Руководство по определению сопротивления изоляции в электронагревателях

Электронагревательные приборы широко применяются в быту, промышленности, на транспорте. Это электрические плиты, духовые шкафы, кипятильники, чайники, утюги, обогреватели, сушилки, тэны, калориферы и другое оборудование. Принцип действия приборов основан на нагревании спиралей, ТЭНов, резисторов при протекании через них электрического тока. Благодаря эффекту Джоуля-Ленца, электрическая энергия трансформируется в тепловую, повышая температуру нагревателя до рабочих значений. Термоэлементы в процессе работы находятся под напряжением и имеют опасный для жизни электрический потенциал. Критически важно надежно изолировать их от возможного контакта с человеком.

Что представляет собой изоляция нагревательных элементов

Для изоляции токоведущих частей применяются специальные материалы - керамика, слюда, стекло, различные полимерные композиции. Они наносятся на поверхность резисторов в виде покрытий, оболочек, пропиток.

Материалы диэлектриков обладают исключительно высоким удельным сопротивлением, которое в миллионы и миллиарды раз превышает сопротивление металлов. Поэтому они практически не проводят электрический ток. Это свойство используется для создания надежного барьера между токоведущими частями и корпусом, человеком. Качество изоляции напрямую влияет на электробезопасность всего прибора в целом. Поэтому к ней предъявляется целый ряд жестких требований:

• термостабильность при длительном воздействии высоких температур;
• стойкость к воздействию влаги, масел, растворителей, кислот;
• механическая прочность на разрыв, истирание, удары;
• высокие диэлектрические показатели;
• длительный срок службы без физического старения.

В зависимости от условий работы подбирают оптимальные материалы, отвечающие необходимым требованиям.

Зачем нужно точно знать значение сопротивления изоляции

В процессе длительной эксплуатации изоляция подвергается интенсивному воздействию высоких температур, вибраций, механических нагрузок, агрессивных сред. Со временем это приводит к её постепенному износу и старению.

Основной количественной характеристикой качества изоляции является её электрическое сопротивление. Чем выше данный параметр, тем лучше изоляционный материал выполняет свои функции и препятствует протеканию тока. С ухудшением изоляционных свойств под воздействием негативных факторов её сопротивление закономерно снижается. Поэтому периодически необходимо проводить измерение величины сопротивления изоляции нагревательных элементов.

Від чого відбувається псування ізоляції

Это позволяет:

• оперативно оценить текущее техническое состояние диэлектрического покрытия;
• заблаговременно выявить опасное снижение сопротивления изоляции на ранних стадиях;
• своевременно отремонтировать изоляцию или заменить неисправные нагреватели;
• не допустить возникновения аварийных режимов работы оборудования;
• исключить риски утечки рабочего тока в корпус и опасного поражения персонала.

Регулярный контроль величины сопротивления изоляции является обязательным условием для обеспечения стабильной и безопасной работы электронагревателей.

Основные факторы, оказывающие воздействие на сопротивление изоляции

Сюда входит целый комплекс разнообразных факторов, а именно:

• исходное качество и свойства применённых изоляционных материалов;
• температурные режимы эксплуатации нагревателей;
• механические вибрации, удары, давление на диэлектрик;
• агрессивность среды, наличие влаги, кислот, щелочей;
• электрические нагрузки на изоляцию, возникновение перенапряжений;
• естественное старение, фактический износ материалов со временем;
• наличие различных загрязнений, отложений, накипи на поверхности.

В зависимости от действия различных факторов сопротивление изоляции может как снижаться, так и наоборот повышаться. Например, попадание влаги и загрязнений резко уменьшают сопротивление; а нагревание и сушка изоляции – повышают это значение.

Как на практике определяется сопротивление изоляции

Для замера сопротивления изоляции электронагревателей применяются специальные электроизмерительные приборы - мегаомметры или измерители изоляции. Они генерируют высокое испытательное напряжение от 100 В до 1000 В, после чего измеряют ток утечки через диэлектрическую поверхность.

 

Порядок выполнения измерений сопротивления изоляции такой:

• обесточить сетевые приборы и оборудование, отключив от подачи электроэнергии;
• соединить измерительные провода мегаомметра с проверяемыми токоведущими частями и корпусом;
• включить прибор и провести измерения испытательным напряжением 500-1000 В;
• выписать не менее трёх численных значений сопротивления с интервалами 2-3 минуты для стабилизации;
• рассчитать среднее арифметическое значение;
• сравнить полученный результат с допустимыми нормативами;
• сделать вывод о пригодности изоляции к дальнейшей эксплуатации.

Замеры всегда сверяют с нормативными значениями допустимого сопротивления изоляции.

Величина минимально возможного сопротивления изоляции нагревательных элементов регламентируется соответствующими нормами.

1. Для бытовой электротехники - не менее 0,5 Мом.
2. Для промышленных электронагревателей - не менее 2 Мом.
3. Для силовых трансформаторов - не менее 100 Мом.

Если измеренное значение окажется ниже нормы - это свидетельствует об ухудшении изоляции и необходимости её восстановления или замены.

Как восстановить работоспособность нагревателя при низком сопротивлении изоляции

Получение заниженных показаний при замере сопротивления изоляции электронагревателя является довольно распространенной ситуацией. Однако такое положение дел - не приговор. Существуют эффективные способы вернуть работоспособность нагревателю и повысить изоляцию до нормы.

Вводить в работу нагреватель с низким сопротивлением изоляции недопустимо. В таком состоянии он не сможет выдержать рабочие нагрузки по напряжению и силе тока. Высок риск возникновения короткого замыкания на корпус и повреждений.

Основной причиной снижения изоляции является попадание влаги в токоведущие части нагревателя. Под воздействием воды происходит преобразование оксида магния MgO, который используется для изоляции, в гидроксид магния Mg(OH)₂. Последний обладает пониженным сопротивлением и утрачивает изолирующие свойства.

Для восстановления нагревателя необходимо устранить влагу методом термообработки. Нагреватель помещается в сушильный шкаф и выдерживается при температуре 120°C не менее 6 часов. Теплый воздух отжигает влагу, гидроксид магния вновь преобразуется в оксид.

После сушки следует повторно измерить сопротивление изоляции. Если показатель по-прежнему ниже нормы, процесс сушки повторяют до полного удаления влаги. В сложных случаях может потребоваться до 40 часов отжига.

Когда сопротивление выше нормы – безопасная работа обеспечена

Избыточно высокие значения сопротивления изоляции, в отличие от заниженных, не являются проблемой. Это свидетельствует об исправном состоянии нагревателя и отсутствии влаги в изоляции.

Высокие показатели сопротивления – «зеленый свет» для ввода нагревателя в эксплуатацию. Он способен выдерживать рабочие нагрузки по напряжению и току, риски коротких замыканий исключены.

Получение завышенных значений сопротивления изоляции при измерениях - повод для облегчения. Это подтверждает исправность нагревательного элемента и возможность его безопасной эксплуатации.

Регулярно выполняйте замер сопротивления изоляции перед вводом электрооборудования в работу. Это позволит своевременно обнаружить неисправности и предотвратить аварии.

Способы восстановления сопротивления диэлектрика

При снижении измеренного сопротивления изоляции ниже нормативных значений, необходимо выполнить следующие мероприятия по его восстановлению.

1. Устранить видимые механические повреждения изоляционных покрытий, оболочек, шнуров.
2. Тщательно прочистить и обезжирить контактные соединения, клеммные колодки, разъёмы.
3. Произвести сушку нагревательных элементов в сушильном шкафу при температуре 60-120 °С в течение 2-3 часов.
4. Заменить подгоревшие, разбухшие прокладки, уплотнения.
5. Восстановить изоляционное покрытие специальными составами (лак, компаунд).

При значительном физическом износе изоляции произвести полную замену нагревательных элементов на новые. А поможет в этом компания «Интмакс». Грамотное техническое обслуживание и своевременное восстановление изоляции является залогом длительной и безопасной эксплуатации электротехнического оборудования.