Měření izolačního odporu je klíčovým diagnostickým testem, který ověřuje bezpečnost elektrické instalace a zařízení, a to i z hlediska požární bezpečnosti. Jde o základní prvek pro bezpečný přenos a využívání elektrické energie.
Obecné zásady měření izolačního odporu
Izolační odpor elektrické instalace se musí měřit mezi každým pracovním vodičem a ochranným vodičem spojeným se zemničem. Pro účely této zkoušky se mohou pracovní vodiče (fázové vodiče a nulový vodič) spolu navzájem spojit. Izolační odpor se bez ohledu na prostředí, ve kterém je instalace situována, doporučuje ověřit i mezi pracovními vodiči navzájem.
Kde je to vhodné, je dovoleno živé vodiče spolu navzájem spojit. V praxi může být nutné provádět toto měření během montáže instalace před připojením vybavení. Tam, kde obvod obsahuje zařízení, které je náchylné k tomu, aby ovlivňovalo výsledky nebo aby bylo měřením poškozeno, musí být provedeno pouze měření mezi spolu vzájemně spojenými živými vodiči a zemí. Měření izolačního odporu se musí provádět stejnosměrným proudem.
Vliv přepěťových ochran (SPD) a jiných přístrojů
Jestliže je pravděpodobné, že výsledky měření mohou být ovlivňovány přepěťovými ochranami (SPD) nebo jinými přístroji, nebo jestliže takové přístroje mohou být měřením poškozeny, mají se tyto přístroje před měřením odpojit. Upřednostňuje se při měření izolačního odporu SPD odpojit nebo podle pokynů výrobce vyjmout moduly z SPD.
Pokud však odpojení těchto přístrojů není prakticky proveditelné (např. v případě pevných zásuvek obsahujících přepěťové ochrany), je možné zkušební napětí pro takové obvody snížit na hodnotu 250V DC. Přitom však izolační odpor musí vykazovat hodnotu nejméně 1MΩ. Některé SPD obsahují indikační obvody, které mohou zkreslit měření izolačního odporu mezi pracovními vodiči.
Čtěte také: Metody měření vlhkosti betonu
Stejně jako v některých případech není prakticky proveditelné odpojit přepěťové ochrany, nemusí být vždy, pro účely revize, prakticky proveditelné odpojit některé pevně připojené spotřebiče (jako jsou např. ventilátory, svítidla, stroje). Pokud instalace vykáže dostatečný izolační odpor i s těmito pevně připojenými spotřebiči, je vše v pořádku. Při nižším izolačním odporu je pak nutno vyhledat spotřebiče se sníženou hodnotou izolačního odporu a toto měření opakovat. Pokud jsou při tomto měření k instalaci připojené některé spotřebiče, je třeba ověřit, že tyto spotřebiče neobsahují komponenty nebo obvody, které by měřením mohly být poškozeny.
Minimální hodnoty a jejich interpretace
Izolační odpor měřený zkušebním napětím uvedeným v tabulce se považuje za vyhovující, jestliže bude hlavní rozváděč a každý distribuční obvod zkoušen zvlášť, se všemi svými koncovými obvody připojenými, ale s odpojenými spotřebiči, bude vykazovat izolační odpor, který není nižší než příslušná hodnota uvedená v tabulce. Tabulka musí být použita také pro ověření izolačního odporu mezi neuzemněnými ochrannými vodiči a zemí.
Otázkou je, zda minimální hodnoty izolačního odporu uvedené v ČSN 33 2000-6 ed. 2 zaručují, že izolace je naprosto v pořádku. Ve skutečnosti ani tyto hodnoty bezvadný stav izolace nezaručují. Ve většině případů totiž měřicí rozsah přístroje ani nestačí na to, aby ukázal skutečnou hodnotu izolačního odporu. U nových instalací je dnes již možno předpokládat, že hodnota jejich izolačního odporu se bude pohybovat řádově v gigaohmech. To znamená, že hodnota izolačního odporu naměřená řádově v hodnotách, které jako minimální přípustné předepisuje tabulka, již může naznačovat, že izolace má některá slabá místa.
Pro instalace, které je nutno provozovat za nepříznivých podmínek okolí, u zařízení provozovaných ve venkovním prostředí, instalací ve vlhkých a mokrých prostorách, kdy není možné hodnoty uvedené v tabulce dodržet, se uplatní jiná opatření. Těmi jsou např. uzemnění neživých upevňovacích částí, které jsou součástí impedance smyčky poruchového proudu, umístění hořlavých hmot v dostatečné vzdálenosti od vodičů obvodu, opatření, aby unikající proud nevedl ke vzniku nebezpečných dotykových napětí nebo požáru.
Faktory ovlivňující izolační odpor
Hodnota izolačního odporu závisí na různých faktorech:
Čtěte také: Metody měření vlhkosti betonu
- Vlhkost: Nepochybně ovlivňuje měření odporu izolace. Izolátor může absorbovat vlhkost v různé míře, hlavně v závislosti na jeho typu.
- Teplota: Odpor izolace klesá se zvyšující se teplotou, ale tyto změny mají různou míru v závislosti na typu izolátoru. V odborné literatuře se uvádí, že při nízkých teplotách (pod 30°C) stroj začíná absorbovat vlhkost a izolační odpor začíná klesat.
- Zkušební napětí a doba měření: Výsledek měření odporu izolace je také ovlivněn napětím a délkou měření. Protože únikový proud není v celém rozsahu úměrný napětí, odpor izolace zpočátku rychle klesá, poté pomaleji až do stabilizace. Po překročení určitého napěťového prahu charakteristického pro konkrétní izolátor však dojde k průrazu a hodnota odporu izolace rychle klesá.
Měření izolačního odporu u specifických zařízení
Elektromotory
Co se týče měření izolačního odporu u elektromotorů, je nutné dodržet požadavky výrobce. Každý výrobce ve svém návodu k obsluze uvádí, že před uvedením do chodu nebo spuštěním déle nepoužívaného elektromotoru je nutné zkontrolovat, zda se nezhoršil izolační stav a zda tím nehrozí nebezpečí poškození vinutí nebo úrazu elektrickým proudem. Izolační stav nutno rovněž kontrolovat při prohlídkách v souladu s ustanovením ČSN 34 3205 a ČSN 35 0010. Velikost izolačního odporu za studena před připojením musí být nejméně 5MΩ.
Co se týká měření za studena, je nutné ho brát jako orientační pro účely zjištění, zda je nebo není proražená izolace a dále zda mají všechny cívky přibližně stejný izolační odpor.
Polarizační index (PI)
Jeden z parametrů používaných při hodnocení stavu izolace je tzv. polarizační index PI. U dobré izolace se po připojení měřícího napětí postupně zvyšuje izolační odpor. Při testování PI se měří izolační odpor ve dvou po sobě jdoucích časových intervalech a to obvykle po jedné minutě od okamžiku přiložení měřícího napětí a po deseti minutách. Polarizační index PI je dán podílem obou změřených izolačních odporů. Pokud je hodnota PI 4 a vyšší jedná se o výbornou izolaci. Čím nižší je hodnota PI, tím je horší stav izolace. Tento fakt je nutné vědět, protože v některých případech měříme kabelové vývody i s elektromotory a naměřené hodnoty nemusí v některých případech být v souladu s požadavky, které jsou uvedeny v tabulce. Nízká hodnota izolačního odporu nebo polarizační index nižší než 2 lze považovat za příznak poškozené nebo vadné izolace. To vyvolá zkrat nebo jiné nežádoucí jevy. V případě nízkých hodnot izolačního odporu a polarizačního indexu je nejprve třeba vyčistit a vysušit stroj.
Zdravotnické prostředky
Norma ČSN EN 62353 pouze poskytuje prostředky pro zkoušení izolačního odporu. Jak provádíme měření a jakým napětím? K měření izolačního stavu norma ČSN EN 62353, v informativní příloze „A,“ uvádí následující: „Podle ČSN EN 60601-1 se měření izolačního odporu nepovažuje za kritérium pro převzetí. Z tohoto důvodu, při absenci doporučení výrobce, lze pro stanovení kritérií převzetí použít místní požadavky nebo běžnou praxi. Norma ČSN EN 62353 pouze poskytuje prostředky pro zkoušení izolačního odporu.“ Před vlastním měřením se přístroj odpojí od napájecí sítě. Při měření jsou všechny spínače síťové části v provozní poloze zapnuto, aby byly v měření zahrnuty všechny izolace síťové části. Měření izolačního odporu se provádí stejnosměrným napětím 500V. Aby se zabránilo poškození přístroje, smí se měření izolačního odporu mezi příložnými částmi a kolíkem ochranného uzemnění, eventuálně krytem, provádět pouze, je-li přístroj schopen tomuto měření odolat.
Zařízení s ochranou malým napětím (SELV, PELV, FELV) a elektrickým oddělením
Izolační odpory se musí měřit i u zařízení, kde je uplatněna ochrana malým napětím SELV a PELV nebo ochrana elektrickým oddělením. U obvodů SELV a PELV (ochranné opatření - ochrana malým napětím) byla provedena kontrola zdrojové části ve smyslu ČSN 33 2000-4-41 ed.2 čl.414.3, včetně ověření požadavků na tyto obvody - ČSN 33 2000-4-41 ed.2 čl.414.4. Pokud jsou v revidované elektroinstalaci obvody FELV (funkční malé napětí) je provedena kontrola požadavků ČSN 33 2000-4-41 ed.2 čl.411.7.
Čtěte také: Komplexní průvodce měřením vibrací
Praktické aspekty měření izolačního odporu
Měření během revizí
V případě provádění pravidelné revize je ve většině případů v podstatě technicky nemožné měření izolačního stavu provést bez zásahu do zapojení. Tato situace je mnohdy neřešitelná i z provozních důvodů - řídící systém prostě zákazník nedovolí vypnout. A naše dobře míněné zásahy do stávajícího zapojení za účelem měření izolačního stavu mohou způsobit poškození nebo poruchu řídícího systému. Pokud už tato situace nastane je dle mého lepší v závěru revize uvést tzv. „pravdu skutečného provedení“ - např. „Některá měření na řídícím systému SŘTP a určitých částech silového zařízení nebyla z důvodu možného poškození zařízení měřícím napětím (měření izolačních odporů) nebo proudem (měření impedance vypínací smyčky) provedena. Tato měření jsou u některých provozovaných elektronických zařízení v podstatě technicky neproveditelná bez zásahu do zapojení. U části zařízení nebylo možné zasahovat do obvodů i z hlediska technologického. U elektronických zařízení je možné určitá měření provést pouze v době montáže - např. měření izolačního odporu signalizačních a řídících obvodů systému SŘTP.“
U těchto zařízení byla ověřena bezpečnost z hlediska ochrany před úrazem elektrickým proudem kontrolou a měřením přechodových odporů a připojovacích svorek ochranných vodičů, tj. ověření připojení k ochranné soustavě napájecí sítě. U zařízení třídy ochrany II (dvojitá izolace ČSN 33 2000-4-41 ed.2 čl.412) byla provedena fyzická kontrola přístrojů a zařízení, tj. prověření skutečného stavu prohlídkou.
My při výchozí revizi provedeme kontrolu správného zapojení a dodržení požadavků výrobce na napájecí zdroje a způsob provedení instalace těchto obvodů a připojených zařízení jako například průtokoměry, snímače polohy, teploty, tlaku, otáček atd. To znamená dodržení požadavků výrobce nainstalovaného zařízení a projektové dokumentace, která řeší způsob ochrany před úrazem elektrickým proudem.
Doba trvání měření
Standardní doba pro měření izolace je minimálně 1 minuta, podle normy PN-HD 60364-6. Měření podle normy VDE 0100 část 410 trvá přesně 60 sekund, aby bylo možné získat srovnatelné hodnoty. Při měření polarizačního indexu se zkušební napětí přikládá po dobu 600 sekund.
Potřebné vybavení
Bohužel, běžný ohmmetr nebo multimetr nestačí k provedení měření odporu izolace. Je nutný specializovaný měřič, tj. megohmmetr.
Vztah k odporu zemnění
Při navrhování elektrické instalace nebo zařízení napájených ze sítě je dobré mít na paměti dva pojmy - odpor zemnění a odpor izolace. Správné uzemnění v elektrických sítích je jedním ze základních prvků bezpečného přenosu a využívání elektrické energie. Navíc ovlivňuje účinnost ochrany proti úrazu elektrickým proudem, přepětí a bleskům. Bez účinného uzemňovacího systému můžeme být vystaveni riziku úrazu elektrickým proudem, nemluvě o možném poškození zařízení.
Měření odporu zemnění se provádí za účelem kontroly technického stavu instalace. Uzemnění je spojení mezi elektrickou instalací nebo zařízením a zemí, také známé jako uzemňovací elektroda. Odpor zemnění závisí především na jednom parametru - rezistivitě půdy.
Shrnutí a doporučení
Systematické testování a kontrola stavu izolace je nezbytná, pokud chceme bezpečně používat instalace a elektrická zařízení. Měření izolace se týká hodnocení kvality izolačních materiálů ve vodičích a elektrických zařízeních. Jeho účelem je zajistit ochranu proti zkratům nebo úrazu elektrickým proudem.
Měření izolačního odporu je jednoduchý, ale velmi efektivní test. Izolační odpor se musí měřit při stejnosměrném napětí. Zaznamenává se odpor izolační pevnosti elektrických vinutí.
V průmyslovém odvětví platí pro zařízení předpisy, které vyžadují izolační odpor 1000 ohmů na volt napětí při teplotě vinutí 25 °C.
| Typ obvodu/zařízení | Zkušební napětí (DC) | Minimální izolační odpor |
|---|---|---|
| Obecná elektrická instalace | dle normy (např. 500V) | 1 MΩ (základní) |
| Obvody s SPD (snížené napětí) | 250V | 1 MΩ |
| Elektromotory (za studena) | dle výrobce (často 500V) | 5 MΩ |
| Zdravotnické prostředky | 500V | dle místních požadavků |
tags: #mereni #izolacniho #odporu #norma #informace