Свойства электроизоляционных материалов изменяются под воздействием температуры, влажности, приложенного напряжения, частоты тока, степени загрязнения материала. При повышении критического уровня напряженности поля изоляция теряет свои электроизоляционные свойства и может произойти пробой диэлектрика. Значение напряжения, при котором происходит пробой, называется пробивным, а соответствующая ему напряженность поля — электрической прочностью изоляции.

При длительной эксплуатации электрооборудования происходят снижение электрической и механической прочности, растрескивание и загрязнение изоляции, изменение структуры диэлектрика. Нагрев проводников и наружного воздуха, влажность, коммутационные и атмосферные перенапряжения, продолжительность времени эксплуатации способствуют старению изоляции. Для выявления дефектов изоляции электрооборудования проводят различные измерения и испытания, обязательные при эксплуатации электроустановок.

Определение состояния изоляции электрооборудования проводят двумя методами: измерение сопротивления изоляции электроустановки с помощью мегаомметра и проверка состояния изоляции повышенным напряжением выпрямленного (или переменного) тока. Мегаомметры выпускаются промышленностью на номинальное напряжение на зажимах 500 и 1000 В (тип M1101М) и 2500 В (тип МС-06).

Мегаомметр и схема измерения им изоляции кабеля
Рис. 42. Мегаомметр и схема измерения им изоляции кабеля:
а — схема мегаомметра; б — измерение изоляции относительно земли; в — измерение при наличии поверхностных токов утечки; г — измерение изоляции между жилами.

Мегаомметр (рис. 42, а) состоит из генератора постоянного тока G, магнитоэлектрического логометра Л, шкалы Ш, проградуированной в килоомах и мегаомах, и добавочных резисторов R1R3. Рамки логометра образуют две параллельные ветви и питаются током от генератора, вращаемого за рукоятку со скоростью 120 об/мин. При разомкнутых зажимах 3 (земля) и Л (линия) ток проходит через рамку с добавочным резистором R1 и подвижная часть магнитоэлектрической системы устанавливается в одном из своих крайних положений со знаком ∞, показывающим бесконечно большое сопротивление.

При подключении к зажимам З и Л замкнутой цепи ток пойдет и через вторую рамку с добавочным резистором R3, в результате чего подвижная система установится в положении между знаками ∞ и 0, а стрелка прибора покажет на шкале значение сопротивления изоляции. С помощью переключателя П вторая рамка логометра с R2 подключается последовательно к измеряемому сопротивлению (шкала больших сопротивлений) или параллельно измеряемому сопротивлению (шкала меньших сопротивлений). Для исключения влияния поверхностных токов утечки мегаомметр имеет специальный вывод Э (экран). Этот вывод подключают к заземленной конструкции. Погрешность мегаомметров составляет 1—5%.

При измерении сопротивления изоляции протяженных кабельных линий и обмоток электрических машин отсчет показания прибора проводят только после установившегося равномерного вращения рукоятки мегаомметра.

Для выявления мест с большими диэлектрическими потерями проводят испытание изоляции повышенным напряжением переменного и постоянного токов. При испытании изоляции постоянным током применяется кенотронная установка. При испытании изоляции переменным током промышленной частоты объект подключают к выводу переменного тока, с помощью регулятора поднимают напряжение до испытательного значения и поддерживают его неизменным в течение всего периода испытания.

Сопротивление изоляции силовых и осветительных проводок измеряют один раз в 2 года в помещениях с нормальной средой и один раз в год в остальных помещениях. Значение сопротивления должно быть не менее 0,5 МОм. Не реже одного раза в 3 года и после проведения капитального ремонта изоляцию проводок испытывают повышенным напряжением 1000 В промышленной частоты в течение 1 мин.

Сопротивление изоляции электродвигателей напряжением до 660 В, аппаратов и цепей вторичной коммутации измеряют мегаомметром на 500—1000 В. Сопротивление изоляции электродвигателей не нормируется, для аппаратов и вторичных цепей оно должно быть не менее 0,5 МОм.

Проверка состояния элементов заземляющих устройств и наличие цепи между контуром заземления и заземляемыми элементами производится при каждом текущем и капитальном ремонтах. Не реже 1 раза в 5 лет должна проводиться проверка полного сопротивления петли «фаза —нуль» в установках напряжением до 1000 В с глухим заземлением нейтрали. Сопротивление измеряют с помощью прибора типа М-417. При снятом напряжении провод одного из выводов прибора подсоединяют к заземленному корпусу исследуемого аппарата, другой — к фазе сети и подают напряжение. На щите прибора М-417 должна загореться лампа освещения табло r ≠ ∞. Отсутствие загорания лампы табло свидетельствует о нарушении цепи заземления. Если в цепи заземления нарушения нет, то при нажатии на кнопку «Измерение» производят отсчет по отклонению стрелки прибора. При сопротивлении цепи свыше 2 Ом дополнительно загорается сигнальное табло r > 2 Ом. Значение сопротивления должно быть таким, чтобы при замыкании между фазами и заземляющими проводниками возникал ток короткого замыкания, превышающий не менее, чем в 3 раза номинальный ток плавкой вставки, или в 1,5 раза ток отключения максимального расцепителя автоматического выключателя.

Сопротивление изоляции кабельных линий измеряют мегаомметром на напряжение 2500 В до и после испытания кабеля повышенным напряжением. На рис. 42,б,в,г приведены схемы включения мегаомметра 1 при измерении сопротивления изоляции кабеля 2. Сопротивление изоляции кабелей напряжением до 1000 В должно быть не менее 0,5 МОм. Для кабелей напряжением выше 1000 В сопротивление изоляции не нормируется.

Профилактические испытания кабельных линий проводят не реже одного раза в год. Во время них измеряют сопротивление изоляции кабеля, сопротивления заземления концевых заделок, значения блуждающих токов, проверяют целостность жил и фазировку кабельных линий. Эти испытания позволяют выявить слабые места изоляции в кабелях, соединительных муфтах и концевых заделках.

Силовые кабели напряжением выше 1000 В испытываются повышенным напряжением выпрямленного тока в течение 10 мин (при приемо-сдаточных испытаниях) и 5 мин (в эксплуатации). Значение испытательного напряжения зависит от материала изоляции и номинального напряжения кабеля и составляет для кабелей 10 кВ с бумажной изоляцией — 60 кВ; для кабелей 3 кВ с пластмассовой изоляцией — 15 кВ; для кабелей 6 кВ с резиновой изоляцией — 12 кВ.

Результаты измерений и испытаний оборудования заносятся в журнал испытаний электрооборудования и в протоколы испытаний и измерений. Эти данные используются для сравнения при последующих испытаниях и измерениях, анализа состояния и работоспособности оборудования и составления плана проведения ремонтов.

В период капитального ремонта проверяют целостность жил и фазировку кабельной линии, а также проводят испытание повышенным напряжением выпрямленного тока, создаваемого с помощью кенотронной установки (типа КИИ или АКИ-70).

После капитального ремонта кабельной линии составляют протокол испытаний отремонтированной линии с указанием результатов проведенных измерений и испытаний. Вносят в электрические схемы изменения трасс, расположение новых соединительных муфт с привязкой их к ориентирам на местности.

При проверке выполнения работ обращают внимание на правильность заземления концевых заделок и оболочек кабелей, качество подсоединения жил к аппаратам и оборудованию, достаточность уровня заливки составом воронок, правильность прокладки кабелей по конструкциям, прочность крепления конструкции к строительным основаниям и кабелей к конструкциям, соблюдение нормированных расстояний при прокладке и минимально допустимых радиусов поворота кабелей, соответствие сечений и марок кабелей проекту и т. д. После проверок, наладки и испытаний кабельная линия включается под напряжение и через 24 часа считается принятой в эксплуатацию, если за это время не выявились дефекты.

После капитального ремонта воздушных линий проверяют равномерность распределения нагрузки по фазам, правильность выполнения заземляющих и грозозащитных устройств, соответствие с нормативами стрел провеса, габаритов провода в пролетах и пересечениях. Одновременно проводится оценка качества ремонтных операций и внешнего вида линии.

При испытаниях BJI измеряют сопротивления заземляющих устройств. Сопротивление заземляющих устройств опор линий в сетях с изолированной нейтралью должно быть не более 50 Ом, а в сетях с глухим заземлением нейтрали — в зависимости от номинального напряжения: при напряжениях 660/380, 380/220 и 220/127 В сопротивление заземлителя должно быть 15, 30 и 60 Ом соответственно.

Шинопроводы подвергаются испытаниям повышенным напряжением после реконструкции или капитального ремонта. Токопроводы напряжением до 1000 В испытывают напряжением промышленной частоты 1000 В; фарфоровую изоляцию шин напряжением 6 кВ - напряжением 32 кВ и 10 кВ — 42 кВ в течение 1 мин.