Měření izolačního odporu je klíčovým prvkem pro ověření bezpečnosti a spolehlivosti elektrických instalací a zařízení. Tyto měřiče, známé také jako megaohmmetry, jsou specializované přístroje určené k diagnostice izolačního stavu elektrických sítí a jejich součástí. Díky nim lze snadno provést kontrolu a revizi izolačního stavu, posoudit kvalitu a bezpečnost elektrické sítě a předejít tak zbytečným komplikacím, rizikům či poruchám a nehodám v důsledku nedostatečné nebo špatné izolace.
Požadavky na měření izolačního odporu
Izolační odpor se musí měřit mezi živými vodiči navzájem a mezi živými vodiči a ochranným vodičem spojeným se zemničem. Pro účely této zkoušky se mohou pracovní vodiče spolu navzájem spojit. V praxi může být nutné provádět toto měření během montáže instalace před připojením vybavení.
Měření u obvodů s citlivými zařízeními
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. 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.
Přepěťové ochrany (SPD) a měření izolace
Přestože jsou v tabulce 1 (viz níže) předepsány izolační odpory a zkušební napětí, jsou v instalaci z důvodu ochrany připojených předmětů a zařízení před přepětím stále častěji zařazovány přepěťové ochrany, které předepsané zkušební napětí, které je pro připojené zařízení přepětím, nevydrží. Přepěťové ochrany (SPD) při zvýšení napětí nad provozní hodnotu začnou propouštět proud, který s tím, jak se napětí zvyšuje, roste. To je princip ochrany před přepětím. Měření izolace pomocí napětí, které již vyvolá funkci této ochrany, není možné.
Upřednostňuje se při měření izolačního odporu SPD odpojit nebo podle pokynů výrobce vyjmout moduly z SPD. Pokud však odpojení SPD není prakticky proveditelné (např. v případě pevných zásuvek obsahujících přepěťové ochrany), je možno zkušební napětí pro takové obvody snížit na DC 250 V. Přitom však izolační odpor musí vykazovat hodnotu nejméně 1 MΩ. Některé SPD obsahují indikační obvody, které mohou zkreslit měření izolačního odporu mezi pracovními vodiči.
Čtěte také: Metody měření vlhkosti betonu
Pevně připojené spotřebiče
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.
Izolační odpor a normy (ČSN)
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 1 musí být použita také pro ověření izolačního odporu mezi neuzemněnými ochrannými vodiči a zemí. Nesmíme zapomínat na rozsah platnosti normy ČSN 33 2000-6 - tj. stanovení požadavků pro výchozí a pravidelnou revizi elektrické instalace.
Tabulka 1: Minimální izolační odpory a zkušební napětí
| Jmenovité napětí obvodu (V) | Zkušební stejnosměrné napětí (V) | Minimální izolační odpor (MΩ) |
|---|---|---|
| SELV a PELV | 250 | ≥ 0,5 |
| Do 500 V, včetně FELV | 500 | ≥ 1,0 |
| Nad 500 V | 1000 | ≥ 1,0 |
Skutečné hodnoty izolačního odporu
Otázkou je, zda minimální hodnoty izolačního odporu uvedené v ČSN 33 2000-6 ed. 2 zaručují, že izolace je naprosto v pořádku. 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 1, již může naznačovat, že izolace má některá slabá místa.
Instalace v nepříznivých podmínkách
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 1 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. Takovou instalaci je možné provést např. a ochranným vodičem spojeným se zemničem. Pro účely této zkoušky se mohou pracovní vodiče spolu navzájem spojit.
Měření izolačního odporu u zařízení s malým napětím
Izolační odpory se musí měřit i u zařízení, kde je uplatněna ochrana malým napětím SELV a PELV nebo ochrana elektrickým oddělením. Izolační odpor se bez ohledu na prostředí, ve kterém je instalace situována, doporučuje ověřit i mezi pracovními vodiči navzájem. Měření izolačního odporu je měřením, kterým ověřujeme zařízení i z hlediska požární bezpečnosti.
Čtěte také: Metody měření vlhkosti betonu
Měření izolačního odporu u řídicích a ovládacích obvodů
Z praxe známe, že v určitých případech, a to především u řídicích a ovládacích obvodů elektronických systémů, můžeme změřit izolační odpor pouze u kabelových vedení před zapojením do těchto systémů (binární vstupy, binární výstupy, signalizační obvody, obvody proudových smyček atd.). Tato zařízení jsou výrobky, které jsou vzájemně propojeny a z hlediska bezpečnosti jsou ověřeny ve smyslu zákona č. 22/1997 Sb., o technických požadavcích na výrobky.
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.
Pravidelné revize a technická neproveditelnost měření
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 - řídicí systém prostě zákazník nedovolí vypnout. A naše dobře míněné zásahy do stávajícího zapojení za účelem měření izolačního stavu mohou způsobit poškození nebo poruchu řídicího systému.
Pokud už tato situace nastane, je dle mého lepší v závěru revize uvést tzv. „pravdu skutečného provedení“ - dále uvádím možný popis této situace, který lze uvést např. v závěru revizní zprávy:
Některá měření na řídicím systému SŘTP a určitých částech silového zařízení nebyla z důvodu možného poškození zařízení měřicím 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 řídicích obvodů systému SŘTP.
Čtěte také: Komplexní průvodce měřením vibrací
Ověření bezpečnosti u specifických zařízení
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. 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.
Měření izolačního odporu u elektromotorů
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. Se změnou teploty dochází ke změně hodnoty izolačního odporu. Hodnota izolačního odporu klesá se zvyšující se teplotou. V odborné literatuře se uvádí, že při nízkých teplotách (pod 30°C) stroj začíná absorbovat vlhkost a izolační odpor začíná klesat.
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.
Měření izolačního odporu u elektrického ručního nářadí a svařovacích zařízení
Měření izolačního odporu se provádí u elektrického ručního nářadí a ostatních spotřebičů, které jsou revidovány podle ČSN 33 1600 ed.2, a u svařovacích zařízení kontrolovaných podle ČSN EN 60 974-4. Zdroj měřicího proudu se zapojí mezi spojené pracovní vodiče spotřebiče a přípojné místo PE vodiče k elektrické instalaci. V měřicím obvodu je zapojen ohmmetr, který vyhodnocuje izolační odpor. U spotřebičů třídy II a III je druhý pól měřicího napětí připojen na hrot, který se přiloží k vodivým, dotyku přístupným částem spotřebiče. U svařovacích zařízení se měří izolační odpory mezi PE obvodem a síťovou částí, mezi PE obvodem a svařovacím obvodem a mezi síťovou částí a svařovacím obvodem.
Požadované parametry měřicího zdroje
Požadované parametry měřicího zdroje jsou: I 1mA při U DC 500V po dobu 5s až 10s. Výše uvedené požadavky na měřicí zdroj je třeba chápat tak, že izolační odpory se měří stejnosměrným napětím minimálně 500V (maximálně 750V), přičemž zdroj měřicího napětí musí být natolik „tvrdý“, aby při jeho zatížení proudem 1mA po dobu 5s až 10s nekleslo měřicí napětí pod 500V. Parametry měřicího zdroje jsou stanoveny v souladu s ČSN EN 61557-2 a jsou shodné s požadavky norem pro revize elektrických instalací.
Měřiče izolačního odporu - přehled typů
Měřiče izolačního odporu, nebo také měřiče izolačního stavu, někdy zvané megaohmmetry, jsou specializované revizní přístroje, které se využívají k měření izolačních odporů elektrických zařízení, sítí nebo jejich částí. Široký výběr odolných a snadno použitelných měřičů izolačního stavu je k dispozici pro revize, údržbu, diagnostiku a měření izolačního odporu spolehlivě a automaticky.
Příklady profesionálních testerů izolace
- Analogový tester izolačních odporů: Měření izolačních odporů do 1000 MΩ, zkušební napětí do 1000 V, měření střídavého napětí do 600 V.
- Profesionální tester izolace s testovacím napětím až 5 kV: Rozsah měření do 10 TΩ, vysoký zkratový proud 7 mA, výpočet indexů PI a DAR, měření kapacity, rampový test, nastavitelný filtr a praktická dobíjecí lithiová baterie.
- Tester izolace napětím 1000 V až 10 kV: Maximální měřicí rozsah 2 TΩ.
- Tester izolace napětím v rozsahu 500 V až 5 kV.
- Kyoritsu KEW 3125B - Měřič izolace: Digitální měřič izolačního odporu s napětími 500 V, 1 000 V, 2 500 V a 5 000 V. Měří odpory do 1 TΩ a vyhodnocuje polarizační index DAR a PI. Je vybaven 4 měřícími rozsahy napětí a je schopen dodávat větší proudy nezbytné pro měření na dlouhých kabelových vedeních.
- Megabras MD 10KVR - Digitální tester izolace 10 kV: Měřič izolace do 10 TΩ, testovací napětí 500, 1000, 5000, 10000 V, nastavitelné testovací napětí.
Parametry měřičů izolace
Moderní měřiče izolačního odporu nabízejí širokou škálu funkcí a parametrů, které umožňují detailní analýzu izolačního stavu:
- Zkušební napětí Uzk: Od nízkých hodnot (např. 10 V) až po vysoké (až 15 kV), často nastavitelné v širokém rozsahu.
- Měření izolačního odporu: Rozsahy se pohybují od několika ohmů až po desítky teraohmů (TΩ).
- Měření střídavého napětí (U AC): Typicky do 600 V nebo 1000 V.
- Měření stejnosměrného napětí (U DC): Typicky do 500 V nebo 1000 V.
- Unikající proudy: Měření proudů, které protékají izolací.
- Index polarizace PI a koeficient dielektrické absorbce DAR: Parametry pro hodnocení stavu izolace.
- Koeficient vybíjení dielektrika DD.
- Kapacita.
- Teplota.
- Odpor a test propojení (200 mA).
- Zobrazení průběhu R(t): Grafické zobrazení izolačního odporu v závislosti na čase.
- Vyhlazení, automatické vybití, ALARM, časovač.
- Podsvětlený displej, dobíjecí baterie, paměť, rozhraní (např. Bluetooth), stupeň krytí IP.
tags: #mereni #izolacniho #smycky #informace