:
\n\"wzor_7\"(7)
\n\"wzor_8\"<\/a>(8)
\nZ uk\u0142adu tych r\u00f3wna\u0144 wyznacza si\u0119 poszukiwane warto\u015bci parametr\u00f3w izolacji:
\n\"wzor_9\"(9)
\n\"wzor_10\"(10)
\ngdzie
\n\"wzor_11\"\"wzor_12\"
\nNale\u017cy zauwa\u017cy\u0107, \u017ce przy pomijalnej warto\u015bci pojemno\u015bci doziemnej sieci wystarczy wykona\u0107 jedynie pomiary napi\u0119\u0107 U1 i U2. Warto\u015b\u0107 Ri wynosi wtedy:
\n\"wzor_13\"<\/p>\n

Opracowa\u0142 Piotr Olszowiec<\/strong><\/p>\n

Literatura
\n[1] \u0415. \u0418\u0432\u0430\u043d\u043e\u0432, \u0410. \u0414\u044c\u044f\u0447\u043a\u043e\u0432 \u201e\u041a\u0430\u043a \u043f\u0440\u0430\u0432\u0438\u043b\u044c\u043d\u043e \u0438\u0437\u043c\u0435\u0440\u0438\u0442\u044c \u0441\u043e\u043f\u0440\u043e\u0442\u0438\u0432\u043b\u0435\u043d\u0438\u0435 \u0438\u0437\u043e\u043b\u044f\u0446\u0438\u0438 \u044d\u043b\u0435\u043a\u0442\u0440\u043e\u0443\u0441\u0442\u0430\u043d\u043e\u0432\u043e\u043a\u201d, \u041d\u043e\u0432\u043e\u0441\u0442\u0438 \u042d\u043b\u0435\u043a\u0442\u0440\u043e\u0442\u0435\u0445\u043d\u0438\u043a\u0438 \u2116 1\/2002;
\n[2] P. Olszowiec \u201eKontrola izolacji w sieciach pr\u0105du sta\u0142ego\u201d, COSiW Warszawa 2011;
\n[3] P. Olszowiec \u201eInsulation Measurement and Supervision in Live AC and DC Unearthed Systems\u201d, Springer 2012;
\n[4] \u0415. \u0418\u0432\u0430\u043d\u043e\u0432, \u0410. \u0414\u044c\u044f\u0447\u043a\u043e\u0432 \u201e\u041a\u0430\u043a \u043f\u0440\u0430\u0432\u0438\u043b\u044c\u043d\u043e \u0438\u0437\u043c\u0435\u0440\u0438\u0442\u044c \u0441\u043e\u043f\u0440\u043e\u0442\u0438\u0432\u043b\u0435\u043d\u0438\u0435 \u0438\u0437\u043e\u043b\u044f\u0446\u0438\u0438 \u044d\u043b\u0435\u043a\u0442\u0440\u043e\u0443\u0441\u0442\u0430\u043d\u043e\u0432\u043e\u043a\u201d, \u041d\u043e\u0432\u043e\u0441\u0442\u0438 \u042d\u043b\u0435\u043a\u0442\u0440\u043e\u0442\u0435\u0445\u043d\u0438\u043a\u0438 \u2116 2\/2002<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Kontrola stanu izolacji doziemnej jest niezb\u0119dna dla prawid\u0142owej eksploatacji sieci izolowanych wzgl\u0119dem ziemi (IT). Dlatego te\u017c wszystkie wa\u017cne uk\u0142ady zasilania IT DC i AC s\u0105 obecnie wyposa\u017cane w urz\u0105dzenia do kontroli (ci\u0105g\u0142ego pomiaru i sygnalizacji) stanu izolacji i ewentualnie dodatkowo w system automatycznej lokalizacji doziemie\u0144. Parametrami elektrycznymi izolacji doziemnej s\u0105 rezystancja i pojemno\u015b\u0107. Warto\u015b\u0107 rezystancji…<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":11202,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[620],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/11185"}],"collection":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=11185"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/11185\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":11205,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/11185\/revisions\/11205"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/11202"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=11185"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=11185"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=11185"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}