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. Díky testerům izolace snadno provedete kontrolu i revizi izolačního stavu elektrické sítě, její kvality a bezpečnosti, a předejdete tak zbytečným komplikacím, rizikům či snad poruchám a nehodám v důsledku nedostatečné nebo špatné izolace.
IT sítě a jejich specifika
V sítích IT musí být živé části izolovány od země nebo spojeny se zemí přes dostatečně vysokou impedanci. Toto spojení může být provedeno buď v nulovém nebo středním bodě sítě, nebo v umělém nulovém bodě. Umělý nulový bod může být přímo spojen se zemí, jestliže výsledná impedance proti zemi je při frekvenci sítě dostatečně vysoká. Jestliže nulový nebo střední bod neexistuje, může se přes velkou impedanci uzemnit vodič vedení. Příklady IT sítí jsou elektrické instalace, mobilní generátory a zařízení pro bezpečnostní účely.
Hlídače izolačního stavu (IMD)
Hlídače izolačního stavu (IMD) sledují odpor izolované sítě IT vůči ochrannému vodiči PE. Pokud poklesne izolační odpor pod nastavenou hodnotu, reaguje tento přístroj přepnutím výstupu a optickou signalizací. Stavy, které se hodnotou vejdou (odpor vyšší, než nastavená hodnota) do nastaveného limitu, signalizuje hlídač zelenou kontrolkou.
Instalace a zapojení IMD
- Hlídač izolačního stavu (IMD) musí být v síti IT instalovaný podle požadavku čl. 411.6.3.1 normy ČSN 33 2000-4-41 ed.
- Tam, kde je rozveden nulový vodič, tak může být IMD spojen s nulovým vodičem. V takovém případě nesmí být do tohoto nulového vodiče zařazen žádný přístroj na ochranu před nadproudy.
- Hlídač izolace (IMD) musí být zapojen symetricky nebo jednopólově mezi živé vodiče a zemi, nebo připojení ochranného vodiče PE, nebo jiný referenční bod ekvipotenciálního pospojování.
- Kde není nulový bod rozvedený, může být svorka pro připojení vodiče vedení (tj. k vodiči vedení).
- Jestliže ve vícefázové síti je IMD zapojen mezi jeden vodič vedení (fázový vodič) a zemi, musí být schopný vydržet alespoň sdružené napětí (napětí mezi fázemi) přiložené mezi jeho svorku pro vodič vedení a svorku uzemnění. Toto napětí se objeví mezi těmito dvěma svorkami v případě jednotlivé izolační poruchy na jiném vodiči.
- U stejnosměrných instalací musí být svorka (svorky) vodiče (vodičů) vedení (krajního vodiče) spojeny buď přímo se středním bodem, pokud takový existuje, nebo s jedním nebo se všemi napájecími vodiči.
- Napájecí obvod IMD musí být spojený buď s instalací v tom samém obvodu, ve kterém je připojovací bod svorky pro vodič vedení (fázový nebo krajní vodič), a co nejblíže k začátku sítě nebo k pomocnému zdroji.
- Bod připojení k instalaci musí být zvolen takovým způsobem, aby byl IMD schopný monitorovat izolaci instalace při veškerých pracovních podmínkách.
- Kde je instalace napájena z více než jednoho zdroje a zdroje jsou zapojeny paralelně, musí být na každý zdroj použit jeden IMD za předpokladu, že tyto IMD jsou vzájemně blokovány tak, aby se sítí zůstal propojen vždy pouze jeden IMD. Všechny ostatní hlídače izolačního stavu (IMD) monitorují odpojený zdroj, aby bylo možno tento zdroj opět připojit, aniž by se na něm vyskytovala izolační porucha.
Nastavení a signalizace IMD
- Hlídače izolačního stavu (IMD) musí být také schopny měřit izolační odpor sítě, i jestliže jsou v poruchovém proudu přítomny stejnosměrné složky, které jsou způsobované elektronickými zařízeními, např. usměrňovači nebo měniči.
- Jestliže systém, který má být monitorován, obsahuje stejnosměrné složky (způsobované elektronickými zařízeními), IMD musí obsahovat výběr hodnot pro nastavení a být seřízeny tak, aby to vyhovovalo příslušné instalaci.
- Jestliže pracují normálně s maximálním připojeným zatížením, musí být IMD seřízen na nejnižší hodnotu odpovídající normální izolaci sítě.
- Hodnota 100 Ω/V (300 Ω/V pro předběžnou výstrahu) jmenovitého napětí sítě je příkladem obvyklého nastavení hodnot.
- Jestliže jsou hlídače izolačního stavu (IMD) instalovány v místech, ve kterých mají přístup k jejich používání osoby jiné než poučené (BA4) nebo znalé (BA5), musí být hlídače instalovány takovým způsobem, aby nebylo možné upravit jejich nastavení s výjimkou použití klíče, nástroje nebo hesla. Nastavení IMD musí být seřízeno osobami poučenými (BA4) nebo znalými (BA5).
- Snížení izolační úrovně musí být indikováno místně buď vizuálním, nebo zvukovým signálem s možností dálkové indikace.
Moderní přístupy k měření izolačního stavu
Měření s plynulým nárůstem napětí (RAMP)
Přístroj je vybaven i funkcí plynulého nárůstu napětí, kdy se napětí při měření postupně zvyšuje plynule až do předem nastavené hodnoty s tím, že je možno nastavit omezení proudu tak, aby nedošlo k poškození izolace. Proto je měření RAMP užitečné pro nalezení bodů selhání izolace bez způsobení vážného poškození. Při tomto testu se zobrazuje hodnota poruchového napětí, před tím, než dojde k porušení izolace (průrazu), kdy se zastaví měření a zobrazí se napětí, které způsobilo poruchu. Při tomto měření přístroj pokračuje v měření, i když je detekována porucha, dokud protékající proud nedosáhne přednastavené hodnoty.
Koeficient dielektrické absorbce (DAR) a polarizační index (PI)
Při měření izolace se automaticky vypočítávají hodnoty PI / DAR a zobrazí. Index polarizace PI a koeficient dielektrické absorbce DAR hodnotí rychlost ztráty náboje izolace. Tato metoda hodnocení se obvykle používá při diagnostice vícevrstvých izolací, které vyžadují, aby přístroj změřil vybíjecí proud a kapacitu měřeného objektu 1 minutu po odstranění zkušebního napětí.
Čtěte také: Moderní metody větrání v nízkoenergetických stavbách
Monitorování vypnutých obvodů
Monitorování vypnutých obvodů může být prováděno v sítích TN, TT a IT vybavených hlídači izolačního stavu (IMD) za předpokladu, že se IMD automaticky deaktivuje, jakmile se aktivuje bezpečnostní zařízení. Nutným předpokladem k tomu je, že monitorované elektrické obvody budou izolovány od všech pólů sítě. Toto je možno uplatnit například u obvodů obsahujících bezpečnostní zařízení, které je normálně odpojeno, aby se zajistilo, že bezpečnostní zařízení může fungovat, když na jeho funkci v případě nebezpečí nepůsobí zdroj.
Lokalizace poruch izolace
Jestliže síť IT byla zvolena proto, aby byla zajištěna kontinuita provozu sítě, doporučuje se kombinovat IMD s přístroji umožňujícími lokalizovat poruchu na straně zátěže. Přístroje pro lokalizování poruchy musí odpovídat normě EN 61557-9.
Systém EDS vyvinutý firmou Bender tvoří hlídač izolačního stavu s integrovaným generátorem pulzů iso685-D-P, vyhodnocovací jednotky EDS440/441 a měřicí proudové transformátory. Celý systém je navržen jako stavebnice, která se přizpůsobí téměř jakékoliv aplikaci, a to jak z hlediska počtu a průřezu monitorovaných vodičů, tak z hlediska složitosti sítě. Instalace systému je možná i v sítích, kde dochází ke složitému propojování přívodů a vývodů, tak i v izolovaných DC soustavách s diodovou vazbou pro zálohované napájení vývodů.
Princip lokalizačního systému Bender
Systém společnosti Bender využívá proudových pulzů pro vyhledávání poruch. Hlídač izolačního stavu iso685-D-P trvale monitoruje hodnotu izolačního stavu sítě. V případě vzniku poruchy se automaticky začnou generovat testovací proudové impulzy, které jsou následně detekovány měřicími proudovými transformátory a vyhodnocovány lokalizačními jednotkami EDS. Překročí-li lokalizační proudový impulz nastavenou hodnotu odezvy ve vyhodnocovací jednotce EDS pro daný měřicí transformátor, systém signalizuje poruchu izolačního stavu na příslušném vývodu. Hlídače izolačního stavu a systémy pro vyhledávání poruch izolace od společnosti Bender přináší ucelené a sofistikované řešení pro zvýšení spolehlivosti a dostupnosti izolovaných soustav.
Doplnění systému o moduly
HAKEL vyrábí a dodává na trh více přístrojů tohoto zaměření. Pro aplikace, kde je zapotřebí monitorovat průběžně tepelné, ev. proudové přetížení IT-transformátoru (především ve zdravotnictví), jsou učeny moduly TOM (Temperature & Overload Module), moduly dálkové signalizace MDS10T-Tango a proudové snímací transformátory TAR. Základem celého monitorovacího systému je minimalizace pořizovacích nákladů na principu stavebnice (zákazník si koupí jen to, co potřebuje).
Čtěte také: technické parametry Eliz EURO 80 SIK/1
- Pro jednofázovou IT-soustavu je možno k jednomu hlídači typu HIS 7… připojit při použití 1 ks modulu TOM a 1 ks TAR až 10 ks modulů MDS bez nutnosti použití dalšího napájecího zdroje.
- Podobně pro třífázovou IT-soustavu se k jednomu hlídači typu HIS … a sadě MDS (max. 10 ks) připojují 3 ks modulů TOM a 3 ks TAR.
Příčiny nízkého izolačního odporu a falešné alarmy
Najít příčinu nízké hodnoty izolačního odporu v izolované soustavě někdy bývá zapeklitý oříšek.
Degradace izolace a vliv prostředí
První kategorie zahrnuje případy, kdy opravdu došlo k degradaci izolace kabelů nebo konektorů, k znečištění rozvodnic a kontaktů. Jedná se zejména o letité instalace, případně o rozvody v náročném prostředí s výskytem prachu, vlhkosti nebo vysokých teplot. Poškozenou izolaci mohou samozřejmě mít také jednotlivé spotřebiče.
Vliv moderních zařízení a špatně zvolených IMD
V moderních průmyslových provozech je dnes běžné použití pohonů s frekvenčními měniči nebo využití nejrůznějších aplikací se střídači a/nebo usměrňovači. Moderní výkonové polovodičové prvky jsou často zdrojem rušivých signálů, které se dříve v izolovaných soustavách nevyskytovaly. Z tohoto důvodu nejsou starší typy hlídačů izolačního stavu odolné např. vůči nízkým nebo vysokým kmitočtům. V případě modernizace výrobní linky mohou být nové spotřebiče příčinou signalizace zhoršeného izolačního stavu. V tomto případě se ale nejedná o závadu izolace, ale o nesprávně aplikovaný přístroj, který může díky zastaralé měřicí metodě udávat nesprávné hodnoty nebo být zdrojem falešných alarmů.
Moderní hlídače izolačního stavu využívají aktivních měřicích metod pro stanovení hodnoty izolačního odporu v monitorované IT soustavě. Výrobci se navíc snaží přizpůsobovat měřicí metody konkrétním aplikacím, je tedy nezbytné přistupovat k výběru přístroje s přihlédnutím ke všem důležitým parametrům monitorované soustavy, jako je typ sítě (AC/DC), jmenovité napětí sítě, možnost výskytu nízkých nebo vysokých kmitočtů, charakter instalovaných spotřebičů, hodnota rozptylové kapacity v síti a další. Špatně zvolený hlídač izolačního stavu může indikovat nesprávnou hodnotu izolačního odporu, případně být zdrojem falešných alarmů.
Chybné instalace IMD
Základní pravidla pro instalaci hlídače izolačního stavu zní: přístroj musí být instalovaný co nejblíže zdroji a v jedné izolované soustavě smí být pouze jeden hlídače izolace. Jednou izolovanou soustavou se přitom myslí celá IT síť až po galvanické oddělení. V praxi se často setkáváme se situací, kdy je provedena modernizace podružného rozváděče. Projektant při návrhu rozváděče zjistí, že se jedná o izolovanou soustavu, a tak do rozváděče navrhne hlídač izolačního stavu. Nicméně v nadřazeném rozváděči, který se ale v projektu neřeší, je hlídač izolačního stavu již instalován. Výsledkem jsou nesprávné hodnoty izolačního stavu indikované oběma přístroji - vznikne totiž situace, kdy si přístroje měří navzájem svoje vnitřní odpory, které se typicky pohybují v řádu 100 kOhm a jsou tedy ve většině případech podstatně nižší, než je skutečná hodnota izolačního odporu dané IT soustavy. Dalším problémem mohou být falešné alarmy, které vznikají vzájemným ovlivňováním vlastního měření obou přístrojů. Moderní hlídače izolačního stavu totiž využívají aktivní měřicí metodu za využití napěťových pulzů superponovaných do monitorované sítě. Přístroj pak může nesprávně vyhodnotit napěťové pulsy generované druhým hlídačem.
Čtěte také: Postupy správného lepení hydroizolace
"Zapomenuté" komponenty
Další potíže, které mohou vznikat při monitoringu izolačního odporu, jsou rovněž spojené s modernizacemi napájecích soustav. Stává se totiž, že při modernizaci jsou v rozvodech „zapomenuty“ například staré voltmetry, které bývají „opřené“ o zem. Nově instalovaný hlídač izolačního stavu v takovém případě měří vnitřní odpor tohoto voltmetru a výsledkem je hodnota izolačního odporu v modernizované IT soustavě v řádech desítek až jednotek kOhm. Je třeba si uvědomit, že veškeré obvody, komponenty a přístroje zapojené mezi aktivní vodiče a zem snižují hodnotu izolačního odporu v dané IT soustavě. Stejný efekt jako „zapomenutý“ voltmetr mohou mít i některé moderní analyzátory kvality sítě připojené do IT sítě za účelem měření spotřeby nebo harmonických.
Nerevidované spotřebiče
Je dobré mít na paměti, že z hlediska hodnoty izolačního odporu jsou si jednotlivé spotřebiče rovnocenné. Dost často se v praxi při vyhledávání poruchy izolace setkáváme s představou, že porucha izolace bude na nějakém „velkém“ spotřebiči, například na frekvenčně řízeném pohonu o výkonu 2 MW. Taková zařízení ale většinou prochází pravidelnými revizemi. Nicméně při měření se následně často ukáže, že závadu způsobuje čerpadlo s výkonem pár kW, které se právě z důvodu zanedbatelného odběru nikdy nerevidovalo.
Přehled vybraných měřičů izolačních odporů
V sortimentu GHV Trading jsou k dispozici specializované a profesionální měřiče izolačních odporů určené pro pravidelnou revizi a údržbu elektrických sítí revizními techniky a odborníky.
| Model | Popis | Zkušební napětí Uzk | Měření izol. odporu | Funkce | Cena bez DPH (orientační) |
|---|---|---|---|---|---|
| C.A 6505 | Měřič izolace | 500, 1000, 2500 a 5000 V (nastavitelné 40 - 5100 V) | do 10 TΩ | Výpočet PI, DAR, měření napětí, kapacity, unikající proudy | |
| C.A 6547 | Měřič izolace | 500, 1000, 2500 a 5000 V (nastavitelné 40 - 5100 V) | do 10 TΩ | Výpočet PI, DAR, DD, měření napětí, kapacity, unikající proudy, alarmy, vyhlazení, komunikace, paměť | 11 670 Kč |
| Fluke 1507 | Tester izolace | 50, 100, 250, 500 a 1000 V | do 10 GΩ | Měření napětí a propojení 200mA, výpočet PI, DAR, vyhodnocení prošel/neprošel | 41 510 Kč |
| MD 15KVR | Digitální tester izolace | 500, 5000, 10000 a 15000 V (nastavitelné 500 - 15000 V) | do 15 TΩ | Výpočet PI, DAR, měření napětí, kapacity, unikající proudy | 118 956 Kč |
| MD 10KVR | Digitální tester izolace | 500, 1000, 5000, 10000 V (nastavitelné 500 - 10000 V) | do 10 TΩ | Výpočet PI, DAR, měření napětí, kapacity, unikající proudy | 95 013 Kč |
| MD 5KVR | Digitální tester izolace | 500, 1000, 2500 a 5000 V (nastavitelné 50 - 5000 V) | do 5 TΩ | Výpočet PI, DAR, měření napětí, kapacity, unikající proudy | 66 424 Kč |
| C.A 6526 | Digitální měřič izolačního odporu | 50, 100, 250, 500 a 1000 V | do 200 GΩ | Měření U, I, R, T, F, C, výpočet PI, DAR, vyhodnocení prošel/neprošel, paměť a Bluetooth komunikace | 20 010 Kč |
| GIGATESTpro | Měřič izolačních odporů | Tester izolace kombinovaný s měřičem přepěťových ochran s integrovanou vyhodnocovací tabulkou | 8 890 Kč | ||
| C.A 6555 | Měřič izolačních odporů | 500, 1000, 2500, 5000, 10 kV a 15 kV (nastavitelné 40 - 15 000 V) | do 30 TΩ | Výpočet PI, DAR, DD, přepočet na ref. teplotu, krokový test, pozvolný nárůst, alarmy, vyhlazení, komunikace, paměť, měření napětí, kapacity, unikající proudy | 172 990 Kč |
| C.A 6545 | Měřič izolačních odporů | 500, 1000, 2500 a 5000 V (nastavitelné 40 - 5100 V) | do 10 TΩ | Výpočet PI, DAR, DD, měření napětí, kapacity, unikající proudy, alarmy, vyhlazení, paměť | 82 840 Kč |
| C.A 6522 | Digitální měřič izolačního odporu | 250 V do 1000 V | do 40 GΩ | Určený pro měření v průmyslovém prostředí v bezpečnostní kategorii CAT IV/600 V (CAT III/1000 V) a s krytím IP54. | 15 550 Kč |
| Fluke 1550C FC | Digitální měřič izolace | do 5 kV | Součástí systému Fluke Connect, stupňovitě narůstající testovací napětí, měření unikajícího proudu, indexu polarizace a dielektrické absorbce. | od 162 560 Kč | |
| C.A 6532 | Digitální měřič izolačního odporu | 50 V a 100 V | od 10 kΩ do 20 GΩ | Určený pro měření v telekomunikacích, uložení měření do paměti a přenosu do obslužného SW pomocí Bluetooth. | 23 940 Kč |
| C.A 6549 | Měřič izolačních odporů | 500, 1000, 2500 a 5000 V (nastavitelné 40 - 5100 V) | do 10 TΩ | Výpočet PI, DAR, DD, přepočet na ref. teplotu, krokový test, alarmy, vyhlazení, komunikace, paměť, měření napětí, kapacity, unikající proudy | 114 010 Kč |
| C.A 6534 | Digitální měřič izolačního odporu | od 10 V do 500 V | od 2 kΩ do 50 GΩ | Určený pro měření v elektronice, uložení měření do paměti a přenosu do obslužného SW pomocí Bluetooth. | |
| C.A 6536 | Digitální měřič izolačního odporu | nastavitelné od 10 V do 100 V s krokem 1 V | od 2 kΩ do 20 GΩ | Určený pro měření v letectví a armádě (palivové nádrže, pitotovy trubice). | 22 330 Kč |
| Fluke 1555C FC | Digitální měřič izolace | do 10 kV | Součástí systému Fluke Connect, stupňovitě narůstající testovací napětí, měření unikajícího proudu, indexu polarizace a dielektrické absorbce. | od 179 210 Kč | |
| ΩMegaSafe ISO 1 Ex | Měřič izolačního odporu | do 500 V | do 2 TΩ | Digitální tester izolačních odporů s displejem. Měření napětí do 500 V AC/DC. Pro použití do výbušných prostorů. | 31 410 Kč |
| C.A 6550 | Měřič izolačních odporů | 500, 1000, 2500, 5000 a 10 kV (nastavitelné 40 - 10 000 V) | do 25 TΩ | Výpočet PI, DAR, DD, přepočet na ref. teplotu, krokový test, pozvolný nárůst, alarmy, vyhlazení, komunikace, paměť, měření napětí, kapacity, unikající proudy | 142 360 Kč |
| C.A 6541 | Digitální měřič izolačního odporu | do 1000 V | do 4 TΩ | Digitální tester izolačních odporů s podsvětleným displejem a bargrafem. Měření napětí do 1000 V AC/DC. Měření odporu, kapacity a propojení. | 39 470 Kč |
| C.A 6543 | Digitální měřič izolačního odporu | do 1000 V | do 4 TΩ | Digitální tester izolačních odporů s podsvětleným displejem a bargrafem. Měření napětí do 1000 V AC/DC. Měření odporu, kapacity a propojení. Propojení s PC. | 57 240 Kč |
| Fluke 1577 | Tester izolace a multimetr | Kombinuje digitální tester izolačního stavu s plnohodnotným TRMS digitálním multimetrem do jednoho kompaktního ručního přístroje. | 25 620 Kč |
tags: #zpusob #mereni #izolacniho #stavu #generatoru #v