Pomiar rezystancji izolacji transformatora

Pomiar rezystancji izolacji transformatora to jedna z najstarszych metod oceny stanu izolacji. Pomiar rezystancji izolacji transformatora jest to badanie nieniszczące (zazwyczaj),

  wykonywane napięciem stałym, przy pomocy induktorowego miernika rezystancji, przy niskich wartościach natężenia pola elektrycznego.

Do oceny rezystancji izolacji służy:

• wartość rezystancji odczytana po określonym czasie, zazwyczaj 15s, 60s, 300s, od chwili podania napięcia,
• zmiana wartości rezystancji izolacji w czasie, np. porównujemy aktualną wartość rezystancji izolacji transformatora z poprzednimi wynikami pomiarów – w ten sposób można wyznaczyć trend pogarszającej się rezystancji izolacji transformatora,
• dla transformatorów olejowych starego typu do oceny może również posłużyć współczynnik absorpcji k_a=R₆₀/R₁₅

Warunki wykonania pomiaru rezystancji izolacji transformatora

Zgodnie z normą PN-69/E-04070 przed pomiarem rezystancji izolacji transformatora należy:

• starannie oczyścić izolatory,
• określić średnią temperaturę izolacji transformatora:
  • W przypadku transformatorów olejowych jako temperaturę izolacji przyjmuje się temperaturę oleju w górnej warstwie po 10 – 15 godzin od zalania transformatora olejem lub od momentu wyłączenia transformatora spod napięcia.
  • Jeżeli czas od wyłączenia transformatora olejowego lub w przypadku transformatorów suchych (izolacja żywiczna) – za temperaturę izolacji przyjmuje się średnią temperaturę uzwojeń określoną metodą oporową.
  • Wg publikacji: Ramowa Instrukcja Eksploatacji Transformatorów, w transformatorach grupy III (olejowych o mocy od 0,4 do 2,5 MVA) jako temperaturę uzwojeń można przyjąć temperaturę kadzi mierzoną przez dotyk na 2/3 wysokości kadzi.
  • W transformatorach żywicznych, z doświadczenia własnego, można się posłużyć metodą oporową lub wykonać pomiar termowizyjny uzwojeń transformatora i wyznaczyć średnią temperaturę uzwojeń izolacji transformatora.

Pomiar rezystancji izolacji transformatora wykonujemy induktorem o napięciu co najmniej 2,5kV.

Przed każdym pomiarem rezystancji izolacji uzwojenie transformatora należy uziemić na okres około 2 minut.

Odczyt wartości rezystancji izolacji transformatora wykonuje się po upływie: 15s i 60s od chwili włączenia napięcia pomiarowego a dla transformatorów o mocy powyżej 2,5MVA dodatkowo po upływie 300s.

Układy pomiarowe rezystancji izolacji transformatora

Dla transformatorów dwuuzwojeniowych wykonuje się pomiary w układach:

• Uzwojenie GN względem uziemionego uzwojenia DN i kadzi.
• Uzwojenie DN względem uziemionego uzwojenia GN i kadzi.
• Uzwojenie GN względem uzwojenia DN (z ekranem).
• Oraz opcjonalnie uzwojenie GN i DN względem uziemionej kadzi.

Schematy układów do pomiarów rezystancji izolacji transformatora przedstawiono na poniższych rysunkach.

Rys. 1. Uzwojenie GN względem uziemionego uzwojenia DN i kadzi.

Transformator dwuuzwojeniowy – schemat układu do pomiaru rezystancji izolacji uzwojenia górnego napięcia względem uziemionego uzwojenia dolnego napięcia i kadzi.

---

Rys. 2. Uzwojenie DN względem uziemionego uzwojenia GN i kadzi.

Transformator dwuuzwojeniowy – schemat układu do pomiaru rezystancji izolacji uzwojenia dolnego napięcia względem uziemionego uzwojenia górnego napięcia i kadzi.

---

Rys. 3. Uzwojenie GN względem uzwojenia DN.

Transformator dwuuzwojeniowy – schemat układu do pomiaru rezystancji izolacji uzwojenia górnego napięcia względem uzwojenia dolnego napięcia oraz ekranem kontrolnym.

---

Rys. 4. Uzwojenie GN i DN względem kadzi (układ opcjonalny).

Transformator dwuuzwojeniowy – schemat układu do pomiaru rezystancji izolacji uzwojenia górnego i dolnego napięcia względem kadzi. Układ opcjonalny – układ kontrolny układów z rysunku nr 1 i 2.

---

Przeliczanie wyników pomiarów rezystancji izolacji transformatora na temperaturę umowną

Wyniki pomiarów rezystancji izolacji transformatora należy przeliczyć na umowną temperaturę 30^oC, zgodnie z zależnością:

R_iz(30^oC)=k₁R_iz(Θ)

Gdzie współczynnik k₁ wyznaczymy z tabeli:

Temperatura transformatora w czasie pomiaru Θ w oC	15	18	21	24	27	30	33	36	39	42	45
Współczynnik przeliczeniowy k1	0,50	0,57	0,66	0,76	0,87	1,0	1,14	1,32	1,52	1,74	2,0

W przypadku gdy zmierzona temperatura izolacji transformator nie odpowiada wartością z tabeli – należy aproksymować powyższe punkty wykresu i odczytać wynik lub skorzystać z pomocy zawartej w aplikacji mobilnej:

Ocena wyników pomiarów rezystancji izolacji transformatora

Minimalne wymagane wartości rezystancji izolacji transformatora zależą od mocy i rodzaju transformatora.

Wymagana wartość rezystancji izolacji dla transformatorów olejowych o mocy od 0,4 do 2,5 MVA  w temperaturze 30^oC, wynosi:

• powyżej 35 MΩ – w układzie doziemnym,
• powyżej 20 MΩ – transformatory olejowe z konserwatorem na napięcie znamionowe Un > 10kV,
• powyżej 15 MΩ – transformatory olejowe z konserwatorem na napięcie znamionowe Un < 10kV.

Wymagana wartość rezystancji izolacji dla transformatorów suchych zwykłych i kompozytowych, w temperaturze 30^oC, wynosi:

• powyżej 1000 MΩ – żywiczne przy pomiarze GN-DN, GN-K,
• powyżej 20 MΩ – żywiczne przy pomiarze DN-K.

Pomiar rezystancji izolacji transformatorów wymienionych powyżej,  należy wykonywać co 5 lat o ile producent nie zaleci inaczej.

• diagnostyka
• eksploatacja
• pomiary
• rezystancja izolacji
• transformatory