Medição da resistência de isolamento de uma instalação à tensão de serviço

Se a rede (instalação) estiver sob tensão operacional, sua resistência de isolamento pode ser determinada usando um voltímetro (Fig. 1).

Para medir o isolamento, determinamos:

1) tensão de operação da rede U;

2) tensão entre o fio A e o terra UA (leitura do voltímetro na posição A da chave);

3) tensão entre o fio B e o terra UB (leitura do voltímetro na posição da chave B).

Conectando o voltímetro ao fio A e designando rv a resistência do voltímetro, rxA e rxB a resistência de isolamento dos fios A e B ao terra, podemos escrever a expressão para a corrente que flui através do isolamento do fio B;

Figura 1. Esquema para medir a resistência de isolamento de uma rede de dois fios com um voltímetro.

Conectando um voltímetro ao fio B, podemos escrever uma expressão para a corrente que flui através do isolamento do fio A.

Resolvendo juntas as duas equações resultantes para rxA e rxB, encontramos a resistência de isolamento do condutor A ao terra:

e a resistência de isolamento do condutor B em relação ao terra

Observando as leituras dos voltímetros quando são ligados e substituindo essas leituras nas fórmulas acima, encontramos os valores da resistência de isolamento de cada um dos fios em relação ao terra.

Se a resistência de isolamento do fio A ao terra for grande em comparação com a resistência do voltímetro, quando a chave estiver na posição A, o voltímetro será conectado em série com a resistência de isolamento rxB, cujo valor neste caso pode ser determinada pela fórmula:

Da mesma forma, se a resistência rxB for grande em comparação com a resistência do voltímetro, então na posição B da chave, o voltímetro será conectado em série com a resistência de isolamento rxA, cujo valor é

Das últimas expressões pode-se ver que as leituras do voltímetro conectado entre um fio e o terra, a uma tensão constante da rede U, dependem apenas da resistência de isolamento do segundo fio. Portanto, o voltímetro pode ser graduado em ohms e, a partir de sua leitura, você pode estimar diretamente o valor da resistência de isolamento da rede ... Esses voltímetros graduados em ohms também são chamados de ohmímetros.

Para monitorar o estado do isolamento, em vez de um voltímetro com chave, pode-se usar dois voltímetros, incluindo-os de acordo com o esquema mostrado na fig. 2. Neste caso, quando o isolamento estiver normal, cada um dos voltímetros mostrará uma tensão igual à metade da tensão da rede.

Arroz. 2.Esquema para monitorar o estado do isolamento de uma rede de dois fios.

Se a resistência de isolamento de um dos fios diminuir, a tensão no voltímetro conectado a este fio cairá e no segundo voltímetro aumentará, pois a resistência equivalente entre os terminais do primeiro voltímetro diminui e a tensão na rede é distribuído proporcionalmente às resistências.

Nas redes de corrente trifásica, o estado do isolamento também é monitorado por meio de voltímetros conectados entre os condutores e o terra (Fig. 3).

Arroz. 3. Esquema de monitorização do estado do isolamento de uma rede trifásica.

Se o isolamento de todos os fios do circuito trifásico for o mesmo, cada um dos voltímetros indica a tensão da fase. Se a resistência de isolamento de um dos fios, por exemplo o primeiro, começar a diminuir, a leitura do voltímetro conectado a este fio também diminuirá, pois a diferença de potencial entre este fio e o terra diminuirá. Simultaneamente, as leituras dos outros dois voltímetros aumentarão.

Se a resistência de isolamento do primeiro fio cair para zero, a diferença de potencial entre este fio e o terra também será zero e o primeiro voltímetro dará uma leitura zero. Ao mesmo tempo, a diferença de potencial entre o segundo fio e o aterramento, bem como entre o terceiro fio e o aterramento, aumentará para uma tensão de linha que será notada pelo segundo e terceiro voltímetros.

Para monitorar a condição de isolamento em circuitos de corrente trifásica de alta tensão com neutro não aterrado, são usados ​​três voltímetros eletrostáticos conectados diretamente entre os condutores e o terra (Fig.3), ou três transformadores de tensão conectados em estrela (Fig. 4), ou transformadores de tensão de cinco níveis (Fig. 5).

Normalmente, os transformadores de tensão de três níveis não são adequados para monitorar a condição de isolamento. De facto, quando uma das fases da instalação é ligada à terra, o enrolamento primário dessa fase do transformador de potencial ficará em curto-circuito (Fig. 4), enquanto os outros dois enrolamentos ficarão sob tensão na linha. Como resultado, os fluxos magnéticos nos núcleos dessas duas fases aumentarão significativamente e serão fechados pelo núcleo da fase em curto e pela caixa do transformador. Este fluxo magnético induzirá uma corrente significativa no enrolamento em curto-circuito, o que pode causar superaquecimento e danos ao transformador.

Figura 4 Esquema para monitorar a condição de isolamento de uma rede trifásica de alta tensão

Figo. 5 Esquema do dispositivo e a inclusão de um transformador de tensão de cinco pólos

Em um transformador de cinco barras, quando uma das fases da instalação estiver em curto com o terra, os fluxos magnéticos das outras duas fases do transformador serão fechados através das barras adicionais do transformador sem causar superaquecimento do transformador.

As barras adicionais geralmente possuem enrolamentos aos quais são conectados relés e dispositivos de sinalização, que entram em ação quando uma das fases da instalação é fechada à terra, pois os fluxos magnéticos que aparecem neste caso nas barras adicionais induzem e. etc. com